Agregat chłodniczy – klasyfikacja

Chillery chłodnicze mają od 1 do 1000 ton energii chłodzącej. Istnieją trzy różne typy agregatów chłodniczych:

• powietrze,
• woda,
• agregat chłodniczy skraplający z odparowaniem.

Wyróżniamy także cztery podkategorie w każdej z powyższych kategorii dla przemysłowych agregatów chłodniczych:

• ruchy posuwisto-zwrotne,
• odśrodkowe,
• napędzane śrubami,
• absorpcyjne.

Pierwsze trzy typy to agregaty chłodnicze mechaniczne, napędzane silnikami elektrycznymi, parowymi lub gazowymi. Agregat chłodniczy absorpcyjny zasilany jest natomiast przez źródło ciepła, takie jak para wodna, i nie używa żadnych ruchomych części.

Jeśli natomiast brać po uwagę niezawodność oraz pewność, to jednym z liderów branży jest DARPIN, który może poszczycić się wieloletnim doświadczeniem oraz dziesiątkami realizacji.

Z czego zbudowany jest agregat chłodniczy?

Mechaniczny cykl sprężania ma cztery podstawowe elementy, przez które przepływa czynnik chłodniczy:

• parownik,
• sprężarka,
• skraplacz,
• zawór rozprężny.

Chillery chłodnicze, w tym parownik, będą działały przy niższym ciśnieniu i niższej temperaturze niż skraplacz.

Jak pracuje agregat chłodniczy?

W idealnym cyklu skraplacz służy jako element składający się z dwóch części. Przed wystąpieniem jakiejkolwiek kondensacji pary wysokociśnieniowe muszą najpierw zostać doprowadzone do stanu nasycenia. Chiller musi przenieść wystarczające ciepło z czynnika chłodniczego, aby obniżyć jego temperaturę do temperatury nasycenia. W tym momencie może rozpocząć się kondensacja. Ponieważ ciepło w dalszym ciągu przenosi się z pary czynnika chłodniczego do powietrza (lub wody, jeśli używany jest kondensator wodny), jakość czynnika chłodniczego (% czynnika chłodniczego w stanie pary) będzie się zmniejszać aż do momentu, gdy czynnik chłodniczy zostanie całkowicie skondensowany. Agregat chłodniczy musi być wydajny, bo w większości przypadków tylko w idealnym układzie występuje to na wylocie skraplacza. W rzeczywistym świecie można spodziewać się przechłodzenia na wylocie skraplacza.

Fot. Darpin

Czynnik chłodniczy znajduje się teraz w stanie ciekłym oraz przy wysokim ciśnieniu i temperaturze. Musi przejść jeszcze jedną zmianę zanim stanie się użytecznym nośnikiem ciepła (obniżenie temperatury). Osiąga się to przez zmniejszenie ciśnienia. Możesz liczyć na to, że chiller i jego stosunek ciśnienia oraz temperatury czynnika chłodniczego jest nieomylnym prawem. Jeżeli ciśnienie nasyconej cieczy zostanie zmniejszone, prawo regulujące jego istnienie wymaga przyjęcia temperatury nasycenia pod nowym ciśnieniem.

Agregat chłodniczy, aby więc obniżyć temperaturę, ciśnienie musi zostać zredukowane, a do tego konieczne jest pewne ograniczenie – tym zajmuje się termostatyczny zawór rozprężny. Termostatyczny zawór rozprężny jest regulatorem przegrzania i nie utrzymuje stałego ciśnienia pary. Zapewnia jedynie ograniczenie konieczne do obniżenia ciśnienia do pewnego poziomu, który zostanie określony przez rozmiar sprężarki.

Nasz idealny cykl doświadczył spadku ciśnienia w termostatycznym zaworze rozprężnym. Przechładzanie lub przegrzanie nie może istnieć w przypadku mieszanki cieczy i pary. Dlatego każde miejsce w systemie, w którym czynnik chłodniczy występuje w dwóch stanach, będzie miało temperaturę nasycenia pod ciśnieniem.

Część ciekłego czynnika chłodniczego jest wymagana do zagotowania jako środek do usuwania ciepła niezbędnego do osiągnięcia tej niższej temperatury. Jeszcze inny proces wymiany ciepła, który zapewnia niższą temperaturę cieczy. Końcowa część podróży czynnika chłodniczego przez agregat chłodniczy jest mieszaniną nasyconej cieczy i pary, przechodząc przez rurę parownika. Ciepłe powietrze jest wdmuchiwane przez parownik, gdzie jego zawartość ciepła jest przekazywana do wrzącego czynnika chłodniczego. Jest to utajone wzmocnienie cieplne czynnika chłodniczego, niepowodujące wzrostu temperatury przy zmianie stanu. W idealnym cyklu ostatnia cząsteczka nasyconej cieczy spływa na wylocie parownika, który jest podłączony do wlotu sprężarki. W związku z tym pary na wlocie sprężarki są nasycone.

Cykl jest kontynuowany do momentu aż temperatura w pomieszczeniu chłodniczym zostanie osiągnięta, a sprzęt zostanie wyłączony.