Klimat- och kylutrustning - utrustning baserad på drift av kylmaskiner, utformad för att automatiskt bibehålla temperatur och andra luftparametrar ( relativ fuktighet , renhet, lufthastighet) i slutna utrymmen eller värmeisolerade kammare . Även om kyl- och luftkonditioneringsutrustning skiljer sig åt i syfte och bibehållen temperatur, har sådan utrustning en strukturell likhet och gemensamma funktionsprinciper.
Klimatutrustning upprätthåller de nödvändiga parametrarna för en bekväm vistelse för en person från små volymer (till exempel en bilinredning ) till enorma industri-, detaljhandels- och bostadsområden på tiotusentals kvadratmeter. Kylutrustning upprätthåller de parametrar som krävs för långtidsförvaring av livsmedel och andra ändamål. Kylskåp varierar i storlek från kylväskor till kylfartyg och specialrum . På grund av skillnaden i kylvolymer masstillverkas inte klimatutrustning med en kylkapacitet på mindre än 500 watt , medan kylutrustning kan ha en kylkapacitet på mindre än 10 watt.
Det finns utrustning som intar en mellanposition mellan kylning och klimatspeciella luftkonditioneringar för vinkällare . De håller temperaturer upp till +5 °C och har ett inbyggt avfrostningssystem för inomhusenheten, som i kylskåp. .
| Funktionsprincip | Kylutrustning | Klimatutrustning |
|---|---|---|
| kompression | Kylskåp , Kylskåp | Luftkonditionering , Luftkonditioneringssystem, Lufttork |
| absorption | Einstein-kylskåp , iskall boll | absorptionskylare |
| Termoelektrisk | Kylväska , Vattenkylare , Liten bilkylskåp |
Inte tillämpbar |
Den teoretiska grunden som principen om drift av kylskåp bygger på är termodynamikens andra lag . Köldmediegasen i kylskåp går igenom en så kallad omvänd Rankine-cykel , en variant av den omvända Carnot-cykeln . I det här fallet är huvudvärmeöverföringen inte baserad på kompression eller expansion av Carnot-cykeln, utan på fasövergångar - förångning och kondensation. Kyl- och luftkonditioneringsutrustning av lågeffektkompressionstyp har en liknande enhet:
Kompressorn suger in köldmediet i form av ånga från förångaren, komprimerar det (i detta fall stiger temperaturen på köldmediet) och trycker in det i kondensorn. Speciella kylmedelsoljor används för att smörja kompressorn. Det bör noteras att olja och köldmedier R-22, R-12 löser sig väl i varandra. Nyare köldmedier (R-407C, R-410A, etc.) löser inte upp oljor och använder polyesteroljor för att smörja kompressorn . Polyesteroljor är extremt hygroskopiska, de reagerar kemiskt med vatten och sönderfaller.
I kondensorn kyls köldmediet som värms upp som ett resultat av kompression, avger värme till den yttre miljön och kondenserar samtidigt , det vill säga det förvandlas till en vätska som kommer in i strypanordningen.
Flytande köldmedium under tryck kommer in genom en strypanordning (kapillär eller termostatstyrd expansionsventil) in i förångaren, där vätskan avdunstar på grund av en kraftig tryckminskning . I detta fall tar köldmediet bort värme från förångarens innerväggar, på grund av vilken kylning sker.
Sålunda, i kondensorn, under påverkan av högt tryck, kondenserar köldmediet och förvandlas till ett flytande tillstånd, frigör värme, och i förångaren, under inverkan av lågt tryck, kokar det och förvandlas till ett gasformigt tillstånd, absorberar värme.
En termostatisk expansionsventil krävs för att skapa den nödvändiga tryckskillnaden mellan kondensorn och förångaren för att värmeöverföringscykeln ska äga rum. Det låter dig fylla förångarens inre volym korrekt (mest fullständigt) med kokt köldmedium. Expansionsventilens flödesarea ändras när värmebelastningen på förångaren minskar, med en minskning av temperaturen i kammaren minskar mängden cirkulerande köldmedium.
I hushållskylskåp och luftkonditioneringsapparater används oftast en kapillär istället för en expansionsventil. Den ändrar inte sitt tvärsnitt, men stryper en viss mängd köldmedium, beroende på trycket vid inloppet och utloppet av kapillären, dess diameter, längd och typ av köldmedium.
Köldmediets renhet är av stor betydelse: vatten och föroreningar kan täppa till kapillären eller skada kompressorn. Föroreningar kan bildas som ett resultat av korrosion av de inre väggarna i kylrören, och fukt kan komma in när systemet laddas. Därför, vid fyllning, observeras tätheten noggrant; före fyllning evakueras kretsen.
En värmeväxlare finns också vanligtvis för att utjämna temperaturen vid kondensorns utlopp och förångarens utlopp. Som ett resultat kommer ett redan kylt köldmedium in i gasreglaget, som sedan kyls ännu mer i förångaren, medan köldmediet som kommer från förångaren värms upp innan det kommer in i kompressorn och kondensorn. Detta gör att du kan öka kylenhetens kapacitet, samt förhindra att flytande köldmedium kommer in i kompressorn.
Eftersom den huvudsakliga värmeöverföringen inte är baserad på Carnot-cykeln, utan på fasövergångar - förångning och kondensation, är cykeldiagrammet i P- och V-koordinater ( Andrews -diagram ) inte informativt.
Därför är det lämpligt att representera ångkompressionskylningscykeln i termer av T och S ( temperatur och entropi ). Kylskåpets funktion är baserad på den omvända Rankine-cykeln.
Området för rektangeln under segmentet 5-6 till S-axeln ( integralen av funktionen längs förångarens temperaturlinje 1-2) kännetecknar kylkapaciteten . Arean av hela figuren 1-2-3-4-5-6 plus integralen längs linjen 4-5 kännetecknar det arbete som kompressorn lägger ner. [ett]
Ett köldmedium är ett ämne som överför värme från en förångare till en kondensor. För att öka effektiviteten är klimat- och kylutrustning utformad på ett sådant sätt att temperaturen på köldmediet i gastillstånd skiljer sig något från kokpunkten. Skillnaden mellan gasens temperatur vid förångarens utlopp och kokpunkten kallas överhettning . På samma sätt, i en högtryckszon, kallas skillnaden i temperaturen på vätskan som lämnar kondensorn från kondenseringstemperaturen underkylning . Värdet för överhettning och underkylning bör i allmänhet vara mellan 3 och 7°C. För varje köldmedium finns det en skala som upprättar en en-till-en-överensstämmelse mellan tryck och köldmediets kok- och kondenseringstemperatur. Kokpunkten i kylsystem är mycket lägre (upp till -18 °С) än i klimatsystem (från +2 till +5 °С). Freon av klimatutrustning måste vara obrännbart, eftersom om köldmediet läcker kan det framkalla en volymetrisk explosion i rummet eller i ventilationssystemet. Följaktligen används vissa freoner endast i kylsystem ( R600 ) eller endast i klimatutrustning ( R410A ), en stor grupp freoner används både i kyl- och klimatutrustning ( R22 ).
Kompressorn ger den nödvändiga tryckskillnaden mellan de två delarna av systemet: kondensorn (högtryckszon) och förångaren (lågtryckszon). Om vi jämför kyl- och luftkonditioneringsutrustning med samma typ av kylmedel, kan vi notera liknande parametrar för högtryckszonen, men vid kompressorinloppet kommer freontrycket i kylutrustningen att vara lägre än i klimatutrustningen.
Kondensorn överför värme från köldmediet till omgivningen. Köldmediet kyls i kondensorn och kondenserar till en vätska. Klimatutrustning kan överföra värme både från det kylda rummet under kylning och in i rummet under uppvärmning. Både den interna och externa enheten i det delade systemet kan fungera som en kondensor . Den maximala kondensortemperaturen begränsas av köldmediets kritiska punkt .
Expansionsventilen ger det erforderliga tryckvärdet (och därför temperaturen) i förångaren, vilket stryper tillförseln av flytande freon, beroende på temperaturen vid förångarens utlopp. I utrustning med låg effekt (upp till 10 kW) används ett kapillärrör.
Förångaren överför värme från det omgivande utrymmet till köldmediet. På grund av det låga trycket kokar köldmediet i förångaren vid låg temperatur. I kylutrustning kan förångarens temperatur vara under 0 °C och den är täckt med frost , vilket försämrar värmeöverföringen. Detta kompenseras av en ökning av frysarnas värmeväxlingsarea. Avfrostning (avfrostning) utförs genom en periodisk "avfrostning" (avstängning) procedur. I No-Frost-kylskåp kan en "gråtande" förångare användas, vars temperatur alltid är över 0 ° C. I klimatutrustning, för att öka kylhastigheten i rummet, är det nödvändigt att passera den största mängden luft genom förångaren. I delade system används en tangentiell fläkt för detta .
Dräneringssystem för vattenkondensat I luftkonditionerings- och kylutrustning är förångartemperaturen, även om den kan vara över 0 ° C, vanligtvis under daggpunkten och kondens bildas på den . Avlägsnandet av vatten från förångaren, beroende på typ av utrustning, utförs på olika sätt. I kylskåp med en "gråtande" förångare kommer vatten in i en speciell plast- eller metallskål på kompressorn genom en ränna på baksidan av väggen och avdunstar. I delade system leds vatten ut på gatan genom ett rör i vinkel. I industriella luftkonditioneringssystem, med hjälp av ett system av dräneringspumpar, släpps vattnet centralt ut i avloppet.
| Typ av utrustning | Minsta effekt | Maximal kraft | Stamlängd |
|---|---|---|---|
| Luftkonditionering för hushåll och väggmonterade delade system | 5 kBtu (1,5 kW) | 36 kBtu (10 kW) | upp till 15 m |
| Kontor och hushållsdelade system av kanal, kassett och andra typer | 5kW (18 kBtu) | 18 kW (60 kBtu) | upp till 50 m |
| Industriell utrustning med variabelt köldmedieflöde | 14 kW | 100 kW | upp till 1000 m |
| Industriell utrustning ( Chiller-fan coil system ) | från 100 kW | inte begränsad | inte begränsad |
| Klimat och kylutrustning | |
|---|---|
| Fysiska principer för drift |
|
| Villkor | |
| Typer av kylutrustning | |
| Typer av hårdvaluta |
|
| Utrustningstyper | |
| Kylare | |
| Typer av SLE inomhusenheter |
|
| Köldmedier |
|
| Komponenter | |
| Termiska energiöverföringslinjer | |
| Relaterade kategorier |
|