Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

TEHNIČKA TERMODINAMIKA__________________________________________
q0
Th
⋅ ∆sh
Th
ε hC = =
= .
w ( T0
− Th
) ⋅ ∆sh
( T0
− Th
)
Vidi se da će koeficijent hlađenja biti toliko veći koliko su temperature T0
i Th
više i koliko je njihova razlika manja. Odatle izvodimo temeljno načelo rashladne
tehnike: Ne hladi niže nego što je bezuvjetno potrebno! Isto tako, temperaturu
okoline treba premašiti što je moguće manje.
Ako se ovog načela ne pridržavamo, trošit ćemo nepotrebno snagu. Ova
razlika temperatura ( Th
– T0
) obično je malena pa se svako odstupanje od zadanih
temperatura odrazuje vrlo nepovoljno. Npr. u proizvodnji leda ( t 0 = 0 °C) i
pri zadanoj temperaturi rashladne vode t = +10 °C bit će
q0
Th
273
ε hC = = = = 27.3 .
w ( T0
− Th
) 10
Premašimo li u procesu, s obzirom na bolji prijelaz topline, zadane krajnje temperature
samo za 5 °C prema gore i prema dolje, dobivamo
q0
Th
268
ε hC = = = = 13.4 .
w ( T0
− Th
) 20
Dakle, zato što smo primijenili male razlike temperature od 5 °C za prijelaz
topline u svakom od izmjenjivača, potrošak snage je za isti rashladni učin porastao
za 100 % prema prvom slučaju.
Pored pretvaranja mehaničke energije w u toplinu ∆q, o čemu je već bilo
riječi, poznati su još neki kompenzacijski procesi. Hlađenje se u praksi ostvaruje
uglavnom uporabom triju vrsta rashladnih strojeva: kompresorskih (u kojima
se pomoću kompresora mehanički rad pretvara u toplinu), apsorpcijskih (u
kojima se koristi svojstvo nekih tijela da apsorbiraju druga tijela koja se otapaju
i oduzimaju toplinu) i ejektorskih. Prema vrsti radnog tijela, kompresorski rashladni
strojevi dijele se na zračne i parne.
7.1.1. Kompresijski zračni rashladni stroj
Od kompresijskih rashladnih strojeva, zračni rashladni stroj bio je prvi
konstruktivno tako razrađen da je uspješno prodro u praktičnu primjenu sedamdesetih
godina prošlog stoljeća. Zračni rashladni proces termodinamički je obrat
procesa vrućim zrakom. Realizacija Carnotovog kružnog procesa s idealnim
plinom pa prema tome i sa zrakom, zahtijevala bi vrlo složen mehanizam koji bi
potisnuo sve prednosti ovog inače idealnog kružnog procesa. Prednost zraka kao
304