CHLADÍCÍ STROJ

Chladící stroj odebírá teplo chladiči, předává teplo ohřívači tepelný stroj, který odebírá teplo chladiči, předává teplo ohřívači a přijímá přitom energii konáním práce vnějšími silami. Většina chladících zařízení využívá skutečnosti, že k vypaření kapaliny je nutné jí dodat určité teplo (skupenské teplo vypařování). Kapalina, která se používá v chladicích zařízeních jako pracovní médium (tzv. chladivo), přitom toto teplo odebírá svému okolí.

Chladící stroj Chladiva musí mít tyto vlastnosti: Chladící (pracovní) látky – používá se (nebo používalo): oxid uhličitý, čpavek, metylchlorid a moderní chladiva s obchodními názvy freon, frigen, ledon apod. Donedávna se používalo jako chladící kapaliny chlorovaných a fluorovaných uhlovodíků (CFC). Tyto sloučeniny ale katalyzují kromě jiného i odbourávání ozonu v horních vrstvách atmosféry. Proto se začaly nahrazovat méně škodlivými hydrogenovanými CFC, které se rozkládají dříve než dosáhnou výšky, kde je ozonová vrstva. Chladiva musí mít tyto vlastnosti: teplota varu za atmosférického tlaku je menší než 0 oC lze je snadno zkapalnit za pokojové teploty mají velké měrné skupenské teplo varu neporušují materiály, ze kterých je vyroben chladící stroj nehořlavá nejedovatá nevýbušná.

Chladící stroj Příkladem chladícího stroje je kompresorová chladnička. Ve výparníku (3) se vypařuje freon při tlaku asi 0,18 MPa a teplotě -15 oC. Skupenské teplo k tomu Potřebné se odebírá z prostoru chladničky. Ve válci kompresoru (4) se pára stlačuje na tlak asi 0,76 Mpa a přitom se zahřívá. Uvedenému tlaku odpovídá teplota syté páry freonu 30 oC. Pára je vytlačována do chladiče (1), ve kterém probíhá tepelná výměna mezi párou a okolním chladnějším vzduchem. Pára freonu kapalní a kapalina je vytlačována expanzní trubičkou (2) do výparníku. Tento kruhový děj se periodicky opakuje.

Tepelné čerpadlo - zařízení podobné chladničce dokáže odebírat teplo ze svého okolí (např. řeky, odpadních vod, vzduchu i z půdy), jím zvýší teplotu vhodně zvolené teplosměnné látky tak, aby se jejím prostřednictvím mohla ohřívat užitková voda, vytápět apod. - princip tepelného čerpadla je znám už přes 100 let

Tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo Základním prvkem tepelného čerpadla je kompresor – poháněn elektrickým, nebo spalovacím motorem. Dalšími prvky tepelného čerpadla jsou výparník, kondenzátor a expanzní ventil. Dohromady jsou spojeny trubkami do uzavřeného okruhu, který je naplněn pracovním médiem. Tato látka se vyznačuje nízkým bodem varu. Po zapnutí kompresoru se médium odčerpává z výparníku v podobě par. Stlačením se v kompresoru ohřívá asi na 50 oC. Ohřáté médium je protlačováno trubičkami kondenzátoru. Plocha trubiček bývá zvětšena připevněnými lamelami, aby co nejvíce tepla přešlo do topného okruhu. V něm je voda poháněna malým čerpadlem (jako v ústředním topení). Voda, která předala své teplo, se vrací pro nové do kondenzátoru.