Chladiace zariadenie

Chladiace zariadenie (v užšom zmysle) je zariadenie, ktoré prenáša teplo z prostredia s nižšou teplotou do prostredia s vyššou teplotou. Základom práce chladiacich zariadení je termodynamický chladiaci cyklus, ktorý uskutočňuje náplň zariadenia - chladivo.  Pri prevádzke chladiaceho zariadenia sa spotrebúva mechanická práca, alebo iná energia. Podľa účelu použitia sa chladiace zariadenie nazýva chladiaci stroj alebo tepelné čerpadlo.

V širšom zmysle sa ako chladiace zariadenia označujú aj zariadenia určené na chladenie, ktoré však nepracujú s v termodynamickom chladiacom cykle, napríklad:
historická ľadnička, v ktorej bolo treba priebežne vymieňať ľad
termoelektrické chladiace zariadenie, ktoré využíva Peltierov jav.

Chladiace zariadenia sa pre obchodné účely zvyknú označovať aj ako chladiaca/chladiarenská technika. 

 Chladiaci stroj vs. tepelné čerpadlo 
Chladiace stroje, aj tepelné čerpadlá môžu pracovať s rovnakými chladiacimi cyklami, resp môžu byť aj rovnako skonštruované. Rozdiel v názve určuje účel, pre ktoré je dané zariadenie určené.
 Účelom chladiaceho stroja je udržiavať ochladzovaný priestor pri nižšej teplote, ako je teplota okolia. Produkcia tepla je len sprievodný jav jeho prevádzky. Efektívnosť chladiaceho stroja určuje jeho chladiaci faktor.
 Účelom tepelného čerpadla je vykurovať priestor na teplotu vyššiu ako teplota okolia pričom na vykurovanie sa použije energia odobraná zo zdroja o nízkej teplote. Efektívnosť tepelného čerpadla určuje jeho vykurovací faktor.

 Cykly chladiacich zariadení 
náhľad|Parný kompresorový chladiaci cyklus v T-S diagrame
Chladiace zariadenia, ktoré využívajú chladivo môžu pracovať v niektorom z nasledovných pracovných cyklov:
Parný kompresorový chladiaci cyklus je najčastejšie využívaný cyklus. Je súčasťou väčšiny chladničiek a klimatizačných jednotiek. Chladivo v cykle podstupuje zmenu skupenstva z kvapalného na plynné a naopak.
Plynový cyklus využíva chladivo len v plynnom stave.
Kaskádový chladiaci cyklus zoskupuje viacero chladiacich cyklov
Absorbčný chladiaci cyklus využíva namiesto zmeny skupenstva chladivo jeho cyklickú absorbciu a vypudenie.

 Základný princíp práce 
Bez ohľadu na typ chladiaceho cyklu, chladiace zariadenie pracuje tak, že chladivo prijíma teplo v inom stave ako ho odovzdáva. Chladiace zariadenia majú spoločné dve časti:
 Výparník je časť, ktorá zabezpečuje odoberanie tepla zo zdroja nízkej teploty do chladiva. Na obrázku je zmena  stavu chladiva vo výparníku naznačená krivkou 6 - 1.
 Kondenzátor je časť, ktorá zabezpečuje odovzdávanie tepla z chladiva do okolia.  Na obrázku je zmena stavu chladiva v kondenzátore naznačená krivkou 2 - 3 - 4 - 5.
Ostatné časti chladiaceho zariadenia závisia od typu použitého cyklu a určujú, ako sa chladivo dostane zo stavu potrebného pre funkčnosť kondenzátora do stavu potrebného pre funkčnosť výparníka (5-6) a naopak (1-2).

 Priame a nepriame chladenie 
Pri priamom chladení sa teplo ochladzovanej látke odoberá priamo chladivom prostredníctvom výparníka, alebo sa odvádza k výparníku vzduchom. Výhodou tohoto spôsobu je menší teplotný rozdiel a teda vyššia účinnosť chladenia. Nevýhodou je riziko znehodnotenia ochladzovanej látky chladivom pri poškodení výparníka.

Pri nepriamom chladení sa teplo ochladzovanej látke odoberá prostredníctvom teplonosnej látky, a až táto ho odovzdáva vo výparníku. ako teplonosná látka sa môže použiť voda, pri teplotách nad 0°C, alebo soľanka, pre teploty do -55°C. 

 Využitie chladiacich zariadení 
Chladiace zariadenia majú v súčasnosti veľké využitie v rôznych oblastiach:
V chemickom priemysle sú chladiace zariadenia potrebné napríklad pri výrobe syntetického kaučuku, syntetických vlákien, plastov, čpavku, kyslíka, pri delení zmesí plynov s nízkym bodom varu.
V potravinárskom priemysle pri výrobe mrazených krémov, zmrazovaní zeleniny a ovocia, výrobe čokolád, piva, syrov, ľadu.
V zdravotníctve v transfúznych staniciach, pri výrobe a skladovaní liekov.
V stavebníctve je klimatizácia takmer povinnou súčasťou vybavenia budov, chladiace zariadenia sú potrebné napríklad na dočasné spevnenie nesúdržných podkladov s obsahom vody pri stavbe tunelov, alebo odvádzaní tepla pri stavbe betónových hrádzí.
V obchode a službách v chladiacich pultoch, chladených skladoch a chladiarenských dopravných prostriedkoch.
Vo výskume pri simulovaní polárnych podmienok,  odolnosť osív v poľnohospodárstve
V strojárstve pri skúšaní materiálov a strojov pri nízkych teplotách, tepelnom spracovaní ocelí, výrobe lisovaných spojov, výrobe presných meradiel.

 Referencie 


Kategória:Tepelné stroje