5.1.3 Principper
Langt hovedparten af anlæg er såkaldte ”mekanisk kompressionskøling”.
Her udnyttes, at en lav temperatur kan opnås ved at tilvejebringe et passende lavt tryk for en gas/væske-blanding af kølemidlet.
Fig. 5.1.1: Når trykket1 sænkes følger temperaturen med ned.
Antag at udgangspunktet er en ”beholder” med en ren gas/væske blanding af kølemidlet (dvs. ingen luft). Når en kompressor bortsuger noget gas, falder trykket – herved fordamper noget af væsken, og temperaturen falder tilsvarende.
Opgaven med at tilvejebringe en passende lav temperatur er således blevet omsat til en mere ”mekanisk opgave”, nemlig at tilvejebringe et tilsvarende lavt tryk af kølemidlet.
I et varmedrevet køleanlæg er princippet stadig som beskrevet ovenfor, det er blot måden, hvorpå det lave tryk opnås, som er anderledes. I absorption eller adsorptionsanlæg benyttes et stof, som ”suger” kølemidlet til sig, hvorved det lave tryk opnås. Eksempelvis vil vand kunne suge ammoniak langt ned i tryk. Det varmedrevne aspekt kommer ind, når kølemidlet skal ”ud af” absorbenten (eller adsorpbenten) igen, hvorved det ”regenereres”.
I ejektoranlæg – typisk med vand som kølemiddel – skabes et sug ved, at en del af kølemidlet gives en megen høj hastighed (skabt ved ekspansion fra høj temperatur og tryk) og ”medriver” gassen fra stedet (fordamperen), hvor det lavere tryk ønskes.
Man kan anvende el direkte til kuldefremstilling i et Peltier-element. Dette svarer i princippet til et ”termo-element”, hvor en temperaturforskel skaber en spændingsforskel. Når der påtrykkes en spændingsforskel, vil der opstå en kold og en varm ende.
Stirlingkølemaskine er også et kompressionskøleanlæg, blot foregår hele kredsprocessen i gasfasen. Mediet er typisk helium.
På laboratorium-stadie er magnetisk og akustisk køling, men ingen af disse principper har pt. nogen kommerciel anvendelse. Magnetisk køling forskes der intensivt i på Risø/DTU.
Det helt overvejende princip er mekaniske kompressionskøleanlæg – og varmepumpeanlæg. Det er disse anlæg, som primært beskrives i det følgende.
Note 1. I dette afsnit menes altid det ”absolutte tryk”, hvis ikke andet er nævnt. I praksis viser nogle måleinstrumenter overtrykket i forhold til omgivelserne, også kaldet ”gage-tryk” eller ”gauge-tryk”