Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

_______________________________________________________________Rashladni strojevi
7. RASHLADNI STROJEVI
Termodinamički procesi za postizavanje niskih temperatura rabe se kada
niske temperature ne možemo postići hlađenjem vodom ili zrakom. Najstariji
način umjetnog hlađenja je uporaba rashladnih smjesa nekih soli s ledom koje
daju niske temperature. Npr. 22 %-tna smjesa NaCl i leda daje temperaturu od –
21 °C, a 30 %-tna smjesa CaCl 2 i leda daje temperaturu od –55 °C. Danas se za
postizavanje niskih temperatura rabe rashladni strojevi. U njima se hladnoća
postiže na sljedećim principima:
a) Isparavanjem niskohlapivih tekućina, npr. tekućeg amonijaka; što je niži
tlak isparavanja tekućine i postignute su temperature niže.
b) Ekspanzijom komprimiranih plinova u ekspanzijskom stroju; kada plin vrši
vanjski rad na račun smanjenja svoje unutarnje energije, temperatura se
snizuje.
c) Prigušivanjem komprimiranih plinova i para; ovdje se ne vrši vanjski rad, a
proces je praćen sniženjem temperature.
Zadatak rashladnih strojeva je postizavanje i održavanje nižih temperatura
od temperatura okoline. Jedan od najvažnijih zadataka rashladnih strojeva je
hlađenje nesavršeno izoliranih prostorija u kojima treba održavati temperaturu
nižu od okoline. U takve će prostorije prodirati toplina iz toplije okoline. Drugi
vrlo česti zadatak je proizvodnja leda od vode. U oba slučaja treba odvoditi
toplinu kod pretežno konstantnih temperatura. Od takvog hlađenja razlikuje se
zadatak ohlađivanja zadane tvari s okolne temperature na nižu jer se ovdje
toplina mora odvoditi kod promjenjivih temperatura. Na to ćemo naići u
proizvodnji krutog ugljikovog dioksida poznatog kao “suhi led”, pri ohlađivanju
većih količina kapljevina od više temperature na nižu i kod ukapljivanja zraka.
Toplina koja se na taj način odvodi rashladnoj prostoriji ili vodi koja se smrzava
mora se negdje predati kod više temperature. Konačno se ova toplina mora
uvijek predati okolini, odnosno rashladnoj vodi kao predstavniku okoline.
301