Λύσεις — Κεφάλαιο 6Γ: Ψύξη και Ψυκτικά Μέσα (6.4 Ψυκτικά Ρευστά) (σελ. 198-199) – ΨΥΞΗ – ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 6Γ: Ψύξη και Ψυκτικά Μέσα (6.4 Ψυκτικά Ρευστά)

Λύσεις στις ερωτήσεις 7-15 (αριθμημένες εδώ ως Q1-Q9) της ενιαίας ενότητας «Ερωτήσεις - Δραστηριότητες» του Κεφαλαίου 6 του σχολικού βιβλίου «Ψύξη - Κλιματισμός» Γ΄ ΕΠΑΛ, όσες αφορούν τα ψυκτικά ρευστά (§6.4).

Κατηγοριοποίηση εφαρμογών ψύξης ανά θερμοκρασία

Ερώτηση: Χαρακτηρίστε τις ακόλουθες ψυκτικές εφαρμογές ως υψηλών, μέσων ή χαμηλών θερμοκρασιών: α. Οικιακός καταψύκτης β. Διατήρηση χώρου ειδικών ηλεκτρονικών οργάνων στους 12 °C γ. Ψυκτικός θάλαμος διατήρησης μήλων (συμβουλευτείτε και τον Πίνακα 8.2).

Απάντηση:

• §6.1 (ήδη δομημένη στο υποκεφάλαιο 6Α): εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών = θερμοκρασία ψυχόμενου χώρου >4 °C· εφαρμογές μέσων θερμοκρασιών = κάτω από 4 °C αλλά πάνω από περίπου -2 °C (όριο πήξης νερού των περισσότερων τροφίμων)· εφαρμογές χαμηλών θερμοκρασιών = κάτω από -2 °C. Ο ίδιος ο βιβλίο δίνει ως παράδειγμα χαμηλών θερμοκρασιών μια εγκατάσταση διατήρησης κατεψυγμένων, ως παράδειγμα υψηλών θερμοκρασιών μια εγκατάσταση συντήρησης λουλουδιών.

Σύνοψη: α. Ο οικιακός καταψύκτης διατηρεί τρόφιμα κατεψυγμένα, σε θερμοκρασίες συνήθως πολύ κάτω από -2 °C (τυπικά περίπου -18 °C) — άρα είναι εφαρμογή χαμηλών θερμοκρασιών. β. Ο χώρος διατήρησης ειδικών ηλεκτρονικών οργάνων στους 12 °C έχει θερμοκρασία πάνω από το όριο των 4 °C — άρα είναι εφαρμογή υψηλών θερμοκρασιών. γ. Ο ψυκτικός θάλαμος διατήρησης μήλων λειτουργεί συνήθως σε θερμοκρασίες κοντά στους 0 °C έως λίγους βαθμούς πάνω από το μηδέν (τυπικές τιμές συντήρησης νωπών φρούτων, όπως θα επιβεβαιωθεί και από τον Πίνακα 8.2 του βιβλίου) — δηλαδή κάτω από 4 °C αλλά πάνω από το όριο πήξης, άρα είναι εφαρμογή μέσων θερμοκρασιών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• α. Χαμηλών θερμοκρασιών (καταψύκτης, <-2°C)· β. Υψηλών θερμοκρασιών (12°C > 4°C)· γ. Μέσων θερμοκρασιών (μήλα, κοντά στους 0-4°C — επιβεβαίωση από Πίνακα 8.2)

Ενιαία τιμή απόδοσης ατμοποιητή σε W ή RT — κρίση (Π1)

Ερώτηση: Η απόδοση των ατμοποιητών μετριέται σε W (ή kcal/h ή Btu/h). Πιστεύετε ότι θα μπορούσαν οι κατασκευαστές να γράφουν μία και μόνο τιμή σε W ή σε RT που να αντιπροσωπεύει την απόδοση του ατμοποιητή; [Π1 — ερώτημα κρίσεως/ομαδικής επεξεργασίας]

Απάντηση:

• §6.4.4 και Κεφάλαιο 5 (§5.1, §5.4): η ψυκτική απόδοση ενός ατμοποιητή εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στο ψυχόμενο μέσο και τη θερμοκρασία ατμοποίησης, από την παροχή του ρευστού που κυκλοφορεί μέσα από το στοιχείο, και από τις ιδιότητες του συγκεκριμένου ψυκτικού μέσου (π.χ. λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης, ειδικός όγκος ατμού). Το βιβλίο σημειώνει το ερώτημα με το σύμβολο Π1, δηλώνοντας ρητά ότι πρόκειται για ανοιχτό ερώτημα κρίσεως προς συζήτηση, χωρίς μοναδική τυπική απάντηση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πρόκειται για ερώτημα κρίσεως (σημειωμένο με Π1), χωρίς μοναδική τυπική απάντηση — ενδεικτική αξιολόγηση: Όχι, δεν θα ήταν ρεαλιστικό να δίνεται μία και μόνο τιμή απόδοσης χωρίς πρόσθετες προϋποθέσεις, γιατί η πραγματική ψυκτική απόδοση ενός ατμοποιητή δεν είναι σταθερό χαρακτηριστικό του ίδιου του στοιχείου, αλλά εξαρτάται άμεσα από τις συνθήκες λειτουργίας: τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στο ψυχόμενο χώρο/υγρό και τη θερμοκρασία ατμοποίησης (όσο μεγαλύτερη η διαφορά, τόσο μεγαλύτερη η μεταδιδόμενη ισχύ), την παροχή μάζας του ψυκτικού μέσου που κυκλοφορεί, και το είδος του ψυκτικού μέσου που χρησιμοποιείται (διαφορετική λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης). Γι' αυτό οι κατασκευαστές δίνουν, στην πράξη, πίνακες ή καμπύλες απόδοσης συναρτήσει της θερμοκρασιακής διαφοράς και του συγκεκριμένου ψυκτικού μέσου, και όχι μία απλή τιμή· μία μοναδική τιμή θα μπορούσε το πολύ να χρησιμεύσει ως ενδεικτική/ονομαστική τιμή αναφοράς κάτω από συγκεκριμένες τυποποιημένες συνθήκες δοκιμής, όχι όμως ως γενική περιγραφή της πραγματικής απόδοσης σε κάθε εφαρμογή. Δεκτή κάθε τεκμηριωμένη κρίση των μαθητών που στηρίζεται στις παραπάνω αρχές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ερώτημα κρίσεως (Π1) χωρίς μοναδική απάντηση· ενδεικτικά: η απόδοση εξαρτάται από θερμοκρασιακή διαφορά, παροχή και είδος ψυκτικού, άρα μία μόνο τιμή δε θα ήταν ρεαλιστική χωρίς αναφορά σε συγκεκριμένες συνθήκες δοκιμής

Ειδικός όγκος κορεσμένου ατμού R12/R22/R134a

Ερώτηση: Συγκρίνετε τον ειδικό όγκο κορεσμένου ατμού στους -5 °C, για τα ψυκτικά ρευστά R12, R22, R134a. Ο μικρός ειδικός όγκος είναι πλεονέκτημα ή μειονέκτημα για ένα ψυκτικό μέσο;

Απάντηση:

• §6.4.1: «Να έχει μικρό ειδικό όγκο» είναι μία από τις επιθυμητές ιδιότητες ενός καλού ψυκτικού. §6.4.3: «Το μεγάλο πλεονέκτημα του R22 έναντι του R12 είναι ότι απαιτεί μικρότερη εκτόπιση συμπιεστή. Για δεδομένη εκτόπιση συμπιεστή, το ψυκτικό αποτέλεσμα που πετυχαίνεται με το R22 είναι κατά 60% μεγαλύτερο απ' αυτό που πετυχαίνεται με το R12» — μικρότερη απαιτούμενη εκτόπιση για το ίδιο ψυκτικό αποτέλεσμα υποδηλώνει μικρότερο ειδικό όγκο ατμού αναρρόφησης. Για το R134a: «έχει... ειδικό όγκο περίπου τον ίδιο με το R12».

Σύνοψη: Σύμφωνα με το κείμενο του βιβλίου, το R22 έχει τον μικρότερο ειδικό όγκο κορεσμένου ατμού από τα τρία: αυτός είναι ακριβώς ο λόγος για τον οποίο, για δεδομένη εκτόπιση συμπιεστή, το R22 πετυχαίνει κατά 60% μεγαλύτερο ψυκτικό αποτέλεσμα από το R12 — άρα χρειάζεται μικρότερο συμπιεστή για την ίδια ψυκτική ισχύ. Το R134a έχει ειδικό όγκο περίπου ίδιο με το R12, άρα οι δύο αυτές ουσίες βρίσκονται στο ίδιο, μεγαλύτερο επίπεδο ειδικού όγκου σε σχέση με το R22. Συνολική διάταξη: ειδικός όγκος R22 < ειδικός όγκος R12 ≈ ειδικός όγκος R134a. Ο μικρός ειδικός όγκος είναι πλεονέκτημα για ένα ψυκτικό μέσο (είναι άλλωστε ρητά αναφερόμενο ως επιθυμητή ιδιότητα, §6.4.1), γιατί σημαίνει ότι για την ίδια μάζα ψυκτικού που πρέπει να αντλήσει ο συμπιεστής χρειάζεται μικρότερος όγκος αναρρόφησης, άρα μικρότερος (φθηνότερος, πιο συμπαγής) συμπιεστής μπορεί να πετύχει την ίδια ψυκτική ισχύ.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• R22 έχει τον μικρότερο ειδικό όγκο κορεσμένου ατμού· R134a≈R12 (μεγαλύτερος)· ο μικρός ειδικός όγκος είναι πλεονέκτημα, γιατί επιτρέπει μικρότερο συμπιεστή για την ίδια ψυκτική ισχύ

Σημασία υψηλής λανθάνουσας θερμότητας ατμοποίησης

Ερώτηση: Γιατί η μεγάλη λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης είναι επιθυμητό χαρακτηριστικό για ένα ψυκτικό και πώς επιδρά στην ψυκτική εγκατάσταση;

Απάντηση:

• §6.4.1: «Να έχει υψηλή λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης» — επιθυμητή ιδιότητα ψυκτικού. §6.4.3 (R22): «Έχει λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης περίπου 1,5 φορά μεγαλύτερη από αυτή του R12»· (αμμωνία R717): «Η λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης της αμμωνίας είναι από τις πιο υψηλές μεταξύ των ψυκτικών ρευστών. Αυτό σημαίνει ότι, για δεδομένη ισχύ της εγκατάστασης, απαιτείται μικρότερος μηχανικός εξοπλισμός από αντίστοιχες εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν άλλα ψυκτικά υγρά.»

Σύνοψη: Η λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης εκφράζει την ποσότητα θερμότητας που απορροφά κάθε μονάδα μάζας του ψυκτικού μέσου καθώς ατμοποιείται στον ατμοποιητή. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η θερμότητα, τόσο περισσότερη ψυκτική ισχύ μπορεί να αποδώσει η ίδια ποσότητα (μάζα) ψυκτικού μέσου που κυκλοφορεί στο κύκλωμα. Αυτό σημαίνει ότι, για να επιτευχθεί μια δεδομένη ψυκτική ισχύ, απαιτείται μικρότερη παροχή μάζας ψυκτικού μέσου — άρα μικρότερος συμπιεστής, λεπτότερες σωληνώσεις και γενικά μικρότερος και φθηνότερος μηχανικός εξοπλισμός, όπως ακριβώς αναφέρεται στο βιβλίο για την περίπτωση της αμμωνίας, που έχει από τις υψηλότερες λανθάνουσες θερμότητες ατμοποίησης μεταξύ των ψυκτικών ρευστών. Αντίστροφα, ένα ψυκτικό με χαμηλή λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης θα χρειαζόταν μεγαλύτερη παροχή μάζας (άρα μεγαλύτερο συμπιεστή) για την ίδια ψυκτική ισχύ.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Υψηλή λανθάνουσα θερμότητα → κάθε kg ψυκτικού απορροφά περισσότερη θερμότητα στην ατμοποίηση → μικρότερη απαιτούμενη παροχή μάζας για δεδομένη ψυκτική ισχύ → μικρότερος/φθηνότερος μηχανικός εξοπλισμός (π.χ. αμμωνία)

Μειονέκτημα άοσμου ψυκτικού

Ερώτηση: Γιατί είναι μειονέκτημα για ένα ψυκτικό να είναι εντελώς άοσμο;

Απάντηση:

• §6.4.1: «Να ανιχνεύεται εύκολα ώστε να εντοπίζονται οι τυχόν διαρροές» — επιθυμητή ιδιότητα ψυκτικού. §6.4.3 (αμμωνία): «Οι διαρροές αμμωνίας ανιχνεύονται με τη χρήση φλόγας θείου... Επίσης ανιχνεύεται με ειδικό δοκιμαστικό χάρτη» και (R134a): «To R134a δεν ανιχνεύεται με τη λυχνία Halide» — δείχνοντας ότι η ανίχνευση διαρροών απαιτεί ειδικά μέσα όταν το ψυκτικό δεν έχει χαρακτηριστική οσμή.

Σύνοψη: Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι ένα καλό ψυκτικό πρέπει «να ανιχνεύεται εύκολα, ώστε να εντοπίζονται οι τυχόν διαρροές» — η οσμή είναι ο πιο άμεσος, φτηνός και άμεσα διαθέσιμος τρόπος ανίχνευσης μιας διαρροής (χωρίς όργανα, με τις αισθήσεις του τεχνικού ή ακόμα και του χρήστη του χώρου). Ένα εντελώς άοσμο ψυκτικό στερείται αυτού του «φυσικού συναγερμού»: μια διαρροή μπορεί να παραμείνει απαρατήρητη για μεγάλο χρονικό διάστημα, με αποτέλεσμα σταδιακή απώλεια ψυκτικού μέσου (μείωση της απόδοσης της εγκατάστασης, ενδεχόμενη είσοδο αέρα/υγρασίας στο κύκλωμα από το ίδιο σημείο διαρροής όταν η πίεση πέσει κάτω από την ατμοσφαιρική), αυξημένο περιβαλλοντικό αντίκτυπο (ανεξέλεγκτη εκπομπή στην ατμόσφαιρα) και αυξημένο κόστος συντήρησης, αφού η ανίχνευση πρέπει να γίνει με ειδικά όργανα/μεθόδους (π.χ. ηλεκτρονικός ανιχνευτής, λυχνία Halide — που μάλιστα δεν λειτουργεί για όλα τα ψυκτικά, όπως το R134a) αντί για απλή οσφρητική αντίληψη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Χωρίς οσμή, μια διαρροή δεν γίνεται αντιληπτή εύκολα/άμεσα από τον άνθρωπο· καθυστερεί ο εντοπισμός της, οδηγώντας σε απώλεια ψυκτικού, μειωμένη απόδοση, περιβαλλοντικές επιπτώσεις και ανάγκη ειδικών οργάνων ανίχνευσης

Ερμηνεία των γραμμών 1-5 στο Διάγραμμα 6.2 (p-h)

Ερώτηση: Στο παρακάτω διάγραμμα p-h (Διάγραμμα 6.2), εξηγήστε τι παριστάνει καθεμιά από τις γραμμές 1, 2, 3, 4 και 5.

Απάντηση:

• §6.4.4: «Πάνω στα διαγράμματα αυτά μπορούμε να σχεδιάσουμε τον ψυκτικό κύκλο μιας ψυκτικής εγκατάστασης και να κάνουμε ενεργειακούς υπολογισμούς, όπως θα δούμε στο Κεφάλαιο 7» — το Διάγραμμα 6.2 απεικονίζει τον βασικό ψυκτικό κύκλο μηχανικής συμπίεσης ατμών πάνω στο διάγραμμα p-h. §5.3, §5.6 (ήδη δομημένα στο Κεφάλαιο 5): τα τέσσερα βασικά στάδια του κύκλου (ατμοποίηση, συμπίεση, συμπύκνωση, εκτόνωση) και η υπόψυξη συμπυκνώματος. §6.4.4: κατακόρυφες γραμμές = σταθερή ενθαλπία, οριζόντια τμήματα μέσα στην καμπάνα = σταθερή πίεση/θερμοκρασία, γραμμές εκτός καμπάνας κεκλιμένες.

Σύνοψη: Το Διάγραμμα 6.2 απεικονίζει τον βασικό ψυκτικό κύκλο μηχανικής συμπίεσης ατμών πάνω στο διάγραμμα p-h, χωρισμένο σε πέντε χαρακτηριστικές γραμμές/διεργασίες (η ακριβής θέση καθεμιάς πρέπει να επιβεβαιωθεί στο τυπωμένο σχήμα, αλλά η φυσική τους ερμηνεία, με βάση όσα έχουν ήδη περιγραφεί για τον ψυκτικό κύκλο και το διάγραμμα p-h, είναι η εξής): Γραμμή 1 — Ατμοποίηση: οριζόντιο τμήμα σταθερής (χαμηλής) πίεσης και θερμοκρασίας μέσα στην καμπάνα κορεσμού, στον ατμοποιητή, όπου το ψυκτικό μέσο απορροφά θερμότητα από τον ψυχόμενο χώρο μετατρεπόμενο από μίγμα υγρού-ατμού σε κορεσμένο (ή ελαφρώς υπερθερμασμένο) ατμό. Γραμμή 2 — Συμπίεση: κεκλιμένη γραμμή στο συμπιεστή, από τη χαμηλή στην υψηλή πίεση, κατά μήκος περίπου σταθερής ειδικής εντροπίας, με αύξηση της ενθαλπίας (προσθήκη μηχανικού έργου) και της θερμοκρασίας (υπερθέρμανση). Γραμμή 3 — Συμπύκνωση: οριζόντιο τμήμα σταθερής (υψηλής) πίεσης και θερμοκρασίας μέσα στην καμπάνα, στο συμπυκνωτή, όπου ο ατμός αποβάλλει θερμότητα προς το περιβάλλον και υγροποιείται. Γραμμή 4 — Υπόψυξη: μικρή γραμμή σταθερής (υψηλής) πίεσης στην περιοχή υπόψυκτου υγρού (αριστερά της καμπάνας), όπου το ήδη υγροποιημένο ψυκτικό ψύχεται περαιτέρω (§5.6). Γραμμή 5 — Εκτόνωση: κατακόρυφη γραμμή σταθερής ενθαλπίας, στο εκτονωτικό μέσο, από την υψηλή στη χαμηλή πίεση, όπου η θερμοκρασία και η πίεση πέφτουν απότομα και το ψυκτικό μέσο επιστρέφει ως μίγμα υγρού-ατμού στον ατμοποιητή, κλείνοντας τον κύκλο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 1=ατμοποίηση (οριζόντια, χαμηλή πίεση)· 2=συμπίεση (κεκλιμένη, χαμηλή→υψηλή πίεση)· 3=συμπύκνωση (οριζόντια, υψηλή πίεση)· 4=υπόψυξη (υψηλή πίεση, περιοχή υπόψυκτου υγρού)· 5=εκτόνωση (κατακόρυφη, σταθερή ενθαλπία, υψηλή→χαμηλή πίεση) — επιβεβαίωση ακριβούς θέσης από το τυπωμένο σχήμα

R134a στους -26°C — καταλληλότητα για διατήρηση στους -30°C

Ερώτηση: Το ψυκτικό μέσο R134a ατμοποιείται, υπό πίεση 1 atm, στους -26 °C. Είναι δυνατό να χρησιμοποιήσουμε το παραπάνω ψυκτικό μέσο σε μια εγκατάσταση, όπου επιθυμούμε διατήρηση προϊόντων στους -30°C;

Απάντηση:

• §5.4 (Κεφάλαιο 5, ήδη δομημένο): «η θερμοκρασία ατμοποίησης πρέπει να είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία που επικρατεί στο χώρο που ψύχουμε», ώστε να γίνεται απορρόφηση θερμότητας από τον ψυχόμενο χώρο. §6.4.3: «To R134a... Βράζει, υπό πίεση 1 atm, στους -26°C». §6.4.6: η λειτουργία σε πίεση αναρρόφησης κάτω από την ατμοσφαιρική (υποατμοσφαιρικά, vacuum) αυξάνει τον κίνδυνο εισόδου αέρα/υγρασίας από τυχόν διαρροή, με τα προβλήματα που περιγράφονται εκεί (παγοφραγμός, οξέα, διάβρωση).

Σύνοψη: Στην πράξη, όχι δεν συνιστάται χωρίς επιφυλάξεις, αν και θεωρητικά είναι εφικτό υπό προϋποθέσεις. Για να μπορεί το ψυκτικό μέσο να απορροφήσει θερμότητα από ένα χώρο στους -30 °C, η θερμοκρασία ατμοποίησής του πρέπει να είναι χαμηλότερη από -30 °C (§5.4). Το R134a, όμως, στην ατμοσφαιρική πίεση (1 atm) βράζει μόλις στους -26 °C, δηλαδή σε θερμοκρασία υψηλότερη από τους -30 °C που θέλουμε να πετύχουμε. Για να κατέβει η θερμοκρασία ατμοποίησής του κάτω από τους -30 °C, θα έπρεπε ο συμπιεστής να δημιουργεί στην πλευρά αναρρόφησης πίεση χαμηλότερη από την ατμοσφαιρική (λειτουργία σε «κενό»/υποπίεση). Αυτό όμως είναι ανεπιθύμητο στην πράξη, γιατί σε περίπτωση οποιασδήποτε διαρροής στη χαμηλή πλευρά, αντί να διαφεύγει ψυκτικό προς τα έξω θα εισέρχεται αέρας και υγρασία από το περιβάλλον προς το κύκλωμα — με όλα τα προβλήματα που περιγράφονται στην §6.4.6 (παγοφραγμός εκτονωτικού μέσου, δημιουργία οξέων, διάβρωση, καταστροφή λαδιού). Γι' αυτό, για διατήρηση προϊόντων σε τόσο χαμηλή θερμοκρασία, προτιμάται ένα ψυκτικό μέσο με χαμηλότερο σημείο βρασμού από το R134a (π.χ. R22 που βράζει στους -41 °C), ώστε η ατμοποίηση να μπορεί να γίνεται σε πίεση πάνω από την ατμοσφαιρική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Θεωρητικά εφικτό μόνο με λειτουργία σε υποατμοσφαιρική πίεση αναρρόφησης, κάτι που δεν συνιστάται (κίνδυνος εισόδου αέρα/υγρασίας από διαρροές)· πρακτικά προτιμάται ψυκτικό με χαμηλότερο σημείο βρασμού (π.χ. R22, -41°C)

Τρόποι εισόδου υγρασίας σε ψυκτικό κύκλωμα (Π1)

Ερώτηση: Με ποιους τρόπους μπορεί να εισδύσει υγρασία σε ένα ψυκτικό κύκλωμα; [Π1 — ερώτημα κρίσεως/ομαδικής επεξεργασίας]

Απάντηση:

• §6.4.6: «Στην ερώτηση 14, στο τέλος αυτού του κεφαλαίου, μπορείτε να αναζητήσετε τους διάφορους τρόπους με τους οποίους μπορεί να περάσει υγρασία στο ψυκτικό σύστημα» — το ίδιο το βιβλίο παραπέμπει σε ανοιχτή αναζήτηση/συζήτηση (σημειωμένο με Π1), χωρίς να δίνει εξαντλητική λίστα μέσα στο κύριο κείμενο. Η απάντηση συνδυάζει όσα ήδη αναφέρθηκαν για τη σωστή αποθήκευση ψυκτικού/λαδιού (στεγανά δοχεία, ξηρό περιβάλλον) και τη γενική γνώση εγκατάστασης/συντήρησης ψυκτικών κυκλωμάτων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πρόκειται για ερώτημα κρίσεως/αναζήτησης (σημειωμένο με Π1) — ενδεικτικοί τρόποι εισόδου υγρασίας σε ένα ψυκτικό κύκλωμα: (α) ατελής κενοποίηση (εκκένωση) του κυκλώματος πριν τη φόρτιση με ψυκτικό μέσο, αφήνοντας υπολειπόμενο αέρα/υδρατμούς μέσα στις σωληνώσεις· (β) χρήση ψυκτικού μέσου ή λαδιού λίπανσης που περιέχει ήδη υγρασία, επειδή τα δοχεία τους έμειναν ανοιχτά ή δεν ήταν καλά στεγανά (§6.4.6: «Αν εκτεθεί το λάδι στον ατμοσφαιρικό αέρα, θα απορροφήσει υγρασία»)· (γ) διαρροές στο κύκλωμα στην πλευρά χαμηλής πίεσης, ιδίως όταν αυτή είναι κάτω από την ατμοσφαιρική, οπότε αντί να διαφεύγει ψυκτικό εισέρχεται αέρας με την υγρασία του από το περιβάλλον· (δ) παραμονή εξαρτημάτων (φίλτρων, συμπιεστή, σωληνώσεων) ανοιχτών στην ατμόσφαιρα για μεγάλο διάστημα κατά την εγκατάσταση ή την επισκευή, πριν σφραγιστούν· (ε) ανεπαρκές ή κατεστραμμένο φίλτρο-ξηραντήρα (ή φίλτρο κορεσμένο, που δεν απορροφά πια υγρασία), το οποίο επιτρέπει σε ήδη υπάρχουσα υγρασία να κυκλοφορεί ελεύθερα στο κύκλωμα. Δεκτή κάθε τεκμηριωμένη απάντηση μαθητών που εντοπίζει ανάλογα σημεία εισόδου υγρασίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ερώτημα κρίσεως/αναζήτησης (Π1)· ενδεικτικοί τρόποι: ατελής κενοποίηση πριν τη φόρτιση, υγρασία ήδη μέσα σε ψυκτικό/λάδι από ανοιχτά δοχεία, διαρροές (ιδίως σε υποατμοσφαιρική πίεση), εξαρτήματα αφημένα ανοιχτά κατά την εγκατάσταση/επισκευή, κορεσμένο/ελαττωματικό φίλτρο-ξηραντήρα

Προβλήματα από υγρασία σε ψυκτικό κύκλωμα

Ερώτηση: Ποια προβλήματα μπορούν να δημιουργηθούν από την παρουσία υγρασίας σε ένα ψυκτικό κύκλωμα;

Απάντηση:

• §6.4.6: «Αν υπάρχει υγρασία στο ψυκτικό σύστημα, είναι πολύ πιθανό να έχουμε δημιουργία πάγου στο εκτονωτικό μέσο. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα τη δυσλειτουργία ή και το «μπλοκάρισμα» του εκτονωτικού μέσου. Επιπλέον, η υγρασία, σε ορισμένα ψυκτικά μέσα, είναι δυνατό να προκαλέσει, στις υψηλές θερμοκρασίες του συμπιεστή, διάσπαση του ψυκτικού ρευστού και δημιουργία ζημιογόνων οξέων. Μπορεί επίσης να προκαλέσει διάβρωση ή σκούριασμα στα μέταλλα του κυκλώματος ή καταστροφή του λαδιού που είναι πιθανό να οδηγήσει, στις ερμητικές μονάδες, στο κάψιμο του κινητήρα.»

Σύνοψη: Σύμφωνα με το βιβλίο, η παρουσία υγρασίας σε ένα ψυκτικό κύκλωμα μπορεί να προκαλέσει: (1) δημιουργία πάγου (παγοφραγμό) στο εκτονωτικό μέσο, με αποτέλεσμα δυσλειτουργία ή πλήρες «μπλοκάρισμά» του (εμπόδιση της ροής ψυκτικού)· (2) διάσπαση του ίδιου του ψυκτικού ρευστού στις υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονται στο συμπιεστή, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ζημιογόνων οξέων· (3) διάβρωση ή σκούριασμα στα μεταλλικά μέρη του κυκλώματος, εξαιτίας αυτών των οξέων ή απευθείας της υγρασίας· (4) καταστροφή του λαδιού λίπανσης, η οποία μπορεί, ειδικά στις ερμητικές μονάδες (όπου το λάδι έρχεται σε άμεση επαφή με το τύλιγμα του κινητήρα), να οδηγήσει τελικά στο κάψιμο του κινητήρα του συμπιεστή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Παγοφραγμός/μπλοκάρισμα εκτονωτικού μέσου· διάσπαση ψυκτικού και δημιουργία οξέων στον συμπιεστή· διάβρωση/σκούριασμα μεταλλικών μερών· καταστροφή λαδιού λίπανσης → ενδεχόμενο κάψιμο κινητήρα στις ερμητικές μονάδες