Aušinimo mašina

Straipsniai apie šaldymo mašinas

Šaldytuvas yra šiluminis variklis, veikiantis atvirkščiai. Taigi, šiluminis variklis paima šilumą iš žemos temperatūros srities ir atiduoda ją į aukštos temperatūros sritį. Kad šis procesas vyktų, variklis turi atlikti darbą. Tačiau natūraliai šiluma teka tik iš aukštos temperatūros srities į žemos temperatūros sritį. Šiluma pati savaime negali tekėti iš žemos temperatūros srities į aukštos temperatūros sritį. Tai atitinka anksčiau aptartą Klausijaus teiginį. Procesui, vykstančiam šaldytuve, ankstesnis Klausijaus teiginys gali būti užrašytas taip:

Šaldymo mašinai (kuri veikia cikle) neįmanoma perkelti šilumos iš žemos temperatūros vietos į aukštos temperatūros vietą neatlikus darbo ( antrasis termodinamikos dėsnis – Klausijaus teiginys).

Kursyvu pažymėtas tekstas yra specialus antrojo termodinamikos dėsnio teiginys. Šis teiginys taikomas tik šaldymo mašinoms. Energijos formos keitimo ir perdavimo procesasenergija įjungta Aušinimo mašina 1Aušinimo įrenginys atrodo kaip parodyta žemiau esančioje diagramoje.

Mašina atlieka darbą (W), kad paimtų šilumą iš žemos temperatūros vietos (Q L ) ir atiduoda šilumą aukštos temperatūros vietai (Q H ). Remiantis energijos tvermės dėsniu, galima daryti išvadą, kad Q L + W = Q H.

Jei šiluminiuose varikliuose vartojamas terminas „efektyvumas“, tai šaldymo mašinose vartojamas terminas „našumo koeficientas“ (KK). Šaldymo mašinos našumo koeficientas (KK) yra santykis tarp šilumos, perduotos iš žemos temperatūros vietos (Q L ), ir darbo (W), atlikto perduodant šilumą. Matematiškai tai galima užrašyti taip:

Aušinimo mašina 2

Jei norite išreikšti šaldymo mašinos našumo koeficientą procentais, tiesiog padauginkite šią lygtį iš 100 %. Idealaus šaldymo mašinos našumo koeficientas (šaldymo mašinos Karno koeficientas):

Aušinimo mašina 3

Yra keletas šaldymo įrenginių, kuriuos dažniausiai naudojame, įskaitant šaldytuvus, oro kondicionierius (AC) ir šilumos siurblius.

Šaldytuvas

Kondensatorius = paverčia garus skysčiu, kompresorius = suspaudžia. Aušinimo ritės paprastai yra šaldytuvo viduje, o kondensatoriaus ritės – šaldytuvo išorėje (šaldytuvo gale).

Ritinių viduje yra fazinės pusiausvyros skystis (egzistuojantis skystos ir garų būsenose). Šis skystis vadinamas šaltnešiu. Anksčiau dažniausiai naudotas šaltnešis buvo freonas. Šiandien freonas nebenaudojamas, nes jo išsiskyrimas gali pažeisti ozono sluoksnį.

Kompresoriaus variklis (varomas elektros energija) įtraukia šaltnešį (garų pavidalu) ir jį adiabatiškai suspaudžia. Dėl adiabatinio suspaudimo garų temperatūra kyla. Didėjant temperatūrai, didėja ir garų slėgis. Temperatūros skirtumas tarp kompresoriaus (aukšta temperatūra) ir kondensatoriaus (žema temperatūra) sukelia aukštos temperatūros ir aukšto slėgio garų tekėjimą per kondensatoriaus rites, esančias šaldytuvo gale.

Garų temperatūra yra aukštesnė už aplinkinio oro temperatūrą, todėl, tekėdami per kondensatoriaus ritę, garai išskiria šilumą į aplinkinį orą. Kondensatoriuje kondensuojantis garas atvėsta ir virsta skysčiu. Tekant per išsiplėtimo vožtuvą, skysčiu pavirtęs šaltnešis adiabatiškai plečiasi. Dėl adiabatinio plėtimosi skystis atšąla (jo temperatūra mažėja). Šaltas skystis teka šaldytuvo ritėse. Kadangi skystis ritėse yra šaltesnis už orą šaldytuve, skystis sugeria šilumą, kol šaltnešis virsta garais (skystis sugeria šilumą šaldytuve). Garais pavirtęs šaltnešis yra įsiurbiamas kompresoriaus variklio ir adiabatiškai suspaudžiamas. Ir taip toliau… (procesas kartojasi dar kartą). Kadangi šaldytuvo viduje esanti šiluma pereina į ritėse esantį skystį, šaldytuvas atšąla.

Oro kondicionierius

Nors įrenginio konstrukcija skiriasi, pagrindinis oro kondicionieriaus veikimo principas yra panašus į šaldytuvo. Šiuo atveju šaldytuvas yra kambarys. Paprastai aušinimo ritės yra kambario viduje, o kondensatoriaus ritės – išorėje. Už kondensatoriaus ričių yra ventiliatorius. Ventiliatoriaus užduotis – tiesiog reguliuoti oro cirkuliaciją ir pūsti kondensatoriaus rites, taip pagreitinant šilumos perdavimą tarp kondensatoriaus ričių ir aplinkinio oro. Priešingai, už aušinimo ričių yra pūstuvas. Jo funkcija panaši į ventiliatoriaus. Nors ventiliatorius pučia kondensatoriaus rites į išorę, nukreipdamas šilumą į aplinkinį orą, pūstuvas pučia aušinimo rites į vidų, paskleisdamas vėsų orą visame kambaryje.

Šilumos siurblys

Šilumos siurbliai paprastai naudojami šaltomis žiemomis. Šilumos siurblio veikimo principas yra panašus į šaldytuvo. Skirtumas tas, kad šaldytuvas yra prietaisas, naudojamas kambariui vėsinti, o šilumos siurblys – šildyti. Šaldytuvas atlieka darbą, kad sugertų šilumą iš kambario (QL ) ir išskirtų ją į lauką (QH ) , o šilumos siurblys sugeria šilumą iš lauko (QL ) ir išskiria ją į kambarį (QH ) . Dėl papildomos šilumos kambarys sušyla. Atėjus vasarai, šilumos siurblį galima perjungti ir naudoti kaip oro kondicionierių (AC).

Palikite komentarą