Тоңазытқыш машиналар туралы мақалалар
Тоңазытқыш - кері жұмыс істейтін жылу қозғалтқышы. Сонымен, жылу қозғалтқышы төмен температуралы аймақтан жылуды алып, оны жоғары температуралы аймаққа жібереді. Бұл процесс жүруі үшін қозғалтқыш жұмыс атқаруы керек. Дегенмен, жылу табиғи түрде тек жоғары температуралы аймақтан төмен температуралы аймаққа ағады. Жылу өздігінен төмен температуралы аймақтан жоғары температуралы аймаққа аға алмайды. Бұл бұрын талқыланған Клаузиус тұжырымына сәйкес келеді. Тоңазытқышта жүретін процесс үшін алдыңғы Клаузиус тұжырымын келесідей жазуға болады:
Тоңазытқыш машинаның (цикл бойынша жұмыс істейтін) жұмыс істемей, жылуды төмен температуралы жерден жоғары температуралы жерге жылжытуы мүмкін емес ( термодинамиканың екінші заңы - Клаузиус тұжырымы).
Курсивпен жазылған мәтін термодинамиканың екінші заңының арнайы тұжырымы болып табылады. Бұл тұжырым тек тоңазытқыш машиналарға ғана қатысты. Энергия түрін өзгерту және энергияны беру процесіэнергия қосулы
Салқындату машинасы төмендегі диаграммаға ұқсайды.
Машина төмен температуралы жерден (QL) жылу алу және жылуды жоғары температуралы жерге (QH) беру үшін жұмыс істейді (W) . Энергияның сақталу заңына сүйене отырып, QL + W = QH деген қорытынды жасауға болады.
Егер жылу қозғалтқыштарында тиімділік термині қолданылса, онда тоңазытқыш машиналарда өнімділік коэффициенті (KK) термині қолданылады. Тоңазытқыш машинасының өнімділік коэффициенті (KK) - бұл төмен температуралы орыннан (QL) берілетін жылудың жылуды беру үшін жасалған жұмысқа (W) қатынасы . Математикалық тұрғыдан мұны келесідей жазуға болады:

Егер сіз тоңазытқыш машинасының жұмыс коэффициентін пайызбен көрсеткіңіз келсе, бұл теңдеуді 100%-ға көбейтіңіз. Идеал тоңазытқыш машинасының жұмыс коэффициенті (тоңазытқыш машинасының жұмыс коэффициентінің Карно):

Біз жиі қолданатын бірнеше салқындату машиналары бар, соның ішінде тоңазытқыштар, кондиционерлер (КК) және жылу сорғылары.
Тоңазытқыш
Конденсатор = буды сұйықтыққа айналдырады, компрессор = қысады. Салқындатқыш катушкалар әдетте тоңазытқыштың ішінде, ал конденсатор катушкалары тоңазытқыштың сыртында (тоңазытқыштың артқы жағында) орналасқан.
Катушкалардың ішінде фазалық тепе-теңдіктегі сұйықтық (сұйық және бу күйінде болады) орналасқан. Бұл сұйықтық хладагент деп аталады. Бұрын жиі қолданылатын хладагент фреон болған. Фреон бүгінде қолданылмайды, себебі оның бөлінуі озон қабатын зақымдауы мүмкін.
Компрессор қозғалтқышы (электр тогымен жұмыс істейді) салқындатқышты (бу түрінде) тартып, оны адиабаталық түрде сығады. Адиабаталық сығымдауға байланысты будың температурасы артады. Температура жоғарылаған сайын будың қысымы да артады. Компрессор (жоғары температура) мен конденсатор (төмен температура) арасындағы температура айырмашылығы жоғары температуралы, жоғары қысымды будың тоңазытқыштың артқы жағында орналасқан конденсатор катушкалары арқылы ағуына әкеледі.
Будың температурасы қоршаған ауаның температурасынан жоғары, сондықтан ол конденсатор катушкасы арқылы ағып өткенде, бу қоршаған ауаға жылу береді. Конденсатор арқылы конденсацияланғандықтан, бу салқындап, сұйықтыққа айналады. Кеңейту клапаны арқылы ағып өткенде, сұйықтыққа айналған хладагент адиабаталық түрде кеңейеді. Адиабаталық кеңеюдің болуы сұйықтықтың суыуына әкеледі (оның температурасы төмендейді). Суық сұйықтық тоңазытқыштың ішіндегі катушкалардың ішіне ағады. Катушкалардағы сұйықтық тоңазытқыштағы ауадан суық болғандықтан, хладагент буға айналғанша жылу сұйықтыққа сіңеді (сұйықтық тоңазытқышта жылуды сіңіреді). Буға айналған хладагент компрессор қозғалтқышымен сорылып, адиабаттық түрде сығылады. Және тағы басқалар... (процесс қайтадан қайталанады). Тоңазытқыштың ішіндегі жылу катушкалардың ішіндегі сұйықтыққа ауысқандықтан, тоңазытқыш суып қалады.
Кондиционер (кондиционер)
Құрылғының дизайны басқаша болғанымен, кондиционердің негізгі жұмыс принципі тоңазытқышқа ұқсас. Бұл жағдайда тоңазытқыш бөлме болып табылады. Әдетте, салқындатқыш катушкалар бөлме ішінде, ал конденсатор катушкалары сыртта орналасқан. Конденсатор катушкаларының артында желдеткіш орналасқан. Желдеткіштің жұмысы жай ғана ауа айналымын реттеу және конденсатор катушкаларын үрлеу, осылайша конденсатор катушкалары мен қоршаған ауа арасындағы жылу алмасуды жеделдету. Керісінше, салқындатқыш катушкалардың артында үрлегіш, яғни үрлегіш орналасқан. Оның қызметі желдеткішке ұқсас. Желдеткіш конденсатор катушкаларын сыртқа үрлеп, жылуды қоршаған ауаға бағыттаса, үрлегіш салқындатқыш катушкаларды ішке үрлеп, салқын ауаны бөлмеге таратады.
Жылу сорғысы
Жылу сорғылары әдетте суық қыста қолданылады. Жылу сорғысының жұмыс принципі тоңазытқыштың жұмыс принципіне ұқсас. Айырмашылығы - тоңазытқыш - бөлмені салқындату үшін қолданылатын құрылғы, ал жылу сорғысы бөлмені жылыту үшін қолданылады. Тоңазытқыш бөлмеден жылуды сіңіру (QL ) және оны сыртқа шығару (QH ) жұмысын атқарса , жылу сорғысы сырттан жылуды сіңіріп (QL ) бөлмеге шығарады (QH ) . Қосылған жылу бөлменің жылы болуына әкеледі. Жаз келгенде, жылу сорғысын кондиционер (AC) ретінде жұмыс істеу үшін кері айналдыруға болады.