มันยากที่จะเข้าใจทุกสิ่งในโลก และการที่จะเป็นมืออาชีพในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย อย่างไรก็ตาม ในการปฏิบัติหน้าที่ เพื่อวัตถุประสงค์ด้านการศึกษา หรือเพียงเพื่อเพิ่มการรับรู้ของเราเอง เราจำเป็นต้องได้รับข้อมูลสูงสุดอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับอุปกรณ์หรือกระบวนการบางอย่าง ในรูปแบบที่ง่ายและเข้าถึงได้สำหรับผู้ที่ไม่ใช่มืออาชีพ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มีสิ่งที่เรียกว่า "คู่มือหุ่นจำลอง" นั่นคือสำหรับผู้ที่ต้องการทำความเข้าใจอย่างรวดเร็วว่าอะไรคือความเสี่ยงและวิธีการทำงาน มาวิเคราะห์คำสั่งที่คล้ายกันและพิจารณาหลักการทำงานของเครื่องทำความเย็น (สำหรับหุ่นจำลอง)
นี่อะไร
เครื่องทำความเย็น (หรือเครื่องทำความเย็นในอีกทางหนึ่ง) เป็นหน่วยสำหรับสร้างความเย็นประดิษฐ์และถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็นที่เหมาะสม ตามกฎแล้วน้ำธรรมดาทำหน้าที่น้อยกว่า - น้ำเกลือ (สารละลายเกลือในน้ำ) นิรุกติศาสตร์ของคำหมายถึงภาษาอังกฤษคำกริยา to chill (ภาษาอังกฤษ) - to cool และคำนามที่เกิดจากมัน chiller (ภาษาอังกฤษ) - เย็นกว่า เครื่องทำความเย็นสามารถเป็นสองประเภทที่แตกต่างกัน มีเครื่องทำความเย็นแบบบีบอัดและดูดซับไอ หลักการทำงานของแต่ละคนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ
เท่เสมอ
งานหลักของหน่วยทำความเย็นคือการทำให้เย็นในสภาพที่ประดิษฐ์ขึ้น นั่นคือ ซึ่งมันไม่สามารถทำได้เนื่องจากธรรมชาติ (การทำความเย็นแบบอิสระ) เป็นที่ชัดเจนว่าจะไม่ยากที่จะทำให้น้ำเย็นในฤดูหนาวโดยมีค่าลบลึกบนถนน แต่จะทำอย่างไรในฤดูร้อนเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่าที่เราต้องการ? นี่คือที่มาของชิลเลอร์ หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการใช้สื่อพิเศษที่สร้างขึ้นโดยสารบางชนิด (สารทำความเย็น) พวกเขามีความสามารถในการนำความร้อนจากตัวกลางอื่น (นั่นคือทำให้เย็นลง) ในระหว่างการต้ม ถ่ายโอนและปล่อยลงในสื่ออื่นในระหว่างการควบแน่น ในระหว่างการทำงานของวงจรทำความเย็น สารทำความเย็นดังกล่าวจะเปลี่ยนสถานะเฟส (รวม) จากของเหลวเป็นก๊าซ และในทางกลับกัน
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
เครื่องทำความเย็นใด ๆ สามารถแบ่งออกเป็นสองโซน: แรงดันต่ำและสูง โดยไม่คำนึงถึงประเภท เครื่องทำความเย็นใดๆ จะมีตัวแลกเปลี่ยนความร้อนสองตัวเสมอ: เครื่องระเหยในเขตความดันต่ำและคอนเดนเซอร์ในเขตความดันสูง หากไม่มีส่วนประกอบทั้งสองของระบบ เครื่องทำความเย็นจะไม่สามารถทำงานได้ หลักการการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับการนำความร้อน (การนำ) นั่นคือการถ่ายเทความร้อนจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางผ่านผนังที่แยกสื่อทั้งสองนี้ เครื่องระเหยของเครื่องทำความเย็นจะส่งความเย็นที่สร้างขึ้นกลับคืนสู่ระบบไปยังผู้ใช้บริการ และคอนเดนเซอร์จะทิ้งความร้อนที่นำออกไปสู่สิ่งแวดล้อมหรือส่งกลับคืนสู่สภาพเดิม (การให้ความร้อนในขั้นตอนแรกของการจ่ายน้ำร้อน การทำความร้อนใต้พื้น ฯลฯ)
มันทำงานอย่างไร
พิจารณาเครื่องทำความเย็นแบบอัดไอมาตรฐาน หลักการทำงานของเครื่องทำความเย็นดังกล่าวเป็นไปตามทฤษฎีของวงจรการ์โนต์ คอมเพรสเซอร์อัดแรงดันแก๊สในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิ ก๊าซร้อนภายใต้แรงดันสูงจะถูกป้อนเข้าไปในคอนเดนเซอร์ โดยจะเข้าร่วมในกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนกับตัวกลางอื่นที่อุณหภูมิต่ำกว่า ตามกฎแล้วจะเป็นน้ำ (น้ำเกลือ) หรืออากาศ ในที่นี้ ก๊าซจะควบแน่นเป็นของเหลว ในระหว่างที่มีการปล่อยความร้อนส่วนเกิน จ่ายให้กับสารหล่อเย็นและถูกกำจัดออกจากผู้บริโภค นอกจากนี้ ของเหลวจะเข้าสู่อุปกรณ์ควบคุมปริมาณ โดยที่ความดันในระบบลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลงที่สอดคล้องกัน หลังจากนั้น ของเหลวที่ต้มบางส่วนในวาล์วขยายตัว (thermal expansion valve) จะเข้าสู่เครื่องระเหยโดยตรง ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบคอยล์เย็นและพัดลม หลักการทำงานของเครื่องระเหยคล้ายกับคอนเดนเซอร์ ที่นี่การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างสารหล่อเย็น (ซึ่งนำความเย็นเข้าสู่หน่วยคอยล์พัดลม) กับสารทำความเย็นซึ่งเริ่มเดือดและในเวลาเดียวกันก็นำความร้อนจากตัวกลางอื่น หลังจากก๊าซระเหยเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ และวงจรเกิดซ้ำ
เครื่องทำความเย็นแบบดูดซับ
การทำงานของคอมเพรสเซอร์ในรอบการอัดไอต้องใช้ไฟฟ้าในปริมาณมาก อย่างไรก็ตามมีอุปกรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายเหล่านี้อยู่แล้ว พิจารณาหลักการทำงานของเครื่องทำความเย็นแบบดูดซับ แทนที่จะใช้คอมเพรสเซอร์ ระบบจะใช้ระบบเพิ่มแรงดันแบบดูดซับโดยใช้แหล่งความร้อนภายนอก แหล่งดังกล่าวอาจเป็นไอน้ำร้อน น้ำร้อน หรือพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ก๊าซหรือเชื้อเพลิงอื่นๆ พลังงานนี้ใช้เพื่อแก้ไขหรือระเหยสารดูดซับ ในระหว่างที่แรงดันของสารทำความเย็นจะเพิ่มขึ้นและจะถูกป้อนเข้าไปในคอนเดนเซอร์ นอกจากนี้ วัฏจักรทำงานคล้ายกับวงจรการอัดไอ และหลังจากเครื่องระเหย สารทำความเย็นที่เป็นแก๊สจะถูกส่งไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน-ตัวดูดซับ โดยจะผสมกับสารดูดซับ สารดูดซับที่ใช้คือแอมโมเนีย (ในเครื่องทำน้ำเย็นแอมโมเนีย) หรือลิเธียมโบรไมด์ (ลิเธียมโบรไมด์ ABCM)
ระบบทำความเย็น-พัดลมคอยล์
หลักการทำงานอยู่บนพื้นฐานของการเตรียมอากาศในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพิเศษ, ตัวปิด, ชุดคอยล์พัดลม (จากคำว่า fan (ภาษาอังกฤษ) - พัดลมและคอยล์ - คอยล์) ซึ่งติดตั้งอยู่ในท่อลมก่อน การกระจายโดยตรงไปยังสถานบริการ ข้อดีของระบบดังกล่าวเหนือเครื่องปรับอากาศส่วนกลางคือสามารถรักษาพารามิเตอร์อากาศที่แตกต่างกันในแต่ละห้อง(อุณหภูมิ ความชื้น ความคล่องตัว) ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของห้องและการคำนวณสมดุลความร้อน และแม้ว่าอากาศจากหน่วยจ่ายบางครั้งจะถูกส่งผ่านตัวปิดสำหรับการประมวลผลขั้นสุดท้าย ซึ่งก็เหมือนกับในระบบ "คอยล์เย็น-พัดลม" หลักการทำงานของระบบที่อธิบายไว้แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด