És força difícil d'entendre tot el món. I ser un professional en totes les àrees de la ciència i la tecnologia és gairebé impossible. No obstant això, de guàrdia, amb finalitats educatives, o simplement per augmentar la nostra pròpia consciència, hem d'obtenir ràpidament la màxima informació sobre algun dispositiu o procés, d'una forma fàcil i accessible per als no professionals. A aquests efectes, hi ha els anomenats "manuals maniquís", és a dir, per a aquells que necessiten entendre ràpidament què hi ha en joc i com funciona. Analitzem una instrucció similar i considerem el principi de funcionament d'un refrigerador (per a maniquís).
Què és això
Un refrigerador (o una màquina de refrigeració d'una altra manera) és una unitat per crear fred artificial i transferir-lo al refrigerant adequat. Com a tal, per regla general, l'aigua normal actua, amb menys freqüència: salmorres (solucionssals a l'aigua). L'etimologia de la paraula la fa referència a la llengua anglesa, al verb to chill (anglès) - refredar, i el substantiu format a partir d'ella chiller (anglès) - cooler. El refrigerador pot ser de dos tipus diferents. Hi ha un refrigerador de compressió i absorció de vapor. El principi de funcionament de cadascun d'ells és molt diferent.
Sempre genial
La tasca principal de qualsevol unitat de refrigeració és aconseguir fred en condicions artificials, és a dir, on no es pugui fer per naturalesa (free-cooling). És evident que no serà difícil refredar l'aigua a l'hivern, amb un minus profund al carrer. Però què fer a l'estiu, quan la temperatura ambient és molt més alta del que necessitem? Aquí és on entra un refrigerador. El seu principi de funcionament es basa en l'ús de mitjans especials creats per determinades substàncies (refrigerants). Tenen la capacitat d'agafar calor d'un altre medi (és a dir, refredar-lo) durant l'ebullició, transferir-lo i alliberar-lo a un altre medi durant la condensació. Durant el funcionament del cicle de refrigeració, aquests refrigerants canvien el seu estat de fase (agregat) de líquid a gasós i viceversa.
Bescanviadors de calor
Qualsevol màquina de refrigeració es pot dividir condicionalment en dues zones: baixa i alta pressió. Independentment del tipus, qualsevol refrigerador sempre tindrà dos intercanviadors de calor: un evaporador a la zona de baixa pressió i un condensador a la zona d' alta pressió. Sense aquests dos components del sistema, el refrigerador no podrà funcionar. PrincipiEl funcionament d'aquests intercanviadors de calor es basa en la conductivitat tèrmica (conducció), és a dir, la transferència de calor d'un medi a un altre a través d'una paret que separa aquests dos medis. L'evaporador de la màquina de refrigeració retorna el fred generat al sistema al consumidor, i el condensador o bé aboca la calor eliminada a l'ambient o l'envia a la recuperació (escalfament de la primera etapa de subministrament d'aigua calenta, calefacció per terra radiant, etc.).
Com funciona
Penseu en un refrigerador de compressió de vapor estàndard. El principi de funcionament d'aquesta màquina de refrigeració es basa teòricament en el cicle de Carnot. El compressor pressiona el gas alhora que augmenta la seva temperatura. El gas calent a alta pressió s'introdueix al condensador, on participa en el procés d'intercanvi de calor amb un altre medi a una temperatura més baixa. Per regla general, és aigua (salmorra) o aire. Aquí, el gas es condensa en un líquid, durant el qual s'allibera l'excés de calor, donat al refrigerant i així s'elimina del consumidor. A més, el líquid entra al dispositiu d'acceleració, on la pressió del sistema disminueix amb una caiguda de temperatura corresponent. Després d'això, el líquid parcialment bullit a la vàlvula d'expansió (vàlvula d'expansió tèrmica) entra directament a l'evaporador, que també és una part important del sistema refrigerador-fan coil. El principi de funcionament d'un evaporador és similar al d'un condensador. Aquí té lloc l'intercanvi de calor entre el refrigerant (que porta el fred a la unitat del fan coil) i el refrigerant, que comença a bullir i alhora agafa calor d'un altre medi. DesprésEl gas de l'evaporador entra al compressor i el cicle es repeteix.
Refrigerador d'absorció
El funcionament d'un compressor en un cicle de compressió de vapor requereix una quantitat important d'electricitat. Tanmateix, ja hi ha equipament disponible per evitar aquestes despeses. Considereu el principi de funcionament d'un refrigerador d'absorció. En lloc d'un compressor, s'utilitza un sistema de pressurització basat en absorbents que utilitza una font de calor externa. Aquesta font pot ser vapor calent, aigua calenta o energia tèrmica de la combustió de gas o un altre combustible. Aquesta energia s'utilitza per rectificar o evaporar l'absorbent, durant el qual augmenta la pressió del refrigerant i s'introdueix al condensador. A més, el cicle funciona de manera similar al cicle de compressió de vapor, i després de l'evaporador, el refrigerant gasós s'alimenta a l'intercanviador de calor-absorbidor, on es barreja amb l'absorbent. L'absorbent utilitzat és amoníac (en refrigeradors d'aigua-amoníac) o bromur de liti (bromur de liti ABCM).
Sistema refrigerador-fan coil
El principi de funcionament es basa en la preparació de l'aire en intercanviadors de calor especials, tancadors, unitats fan coil (de les paraules fan (anglès) - fan and coil - coil), que s'instal·len en conductes d'aire abans de la seva distribució directa al local de servei. Els avantatges d'aquests sistemes respecte a l'aire condicionat central és que es poden mantenir diferents paràmetres d'aire a cada habitació.(temperatura, humitat, mobilitat), en funció de la finalitat de l'habitació i del càlcul del balanç de calor. I encara que de vegades l'aire de la unitat de subministrament passa per tancadors per al seu processament final, és a dir, igual que en el sistema "refrigerador-fan coil", el principi de funcionament dels sistemes descrits és notablement diferent.
