Co to jest chłodnictwo parowo-kompresyjne?
Chłodzenie z kompresją pary to układ chłodniczy, który wykorzystuje cyrkulujący ciekły czynnik chłodniczy do pochłaniania i usuwania ciepła z przestrzeni wymagającej chłodzenia. W każdym procesie chłodzenia ciepło jest przenoszone z jednego regionu do drugiego za pomocą czynnika zewnętrznego. W szeroko stosowanym układzie chłodniczym z kompresją pary czynnikiem zewnętrznym jest sprężarka. Inne stosowane systemy to chłodzenie gazowe, chłodzenie absorpcyjne i chłodzenie wirowe. Strumieniowe chłodzenie parą wodną, chłodzenie magnetyczne i chłodzenie termoelektryczne to tylko niektóre z innych układów chłodniczych, które są stosowane w określonych zastosowaniach.
Ten konkretny cykl chłodzenia składa się z czterech głównych komponentów, którymi są sprężarka, parownik, skraplacz i zawór dławiący. Parownik odpowiada zarówno za pochłanianie, jak i usuwanie ciepła. Ciekły czynnik chłodniczy dostaje się do parownika w warunkach bardzo niskiego ciśnienia i niskiej temperatury; jest znacznie chłodniejszy niż przestrzeń wymagająca chłodzenia. Ta zimna mieszanina wchodzi do rurek lub cewek parownika. Ciepłe powietrze w zamkniętej przestrzeni jest rozprowadzane po rurach przenoszących wyjątkowo zimny płyn chłodniczy.
W wyniku tego kontaktu ciekła część czynnika chłodniczego odparowuje, a krążące powietrze staje się chłodniejsze. Temperatura w zamkniętej przestrzeni spada, aż osiągnie pożądaną temperaturę. Czynnik chłodniczy opuszcza parownik w postaci lekko przegrzanej pary i wchodzi do sprężarki. Sprężarka spręża parę do wyższego ciśnienia, co powoduje, że ma ona również wyższą temperaturę. Wzrost ciepła wynika z przeniesienia części energii zużytej w procesie sprężania do pary.
Przegrzana para opuszcza sprężarkę i wchodzi do skraplacza, gdzie jest chłodzona za pomocą wody chłodzącej lub powietrza. Ciepło z pary jest przekazywane i odprowadzane przez wodę lub powietrze w skraplaczu. Czynnik chłodniczy opuszcza skraplacz jako ciecz pod wysokim ciśnieniem, a jego ciśnienie jest następnie zmniejszane za pomocą przepustnicy.
Część ciekłego odparowania odparowuje z powodu nagłego obniżenia ciśnienia. Przepustnica nie tylko zmniejsza ciśnienie czynnika chłodniczego, ale także kontroluje jego przepływ do parownika, a cykl powraca. Podsumowując, ciepło jest zarówno absorbowane, jak i usuwane z przestrzeni wymagającej chłodzenia przez krążący czynnik chłodniczy w parowniku w układzie chłodzenia sprężonego parą. Ciepło to jest przetwarzane wewnątrz skraplacza, gdzie chłodzące powietrze lub woda przenosi ciepło w inne miejsce.
Lodówki domowe i zamrażarki są powszechnymi zastosowaniami systemu chłodniczego z kompresją pary. Służy komercyjnie do klimatyzacji biur, hoteli i prywatnych rezydencji. Samochody, wagony i ciężarówki to niektóre inne miejsca, w których stosowane są sprężarkowe systemy chłodnicze. System ten, stosowany również na dużą skalę w zakładach przetwórczych i rafineriach, jest zarówno niedrogi, jak i dojrzały. Wydajność sprężarkowych układów chłodniczych może osiągnąć 60%.