Je dosť ťažké pochopiť všetko na svete. A byť profesionálom vo všetkých oblastiach vedy a techniky je takmer nemožné. V službe, na vzdelávacie účely alebo jednoducho na zvýšenie vlastného povedomia však potrebujeme rýchlo získať maximum informácií o nejakom zariadení alebo procese, a to jednoduchou a dostupnou formou aj pre laikov. Na tieto účely existujú takzvané „dummies manuals“, teda pre tých, ktorí potrebujú rýchlo pochopiť, čo je v stávke a ako to funguje. Analyzujme podobnú inštrukciu a zvážme princíp činnosti chladiča (pre figuríny).
Čo je to
Chladič (alebo iným spôsobom chladiaci stroj) je jednotka na vytváranie umelého chladu a jeho prenos do vhodnej chladiacej kvapaliny. Ako taká spravidla pôsobí obyčajná voda, menej často soľanka (roztokysoli vo vode). Etymológia slova ho odkazuje na anglický jazyk, k slovesu to chill (anglicky) - chladiť a podstatné meno z neho vytvorené chiller (anglicky) - cooler. Chladič môže byť dvoch rôznych typov. K dispozícii je parný kompresorový a absorpčný chladič. Princíp fungovania každého z nich je výrazne odlišný.
Vždy cool
Hlavnou úlohou každej chladiacej jednotky je získavať chlad v umelých podmienkach, teda tam, kde to nie je možné kvôli prírode (voľné chladenie). Je jasné, že v zime nebude ťažké ochladiť vodu, s hlbokým mínusom na ulici. Čo však robiť v lete, keď je teplota okolia oveľa vyššia, ako potrebujeme? Tu prichádza na rad chladič. Jeho princíp fungovania je založený na použití špeciálnych médií vytvorených určitými látkami (chladivami). Majú schopnosť počas varu odoberať teplo z iného média (teda ho ochladiť), preniesť ho a pri kondenzácii ho uvoľniť do iného média. Počas prevádzky chladiaceho cyklu takéto chladivá menia svoj fázový (agregátový) stav z kvapalného na plynný a naopak.
Výmenníky tepla
Každý chladiaci stroj možno podmienečne rozdeliť na dve zóny: nízkotlakovú a vysokotlakovú. Bez ohľadu na typ bude mať každý chladič vždy dva výmenníky tepla: výparník v zóne nízkeho tlaku a kondenzátor v zóne vysokého tlaku. Bez týchto dvoch komponentov systému nebude chladič schopný fungovať. PrincípPrevádzka takýchto výmenníkov tepla je založená na tepelnej vodivosti (kondukcii), to znamená na prenose tepla z jedného média do druhého cez stenu oddeľujúcu tieto dve média. Výparník chladiaceho stroja vracia vzniknutý chlad späť do systému spotrebiteľovi a kondenzátor buď odvádza odvedené teplo do okolia, alebo ho posiela do rekuperácie (ohrev 1. stupňa dodávky teplej vody, podlahové kúrenie a pod.).
Ako to funguje
Zvážte štandardný parný kompresný chladič. Princíp činnosti takéhoto chladiaceho stroja je teoreticky založený na Carnotovom cykle. Kompresor stláča plyn a súčasne zvyšuje jeho teplotu. Horúci plyn pod vysokým tlakom sa privádza do kondenzátora, kde sa podieľa na procese výmeny tepla s iným médiom pri nižšej teplote. Spravidla je to buď voda (soľanka) alebo vzduch. Plyn tu kondenzuje na kvapalinu, pri ktorej sa uvoľňuje prebytočné teplo, odovzdáva sa chladiacej kvapaline a tak sa odvádza od spotrebiteľa. Ďalej kvapalina vstupuje do škrtiaceho zariadenia, kde tlak v systéme klesá so zodpovedajúcim poklesom teploty. Potom kvapalina čiastočne uvarená v expanznom ventile (tepelnom expanznom ventile) vstupuje priamo do výparníka, ktorý je tiež dôležitou súčasťou systému chiller-fan coil. Princíp činnosti výparníka je podobný ako pri kondenzátore. Tu dochádza k výmene tepla medzi chladivom (ktoré prenáša chlad do fancoilovej jednotky) a chladivom, ktoré začína vrieť a zároveň odoberá teplo z iného média. Poplyn z výparníka vstupuje do kompresora a cyklus sa opakuje.
Absorpčný chladič
Prevádzka kompresora v cykle kompresie pár vyžaduje značné množstvo elektriny. Už teraz je však k dispozícii vybavenie, ako sa týmto výdavkom vyhnúť. Zvážte princíp fungovania absorpčného chladiča. Namiesto kompresora sa používa tlakový systém na báze absorbentu využívajúci externý zdroj tepla. Takýmto zdrojom môže byť horúca para, horúca voda alebo tepelná energia zo spaľovania plynu alebo iného paliva. Táto energia sa využíva na usmernenie alebo odparenie absorbentu, pri ktorom stúpa tlak chladiva a je privádzané do kondenzátora. Ďalej cyklus funguje podobne ako cyklus stláčania pár a za výparníkom sa plynné chladivo privádza do výmenníka tepla-absorbéra, kde sa zmiešava s absorbentom. Použitým absorbentom je amoniak (vo vodno-amoniakových chladičoch) alebo bromid lítny (bromid lítny ABCM).
Systém chladiča a ventilátora
Princíp činnosti je založený na príprave vzduchu v špeciálnych výmenníkoch tepla, uzáveroch, fancoilových jednotkách (zo slov fan (anglicky) - fan a coil - coil), ktoré sa inštalujú do vzduchovodov pred jeho priama distribúcia do obsluhovaných priestorov. Výhodou takýchto systémov oproti centrálnej klimatizácii je, že v každej miestnosti možno udržiavať iné parametre vzduchu.(teplota, vlhkosť, pohyblivosť), v závislosti od účelu miestnosti a výpočtu tepelnej bilancie. A hoci vzduch z napájacej jednotky niekedy prechádza na konečné spracovanie cez uzávery, teda rovnako ako v systéme „chiller-fan coil“, princíp činnosti opísaných systémov je výrazne odlišný.
