Je docela těžké porozumět všemu na světě. A být profesionálem ve všech oblastech vědy a techniky je téměř nemožné. Ve službě, pro vzdělávací účely nebo jednoduše pro zvýšení vlastního povědomí však potřebujeme rychle získat maximum informací o nějakém zařízení nebo procesu, a to snadnou a dostupnou formou pro laiky. Pro tyto účely existují tzv. „dummies manuals“, tedy pro ty, kteří potřebují rychle pochopit, co je v sázce a jak to funguje. Pojďme analyzovat podobný návod a zvážit princip fungování chladiče (pro figuríny).
Co je to
Chladič (nebo jiným způsobem chladicí stroj) je jednotka pro vytváření umělého chladu a jeho převádění do vhodné chladicí kapaliny. Jako taková zpravidla působí běžná voda, méně často - solanky (roztokysoli ve vodě). Etymologie slova ho odkazuje k angličtině, ke slovesu to chill (anglicky) - ochladit, a podstatné jméno z něj vytvořené chiller (anglicky) - cooler. Chladič může být dvou různých typů. Je zde parní kompresní a absorpční chladič. Princip fungování každého z nich je výrazně odlišný.
Vždy cool
Hlavním úkolem každé chladicí jednotky je získávání chladu v umělých podmínkách, tedy tam, kde to z přírody není možné (free-cooling). Je jasné, že v zimě nebude těžké chladit vodu, s hlubokým mínusem na ulici. Co ale dělat v létě, kdy je okolní teplota mnohem vyšší, než potřebujeme? Tady přichází na řadu chladič. Jeho princip činnosti je založen na použití speciálních médií vytvořených určitými látkami (chladivy). Mají schopnost při varu odebírat teplo z jiného média (tedy ho ochlazovat), přenášet a při kondenzaci uvolňovat do jiného média. Během provozu chladicího cyklu takováto chladiva mění svůj fázový (agregátní) skupenství z kapalného na plynné a naopak.
Výměníky tepla
Jakýkoli chladicí stroj může být podmíněně rozdělen do dvou zón: nízkotlaké a vysokotlaké. Bez ohledu na typ bude mít každý chladič vždy dva výměníky tepla: výparník v nízkotlaké zóně a kondenzátor ve vysokotlaké zóně. Bez těchto dvou součástí systému nebude chladicí jednotka schopna provozu. ZásadaProvoz takových výměníků tepla je založen na tepelné vodivosti (kondukci), to znamená na přenosu tepla z jednoho média do druhého přes stěnu oddělující tato dvě média. Výparník chladicího stroje vrací vzniklý chlad zpět do systému spotřebiteli a kondenzátor buď odvádí odebrané teplo do okolí, nebo jej posílá do rekuperace (ohřev prvního stupně dodávky teplé vody, podlahové vytápění atd.).
Jak to funguje
Zvažte standardní parní kompresní chladič. Princip činnosti takového chladicího stroje je teoreticky založen na Carnotově cyklu. Kompresor stlačuje plyn a současně zvyšuje jeho teplotu. Horký plyn pod vysokým tlakem je přiváděn do kondenzátoru, kde se účastní procesu výměny tepla s jiným médiem o nižší teplotě. Zpravidla je to buď voda (solanka) nebo vzduch. Plyn zde kondenzuje na kapalinu, přičemž se uvolňuje přebytečné teplo, které je předáváno chladicí kapalině a tím je odváděno od spotřebiče. Dále kapalina vstupuje do škrticího zařízení, kde tlak v systému klesá s odpovídajícím poklesem teploty. Poté kapalina částečně vyvařená v expanzním ventilu (tepelném expanzním ventilu) vstupuje přímo do výparníku, který je také důležitou součástí systému chiller-fancoil. Princip činnosti výparníku je podobný jako u kondenzátoru. Zde dochází k výměně tepla mezi chladivem (které nese chlad do fancoilové jednotky) a chladivem, které se začíná vařit a zároveň odebírá teplo jinému médiu. Poplyn z výparníku vstupuje do kompresoru a cyklus se opakuje.
Absorpční chladič
Provoz kompresoru v cyklu stlačování páry vyžaduje značné množství elektřiny. Již nyní je však k dispozici vybavení, které těmto výdajům zabrání. Zvažte princip fungování absorpčního chladiče. Místo kompresoru je použit systém tlakování na bázi absorbentu využívající externí zdroj tepla. Takovým zdrojem může být horká pára, horká voda nebo tepelná energie ze spalování plynu nebo jiného paliva. Tato energie se využívá k usměrnění nebo odpaření absorbentu, při kterém stoupá tlak chladiva a je přiváděno do kondenzátoru. Dále cyklus funguje podobně jako cyklus parní komprese a za výparníkem je plynné chladivo přiváděno do tepelného výměníku-absorbéru, kde je smícháno s absorbentem. Použitým absorbentem je čpavek (v chladičích vody a čpavku) nebo bromid lithný (bromid lithný ABCM).
Systém chladiče a ventilátoru
Princip činnosti je založen na přípravě vzduchu ve speciálních výměnících tepla, uzávěrech, fancoilových jednotkách (od slov fan (anglicky) - fan a coil - coil), které se instalují do vzduchovodů před jeho přímou distribucí do obsluhovaných prostor. Výhodou takových systémů oproti centrální klimatizaci je, že v každé místnosti lze udržovat jiné parametry vzduchu.(teplota, vlhkost, pohyblivost), v závislosti na účelu místnosti a výpočtu tepelné bilance. A přestože vzduch z napájecí jednotky někdy prochází zavírači ke svému konečnému zpracování, tedy stejně jako v systému „chiller-fan coil“, princip činnosti popsaných systémů je znatelně odlišný.
