Maailma kõigest on üsna raske aru saada. Ja olla professionaal kõigis teaduse ja tehnoloogia valdkondades on peaaegu võimatu. Küll aga peame valves, hariduslikel eesmärkidel või lihts alt enda teadlikkuse tõstmiseks hankima kiirelt maksimaalse info mõne seadme või protsessi kohta, lihtsal ja mitteprofessionaalidele kättesaadaval kujul. Nendel eesmärkidel on olemas niinimetatud "mannekeenide käsiraamatud", see tähendab neile, kes peavad kiiresti aru saama, mis on kaalul ja kuidas see töötab. Analüüsime sarnast juhist ja kaalume jahuti (mannekeenide jaoks) tööpõhimõtet.
Mis see on
Jahutusseade (või muul viisil külmutusmasin) on seade kunstliku külma tekitamiseks ja selle ülekandmiseks sobivasse jahutusvedelikku. Sellisena toimib reeglina tavaline vesi, harvemini - soolveed (lahusedsoolad vees). Sõna etümoloogia viitab sellele inglise keelele, verbile jahutama (inglise keeles) - jahutama ja sellest moodustatud nimisõna chiller (inglise keeles) - cooler. Jahutusseade võib olla kahte erinevat tüüpi. Seal on auru kokkupressimise ja neeldumise jahuti. Kõigi nende tööpõhimõte on oluliselt erinev.
Alati lahe
Iga külmutusseadme põhiülesanne on saada külma kunstlikes tingimustes ehk seal, kus seda looduse tõttu teha ei saa (vabajahutus). On selge, et talvel sügava miinusega tänaval vett jahutada pole keeruline. Aga mida teha suvel, kui ümbritseva õhu temperatuur on palju kõrgem, kui vajame? Siin tuleb sisse jahuti. Selle tööpõhimõte põhineb teatud ainete (külmutusagensi) poolt loodud spetsiaalsete kandjate kasutamisel. Neil on keemise ajal võime teisest keskkonnast soojust võtta (st seda jahutada), kondenseerumisel üle kanda ja teise keskkonda vabastada. Jahutustsükli töötamise ajal muudavad sellised külmutusagensid oma faasi (agregaadi) olekut vedelast gaasiliseks ja vastupidi.
Soojusvahetid
Iga külmutusmasina saab tinglikult jagada kaheks tsooniks: madal- ja kõrgrõhkkond. Sõltumata tüübist on igal jahutil alati kaks soojusvahetit: aurusti madalrõhutsoonis ja kondensaator kõrgrõhutsoonis. Ilma nende kahe süsteemi komponendita ei saa jahuti töötada. PõhimõteSelliste soojusvahetite töö põhineb soojusjuhtivusel (juhtivusel), st soojuse ülekandmisel ühest keskkonnast teise läbi neid kahte keskkonda eraldava seina. Külmutusmasina aurusti tagastab tekkinud külma tarbijale süsteemi ning kondensaator kas kastab eemaldatud soojuse keskkonda või suunab selle taaskasutusse (sooja veevarustuse esimese etapi kütmine, põrandaküte jne).
Kuidas see toimib
Kaaluge standardset aurukompressioonjahutit. Sellise külmutusmasina tööpõhimõte põhineb teoreetiliselt Carnot' tsüklil. Kompressor surub gaasi, tõstes samal ajal selle temperatuuri. Kõrgsurve all olev kuum gaas juhitakse kondensaatorisse, kus see osaleb soojusvahetuse protsessis teise madalama temperatuuriga keskkonnaga. Reeglina on see kas vesi (soolvesi) või õhk. Siin kondenseerub gaas vedelikuks, mille käigus eraldub liigne soojus, mis antakse jahutusvedelikule ja eemaldatakse seeläbi tarbij alt. Edasi siseneb vedelik drosselseadmesse, kus rõhk süsteemis langeb vastava temperatuuri langusega. Pärast seda siseneb paisuventiilis (termopaisuventiilis) osaliselt keedetud vedelik otse aurustisse, mis on ka jahuti-ventilaatormähise süsteemi oluline osa. Aurusti tööpõhimõte on sarnane kondensaatori omaga. Siin toimub soojusvahetus jahutusvedeliku (mis kannab külma ventilaatorispiraali) ja külmutusagensi vahel, mis hakkab keema ja võtab samal ajal soojust teisest keskkonnast. Pärastaurusti gaas siseneb kompressorisse ja tsükkel kordub.
Absorptsioonijahuti
Kompressori töötamine auru kokkusurumistsüklis nõuab märkimisväärsel hulgal elektrit. Nende kulude vältimiseks on aga juba olemas varustus. Mõelge absorptsioonijahuti tööpõhimõttele. Kompressori asemel kasutatakse välist soojusallikat kasutavat absorbendipõhist survesüsteemi. Selliseks allikaks võib olla kuum aur, kuum vesi või gaasi või muu kütuse põletamisel tekkiv soojusenergia. Seda energiat kasutatakse absorbendi rektifikatsiooniks või aurustamiseks, mille käigus külmutusagensi rõhk tõuseb ja see juhitakse kondensaatorisse. Edasi toimib tsükkel sarnaselt auru kokkusurumise tsüklile ning peale aurustit juhitakse gaasiline külmutusagens soojusvaheti-absorberisse, kus see segatakse absorbendiga. Absorbendina kasutatakse ammoniaaki (vesi-ammoniaagi jahutites) või liitiumbromiidi (liitiumbromiid ABCM).
Chiller-Fan Coil System
Tööpõhimõte põhineb õhu ettevalmistamisel spetsiaalsetes soojusvahetites, sulgurites, fan coil seadmetes (sõnadest ventilaator (inglise keeles) - ventilaator ja coil - coil), mis paigaldatakse õhukanalitesse enne selle paigaldamist. otsejaotus teenindatavatesse ruumidesse. Selliste süsteemide eelised tsentraalse kliimaseadme ees seisnevad selles, et igas ruumis saab hoida erinevaid õhuparameetreid.(temperatuur, niiskus, liikuvus), olenev alt ruumi otstarbest ja soojusbilansi arvestusest. Ja kuigi toiteplokist väljuv õhk juhitakse selle lõplikuks töötlemiseks mõnikord läbi sulgurite, st nagu "jahuti-ventilaatormähise" süsteemis, on kirjeldatud süsteemide tööpõhimõte märgatav alt erinev.
