Skip to content

Sistemul de climatizare – introducere 2

September 5, 2013

Climatizarea este un sistem ce permite crearea unei ambiante cu un anumit grad de umiditate si nivel de temperatura alese/dorite.

Aerul conditionat este asadar, un aer cu o temperatura si un anumit grad de umiditate determinate.

Climatizarea reprezinta o scadere programata a temperaturii mediului (producerea de frig).

Climatizarea si mediul inconjurator

In instalatiile de aer conditionat se folosesc agenti refrigeranti cu punct de fiebere negativ de ordinul a  – 25 C, vom vedea mai departe din ce motiv. Mult timp  s-a folosit ca agent refrigerant R12 care este o hidrocarbura halogena ce face parte din familia CFC (cloroflourcarbon). Principala caracteristica a CFC este continutul de clor. Datorita stabilitatii ridicate a acestor molecule aceastea migreaza in altitudine si ajung la nivelul stratului de ozon unde sunt descompuse de razele ultraviolete eliberand clorul.

Molecul de freon R12

Molecul de freon R12

Stratul de ozon

Stratul de ozon

Ozonul este o molecula alcatuita din 3 atomi de oxigen. In straturile superioare ale atmosferei intre 25 si 35 km se gaseste cea mai mare concentratie  de ozon, cunoscuta sub denumirea de stratul de ozon. Dupa cum se cunoastea aceasta patura de ozon filtreaza o marte din radiatiile utraviolete ce vin de la soare: fara aceasta protectie viata pe Pamant nu ar mai fi posibila.

Molecula de ozon

Molecula de ozon

Reactia clor – ozon este o reactie de propagere in lant de forma:

2 Cl-Cl + 2O3 ➙ 2 ClO + O2 + Cl2O2 ➙ O2 + Cl-Cl

In timpul reactiei o molecula de ozon este distrusa, molecula de clor regenerandu-se si putand reaction in continuare cu o alta molecula de ozon. Concluzia este ca o singura molecula de clor poate distruge pana la 200.000 de molecule de ozon.

Reactia clorului cu ozonul

Reactia clorului cu ozonul

Remarca: CFC au o durata de viata de 120 ani. Gaura actuala din stratul de ozon este efectul eliberarii de CFC in anii 40.

In anul 1987 peste 70 de state s-au angajat si au  semnat protocolul de la Montreal cu scopul protejarii mediului si a sanatatii persoanelor prin instituirea unui program, de reducere a productiei si utilizarii produselor pe baza de clor CFC, avand ca scop eliminarea lor totala.  In definitiv programul urmarea doua directii:

1. Evitarea degajarii in atmosfera a produselor pe baza de clor in timpul interventiilor la circuitele de climatizare, recuperarea si reciclarea acestui tip de gaz.

2. Utilizarea de fluide refrigerante fara clor;

Astfel incepand cu 1995 produsele HFC (hidroflourcarbon) au inlocuit produsele pe baza de clor. Un astfel de produs este R-134  utilizat pe scara larga in instalatiile actuale de aer conditionat care nu contine clor si care nu reactioneaza cu stratul de ozon.

Molecula de R134

Molecula de R134 – agentul refrigerant folosit la automobilele moderne

Producerea frigului

Principiul fizic – trecerea din starea lichida in starea gazoasa se face cu absortie de caldura latenta ( adica se absoarbe caldura din mediul exterior fara schimbarea temperaturii agentului). Deci schimbarea starii de agregare (din stare lichida in stare gazoasa) se face cu absortie de caldura. Destinderea unui gaz se face de asemenea cu absortie de caldura din exterior.

Principiu termoelectric 

Efectul Peltier – cand doua metale neidentice sunt supuse unei tensiuni, unul dintre metale se va raci, iar celalalt se va incalzi. Pentru obtinerea unei diferente de temperatura importante trebuiesc folosite materiale semiconductoare. Prin inversarea polaritatilor efectul Peltier este reversibil.

Efectul Peltier

O “cupla” Peltier de racide tipica. Prin dispunerea cuplelor la rand una langa alta se formeaza un racitor Peltier

Sistemul de climatizare de pe automobile foloseste ambele principii mentionate mai sus:

– efectul Peltier pentru instalatii de racire integrate (ex: minibaruri la limuzine);

– schimbarea starii de agregare a unui fluid pentru racirea habitaclului.

Ciclul frigorific utilizat

Racirea habitaclului la automobile provine 80% de la vaporizarea agentului refrigerant (R 134) si 10% din destinderea acestuia.

In termodinamica numim ciclu, ansamblul transformarilor la care este supus un fluid pentru a reveni la starea initiala. Ciclul frigorific corespunde evolutiei unui fluid frigorific in cadrul unui instalatii de racire.

Explicatia fenomenului de racire in cadrul unui ciclu frigorific este urmatoarea: pentru a se putea evapora un agent trebuie sa absoarba o anumita cantitate de caldura. 

Principil de functionare  al sistemului de climatizare

Principil de functionare al sistemului de climatizare

Schimbatorul de caldura unde se produce schimbarea starii de agregare din lichida in gazoasa, prin absortie de caldura din mediul inconjurator, se numeste evaporator sau vaporizator.

Vaporizarea cu cresterea temperaturii agentului refrigerant

Vaporizarea cu cresterea temperaturii agentului refrigerant

Vaporizarea este un proces ce are loc la presiune constanta, cu absortie de caldura din medul exterior si cresterea temperaturii agentului refrigerant.

Dupa ce vaporizarea s-a terminat vaporii de agent refrigerant sunt aspirati de un compresor si apoi trimisi  catre un alt schimbator de caldura numit condensor sau radiator. 

Comprimare adiabata

Comprimare adiabata

Comprimarea vaporilor in compresorul de climatizare este un proces adiabat (fara schimb de caldura cu mediul exterior) care conduce la cresterea presiunii si temperaturii agentului.

In condensor, fluidul refrigerant in stare gazoasa elimina caldura inmagazinata, pe de o parte in timpul procesului de vaporizare si pe alta parte caldura primita ca urmare a lucrului mecanic in procesul de comprimare adiabata, trecand astfel in stare lichida.

Condensare la presiune constanta

Condensare la presiune constanta

Destinderea si racirea agentului refrigerant

Destinderea si racirea agentului refrigerant

Agentul refrigerant este racit prins scaderea presiunii in procesul de destindere ciclul frigorific fiind astfel incheiat.

Intr-un articol viitor voi descrie modul de functionare si componenta sistemului de climatizare intalnit la automobilele moderne.

From → Generale

Leave a Comment

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: