Jak działają chillery przemysłowe

Do czego służą chillery przemysłowe
W idealnym cyklu skraplacz pełni podwójną rolę. Zanim nastąpi jakakolwiek kondensacja, para pod wysokim ciśnieniem musi zostać najpierw nasycona (schłodzona). Z czynnika chłodniczego należy przekazać wystarczającą ilość ciepła, aby obniżyć jego temperaturę do temperatury nasycenia. W tym momencie zaczyna się kondensacja. W miarę ciągłego przenoszenia ciepła z pary czynnika chłodniczego do powietrza (lub wody, jeśli używany jest skraplacz wodny), jakość czynnika chłodniczego (procent czynnika chłodniczego w stanie pary) będzie nadal spadać, aż czynnik chłodniczy osiągnie pełną kondensację. W idealnym systemie ma to miejsce na wylocie skraplacza. W prawdziwym świecie na wylocie skraplacza nastąpi pewne przechłodzenie. Gdy czynnik chłodniczy ulegnie utracie ciśnienia w rurach i komponentach, przechłodzona ciecz zapobiega pulsowaniu cieczy.

Czynnik chłodniczy jest teraz w stanie ciekłym, znajduje się pod wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą. Zanim stanie się użytecznym nośnikiem ciepła, musi przejść dodatkowe zmiany. Temperatura spada. Osiąga się to poprzez zmniejszenie ciśnienia. Można oczekiwać, że związek pomiędzy ciśnieniem czynnika chłodniczego i temperaturą będzie absolutnie niezawodnym prawem. Jeżeli ciśnienie nasyconej cieczy zmniejszy się, prawo rządzące jej istnieniem wymaga, aby przy nowym ciśnieniu przyjęła ona temperaturę nasycenia.

Dlatego, aby obniżyć temperaturę, należy obniżyć ciśnienie, a do tego potrzebne jest pewne ograniczenie. Byłoby bardziej pożądane, gdyby limit można było regulować samodzielnie w miarę zmiany wymagań dotyczących obciążenia systemu. To właśnie robi termostatyczny zawór rozprężny. Jest to regulowane urządzenie ograniczające, które może spowodować spadek ciśnienia ciekłego czynnika chłodniczego, ale jest ono regulowane w celu utrzymania stałego przegrzania na wylocie parownika. Termostatyczny zawór rozprężny jest urządzeniem kontrolującym przegrzanie i nie utrzymuje stałego ciśnienia pary. Podaje jedynie limity potrzebne do zmniejszenia ciśnienia do pewnego poziomu, który zostanie określony przez wielkość sprężarki, termostatyczny zawór rozprężny, wielkość obciążenia, zapotrzebowanie na obciążenie i warunki systemu. Jeśli wymagana jest stała temperatura parownika, można to osiągnąć w bardzo prosty sposób, utrzymując ciśnienie odpowiadające żądanej temperaturze nasycenia. Osiąga się to poprzez dodanie do układu zaworu regulującego ciśnienie parownika.

W naszym idealnym cyklu wystąpił spadek ciśnienia z termostatycznego zaworu rozprężnego. W przypadku wymieszania cieczy i pary nie może dojść do przechłodzenia ani przegrzania. Dlatego w dowolnym miejscu układu, w którym czynnik chłodniczy znajduje się w dwóch stanach, ciśnienie będzie miało temperaturę nasycenia.

Aby usunąć ciepło potrzebne do osiągnięcia tej niższej temperatury, należy zagotować trochę ciekłego czynnika chłodniczego. Inny proces wymiany ciepła powoduje niższą temperaturę cieczy. Ciecz oddana podczas gotowania ilustruje poprawę jakości czynnika chłodniczego. Im większa różnica między temperaturą cieczy a temperaturą parownika, tym więcej cieczy trzeba będzie zagotować, aby osiągnąć nową temperaturę nasycenia. Prowadzi to do wyższej jakości czynnika chłodniczego.

Ostatnią częścią skoku czynnika chłodniczego jest mieszanina nasyconej cieczy i pary, która przepływa przez przewód parownika. Ciepłe powietrze przepływa przez parownik, a jego ciepło przekazywane jest do wrzącego czynnika chłodniczego. Jest to utajony zysk ciepła czynnika chłodniczego, który nie powoduje jednocześnie wzrostu temperatury i zmiany stanu. W idealnym cyklu ostatnia cząsteczka nasyconej cieczy wrze na wylocie parownika, który jest podłączony do wlotu sprężarki. Dlatego para na wlocie sprężarki jest nasycona.