Knjiga „Servis i montaža rashladnih i klima uređaja“

Autor: MILE TODOROV.

godina: 2008.

broj strana: 333.

povez: mek.

format: B5.

  

OSNOVI RASHLADNE TEHNIKE

 

[dropcap style=“font-size: 60px; color: #9b9b9b;“]N[/dropcap]aša shvatanja o toploti i hladnoći se zasnivaju na subjektivnim osećanjima.Hladnim telom nazivamo ono, koje ima nižu temperaturu od temperature našeg tela. Saglasno molekularno – kinetičkoj teoriji, svako telo se sastoji od molekula (atoma), koji su u neprekidnom haotičnom kretanju, čija prosečna brzina zavisi od temperature.To kretanje mikročestica je istinski razlog za ispravno tumačenje toplote i hladnoće. Toplota je kao i svaka druga energija neuništiva. Ona se može prenositi i pretvarati iz jednog u drugi oblik. Toplota predstavlja spoljnu manifestaciju unutrašnje energije tela.Uticaj toplote na različita tela se manifestuje kao jačanje ili slabljenje kretanja molekula. Fizička priroda toplote i hladnoće je ista – razlika između njih se sastoji u intenzitetu kretanja molekula u datom telu, a od čega i zavisi njegova temperatura. Temperatura odslikava stepen zagrejanosti nekog tela i jedna je od veličina koja karakteriše njihov toplotni sastav. Obrnuto, pri hlađenju tela, tj. Kada odvodimo toplotu od njih, kinetička energija kretanja molekula se smanjuje, kretanje prestaje da bude tako intenzivno, a to se oseća kao snižavanje temperature. Na osnovu toga zaključujemo da je priroda toplote i hladnoće identična. Razlika je samo u srednjoj brzini kretanja molekula, usled čega se dobija razlika u temperaturi. Tako da pojam toplote i hladnoće postaju čisto uslovni. Na primer u tropskim zemljama temperatura u visini od +10⁰C smatra se za hladnoću, dok na severnom polu -10⁰C smatra se za toplotu. Na osnovu izloženog izvlačimo zaključak da, snižavanje temperature nekog tela neraskidivo je povezano sa odvođenjem toplote od njih, tj. Sa njihovim hlađenjem. Stoga, definicija za hladnoću se ne bi mogla postaviti. Ovaj pojam služi za sticanje saznanja o nečemu što nije toplo u odnosu na naša čula. Hlađenje je proces oduzimanja toplote, Proces dovođenja toplote se zove grejanje. Iz činjenice da se pri hlađenju nekog gasa za 1⁰C njegova zapremina smanjuje za 1/273, proizilazi da na -273⁰C taj pritisak više ne postoji, što znači da je prestalo svako kretanje molekula i atoma, a da je unutrašnja energija ravna nuli. Gej-Lisakov zakon glasi: Prilikom zagrevanja gasa za 1⁰C njegova zapremina povećava se za 1/273 deo zapremine koju gas ima na 0⁰C, ukoliko je pritisak konstantan. Hlađenje tela može se postići na prirodan i veštački način Prirodno hlađenje ni u kakvom slučaju ne može da zadovolji narasle potrebe industrije da ostvari najrazličitije tehnološke procese, koji iziskuju temperature i do -100⁰C, pa čak i niže. Toliko niske temperature nezavisno od stanja okolne sredine mogu se postići samo putem veštačkog hlađenja. Mašinsko hlađenje se postiže pomoću različitih tipova rashladnih mašina, koje su predmet rashladne tehnike. Na stvaranju rashladne mašine radili su mnogi naučnici iz različitih zemalja. Tokom 1810.god. englez Lesli konstruiše prvi ledogenerator za proizvodnju veštačkog leda. Tokom 1834.god. dr. Perkins stvara prvu kompresorsku rashladnu mašinu sa radnom materijom etilni etar. Radni pritisak u mašini je bio niži od atmosferskog, tako da je postojala opasnost od visokog pritiska. Vazdušna kompresorska rashladna mašina se pojvaljuje tokom 1845.god. i konstruisana je od strane amerikanca Gorija. Tokom 1862 francuz Ferdinand Kare stvara absorpcionu rashladnu mašinu. Malo ranije 1861.god., sklapa se prva rashladna instalacija za smrzavanje mesa u Sidneju. Iste godine, opet u Australiji, instalira se rashladna instalacija u naftnom sistemu koji je služio za odvajanje parafina iz sirove nafte, čime počinje novo poglavlje korišćenja veštačkog hlađenja u hemijskoj industriji. Američki koncern „Dženeral Elektrik“ od 1926.god. pičinje da koristi hermetički kompresor u domaćim frižiderima. Od 1930.god. u SAD započinje eksploatacijafreona kao rashladnog fluida. Godine 1938. ruski akademik Jofe konstruiše prvi termoelektrični model za hlađenje, a tokom 1949.god. – prvi termoelektrični domaći frižider.

FIZIČKI PRINCIPI ZA DOBIJANJE NISKIH TEMPERATURA

Osnovne metode za dobijanje veštačke hladnoće

U prirodi se posmatraju najrazličitiji procesi i pojave, od kojih se mnoge zasnivaju na principu upijanja toplote od okolne sredine. Takvi su procesi u faznim pretvaranjima (atmosferske pojave). Topljenje, isparavanje, sublimacija, rastvaranje soli u vodi, led, sneg, ili razređena kiselina i dr. Svaki prirodni proces koji je praćen sa akumuliranjem toplote, može se koristiti za hlađenje. U praksi ohlađujući efekat se dobija kod sledećih fizičkih procesa radnih materija: fazna pretvaranja radne materije, širenje zgusnutih gasova, prigušivanje (efekat Džul-Tomson) i dr.

Hlađenje preko faznih pretvaranja radnih materija

Fazna pretvaranja su povezana sa upijanjem određene količine toplote i radi toga se mogu koristiti kao procesi hlađenja. U prirodi postoje mnoge materije kod kojih razna pretvaranja teku pri niskim temperaturama, a rezultat toga je dobijanje značajnog efekta hlađenja. Količina toplote koja se upija od jedinice mase od ohlađujuće materije pri njegovom faznom pretvaranju se naziva: specifična toplota faznog pretvaranja i beleži se sa r, kj/kg (kcal/k)

Topljenje

Temperatura kod koje teče topljenje, naziva se: temperatura topljenja. Tako na primer, topljenje vodenog leda, koji ima temperaturu topljenja 273 K (0⁰C), koristi se za hlađenje do temperature oko 278 K (5⁰C). Hlađenje vodenim ledom nalazi primenu kod starih rashladnih vagona, u trgovini za hlađenje namirnica. Za dobijanje temperature niže od nula stepeni, koriste se rashladne smeše kod kojih se rashladni efekat dobija na račun rastvaranja nekih soli u vodi ili u kiselini. Jako često za hlađenje se koristi smeša drobljenog leda i soli (NaCl, CaCl₂) – ledo-solne smeše.

Sublimacija

Sublimacija je fizički proces kod koga materije prelaze neposredno iz tvrdog u gasno stanje. Za hlađenje pomoću sublimacije koristi se suvi led (tvrdi ugljen dioksid), koji se dobija usled prigušivanja tečnog ugljen dioksida na pritisak niži od pritiska u trojnoj tački -0,518 Mpa. Tvrda faza se presuje i dobijaju se blokovi suvog leda sa visokom tvrdoćom. U trojnoj tački temperatura CO₂ je -56,6⁰C, a pritisak 0,518 Mpa. U njoj postoje istovremeno tri faze: tvrda, tečna i gasovita, a njihova srazmera može biti i različita. U trojnoj tački CO₂ se nalazi u tvrdom, ili gasovitom stanju. Tečni CO₂ može da postoji samo iznad trojne tačke. Na atmosferskom pritisku tvrdi CO₂ oduzima toplutu od okoline i sublimira. Specifična toplota sublimacije je rc = 574 kj/kg kada je temperatura sublimacije – 78,9⁰C. Pri sublimaciji suvog leda u vakumu mogu se dobiti temperature do – 100⁰C.

Ključanje

Ohlađujući efekat kod ključanja se dobija na račun odnešene temperature iz okolne sredine za vreme samog procesa. Zahlađenje se koriste tečnosti koje na atmosferskom pritisku imaju niske temperature kjučanja ts i veliku specifičnu toplutu isparavanja ro. Takva karakteristike poseduje amonija, neki freoni i ugljen dioksid itd. U nekim slučajevima za veštačko hlađenje, ili zamrzavanje se koriste kriogene tečnosti koje poseduju jako nisku normalnu temperaturu ključanja ts. Tako na primer, za tečni azot ts = -195,6⁰C. On se koristi za zamrzavanje hranljivih namirnica preko direktne obrade. Za isti cilj služe i neki freoni. Prema jednoj od formula drugog principa termodinamike po Rudolfu Klauzijusu, toplota može neprekidno da se prenosi sa nižeg ka višem temperaturnom potencijalu samo uz pomoć obrnutih kružnih procesa, gde se troši određena količina mehaničke ili toplotne energije. Kompleks elemenata pomoću kojih radno telo izvršava obrnuti kružni proces zove se: rashladna mašina. Na primer, ona može da se sastoji od četiri osnovnih elemenata: isparivač – u kome ključa rashladni fluid, kompresor – u kome se izvršava zgušnjavanje para, pri čemu im se temperatura povišava za račun potrošene mehaničke energije; kondenzator – omogućava utečnjavanje zgusnutih para koje izlaze iz kompresora; regulirajući (prigušeni) ventil, gde se pritisak i temperatura rashladnog fluida snižava. Na primer, kod kompresorskih rashladnih mašina uz pomoć potrošene mehaničke energije kompresor povišava temperaturu niskopotencijalne toplote iznad temperature okolne sredine. Po tom principu toplota može da se prenosi sa niskog na viši temperaturni nivo. Ta karakteristika rashladne mašine daje mogućnost da se koristi ne samo za hlađenje, već i za grejanje. Poznati ruski fizičar V. A. Mihelson prvi put je dao naziv dinamičko grejanje rashladne mašine, uz pomoć koje se dobija toplota. Kasnije to počinje da se zove toplotna ili termopumpa, tako što se toplota prenosi sa nižeg na viši temperaturni nivo. Mašinski način hlađenja uz pomoć rashladnih mašina počiva na različitim principima. Najširi princip koji se koristi za dobijanje veštačke hladnoće je korišćenje procesa isparavanja tečnosti, koje ključaju na niskim temperaturama. Poznato je da, prilikom isparavanja tečnosti gubi značajna količina toplote od sredine koja se hladi, a rezultat je snižavanje temperature tj. počinje hlađenje.          U ovom poglavlju obratiće se pažnja i na sledeće ključne detalje:

–          Predmet i sadržaj termodinamike,

–          Kontrolno merni uređaji,

–          Načini prostiranja toplote,

–          Prvi i drugi princip termodinamike,

–          Carnoov kružni proces,

–          Kompresione rashladne mašine,

–          Apsorpcione rashladne mašine,

–          Domaće apsorpcione rashladne mašine,

–          Ejektorske rashladne maćine,

–          Termoelektrično hlađenje,

–          Termopumpa.

 

 

RASHLADNI FLUIDI

OSOBINE RASHLADNIH FLUIDA

Svaka materija, čija je temperatura isparavanja u opsegu od -1000C do +1000C, može da služi za hlađenje. Bitno je da te materije nisu ekspolozivne i štetne po zdravlje čoveka, da ne nagrizaju metale, ne gore, a mešanje radnog fluida sa uljem treba da bude potpuno ili nikako. Rashladni fluid cirkuliše korz rashladno postrojenje a čije promene stanja određuje obrnuti kuružni proces. Da bi rashladna instalacija ogla da radi sigurno i bezopasno po okolinu i sa što boljim ekonomsko-tehničkim efektima, treba da bude manjih dimenzija, jeftina, sa što manjim utropkom el. energije, sredstava za hlađenje itd., a to znači da se mogu koristiti samo rashladni fluidi koji poseduju termodinamička svojstva i druge termičke i fizičko-hemijske osobine: – Da ima što veću toplotu isparavanja zato što je kod određene rashladne snage neophodno da cirkuliše što manja količina rashladnog fluida, čime se smanjuje veličina rashladne instalacije. Toplota isparavanja se još zove i skrivena toplota rashladnog fluida, izražena je u kcal/kp i treba da bude što veća. – Isto se odnosi i za specifičnu toplutu tečnosti rashladnog fluida koja je izraćena u kcal/kp0C i treba da bude što manja. Što je manja za toliko se smanjuje vrednost cele instalacije.

– Da ima nisku temperaturu smrzavanja i vosoku kritičnu temperaturu, da bi mogla da se koristi kod različitih uslova rada.

– Ako je koeficijent provođenja toplote kroz rashladni fluid i koeficijenti prelaza toplote između fluida i metalnih zidova razmenjivača toplote veći, smanjuju se dimenzije razmenjivača.

– Ako je specifična zapreminska rashladna sposobnost veća, manje su dimenzije celog sistema. Specifična zapremina zasićene pare rashladnog fluida m3/kp treba biti što manja, jer se time postižu manje dimenzije elemenata rashladne instalacije.

– Rad koji je potreban za sabijanje pare rashladnog fluida treba biti što manji, kako bi i utrošak električne energije bio manji. Prema temperaturi isparavanja pri normalnom atmosferskom pritisku (760 mm živ. stuba) rashladne fluide možemo podeliti u tri grupe:

1. Rashladni fluidi sa niskim pritiskom kondenzacije Pk < 2 – 3 atm i normalnu temperaturu ključanja Ts > 00C. U toj grupi spadaju freoni: F -11, F -21, F -114 i drugi. Oni imaju veliku specivičnu zapreminu i koriste se kod rogacionih i turbo kompresora za umerene temperature isparavanja.

2. Rashladni fluidi sa srednjim pritiskom kondenzacije Pk < 5 – 20 atm i normalnu temperaturu ključanja Ts < 00C. U tu grupu spadaju: amonijak, Freon 12, F -22 i dr. i koriste se kod klipnih kompresora za dobijanje temperature do oko -700C i kod turbo kompresora za dobijanje nižih temperatura (F -12, 22).

3. Rashladni fluidi sa visokim pritiskom kondenzacije Pk > 20 kg/cm2 i normalnu temperaturu isparavanja Ts < -500C. U toj grupi se nalaze: etilen, etan, F -13, F -23 i dr. Oni se koriste kod dvostepenih i trostepenih kao i kod kaskadnih rashladnih mašina za dobijanje temperatura do -700C. U nastavku ovog poglavnja više će biti reči i o:

– Zasićenim stanjima kod rashladnih fluida,

– Isparavanju,

– Kondenzaciji,

– Amonijaku (NH3,

– Freonima,

– Freoni proizvodi metana,

– Freoni proizvodi etana,

– Osobinama alternativnih rashladnih fluida,

– Freonu -134a,

– Zameni za freon 12 (R – 12),

– Zameni R – 12 sa trajnom zamenom R – 134a (SUVA R134a),

– Zameni za freon 502 (R502),

– Uljima za rashladne kompresore.

RASHLADNI KOMPRESORI I AGREGATI

U kompresorima se sabijaju gasovita tela: vazduh, gas, ugljen dioksid, vodonik, sintetički gasovi i dr. Prosto je nemoguće nabrojati čemu sve kompresori mogu da posluže. Provetravanje postrojenja, prostorija, klimatizacija, rashladna postrojenja, napajanje vazduhom gasnih turbina mlaznih aviona – daju samo bledu sliku o mnogostrukoj upotrebi kompresora. Kompresor je najskluplji i najsloženiji mehanizam rashladne instalacije. To su aparati koji mehaničkim radom sabijaju gasove iz prostora nićeg u prostor višeg pritiska. Princip rada kompresorske mašine je isti kao i rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Jedina razlija je što motor daje mehanički rad na račun toplote koja nastaje sagorevanjam benzina u cilindru motora, dok kompresorska rashladna mašina troši mehanički rad da bi se sabio gas. Prema tome kako je kompresor konstruisan i kako se u njemu sabija gas razlikuju se uglavnom: klipni, rotaciono-strujni i centrifugalni kompresori. U klipnim se sabija usisana količina gasa po meri koju određuje hod klipa. Kod rotaciono-strujnih kompresora princip rada je sličan prethodnom tipu sa razlikom u konstrukciji. Mnogo je teže izjasniti se o granicama upotrebe i jednih i drugih, jer se oni takmiče u mnogim prilikama i čas su bolji jedni, a čas drugi. Klipni kompresori su u upotrebi kada se zahteva veoma visok krajnji pritisak, ili gde se sabijaju relativno male količine gasova, ili najzad, kada male gasne količine treba dovesti na visok pritisak. Bliži pojam o visini dostignutog pritiska daje odnos krajnjeg i početnog pritiska gasa – stepen sabijanja. Prednost rotacionih kompresora nad klipnim je u tome što se kod istih ne meša ulje sa gasom, zatim što dozvoljava veći broj obrtaja u jedinici vremena, a time se dolazi do manjih konstrukcija, pa i do manjeg utroška materijala i rada. Rotacioni kompresori rade tiho i bez potresa, jer nemaju oscilatornih masa kao klipni, pa su i jeftiniji. Ali, neosporna je prednost klipnih kompresora čim su u pitanju srazmerno mali protoci uz zahtev da krajnji pritisak bude visok. U jednom rotacionom kompresoru, krajnji pritisak retko prelazi 10 atp, dok u klipnom može iznositi i više od 150 atp, pa čak i do 1000 atp. Centrifugalni kompresori za sabijanje gasovitog rashladnog fluida koriste centrifugalnu silu samog gasa. Centrifugalni kompresori se nazivaju još i turbokompresori i proizvode se za rashladne kapacitete od 200000 do 9000000 kcal/h. Rade sa veoma visokim brojem obrtaja, od 3000 do 15000 o/min. Za temperature isparavanja od +50C do -100C i koriste rashladne fluide: F -11, F -113, F -142 za temperature od -200C do -300C, F -21 i F -114 za temperature od -300C do -600C i freon 12 za temperaturu isparavanja -500C i F -22 za temperature do -800C. U nastavku poglavlja više reči i o:

– Podeli klipnih kompresora,

– Klipni kompresori i radni proces u cilindru kompresora – indikatorski dijagram,

– Očitavanju rashladnog kapaciteta kompresora,

– Temperaturi gasa u potisnom vodu kompresora,

– Hidrauličnom udaru,

– Ventilu kompresora,

– Konstruktivnim rešenjima i sklopovima elemenata kompresora,

– Poluhermetičkim kompresorima,

– Rotacionim kompresorima,

– Centrifugalnim kompresorima (radijalni kompresori),

– Rashladnim agregatima,

– Vijačnim (zavojnim) kompresorima,

– Scroll/Spiralnim kompresorima,

– Kompresorima otvorenog tipa.

OSNOVNI, DOPUNSKI APARATI I OPREMA U RASHLADNIM INSTALACIJAMA

U šemi rashladnih mašina osim osnovnih postoje i pomoćni uređaji koji ispunjavaju jako vaćne i praktične zadatke. Osnovni aparati i oprema su:

• Kompresor – zgušnjava rashladne pare, tako što povećava njihove parametre iznad onih u okolnoj sredini.

• Kondenzator – pretvara gasni radni fluid, pošto je sabijen u kompresoru na viši pritisak, kondenzuje u tečni.

• Isparivač – pretvara tečni rashladni fluid u pare, tako što oduzima toplotu okolnoj sredini.

• Uređaji automatike – snižavaju pritisak tečnom rashladnom fluidu i drugim gasovima.

Pomoćni aparati i oprema su:

• Odvajač tečnosti – odvaja pare iz tečnog rashladnog fluida.

• Odvajač ulja – odvaja ulje, koje se prenosi sa parama rashladnog fluida.

• Sklupljač ulja – skuplja ulje, koje se odvaja u aparatima rashladne mašine.

• Risiver – skuplja tečni rashladni fluid.

• Odvajač vazduha – odvodi u atmosferu vazduh koji je dospeo u elemente rashadne mašine.

• Dehidrator – oslobađa rashladni fluid (freon) od dospele u njega vlage.

• Pothlađivač – snižava temperaturu tečnom rashladnom fluidu ispod temperature ključanja uz pomoć vode.

• Regenerator – ima istu namenu kao i pothlađivač, ali umesto vode koristi hladne pare.

• Međuhladnjak – rashlađuje pregrejane pare, koje dolaze iz kompresora sa niskim pritiskom.

• Filteri – odvajaju mehaničke primese, koje se nalaze u rashladnom fluidu; voda ili ulje.

• Aparati za rashlađivanje vode – rashlađuju mlaku vodu, koja protiče kroz kondezator.

KONDENZATORI

Kondenzatori služe da gasoviti rashladni fluid, pošto je sabijen u kompresoru na viši pritisak, kondenzuje u tečan. Toplota koja se predaje kondenzatoru jednaka je zbiru toplota isparavanja, tj. toplote pregrevanja i toplotnom ekvivalentu rada kompresije i sastoji se iz toplote pregrevanja i toplote kondenzacije pare. Ova se toplota obično predaje vodi za hlađenje kondenzatora koju kod manjih mašina može da zameni i vazduh. Konstrukcija kondenzatora zavisi od uslova pod kojima radi rashladna mašina, a naročito od klimatskih uslova i količine i cene raspoložive vode za hlađenje kondenzatora. Zadatak kondenzatora u rashladnoj instalaciji je hlađenje pregrejane pare rashladnog fluida koje potiskuje kompresor, njena kondenzacija i pothlađivanje kondenzovanog rashladnog fluida. Pri procesu kondenzacije kondenzator predaje toplotu sredstvima za hlađenje. Ova količina toplote ravna je količini toplote koju oduzima isparivač od materije koju hladi, plus toplota koja je ekvivalentna radu koji je izvršen u kompresoru. Površinu kondenzatora, na kojoj dolazi do razmene toplote, obično čine cevi. Para rashladnog medija kondenzauje se ili na spoljnoj površini cevi kroz koje struji voda za hlađenje kondeznzatora, ili unutrašnjost cevi, dok oko njih struji voda ili vazduh za hlađenje kondenzatora. I u jednom i u drugom slučaju ove cevi mogu biti glatke ili rebraste. Razlikuju se tri osnovna tipa kondentazora i to:

1. kondenzatori hlađeni vodom,

2. kondenzatori hlađeni vazduhom i

3. kondenzatori hlađeni isparavanjem vode, delimično se koristi i vazduh.

Tip i veličina kondenzatora, koji treba usvojiti za određeni rashladni uređaj, zavisi u prvom redu od ekonomskih uslova, pričemu treba voditi računa o tehničkim mogućnostima. To znači da treba naći rešenja koja će dati najmanje ukupne troškove. Veličina odabranog tipa kondenzatora za određeni kapacitet rashladnog uređaja i sredstava za hlađenje. Ukoliko je za datu temperaturu vode, ili vazduha ova temperaturna razlika veća, kondenzator je manji, ali utrošak energije se povećava i obratno. Koeficijent prolaza toplote zavisi od konstruktivnih karakteristika kondenzatora, od fizičkih i tehničkih osobina rashladnog fluida i sredstava za hlađenje kao i od temperature rashladnog medija i sredstava za hlađenje kondenzatora.

U nastavku biće više reči i o:

– Protivstrujnim kondenzatorima,

– Dobošastim kondenzatorima,

– Atmosferskim kondenzatorima – kondenzatori sa orošavanjem,

– Evaporativnim kondenzatorima (Verdustungs kondensator),

– Kondenzatorima hlađeni vazduhom,

– Isparivačima,

– Dobošastim isparivačima,

– Isparivačima u obliku cevnih zmija,

– Vazdušnim isparivačima,

– Sakupljačima tečnosti,

– Odvajačima ulja,

– Odvajačima tečnosti i

– Međuhladnjaku.

 

 

UREĐAJI ZA AUTOMATSKU REGULACIJU I ARMATURE

Uređaji za uspostavljanje automatskog rada rashladnih uređaja i instalacije obezbeđuju: regulisanje i kontrolu protoka rashladnog fluida, vode ili drugih fluida; puštanje u rad kompresora i njegovo zaustavljanje; regulisanje i kontrolu tempereturnih režima u procesu hlađenja; regulisanje rashladnog kapaciteta instalacije; zaštitu rashladne instalacije od oštećenja.Zaaci uređaja automatike su, dakle, da uspostavljaju potrebne temperature za hlađenje, da obezbede što ekonomičniji rad rashladne instalacije i obezbede sigurnost u radu.Postoje tri osnovna elementa uređaja automatike:

1. Prijemni (kontrolni) element – koji prima promene mernog parametra i daje određene impulse,
2. Regulacioni element – koji direktno deluje na parametar koji želimo regulisati,
3. Prenosni element – koji služi za obezbeđenje veze između prijemnog i regulacionog elementa.

Na osnovu sadržaja ovih elemenata uređaje automatike moćemo podeliti na: kontrolne, regulacione i kombinovane uređaje.

Kontrolni uređaji mere temperaturu, pritisak, protok, ili dr. i kada merna veličina izađe iz okvira regulisanih granica, daju impuls koji treba da obezbedi vraćanje merne veličine u regulisano područje, ili zaustavljanje rada instalacije radi njene zaštite (termostati, preostati, higrostati).

Regulacioni uređaji primaju određene impulse i pod njihovim dejstvom regulišu protok rashladnog fluida, vode ili drugih fluida (magnetni ventili, servo ventili, ručni regulacioni ventili, klapne za vazduh i dr.).

Kombinovani uređaji sadrže u sebi i prijemni i regulacioni element, vezane prenosnim elementima. Merenje određenih veličina, delovanje potrebnih impulsa i regulisanje merne veličine (njeno vraćanje u regulisane granice) vrši se potpuno u sklopu ovog uređaja (termostatski regulacioni ventil, ventil konstantnog pritiska, vodni ventil i dr.).

U daljem pregledu daje se opis rada najčešće korišćenih uređaja automatike u industrijskim rashladnim instalacijama, podeljenih prema njihovoj ulozi u rashladnoj instalaciji. U tom smislu više će biti reči o:

–          Regulacionim ventilima,

–          Ručnim regulacionim ventilima,

–          Termostatskim ekspanzionim ventilima,

–          Izboru termostatskog ekspanzionog ventila,

–          Termostatima,

–          Preostatima i

–          Magnetnim ventilima.

 OSNOVNI KOMERCIJALNI UREĐAJI

KLASIFIKACIJA KOMERCIJALNIH FRIŽIDERA (FRIŽIDERA U TRGOVAČKOJ MREŽI)

U grupi komercijanih uređaja spadaju manji rashladni uređaji koji se upotrebljavaju u trgovini i ugostiteljstvu. To su rashladni ormani, vitrine, pultovi, rashlađivači mleka, piva i bezalkoholnih pića. Često se pod tim pojmom podrazumevaju i manje rashladne komore, koje se obično koriste kao sabirna mesta za robu kod velikih trgovinskih radnji ili preduzeća, iz kojih se roba dalje raspoređuje na pojedina prodajna mesta.

Po konstruktivnim karakteristikama i nameni mogu se podeliti na: rashladne sanduke, vitrine, ormare, komore (hladnjače), frižidere za društvenu ishranu, rashladne trgovačke automate i dr.

Prema temperaturi koju podržavaju u boksovima možemo ih podeliti na: niskotemperaturne (za zamrzavanje namirnica uključujući i sladoled), srednjetemperaturne (za hlađenje namirnica) sa komparativno visokom temperaturom – rashlađivači pića.

U zavisnosti od položaja kako je postavljen rashadni agregat – sa ugrađenim agregatom, ili sa postavljenim izvan uređaja.

Prema načinu regulisanja temperature u frižideru: sa termostatom, ili sa elektronskim blokom.

Ovi uređaji su predviđeni za čuvanje svežih namirnica za kraće vreme. U njima se održava temperatura od 0⁰C do +4⁰C. Obično se u njima čuva roba koja je spremna za prodaju, kao i roba koja ostane neprodata za vreme radnog vremena. Po konstrukciji mogu imati jedna ili više vrata, koja se zaptivaju specijalnim gumenim zaptivkama koje imaju namenu sprečavanja gubitaka u temperaturi. Spoljni zidovi ormara izrađeni su od dekapiranog lima, a unutrašnji zidovi od aluminijumskog, prohromskog ili eloksiranog lima. Između limova smešten je materijal za termičku izolaciju. Kod većih zapremina u zidove ormara stavljaju se ojačanja od drveta ili metala.

U nastavku nešto više reči o:

–          Rashladnim sanducima,

–          Rashladnim vitrinama,

–          Vertikalnim rashladnim vitrinama i ormarima,

–          Izolaciji,

–          Hladnjačama,

–          Zidanim (stacionarnim) rashladnim komorama,

–          Montažnim rashladnim komorama,

–          Tehnološkom redu kod izgradnje montažnih komora (hladnjača),

–          Montaži instalacije u rashladnim komorama,

–          Specivičnim remontima kod rashladnih mašina sa hermetičkim i poluhermetičkim kompresorima koji se koriste kod hladnjača i frižidera u trgovačkoj mreži.

 VENTILACIJA I PROVETRAVANJE

VAZDUŠNI UREĐAJI

Pored zadovoljenja uslova termičke ugodnosti, čovečji organizam zahteva i dobar vazduh za disanje. Odrastao čovek udiše normalno oko 0,5m³ vazduha na čas. Ova količina pri jakom kretanju može porasti i nekoliko puta. Dobar svež vazduh sadrži (u zapreminskim delovima) 21% O₂, 0,04% CO₂ i 79% azota (sa nešto malo inertnih gasova), a vazduh koji čovek iziše ima 16,5% O₂, 4% CO₂ i 79,5% azota i ostalih gasova. Vazduh se dakle kvari već samim disanjem. Na kvalitet vazduha utiču osim toga i sadržaj prašine, mikroorganizama, neprijatnih mirisa i raznih štetnih gasova. Između ostalog, vazduh sarži uvek i izvesnu količinu vodene pare, a vlažnost vazduha je jedan od glavnih činioca termičke ugodnosti. Prema tim uslovima, relativna vlažnost vazduha treba da bude u granicama od oko 35% do 70%. Za proučavanje promena stanja vlažnog vazduha najzgodnije je koristiti i – x dijagram.

Vazdušni uređaji – primenjuju se za provetravanje, grejanje i hlađenje sredina. Provetravanje se u pojedinim slučajevima svodi na uklanjanje magle ili prašine iz prostorije. Uređaji za provetravanje sa automatskim regulisanjem temperature i vlažnosti vazduha i leti i zimi nazivaju se klima uređajima.

Provetravanje – može biti prirodno ili veštačko. Prirodno provetravanje počiva na razlici u pritiscima unutrašnjeg i spoljašnjeg vazduha, koji je uslovnen bilo razlikom unutrašnje i spoljne temperature vazduha, bilo dejstvom vetra. Vazduh se pri tome obnavlja kroz otvore i oduške na spoljnim zidovima. Dejstvo temperaturne razlike je jače ukoliko su otvori veće visine (znači bolji su uži, a viši prozori nego širi, a naži). Veštačko provetravanje može biti gravitaciono (stvaranje temperaturne razlike zagrevanjem vazduha u kanalima) ili mehaničko (primenom ventilatora). Mehaničko provetravanje izvodi se kao potisno ili usisno, ili oboje zajedno. Potisno provetravanje znači da se čist vazduh pod pritiskom ventilatora ubacuje u prostoriju, a zagađeni vazduh izlazi kroz otvore i oduške, Usisno provetravanje znači da se zagađeni vazduh izvlači pod dejstvom ventilatora, a sveži vazduh ulazi na njegovo mesto kroz određene otvore. U prvom slučaju prostorija se nalazi pod nešto povišenim, a u drugom pod nešto sniženim pritiskom u odnosu na okolinu. U slučaju istovremenog potisnog i usisnog provetravanja, prostorija može biti pod povišenim ili sniženim pritiskom, što zavisi od odnosa količine mehanički ubacivanog i izvlačenog vazduha. Važno je pravilno izabrati koje će prostorije biti pod povišenim (restorani, gledališta), a koje pod sniženim pritiskom (klozeti, kuhinje, itd.). Uređaji za porovetravanje isto kao i ostali vazdušni uređaji izvode se kao lokalni centralni. Tako npr. ventilator može da deluje ili lokalno, u zidu same prostorije, ili centralno preko mreće kanala, bilo da se radi o ubacivanju ili izvlačenju vazduha.

Prirodno provetravanje obično zadovoljava potrebe stambenih, manjih poslovnih i radnih prostorija gde se ne sakuplja veći broj ljudi i nema naročitih izvora kvarenja vazduha. Veštačko gravitaciono provetravanje ređe se primenjuje (u vezi sa vazdušnim grejanjem manjih zgrada ili za ventilaciju pojedinačnih laboratorijskih prostorija). Mehaničko provetravanje, bilo lokalno ili centralno, potisno ili usisno, ima široku primenu u prostorijama gde se sakuplja veći broj ljudi, ili gde inače ima izvora zagađivanja vazduha. Njegovo veliko preimućstvo nad ostalim sistemima provetravanja sastoji se u tome što ono obezbeđuje obnavljanje vazduha nezavisno od vremenskih prilika. Naravno, jedno ovakvo postrojenje mora imati uređaje za prečišćavanje vazduha i za njegovo zagrevanje i vlaženje u zimskom periodu rada.

U nastavu će više reči biti o: Opštoj ventilaciji i njenoj primeni, prirodnoj ventilaciji industrijskih objekata – aeraciji, ventilaciji pomoću deflektora, filterima za vazduh, a takođe i o vazdušnom grejanju, cevovodima i vazdušnim kanalima, odvodnoj ventilaciji; delovanju odvodnih hauba (kapa), ventilaciji za razmagljivanje; delovima uređaja i ostalom.

 KLIMA – TEHNIKA

KLIMA UREĐAJI

Opšte napomene

Klima-uređaji imaju zadatak (prema danas još važećim pojmovnim odrednicama) da održe konstantnu temperaturu i vlažnost vazduha unutar željenih, prethodno propisanih granica. One ujedinjuju u sebi više gore navedenih metoda za tretman vazduha. Po pravilu oni imaju i uređaje za zagrevanje i uređaje za hlađenje vazduha, za vlaženje i isušivanje vazduha, dalje, imaju automatski uređaj za regulaciju temperature i vlage. Oni su savršene izrade, iako predstavljaju najskuplji postupak za tehničko procesiranje vazduha. Jedna modifikacija ovog klima postrojenja su i takozvana delimična klima postrojenja, koja se od klima postrojenja razlikuju samo po tome što regulišu ili temperaturu, ili vlagu.

Upotreba

Klima uređaji nalaze primenu u dve velike grane, naime kao klima uređaji koji obezbeđuju komfor i udubnost i kao industrijska klima postrojenja. Uređaji za komfor služe za obezbeđenje povoljnog stanja vazduha za sve vrste prostora u kojima  se boravi, kao što su na primer pozorišta, sale, prostori za okupljanja, radionice, prodajni prostori, itd. Oni služe da obezbede u ovim prostorima kako zimi, tako i leti, povoljnu klimu prostora, to znači da u zavisnosti od vremenskih uslova i od želja, temperatura treba da bude od 20⁰C do 25⁰C, a relativna vlažnost vazduha između 35% i 65%. Pri ovakvim stanjima vazduha prostora, ljudi se osećaju najprijatnije i osećaju veliku radost prilikom rada i to čine sa velikim uspehom. Sa tim je povezana njihova ekonomska upotrebljivost, jer se smanjuje gubitak radne snage usled bolesti, ili nesreća, a takođe se poboljšava njihov radni učinak. Na početku su klima uređaji bili korišćeni za prostore na kojima se obavlja okupljanje svih gore navedenih vrsta, kasnije su pronašle široku primenu u kancelarijama, kućama i stanovima. Može se očekivati da u narednim godinama klima tehnika pronađe svoje mesto i da se raširi njena primena. Grejanje prostora je pri tom samo delimičan zadatak klima uređaja.

Industrijska klima postrojenja imaju zadatak suprotan klima uređajima koji obezbeđuju komfor, da obezbede stanje vazduha povoljno za proizvodnju. Mnogi proizvodi mogu da budu savreno proizvedeni, ako je vazduh u određenom stanju. To je na primer neophodno u tekstilnoj industriji, da vazduh u prostoru zavisno od upotrebe obradnih materijala poseduje vlažnost od 70% do 80%. Slične brojke važe za industriju duvana, veliki broj drugih industrijskih grana, najpre takvih koje obrađuju higroskopne materijale, zahtevaju neko određeno stanje vazduha, tako na primer, industrija papira, štamparije, konditorska industrija, prehrambena industrija, itd. Brojne vrednosti za povoljno stanje vazduha su svakako veoma različite za istovrsne pogone. Lokalna i privremena uniformnost stanja vazduha većiom je važnija od pojedinih vrednosti temperature i vlažnosti. Klima tehnika je doživela značajan pomak na tržištu povećanjem upotrebe veštačkih materijala u poslednjoj deceniji. Mnoge ovakve fabrike treba da imaju pred svoje opreme i klima uređaje. Između ostalog prostori u kojima se nalazi merna oprema i oprema za ispitivanje mora da ima ugrađene klima uređaje. Kada je u prostoriji, gde čovek živi i radi, potrebno održati nepromenjenu temperaturu i vlažnost vazduha, tada se moraju primeniti i uređaji, kojima se vazduh obrađuje – klimatizira. Uz pomoć klimatizacionih uređaja ne ispunjavaju se samo uslovi održavanja stalne temperature i vlage, nego se pomoću njih dovodi svež vazduh u prostorije u granicama sanitarnih propisa, a u isto vreme vazduh se čisti od eventualnih onečišćivača, prolazeći kroz vazdušni filter kroz deo gde se voda raspršava. Budući da ovi uređaji održavaju u prostorijama temperaturu i vlažnost vazduha, kako zimi tako i leti, moraju po potrebi vazduh grejati, hladiti, sušiti i vlažiti. Klimatizacija služi za održavanje potrebnih uslova temperature i vlage, koji najbolje odgovaraju proizvodnji kod raznih tehnoloških procesa, a osim toga služi za postizanje boljih radnih uslova.

U daljem tekstu biće više reči o:

–          Rebulaciji i kontroli u klima instalacijama,

–          Elementima automatike,

–          Sistemima klima uređaja,

–          Sistemima za centralnu klimatizaciju,

–          Opisu i nameni glavnih delova prozorskog klima uređaja,

–          Opisu električnih komponenata,

–          Postavljanju klima uređaja i o čemu treba voditi računa,

–          Principu rada novijih tipova klimatizera,

–          Opisu klima uređaja marke LG,

–          Pojedinostima funkcionisanja,

–          Ugradnji klima uređaja,

–          Spajanju unutrašnje i spoljne jedinice električnim kablom,

–          Proveri odvoda kondenzata i formiranje cevi,

–          Izbacivanju vazduha,

–          Probnom radu,

–          Rastavljanju unutrašnje jedinice,

–          Trosmernom ventilu – ugradnja i servisiranje,

–          Rešavanju problema rashladnog kola.

 DOMAĆI KOMPRESORSKI FRIŽIDERI I ZAMRZIVAČI

OPŠTE KARAKTERISTIKE DOMAĆIH KOMPRESORSKIH FRIŽIDERA

Domaći kompresorski frižideri su najrasprostranjeniji i najraznovrsniji u konstruktivnom smislu u odnosu na ostale tipove hladnjaka. Za hlađenje se upotrebljavaju mali kompresorski blok agregati koji se ugrađuju direktno u šasiju ormara.

Oni se sastoje od: kompresora, kondenzatora, isparivača i regulacionog aparata koji je sjedinjen sa cevima i tako svi ovi elementi prave jedan hermetički zatvoren sistem napunjen rashladnim gasom i uljem za podmazivanje.

Najčešća konstrukcija kompresorskih domaćih frižidera je sa jednim isparivačem i jednom komorom za hlađenje. Rashladna moč agregata određuje se količinom toplote, koju je on u stanju da odvoji od sredine koju hladi za 1⁰C. Kod standardnih uslova: temperatura ključanja – 15⁰C, temperatura kondenzacije 30⁰C i temperatura usisavanja u kompresoru-10⁰C. Agregati domaćih frižidera imaju rashladnu moć od 120W do 300W pri standardnim uslovima.

Isparivač se zove aluminijumsko cevni lisnati izmenjivač toplote u kom rashladno sredstvo ključa i isparava se pri niskoj temperaturi, tako što oduzima toplotu iz namirnica u komori. Isparivač je ustvari, nisko temperaturna komora (NTK) koja se u zavisnosti od temperature hlađenja označava zvezdicama.

Domaći zamrzivači služe za zamrzavanje i odlaganje hranljivih namirnica na duži rok u domaćim uslovima. Oni imaju isti sastav i napravljeni su od istog materijala i po istoj tehnologiji kao i domaći frižideri. Najrasprostranjeniji po obliku i konstrukciji mogu biti dva tipa: tip sanduk i tip vertikalnog sa fiokama.

Kombinovani frižideri objedinjuju prethodne dve navedene grupe. Kombinovani frižideri imaju najmanje jednu rashladnu komoru iznad 0⁰C i najmanje jednu komoru za zamrzavanje sa temperaturom ispod -18⁰C. Te temperature se odnose na vazduh u rashladnoj komori. Po međunarodnim standardima, ti odnosi su ujednačeni tako što je uvedeno specijalno narkiranje temperature sa zvezdicama koje se mogu videti na spoljnom gornjem delu vrata.

Svakoj zvezdici odgovara rashlađujuća ili zamrzavajuća vrednost od oko -6⁰C. Najveće mogućnosti za intezivnije obmenjivanje toplote poseduju kombinovani frižideri tipa (NO FROST) sa prinudnom cirkulacijom vazduha u komorama za hlađenje. Frižideri ovog tipa mogu biti sa dve ili više komora. Kod njih vazduh u komorama se pokreće pomoću ventilatora i kreće se po vazdušnim kanalima, odakle odlazi tačno u određene zone za hlađenje.

1.      Komora – vazduh se kreće i prolazi kroz otvor odozgo, ali pre toga detaljno je očišćen od vlage. To se ostvaruje pomoću jednog vazdušnog rebrastog ohlađivača sa nižom temperaturom, odakle uz pomoć vlage se otapa, gomila i sakuplja na zadnjem zidu frižidera. To je tip „NO FROST“ – bez zaleđivanja.

2.      Nisko temperaturna komora – u njoj temperatura je konstantno niska, oko 0⁰C, a vlažnost je dosta visoka.

3.      Srednje temperaturna komora – ima uslove slične srednje temperaturnoj komori normalnog frižidera. U njoj srednja temperatuje se kreće od 4⁰C do 8⁰C. Novi element je regulisanje vlažnosti sa specijalnim filterom. Cilj je da se raspakovane namirnice sačuvaju što duže vremena i sačuvaju svežinu.

4.      Visoko temperaturna komora – sa temperaturom u opsegu od 8⁰C do 12⁰C. Ti uslovi su odgovarajući za odlaganje namirnica kao što su: puter, sir, vino i sl.

Kod ovih frižidera u svim nabrojanim komorama, vazduh se uduvava odozgo, obilazi namirnice i tako se zagreva i ponovo se podiže na gore pored vrata, kako bi ispod niskotemperaturne komore usisao pomoću ventilatora hladan vazduh. On ide prinudno kroz dva kanala prema komori za zamrzavanje i prema drugim komorama, ali vlažan vazduh se ne meša sa ovim koji ide iz niskotemperaturne komore. Prednost prinudne cirkulacije vazduha je tačnije, održavanje temperature i automatsko otapanje. Nedostatak je često kvarenje ventilatora.

U poslednjem poglavlju takođe će se obratiti pažnja i na:

–          Konstrukcije domaćih kompresorskih frižidera,

–          Električne instalacije i šeme za povezivanje aparata sa automatskim delovanjem,

–          Hermetičkim kompresorima,

–          Dijagnostifikovanju problema,

–          Kompresoru,

–          Kondenzatoru za startovanje,

–          Opšte informacije za korišćenje R134a i R600a kompresora i

–          Termostate kod domaćih rashladnih uređaja.