14 Rashladni sistemi.ppt

8/10/2019 14 Rashladni sistemi.ppt

1/68


2/68

Hlaenje2

Primer: telo ima temperaturu viu odtemperature njegove okoline (sa kojom je u

dodiru)

> vremenom, telo se hladi (predaje toplotuokolini) sve dok se temperature tela i okoline

ne izjednae.

REZULTAT:telo se ohladilo, njegova okolina sezagrejala.


3/68

Hlaenje3

Meutim, na primer, namirnice treba drati natemperaturi nioj od temperature njihove okoline.

Kako ohladiti neko telo ISPOD temperature njegove

okoline?

Kako glasi Prvi zakon termodinamike?

Predata toplota jednaka je poveanju unutranjeenergije i izvrenom radu:

Q = U + A

...znai, da bi predata energija bila negativna, mora seuloiti neki rad.


4/68


5/68

Maine za hlaenje5

Naravno, moe se upotrebiti i okolina hladnijaod tela, kao led ili meavina soli i leda. Ovo se idanas koristi kod transporta namirnica i

organskih materija uopte. Toje tzv. prirodnohlaenje.


6/68


7/68

Principi vetakog hlaenja7

Efekat hlaenjausled brze ekspanzije gasovaje primarni nain vetakog hlaenja danas.

Ovaj efekat je bio poznat vekovima; prvemaine koje su ga koristile potiu iz XVIIIveka, ali su fundamentalni metodi otkriveni tek

sredinom XIX veka.


8/68

KOMPRESORSKERASHLADNE MAINE


9/68

Kompresorske rashladne

maine9

Kroz sistem ovde struji vazduhili para

rashladnog fluida.

Odatle potie sledea podela:

1. Vazdune rashladne maine

2. Parne rashladne maine


10/68

1. Vazdune rashladne maine10

p0, t1

p1, t2p1, t3

p0, t4

1

23

4

1

23

4 isparavanje

hlaenje

adijabatsko

sabijanjeadijabatsko

irenje

p0

p1

Q0

Q1

Q1

Q0

V

p


11/68


Opis kruenja vazduhau sistemu:

Kompresor usisava vazduhpritskap0i

temperature t1i adijabatski ga sabija do

pritiskap1>p0i temperature t2>t1

U razmenjivau toplote vazduhuse oduzimatoplota Q1i predaje vodi ili nekom drugom

rashladnom sredstvu (okolini); pritisak naizlazu je i daljep1(izobarski proces) a nova

temperatura vazduha t3je nia od t2


12/68


3. U ekspanzionoj maini vazduhse adijabatski iri dopritiskap0


13/68


Toplota predata okolini Toplota odvedena iz hladnjae

Q1= cp ( t2t3) Q0= cp ( t1t4)

=

Q0

Q1 - Q0 =

1

Q0

Q1 - 1

=1

cp( t1t4)

cp( t2t3) - 1

=1

t1t4

t2t3 -1

koef. hlaenjaje vei toje vazduh primio vie

toplote (Q0).


14/68

2. Parne rashladne maine14

Po elementima su vrlo sline vazdunimkompresorskim mainamaza hlaenje.

Razlike:

1. Radno telo je neka lako isparljiva tenost: amonijak (NH3)

ugljendioksid (CO2)

hlor-metil (CH3Cl)

sumpor-dioksid (SO2) ili freon (CCl2F2)) > vlanapara

2. Kondenzator i isparivau ciklusu.


15/68


p0, t0

p1, t1

Q0

Q1


16/68


Tok procesa:

Kompresor usisava paru rashladnog sredstva iz isparivaa isabija je na pritisak kondenzacije.

U kondenzatoru se para hladi i kondenzuje. Hlaenje ide dotemperature kondenzacije.

U ekspanzionom cilindru se pritisak obara na pritisakisparavanja.

U isparivau tenost isparava, i ovakav gas oduzima toplotu izokoline (hladnjae).

Proces se ponavlja ispoetka.

UKRATKO: U kompresoru se gas sabija na odreeni pritisak uzizvesno zagrevanje. U hladnjaku (kondenzatoru) se onda hladina temperaturu okoline (vodom ili vazduhom za hlaenje). Slediekspanzija. Takav gas omoguava isparavanje tenosti, pri emuse troi toplota iz okoline (okolina, tj. hladnjaa, se hladi).


17/68

APSORPCIONERASHLADNE MAINE


18/68

Apsorpcione rashladne maine18

Prvi efekat koji se ovde koristi je svojstvonekih materija da mogu da apsorbuju drugematerije. Pri ovom rastvaranju se toplota ilioslobaaili vezuje.

Drugi efekat koji se primenjuje kod ovihmaina je oslobaanje latentne toploteisparavanja pri kondenzaciji pare. I obrnuto,

pri isparavanju se troienergija iz okoline.


19/68


Primer smee vode i amonijaka (H2O + NH3),kao smee najee koriene uapsorpcionim rashladnim mainama:

Hladna voda kao rastvara/apsorberrastvara paru amonijaka i hladi se.

Obrnuto: zagrevanjem rastvora amonijakisparava a rastvor se hladi usled smanjenjakoncentracije.


20/68


Q0

Qk

Qe

p0

p0

p1

p1

NH3 para


21/68


Princip rada:

1. U apsorberupod niskim pritiskom,

slabokoncentrovanivodeni rastvor

amonijaka apsorbuje amonijanu paru.2. Ovako apsorbovani amonijak se

zagrevanjem u generatorunateruje na

isparavanje iz sadajako koncentrovanograstvora.


22/68


23/68


24/68

Proraun potrebe hlaenja24

Radi se odreivanjem svih gubitaka toplote ikorisne toplote hlaenja u rashladnompostrojenju, i to uglavnom za 24 asa unapred.

Proraun se radi za najnepovoljnije usloveeksploatacije.


25/68


Koliine toplote koje treba uzeti u obzir:

Q1: prodiranje toplote kroz zidove hladnjaePotrebni parametri: povrine zidova ili

pregrada, koeficijent prolaza toplote, razlikatemperatura unutar postrojenja i spolja

Q2: rashlaivanje materijalaPotrebni parametri: koliina materijala koji

se hladi, specifina toplota materijala, masaambalae, specifina toplota ambalae,temperature materijala pre i posle hlaenja


26/68


Q3: provetravanje i infiltriranje spoljanjegvazduhaPotrebni parametri: zapremina prostora,dnevni protoci i broj izmena vazduha za

ventilaciju i infiltriranog vazduha, gustinavazduha u prostoru, entalpije spoljnog iunutranjeg vazduha

Q4: bioloki procesi u uskladitenimmaterijalimaPotrebni parametri: masa koja odaje toplotu(tzv. toplota disanja), toplota disanja,temperatura vazduha u komori, vreme

rashlaivanja


27/68


Q5: toplota vezana u inju na isparivauPotrebni parametri: koliina vlage odproizvoda, specifine entalpije vlage naisparivau (inje) i u proizvodu, apsolutnevlanosti spoljnog i vazduha u komori

Q6: rad ljudi

Potrebni parametri: broj radnika koji radeistovremeno, intenzitet njihovog odavanjatoplote i vreme njihovog boravka


28/68


29/68


Ukupno toplotno optereenje rashladnogureaja:

Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4++ Q5+ Q6+ Q7+ Q8

u kWh / dan


30/68


Rashladni kapacitet ureaja za hlaenje:

Qk= Q / tef

gde je tefvreme hlaenja (manje je od 24sata), koje obezbeuje i rezervu za potrebeodravanja, otapanja, sluajnog kvara ineoekivanog poveanja pogonskog

optereenja postrojenja za hlaenje


31/68

RASHLADNA SREDSTVA


32/68

Rashladna sredstva32

Hlaenje se ostvaruje tako to rashladnosredstvo neprekidno cirkulie u rashladnojmaini, i u rashladnom ciklusu menja svoje

agregatno stanje.

U praksi najea rashladna sredstvasu biliamo nijak i freoni.


33/68


Karakteristike koje se zahtevaju od

rashladnih sredstava:

1. Toplota isparavanja treba da je to vea,da bi koliina koja se koristi bila to manja.

Toplota isparavanja je koliina toplote potrebna zaisparavanje 1kg rashladnog sredstva.


34/68


35/68


36/68


6. Temperatura ovravanja (zamrzavanja)mora biti nia od najnie temperature usistemu.

7. Pritisak kondenzacije treba da je to nii.Veliki pritisci kondenzacije trae bolju

zaptivenost i znae veu opasnost odeksplozije, a i oteavaju kondenzaciju


37/68


8. Pritisak isparavanja treba da je vii odatmosferskog kako bi se preduprediloprodiranje spoljanjeg vazduha i vlage upostrojenje.

9. Rashladno sredstvo ne sme biti zapaljivo.

10.Viskoznost rashladnog sredstva treba daje mala. Tako su gubici manji i prolaz toploteefikasniji.


38/68


11. Stabilnost na svim pritiscima itemperaturama. Rashladno sredstvo ne smebiti prijemivo za hemijske reakcije sa uljem iizazivanje korozije.

12.Toksinost mora biti to manja. Meutim,kada su instalacije relativno male i sa malim

koliinama rashladnog fluida, dozvoljeni su itoksini materijali


39/68


13. Rashladno sredstvo ne sme biti tetnopo okolinu.

14. Cena rashladnog sredstva treba da je tonia a mogunost nabavke i dopremanjavelika.


40/68


Svetskaproizvodnjafreonau

hiljadamatona

ta su

freoni i poemu supoznati?


41/68


Freoni su grupa rashladnih sredstava

nastalih od metana (CH4) i etana (C2H6)

zamenjivanjem atoma vodonika atomima

fluora (F), hlora (Cl) ili broma (Br).

to je vie H-atoma zamenjeno, freon jemanje zapaljiv.


42/68


Opta formula freona:

CkHlFmCln

a oznaka:R-[k-1][l+1]m

Primer: CHF2Cl k = 1, l = 1, m = 2

Oznaka: R-022


43/68


Ako u oznaci stoji i B, onda je to brom iza

kojeg stoji i njegov broj atoma.

Primer: R-12B1.

Freoni nekih ugljovodonika se oznaavaju saRC, a postoji i dosta freona sa dopunskim

oznakama. Na primer, neorganska jedinjenakoriena kao rashladni fluid se oznaavajubrojevima veim od 700. Primer: O2R-732.


44/68

Karakteristike rashladnih sredstava44

Amonijak NH3(R-717) Opasan po zdravlje ljudi. Zapaljiv u smei sa

vazduhom, a pri koncentracijama 15-28% ieksplozivan.

Instalacije i elektrini ureaji u postrojenjima saamonijakom moraju biti uraene uprotiveksplozijskoj zatiti.

Intenzivno se rastvara u vodi (0,5kg tenogamonijaka na 1l vode).

Ne sme doi u dodir sa namirnicama, jer ih kvarikada asporbuju njegovu paru. Koristi se u industrijskim postrojenjima za hlaenje

do temperature od -60.


45/68


Ugljendioksid CO2(R-744)

Gas bez boje i mirisa, tetan u manjimkoncentracijama, a smrtonosan u veim (oko

20%). Manje se koristi, zbog visokih pritisaka

kondenzacije i isparavanja (20-70 bar).


46/68


Metilhlorid CH3Cl

Zapaljiv i eksplozivan. Udisanje metilhlorida

moe izazvati i smrt.

Malo rastvorljiv u vodi, pa je vlaga kod njegamanje prisutna.

Ne teti namirnicama.

Retko se koristi.


47/68


48/68


Freoni koji dospeju u stratosferu trpe fotolizu

UV-zraenjem i oslobaaju radikale hlora. Ovireaguju sa ozonom, oteuju ozonski omota

Zemlje i oslobaaju put UV-zraenju kojepoveava rizik od raka koe.

Proizvodnja freona je od 1995. zabranjena u

EU, a od 1996 i njihova upotreba u svim

industrijskim zemljama. U zemljama u razvojuovo vai od 2010.


49/68

Prirodni rashladni fluidi

Prirodni rashladni fluidi su hemikalije koje se javljaju u

prirodi iz bio-hemijskih procesa. Oni ne oteuju ozonskiomota i daju zanemarljiv (ili nikakvo u sluaju R717amonijaka) doprinos globalnom zagrevanju.

Ovi proizvodi su korienipre 1950. pre fluorvodoninihikoji se sada koriste u veojmeri zbog njihovog niskoguticaja na ivotnusredinu.

Neki od prirodnih rashladnih fluida za industriju hlaenja

i klimatizacije, su R717 (amonijak), i irokspektar proizvoda na bazi ugljovodonika kao to suR600a (izobutan) i R290 (propan).

49
http://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/fluorine_refrigerants/index.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/r717_ammonia.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/hydrocarbons.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/r717_ammonia.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/r717_ammonia.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/r717_ammonia.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/natural_refrigerants/r717_ammonia.htmlhttp://www.linde-gas.rs/sr/products_and_supply/refrigerants/fluorine_refrigerants/index.html


50/68

Fluorovodonini rashladni fluidi

Fluorouvodonini rashladni fluidi (takoepoznati kao sintetiki rashladni fluidi, fluorrashladni fluidi i halogeni ugljovodonini

rashladni fluidi) su iroka grupa proizvodanajee poznati kao CFC, HCFC, HFC i HFO

Hlorfluorvodonini(CFC) su uvedeni uupotrebu poetkom 20. veka, a ubrzo suuspostavljeni kao vodea rashladna reenja.CFC su termodinamiki efikasni, praktini uirokom spektru primene i radnim

temperaturama.

50


51/68

Ekoloki problemi koji se odnose naunitavanje ozonskog omotaa i globalnozagrevanje su doveli do zakonodavne kontrole

ovih i razvoja novih generacijafluorovodoninih rashladnih fluida, poznatihkao hidrohlorofluorougljenici(HCFC),

hidrofluorougljenici(HFC) i hidrofluoro-olefini

(HFO).

51


52/68


53/68

Klima sistemi53

Klimatizacija je tehnoloki proces pripremevazduha odreenih, unapred postavljenih,parametara u odreenim granicama.

Skup ureaja koji obuhvataju pripremuvazduha, njegovo pokretanje, razvoenje domesta potronje/razmene i predavanjepotroaima je klima sistem.


54/68

Klima sistemi54

Podela klima sistema prema funkciji:

1. Klima sistemi za komfornu klimatizaciju

priprema vazduha za prostorije u kojimaborave ljudi: kancelarije, sale, bazeni i sl.

2. Klima sistemi za industrijsku klimatizaciju

priprema vazduha za razne procese uproizvodnji, skladita i sl.


55/68

Klima sistemi55

Klima sisteme ine tri osnovnaureaja:

1. Ureaj za pripremu vazduha

2. Ureaj za pokretanje vazduha

3. Ureaj za razvod vazduha


56/68


57/68

2. Ureaji za pokretanje vazduha57

Slue za prisilnu cirkulaciju vazduha krozkanale, distributivne organe i otvore.

Uglavnom su to ventilatori raznih oblika i

konstrukcija.

Ventilatori koji ubacuju vazduh u prostoriju su

tzv. pritisni, a oni koji ga izbacuju iz prostorije

su tzv. usisni.


58/68

3. Ureaji za razvod vazduha58

Kanali za razvod vazduha slue za dovoenjevazduha do mesta upotrebe.

Prave se tako da ne stvaraju preveliki otporstrujanju vazduha, i da su laki za ienje izamenu. Najee su od pocinkovanog lima,koji nije zapaljiv ni higroskopan, nije skup i lak

je materijal.


59/68

3. Ureaji za razvod vazduha59

Regulacija protoka kroz kanale se vri tzv.klapnama. Osim regulacije protoka, one vre imeanje sveeg i krunog vazduha, kao i

toplog i hladnog vazduha.

Postoje i specijalne protivpoarne klapne, koje seautomatski zatvaraju kada osete poar (npr. prekopoviene temperature, u praksi: 67C; modernije:detektori dima).


60/68

HLADNJAE


61/68

Hladnjae61

Objekti u kojima su smetena rashladnapostrojenja, i koji slue za zamrzavanje,hlaenje i uvanje proizvoda pri niskim

temperaturama, nazivaju se hladnjaama.

Najvie se koriste u prehrambenoj industriji, ito za preradu, skladitenje, distribuciju itransport namirnica.


62/68

Hladnjae62

Druge oblasti primene:

Hemijska industrija: za upravljanje brzinom

reakcije i pri promenama faza nekih materija

Naftna industrija: ceo proces rafinacije naftei skladitenja poluproizvoda i proizvoda je

praen hlaenjem

Proizvodnja i obrada metala: u elezarama za

termiku obradu i zavarivanje

Medicina, itd.


63/68

Hladnjae63

Vrste hladnjaa prema duini skladitenja:

1. Skladine hladnjaeza due skladitenje

materijala ili proizvoda2. Distributivne hladnjaekada su koliine

uvanog, hlaenog ili zamrznutog materijalamanje i predviene samo za kraezadravanje.


64/68

Transport64

Materijali i roba od mesta proizvodnje ka

skladitu i od skladita ka potroau morajubiti otpremani u uslovima kakvi su i u

skladitima.

Transport se obavlja specijalnim transportnim

sredstvimahladnjaama, koje mogu bitidrumske, eleznike, vodne ili vazdune.

Ti i hl j


65/68

Tipovi hlaenja65

Razliiti tipovi materijala i proizvoda zahtevaju irazliite naine hlaenja u hladnjaama:

1. Prirodno hlaenje vodom, ledom, solima.2. Vetako hlaenje rashladnim mainama.


66/68

1 P i d hl j l d


67/68

1. Prirodno hlaenje ledare67

Led se koristi i u transportnim hladnjaama.Nekada se i sami proizvodi pakuju u usitnjen

led.

Neke ustanove (bolnice i hoteli) danas imajusopstvene kapacitete za proizvodnju leda.

Kombinovanjem leda sa nekim solima moe sepostii vrlo niska temperatura, i do -16C.Vazduh koji se produvava kroz komoru saledom i solju se hladi, i takav se onda koristi za

dalje hlaenje.

2 V t k hl j


68/68

2. Vetako hlaenje68

Hladnjae sa vetakim hlaenjem seorganizuju kao dva prostora:

1. Hlaeni prostorovde su ispariva i rashladnebaterije

2. Nehlaeni prostorovde su:1. mainsko-odeljenje (gde jeako postojikompresor,

razmenjivai toplote, odvaja i skuplja tenosti i sl.)

2. elektro-odeljenje

3. druge potrebne radne prostorije.

Documents

14 Rashladni sistemi.ppt