Spojená škola Juraja Henischa

Gymnázium, SOŠ polytechnická, Slovenská 5, Bardejov

Nástroje používateľa

Nástoje správy stránok


studium:odborne_predmety:vyu:elektricke_chladenie

Elektrické chladenie

Princípom elektrického chladenia je prečerpávanie tepla. Teplo odoberáme vychladzovanej látke alebo priestoru a prenášame ho do inej látky, ktorá sa otepluje. Teplo, ktoré odvedieme za 1 sekundu, označujeme ako chladiaci výkon (W). Základnou súčasťou chladiacich zariadení, chladiarní, mraziarní a chladničiek je chladiaca sústava. Je to taká sústava, ktorá je schopná absorbovať (pohlcovať) teplo zo studeného zdroja a odovzdať ho teplému zdroju. Najpoužívanejšie chladiace sústavy: kompresorová (skvapalnenie stlačením – kompresiou) absorpčná (pohltením – absorpciou) polovodičová

Chladničky

Chladničky sú tepelne izolované skrine vychladzované chladiacim zariadením. Kompresorová chladnička V chladiacom okruhu kompresorovej chladničky sa uskutočňuje nasledujúci chladiaci obeh: látka vykonávajúca chladiaci obeh v chladiacom okruhu sa najskôr v plynnom stave stláča v kompresore, potom sa skvapalňuje v kondenzátore a nakoniec sa za redukčným ventilom odparuje vo výparníku.

Chladiaca sústava sa teda skladá:

  • - z kompresora,
  • - kondenzátora,
  • - redukčného ventilu
  • - výparníka.

Principiálna schéma kompresorovej chladničky:

Obr. Kompresorová chladnička

  • 1 – kompresor
  • 2 – kondenzátor
  • 3 – redukčný ventil
  • 4 – výparník
  • 5 – ventil počas nasávania
  • 6 – ventil počas výtlaku
  • ← ochladzuje
  • → teplo sa odvádza

Kompresor nasáva z výparníka pary chladiaceho média a stláča ich. Stláčaním sa teplota chladiaceho média zvyšuje. Potom kompresor vytláča chladiace médium do kondenzátora. Kondenzátor tvorí sústava rúrok s chladiacimi rebrami. V kondenzátore sa chladiace médium ochladzuje, pary chladiaceho média sa skvapalňujú a uvoľnené teplo sa odovzdáva prostredníctvom rebier kondenzátora do okolia. Skvapalnené chladivo sa vracia cez redukčný ventil do výparníka, kde sa vyparuje (prechádza z kvapalného do plynného stavu) a celý proces sa znova opakuje.

Ako chladiace médium sa používa: Skvapalnený čpavok NH3 Poznámka: Výparník je uložený v chladiacom priestore chladničky. Vo výparníku sa vyparuje tekutina (napr. skvapalnený čpavok) a tým odoberá teplo v chladničke a čpavok teda chladí. Redukčný ventil – redukuje vysoký tlak kvapaliny z kondenzátora na nízky tlak vo výparníku. Piestový kompresor – chladničky poháňa jednofázový indukčný motor.

Kontrolná otázka č. 1 Na čom je založené umelé chladenie? Umelé chladenie je založené na fyzikálnom poznatku, že kvapalina, ktorá sa vyparuje, berie teplo zo svojho okolia, čím klesne teplota okolia. Vyparujúca sa tekutina teda chladí. Ak necháme vhodnú tekutinu s nízkou teplotou varu odparovať sa v rúrkach chladničky, ochladí sa vzduch a potraviny uložené v chladničke. Vyparenú tekutinu treba zase skvapalniť, aby sa mohla vypariť, a tým znovu chladiť. Pary vyparenej tekutiny možno skvapalniť stlačením (kompresiou) alebo pohltením (absorpciou) v pomocnej tekutine.

Podľa toho sú chladničky:

  • - kompresorové
  • - absorpčné

Štáty celého sveta sa snažia spoločným úsilím zabrániť poškodzovaniu ozónovej vrstvy – medzinárodná komisia pre sledovanie opatrení. Medzinárodná dohoda o zákaze používania freónov a ich náhrada látkami, ktoré nespôsobujú zhoršovanie ozónovej vrstvy.

Freóny a halóny sa používajú ako náplne do chladiarenských zariadení, aerosólových sprejov a ako čistiace a hasiace prostriedky. Freóny a halóny rozkladajú ochrannú ozónovú vrstvu Zeme. V horných vrstvách atmosféry reagujú s ozónom, ktorý chráni zemský povrch pred nadmerným dopadom ultrafialových lúčov slnečného žiarenia. Ozón sa mení na kyslík, čím stenšuje ozónovú vrstvu a zväčšuje ozónovú dieru. Preto sa ich používanie v mnohých krajinách obmedzuje a nahrádzajú sa inými látkami bez nežiaducich účinkov.

Tepelné čerpadlo

Pri umelom chladení sa prečerpáva teplo z priestoru chladničky do vonkajšieho priestoru. Toto prečerpávanie tepla môžeme použiť na opačný účel – kúrenie (vykurovanie budov). Princíp tepelného čerpadla spočíva v prečerpávaní tepla. Zdrojom tepla je médium s nízkou teplotou (napr. okolitý vzduch, voda v rieke alebo v studni). Základnou podmienkou je, aby zdroj tepla s nízkou teplotou bol dostatočne veľký.

Obr. Tepelné čerpadlo

Zdrojom tepla je v tomto prípade voda z rieky. Teplo sa prostredníctvom výparníka uloženého v rieke odčerpáva kompresorom do kondenzátora. Kompresor súčasne transformuje teplo odoberané riečnej vode na vyššiu teplotnú hladinu (92 °C). Z kondenzátora sa teplo odovzdáva do vykurovaného priestoru. V okruhu tepelného čerpadla obieha teplonosná látka (teplonosné médium – napr. skvapalnený čpavok a deriváty uhľovodíkov – freón a ledon).

Kvapalina potrebuje na svoju premenu na plynný stav teplo (odoberá ho svojmu okoliu). Čím je tlak kvapaliny nižší, tým nižšia je teplota varu, pri ktorej dochádza k odparovaniu. Naopak čpavok sa skvapalňuje pri tlaku 1,2 MPa a teplote + 32 ºC. Teplonosná látka sa najskôr v plynnom stave stláča v kompresore na 1,6 MPa, čím sa zohrieva na 92 °C. Potom kompresor vytlačí látku do kondenzátora. Pary teplonosnej látky (TL) sa v kondenzátore ochladzujú a skvapalňujú. Uvoľnené kondenzačné teplo sa odovzdáva prostredníctvom rebier kondenzátora do okolia. Kvapalná teplonosná látka potom ide cez redukčný ventil do výparníka. Za redukčným ventilom látka expanduje, (t. j. zväčšuje svoj objem). Jej tlak sa pritom znižuje na 0,45 MPa, a tým sa ochladzuje na nízku teplotu zo 40 °C na 0,5 ºC. Vo výparníku sa látka vyparuje, t. j. prechádza z kvapalného stavu do plynného stavu. Výparné teplo, ktoré potrebuje TL na tento prechod, odoberá z prostredia, v ktorom sa výparník nachádza (riečna voda). Opísané zariadenie vykuruje miestnosť v zime (vyhrievacia sústava). V lete môže miestnosť ochladzovať (chladiaca sústava) – výhoda tepelných čerpadiel – v lete možno zameniť funkciu výparníka a kondenzátora (teplo odvádzané z miestnosti sa odovzdáva vode).

Tepelnú energiu získanú tepelnými čerpadlami možno využívať na vykurovanie, ohrev úžitkovej vody v obytných budovách, školách, plavárňach alebo v priemysle pri sušení dreva, tehál, prádla, potravín. Tepelné čerpadlá sú v porovnaní s klasickým vyhrievaním výhodnejšie, pretože nie sú potrebné sklady palív, spaľovacie zariadenia, komíny, ktoré značne znečisťujú životné prostredie. Tak sa ozdravuje životné prostredie – ovzdušie aj spodné vody v okolí miest, priemyselných objektov.

studium/odborne_predmety/vyu/elektricke_chladenie.txt · Posledná úprava: 21/02/2021 11:25 od aix150