Jedną z pierwszych rzeczy, jakich uczy się każdy student HVAC/R jest to, że urządzenia klimatyzacyjne nie wytwarzają chłodnego powietrza. Wszystkie systemy chłodnicze działają poprzez przenoszenie ciepła, przesuwając je z wyznaczonego obszaru do innego, chłodząc w ten sposób wyznaczony obszar i odwracając naturalny przepływ ciepła poprzez zastosowanie energii. Sposób, w jaki to się dzieje, różni się jednak w zależności od czterech różnych typów systemów chłodniczych.

Jakie są różne typy systemów chłodniczych?

Choć cztery typy systemów chłodniczych mają wiele podobieństw, mają też równie wiele różnic. Aby pomóc Ci wyprzedzić krzywą, podzieliliśmy każdy z nich na kilka podsumowań poniżej.

Mechaniczno-sprężarkowe układy chłodnicze

Najpowszechniej stosowaną metodą cyklu chłodniczego jest sprężanie mechaniczne. Ma ona zastosowanie zarówno w klimatyzacji, jak i w chłodnictwie komercyjnym i przemysłowym.

Jak sama nazwa wskazuje, tego typu systemy przekazują ciepło poprzez mechaniczne sprężanie czynnika chłodniczego do postaci zimnej cieczy o niskim ciśnieniu i rozprężanie go do gorącego gazu o wysokim ciśnieniu. Czynniki chłodnicze to substancje, które mogą wrzeć w szerokim zakresie temperatur po zastosowaniu lub usunięciu ciśnienia.

Jak wszystkie ciecze, absorbują one ciepło podczas wrzenia w gaz i uwalniają je podczas skraplania z powrotem w ciecz.

Podstawowe elementy procesu dotyczą przenoszenia czynnika chłodniczego ze strony niskociśnieniowej układu zamkniętego na stronę wysokociśnieniową. Ciekły czynnik chłodniczy wrze w temperaturze 40°F po stronie niskociśnieniowej i absorbuje ciepło z ciepłego powietrza wewnętrznego.

Po stronie wysokociśnieniowej systemu, ciepło przemieszcza się z par czynnika chłodniczego o temperaturze 110°F do chłodniejszego powietrza zewnętrznego, a proces powtarza się.

Chłodnictwo absorpcyjne

Ciepło jest również przenoszone w absorpcyjnych systemach chłodniczych poprzez sprężanie i rozprężanie czynnika chłodniczego.

Systemy te opierają się na procesie absorpcji i ciepła, zamiast na zasilanej elektrycznie sprężarce mechanicznej, aby przenieść czynnik chłodniczy ze strony niskociśnieniowej na stronę wysokociśnieniową. W przeciwieństwie do układów chłodniczych z kompresją mechaniczną, w których jako czynnika chłodniczego używa się zwykle R-22 i R-410A, w absorpcyjnych układach chłodniczych stosuje się czynniki chłodnicze, które przyciągają i pochłaniają inne substancje.

Na przykład w mieszkaniowych agregatach chłodniczych HVAC często stosuje się amoniak jako czynnik chłodniczy i wodę jako absorbent. Woda znajduje się w elemencie zwanym absorberem, gdzie zasysa amoniak ze strony niskociśnieniowej układu i usuwa ciepło podczas jego pochłaniania. Pompa przesyła roztwór wodno-amoniakalny do generatora, który go gotuje, oddzielając amoniak od wody przed wysłaniem go na stronę wysokiego ciśnienia.

Oprócz procesu absorpcji, ciepło jest również wykorzystywane do przemieszczania czynnika chłodniczego w całym systemie. Ciepło może pochodzić z gorącej wody, pary, gazu ziemnego lub innych źródeł paliwa.

Chłodzenie wyparne

W przeciwieństwie do omówionych powyżej mechaniczno-kompresyjnych i absorpcyjnych systemów chłodniczych, chłodzenie wyparne nie wykorzystuje tradycyjnego cyklu chłodniczego. Zamiast tego, jednostki te, często nazywane chłodnicami bagiennymi, chłodzą cieplejsze powietrze zewnętrzne przez przedmuchiwanie go przez nasączone wodą podkładki, gdy wchodzi ono do domu.

Woda absorbuje ciepło z powietrza i odparowuje. Chłodniejsze powietrze jest kierowane do domu, a ciepłe powietrze z niego.

Chłodnice wyparne mogą obniżyć temperaturę powietrza o 15° do 40°F, ale najlepiej sprawdzają się w suchym klimacie, np. w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Są one również mniej kosztowne w instalacji i zużywają około jednej czwartej energii centralnych klimatyzatorów.

Chłodnictwo termoelektryczne

Termoelektryczne systemy chłodnicze są unikalne od trzech innych typów chłodnictwa w tym, że nie używa się w nich czynnika chłodniczego ani wody. Systemy te wykorzystują prąd elektryczny i termoparę.

Termopara składa się z dwóch różnych drutów metalowych, które są połączone na obu końcach. Izolacja oddziela resztę przewodów od siebie. Kiedy prąd jest skierowany na termoparę, jeden koniec stanie się gorący, a drugi chłodny.

Odwrócenie kierunku prądu ma wpływ na zamianę zimnych i gorących połączeń. Gorący koniec jest zwykle umieszczany poza obszarem, który ma być chłodzony, z dołączonym radiatorem, aby utrzymać tę samą temperaturę co otaczające powietrze.

Zimna strona, która jest poniżej temperatury pokojowej, jest umieszczana w obszarze, który ma być chłodzony, przyciągając ciepło z powietrza.

Ten typ chłodzenia jest zwykle używany do małych obciążeń chłodzących, które mogą być trudno dostępne, takich jak systemy elektroniczne.

Szeroki świat chłodnictwa

Chłodnictwo jest tylko jedną częścią całego przemysłu zbudowanego wokół utrzymywania komfortowego i zdrowego powietrza w pomieszczeniach, zwanego ogrzewaniem, klimatyzacją, wentylacją i chłodnictwem (HVAC/R).

Cały wszechświat nauki istnieje za sposobami działania chłodnictwa, aby utrzymać świat w chłodzie. Dowiedz się więcej faktów o tym, jak działa chłodnictwo.

.