Prilično je teško razumjeti sve na svijetu. A biti profesionalac u svim područjima znanosti i tehnologije gotovo je nemoguće. No, na dežurstvu, u edukativne svrhe ili jednostavno radi podizanja vlastite svijesti, moramo brzo dobiti maksimalnu informaciju o nekom uređaju ili procesu, u jednostavnom i dostupnom obliku za neprofesionalce. U te svrhe postoje takozvani "priručnici za lutke", odnosno za one koji trebaju brzo shvatiti o čemu je riječ i kako to funkcionira. Analizirajmo sličnu uputu i razmotrimo princip rada rashladnog uređaja (za lutke).
Što je ovo
Rashladni uređaj (ili rashladni stroj na drugi način) je jedinica za stvaranje umjetne hladnoće i prijenos iste na odgovarajuću rashladnu tekućinu. Kao takva, u pravilu, djeluje obična voda, rjeđe - slane vode (otopinesoli u vodi). Etimologija riječi odnosi se na engleski jezik, na glagol to chill (engleski) - ohladiti, a imenica nastala od nje chiller (engleski) - cooler. Rashladni uređaji mogu biti dvije različite vrste. Postoji parni kompresijski i apsorpcijski hladnjak. Princip rada svakog od njih značajno se razlikuje.
Uvijek cool
Glavni zadatak svake rashladne jedinice je dobivanje hladnoće u umjetnim uvjetima, odnosno tamo gdje to zbog prirode nije moguće (slobodno hlađenje). Jasno je da zimi neće biti teško ohladiti vodu, uz dubok minus na ulici. Ali što učiniti ljeti, kada je temperatura okoline puno viša nego što nam je potrebno? Ovdje dolazi chiller. Njegov princip rada temelji se na korištenju posebnih medija koje stvaraju određene tvari (rashladna sredstva). Imaju sposobnost preuzimanja topline iz drugog medija (odnosno, hlađenja) tijekom vrenja, prijenosa i otpuštanja u drugi medij tijekom kondenzacije. Tijekom rada rashladnog ciklusa, takva rashladna sredstva mijenjaju svoje fazno (agregatno) stanje iz tekućeg u plinovito i obrnuto.
Izmjenjivači topline
Svaki rashladni stroj može se uvjetno podijeliti u dvije zone: niski i visoki tlak. Bez obzira na tip, svaki rashladnik će uvijek imati dva izmjenjivača topline: isparivač u zoni niskog tlaka i kondenzator u zoni visokog tlaka. Bez ove dvije komponente sustava, rashladni uređaj neće moći raditi. NačeloRad takvih izmjenjivača topline temelji se na toplinskoj vodljivosti (vodljivosti), odnosno prijenosu topline s jednog medija na drugi kroz zid koji razdvaja ova dva medija. Isparivač rashladnog stroja generiranu hladnoću vraća u sustav potrošaču, a kondenzator ili odvodi odvedenu toplinu u okoliš ili je šalje u rekuperaciju (grijanje prve faze opskrbe toplom vodom, podno grijanje i sl.).
Kako radi
Razmislite o standardnom parnom kompresijskom hladnjaku. Princip rada takvog rashladnog stroja teoretski se temelji na Carnotovom ciklusu. Kompresor podiže plin pod tlakom dok istovremeno podiže njegovu temperaturu. Vrući plin pod visokim tlakom dovodi se u kondenzator, gdje sudjeluje u procesu izmjene topline s drugim medijem na nižoj temperaturi. U pravilu je to ili voda (rasonica) ili zrak. Ovdje se plin kondenzira u tekućinu, pri čemu se oslobađa višak topline, predaje rashladnoj tekućini i tako se uklanja od potrošača. Nadalje, tekućina ulazi u uređaj za prigušivanje, gdje se tlak u sustavu smanjuje s odgovarajućim padom temperature. Nakon toga tekućina koja je djelomično uzavrela u ekspanzijskom ventilu (termalni ekspanzijski ventil) ulazi direktno u isparivač, koji je također važan dio sustava chiller-fan coil. Princip rada isparivača sličan je principu rada kondenzatora. Ovdje se odvija izmjena topline između rashladne tekućine (koja prenosi hladnoću u ventilator konvektora) i rashladnog sredstva, koje počinje ključati i istovremeno uzima toplinu iz drugog medija. Nakonplin isparivača ulazi u kompresor i ciklus se ponavlja.
Apsorpcijski rashladni uređaj
Rad kompresora u ciklusu kompresije pare zahtijeva značajnu količinu električne energije. Međutim, već postoji oprema za izbjegavanje ovih troškova. Razmotrite princip rada apsorpcionog hladnjaka. Umjesto kompresora, koristi se sustav tlaka koji se temelji na apsorbentu koji koristi vanjski izvor topline. Takav izvor može biti vruća para, topla voda ili toplinska energija iz izgaranja plina ili drugog goriva. Ova energija se koristi za ispravljanje ili isparavanje apsorbenta, tijekom čega raste tlak rashladnog sredstva i ono se dovodi u kondenzator. Nadalje, ciklus radi slično ciklusu kompresije pare, a nakon isparivača, plinovito rashladno sredstvo se dovodi u izmjenjivač topline-apsorber, gdje se miješa s apsorbentom. Apsorbent koji se koristi je amonijak (u rashladnim uređajima vode i amonijaka) ili litijev bromid (litijev bromid ABCM).
Chiller-Fan Coil System
Princip rada temelji se na pripremi zraka u posebnim izmjenjivačima topline, zatvaračima, fan coil jedinicama (od riječi fan (engleski) - ventilator i coil - spirala), koji se ugrađuju u zračne kanale prije njegovog izravna distribucija u servisirane prostore. Prednost ovakvih sustava u odnosu na centralnu klimatizaciju je u tome što se u svakoj prostoriji mogu održavati različiti parametri zraka.(temperatura, vlaga, pokretljivost), ovisno o namjeni prostorije i proračunu toplinske bilance. I premda se zrak iz dovodne jedinice ponekad propušta kroz zatvarače radi završne obrade, odnosno, baš kao i u sustavu "chiller-fan coil", princip rada opisanih sustava je osjetno drugačiji.
