Otto Motor,Hladnjaci i Toplinski Strojevi

Princip rada hladnjaka i uloga Otto motora (kompresora) Današnji hladnjaci, zamrzivači, klime i

ostali rashladni uređaji rade na "kompresorskom" principu. Radi se o Carnotovom kružnom .

1. Kompresor komprimira hladan freon, koji tako postaje vrući freon pod visokim tlakom.

2. Ovako zagrijani plin prolazi cijevima koje preuzimaju tu toplinu, a plin se pretvara utekućinu.

3. Freonska tekućina dolazi do prostora za ekspanziju gdje isparava i pretvara se u hladni freonski plin.

4. Sada ovaj hladni plin prolazi kroz niz cijevi u kojima apsorbira okolnu toplinu i hladi okolni zrak.

Dakle plin kruži, mijenja agregatno stanje i prenosi toplinu s jednog mjesta na drugo. Za to treba uložiti neki rad - pogoniti kompresor.

Dijelovi sustava hlađenja Kondenzator Vruće pare radne tvari iz kompresora se prvo hlade, kondenziraju, te

pothlađuju prije napuštanja kondenzatora. Prema načinu hlađenja kondenzatori se djele na vodom hlađene, zrakom hlađene, i kombinirano, vodom i zrakom hlađene kondenzatore.

Prigušni ventil Dozira i prigušuje radnu tvar s tlaka kondenzacije na tlak isparavanja.

Kapljevita radna tvar prolazi kroz prigušni ventil iz područja visokog tlaka u područje nižeg tlaka. Zbog toga radna tvar ekspandira i istodobno isparava. Najčešće je to termoekspanzijski ventil (TEV) ili ventil s plovkom na niskotlačnoj strani (VPNT).

Isparivač Dok radna tvar isparava, ona apsorbira toplinu i hladi tvari i/ili prostor

kojeg želimo rashladiti. U isparivaču se radna tvar nalazi u međusobno gusto postavljenim cjevčicama, da bi se dobila što veća površina za izmjenu topline. Prema načinu rada isparivači se djele na potopljene i suhe.

Otto motor (kompresor) hladnjaka Hermetički klipni kompresori su najčešće

korišteni na rashladnom tržištu. Zbog svojih malih dimenzija povoljni su za

manje frižidere, klima uređaje.

Otto motor hladnjaka Otto motor ili kompresor u gladnjaku ima

ulogu pokretača plina u cijevima koji dalje kruži sistemom sve dok se dovoljno ne rashladi . Termostat regulira temperaturu u hladnjaku uključivanjem i isključivanjem kompresora odnosno rashladnog procesa. Kad osjetnik (senzor) osjeti da je temperatura dovoljno niska on isključi kompresor. Kad temperatura poraste on ponovno uključi kompresor.

Korisnost današnji uređaja je reda veličine 1:3 do 1:5, što znači da se uz ulog rada od 1 kWh dobije efekt hlađenja 3-5 kWh.

Napomena: dobivena energija nije 5 puta veća od uložene, ovdje se samo radi o premještanju topline s jednog mjesta na drugu.

Konstrukcija Otto Motora hladnjaka Hermetički klipni kompresori imaju

zatvorenu,zavarenu konstrukciju. Motor i kompresijski mehanizam čine jedinicu. Motor je odvojen od kompresijskog

mehanizma. U hermetičkom klipnom kompresoru kao

rezultat savršene zatvorene hermetičke konstrukcije ne postoji mogučnost popuštanja plina.

Kompresori su napajani sa 230V Namotaji elektromotora hlađeni su

strujom radne tvari koja ulazi kompresor.

Dijelovi kompresora

Kako to otto motor radi Usisni priključak- prilikom

rada motora, radna tvar u sustavu ulazi kroz usis te dalje cirkulira sustavom.

Klip i cilindar Električni motor je spojen

preko radilice, sa klipom koji se nalazi u cilindru.

Klip se pomiče od donje mrtve točke do gornje mrtve točke.

Klip ima ulogu usisa i ispuha radne tvari.

Ventili Otvoren je ventil za

usis,radna tvar ulazi u cilindar

Kod ispuha zatvara se usisni ventil otvara se vantil za ispuh.

Tlačni priključak Tlačni priključak-radnu

tvar koja uđe u sistem kroz usisni priključak motor dalje šalje po sustavu.

Elektromotor Elektromotor je električni

stroj koji pretvara električnu energiju u mehanički rad. Najčešći su rotacijski strojevi koji rad obavljaju okretanjem rotora uz razvijanje okretnog momenta.

Brzina okretaja ovih kompresora pri 50Hz je otprilike 2900 o/min pošto je elektromotor s jednim parom polova.

HLADNJACI

Hladnjaci i zamrzivači-su kućanski uređaji koji u svojoj unutrašnjosti zadržavaju nižu temperaturu od temperature okoline. To postižu tako da toplinu iz svoje unutrašnjosti izvlače u okolicu. Iako postoji više sustava hlađenja, najčešći način je onaj pomoću kompresora.

Kratka povjest hladnjaka Hladnjak je najčešći kućanski aparat u

našim domovima, po zadnjim statističkim istraživanjima zastupljen je  u oko 95% kućanstva. Hladnjak je ujedno i najstariji kućanski aparat koji je u osnovi ostao nepromijenjen kroz povijest, ovakav kakvog ga poznajemo do danas.

Prvi hladnjak sa izmjenjivačem topline, dakle aparat koji je aktivno hladio, pojavio se oko 1915 godine u SAD proizveden u tvornici General Electric.

Smještaj i održavanje Prilikom smještanja hladnjaka u prostor

potrebno je voditi brigu da ne bude u pretjeranoj blizini izvora topline ili da nije direktno izložen suncu jer će to povećavati vrijeme rada kompresora potrebno da se postigne zadana temperatura. Dakako, što je temperatura prostora u kojem se hladnjak nalazi veća, rashladni agregat će trošiti veću količinu energije da rashladi unutarnji prostor

Hladnjak i zamrzivač je poželjno čistiti svaka dva mjeseca. Iza i ispod hladnjaka se nalaze metalne cijevi, obično crne boje. Njihova uloga je da prenose toplinu iz unutrašnjosti uređaja u okolicu. Vrlo često su prekrivene prašinom koja se ponaša kao izolator, pa hladnjak mora raditi mnogo više kako bi održavao potrebnu temperaturu, a time se povećava njegova potrošnja.

Kako hladnjak hladi Rashladna tehnika je ona grana tehnike koja se bavi

pojavama i postupcima hlađenja tijela. U tom smislu, hladiti znači nekom tijelu smanjivati unutrašnju energiju odvođenjem energije, što se manifestira sniženjem njegove temperature.

Hladnjaci i strojevi za hlađenje usporavaju razvoj bakterija koje uzrokuju kvarenje prehrambenih proizvoda kao i kemijskih reakcija koje se događaju u normalnoj tempretauri.

Kružni procesi u rashladnoj tehnici su ljevokretni procesi uz utrošak kompenzacijske energije koja se dovodi procesu najčešće kao mehanički rad. Razlikujemo tri vrste takvih procesa.

Vrste procesa Kada se procesom prenosi toplina od niže

na višu okolišnu temperaturu, proces se naziva rashladnim procesom.

Kada se kružnim procesom prenosi toplina s okolišne na neku višu temperaturu, takav proces se naziva ogrjevnim procesom ili dizalicom topline.

Treću vrstu ljevokretnih kružnih procesa čine procesi u kojima se uz utrošak mehaničkog rada prenosi toplina od niske na visoku temperaturu grijanja, tkz. ogrjevno-rashladni procesi.

Freon Freon je nezapaljiv plin bez boje, mirisa i

okusa i nije otrovan. To je dokazao Thomas Midgley udišući taj plin i ispuhujući ga u otvoreni plamen svijeće. Za svoju svrhu, plin je ispunio sva očekivanja, a primjenu nije morao ni tražiti jer je primjena našla njega..

Nekoliko desetljeća nakon otkrića freona, otkrilo se koliko je on zapravo štetan za cijeli život na Zemlji, a to je znao u samom početku njegov izumitelj - Thomas Midgley

Neki od poznatih freona Freon 12 Freon 12 ili R-12 (Diklordifluormetan),

kemijske oznake CCl2F2 je najčešće upotrebljavan plin CFC tipa, i nekada je bio osnovni plin u rashladnim sustavima, ali i kao sredstvo za čišćenje,

Freon 22 Freon 22 ili R-22 (Klordifluormetan)

kemijske oznake CHClF2 je sličan R-12, ali umjesto jednog atoma klora ima atom vodika.

Radna tvar Radna tvar koja cirkulira unutar uređaja ima funkciju

prijenosnika energije, preuzimajući toplinsku energiju u jednom dijelu rashladnog uređaja i prenoseći je na drugi dio na kojem se toplina predaje okolišu.

Radne tvari moraju zadovoljavati posebne termodinamičke, sigurnosne i fizikalno-kemijske zahtjeve.

Za svaku radnu tvar u rashladnim uređajima oznaka započinje velikim slovom R (eng.: refrigerant).

Za navedene spojeve se pouzdano zna da uništavaju ozonski omotač.

Najčešće korištene radne tvari u hladnjacima za kućanstva, halogeni derivati metana i etana, R 11, R 12 i R 22, inače izvaredno kemijski stabilne, prestavljaju veliku opasnost za okoliš u slučaju da radna tvar iscuri iz sustava.

Toplinski uređaji

Toplinski strojevi pretvaraju toplinsku energiju u mehaničku, stalno ponavljajući odredeni termodinamički kružni proces. U termodinamici se proučava rad različitih toplinskih strojeva: parnog stroja, motora s unutarnjim izgaranjem, hladionika i sl.

Carnot-ov proces

  Drugi zakon termodinamike odredio je

osnovne granice stupnja iskorištenja toplinskih strojeva. čak i za idealan stroj, u idealnim uvjetima, bez trenja i bez toplinskih gubitaka, dobiveni rad nikada neće i ne može biti jednak uloženoj toplini, čak ni blizu toga.

Ograničavajući čimbenici su temperatura s kojom toplina ulazi u toplinski stroj i temperatura okoline u koju stroj ispušta svoju otpadnu toplinu

U praksi stvarni toplinski strojevi zaostaju znatno za ovim stupnjem iskorištenja. Kako se ovaj teorem primjenjuje samo na toplinske strojeve koji pretvaraju toplinsku energiju goriva uz izgaranje istog, neki strojevi koji ne vrše izgaranje imaju stupanj toplinskog djelovanja veći od Carnot-ovog.

Danas je međutim sve glasnija zajednica zagovaratelja tzv. "slobodne energije" (Gibbs Free Energy) ili "energije nulte točke" (Zero point energy), tj. energije sadržane u materiji ohlađenoj do apsolutne nule (-273°C), prema kojima je moguća uporaba neiscrpnih količina enegrije uzete iz okoline postupcima poput hladne fuzije (Cold fusion), ekstraktiranja energije uz pomoć permanentnih magneta i dr.

NSC- toplinski stroj NSC-motor, e klipni toplinski stroj

razvijan na osnovi NSC-koncepta u vremenu od 1998. do 2008 godine. 2008. godine izumitelj NSC-motora Wilhelm Servis [1] [2] ga je patentirao. Za sada su razvijena tri tipa tog motora; PROFIT0, PROFIT1 i PROFIT2. NSC-motori su zbog njihovih povoljnih osobina objekt stalnoga znanstvenog istraživanja.

NSC-motori pretvaraju raspoloživu ili proizvedenu toplinu, na njima karakterističan i ekološki podobni način uz visoki stupanj iskorištenja (termodinamička korisnost) u mehanički rad.

Toplina se dovodi izravno (direktno, interno) plinovitom radnom mediju u motoru (u PROFIT-uređaju), koji može biti uvijek isti ili novo doveden po procesu, ovisno o tipu NSC-motora [2, 4]. Ta se toplina tijekom otvorenog ili zatvorenog (također ovisno o tipu NSC-motora) regenerativnog termodinamičkog kružnog procesa motora, nazvanog Izotermalni NSC-kružni proces (skraćeno NSC-proces) pretvara u mehanički rad.

Idealizirani NSC-proces

Idealizirani izotermalni NSC-proces se tvori, slično njemu srodnom idealiziranom izotermalnom Stirlingovu kružnom procesu (klasičnom) [3], od; dviju izotermnih, dviju izohornih te dodatno od jedne izobarne promjene stanja plinovitog radnog medija. Pri tome se izohorne promjene stanja radnog medija tijekom procesa u NSC-motoru izvode pomoću hibridnog istiskivača i regeneratora [1, 2, 3, 4], pa se zbog toga (isto kao i kod Stirlingova motora) postiže efekt karnotiziranja NSC-kružnog procesa.

Prikaz idealiziranog NSC-procesa