Fizikai elvek a légkondicionáló
Fizikai elvek a légkondicionáló
A fő funkciója a légkondicionáló - hűtőlevegő
A fő funkciói a légkondicionáló - egy hűtési és fűtési a levegő már belül a helyszínen. Ez azt jelenti, hogy a klíma általában nem termel a friss levegő beáramlását az utcáról vagy a kipufogó levegő a szobában. Céljából a rajz, és ez szolgál beáramló szellőztető berendezés.
Hűtés történik légkondicionálók alkalmazásával kompressziós hűtési ciklus.
forráspont
A forráspontja a folyadék függ a környezeti nyomás. Minél alacsonyabb a nyomás, annál kisebb a forráspontja.
Például, jól ismert, hogy a víz hőmérsékleten forr a 100C. Azonban, ez csak akkor következik normál légköri nyomáson (760 Hgmm. V.). Amikor a nyomás forráspont hőmérséklete emelkedik, és amikor azt leengedjük (például nagy a hegyek), víz forrni kezd a hőmérséklet lényegesen alacsonyabb, mint 100 ° C. Átlagban, amikor a nyomás a 27 mm-es .rt. Art. forráspont hőmérséklete változott 1C.
Különböző folyékony forraljuk különböző hőmérsékleteken, még azonos külső nyomás.
Például, folyékony nitrogén körül forr -77 ° C, és a freon R-22, amely a használt hűtő - a -40.8S hőmérsékleten (atmoszférikus nyomáson).
hője
Lepárlása után a folyadék felszívódik a hőt a környezetbe. gőz hő, éppen ellenkezőleg, felszabadul kondenzáció során. A párolgási hője folyadékok nagyon magas.
Például, a szükséges energia elpárolgó 1 gramm víz hőmérsékleten 100 ° C (539 kalóriát / g) sokkal energia szükséges a víz melegítésére 0 ° C és 100 ° C (100 kalóriát / g)!
Ha a folyadék freon elhelyezett nyitott edényben (atmoszferikus nyomáson és szobahőmérsékleten), azonnal forraljuk, miközben elnyeli a nagy mennyiségű hőt a környezetből.
Ezt a jelenséget használják a hűtő. Csak az ő freon alakítjuk gőzt egy külön rész - párologtató. A csöveket a párologtató vannak fújva légáramlást. Forráspont Freon elnyeli a hőt ebből a levegő áramlását, hűtés.
Azonban a hűtő nem lehet csak freon elpárolog, elnyeli a hőt. Elvégre, ha ez a nagy mennyiségű gőz, és szükség van összefoglalva az összes új és az új folyadék áramlik folyamatosan. Ezért végre és a fordított folyamat a lecsapódását a hűtőgép - átalakítása gőz-folyadék.
Ha bármilyen folyadék kondenzációs hő szabadul fel, amely azután áramlik a környezetbe. A kondenzációs hőmérsékletű, mint a forráspont hőmérséklete függ a külső nyomást. Magasabb nyomáson, kondenzáció léphet fel nagyon magas hőmérsékleten.
Például, Freon R-22 kezd lecsapódik a + 55C, ha a 23 nyomás alatti légkörben (körülbelül 17,5 ezer. Hgmm. V.).
Hűtő
A hűtőberendezés freon kondenzálódik a szakosztály - a kondenzátort. A felszabaduló hő a kondenzáció során eltávolítjuk áramlási hűtőfolyadék vagy a levegő.
Mivel a hűtőgép kell folyamatosan üzemel, a párologtató folyamatosan meg kell eljárni a folyékony freon és a kondenzátor - gőzök. Ez a folyamat - ciklikus korlátozott mennyiségű Freon cirkulál a hűtőberendezés, párolgó és kondenzációs.
hűtőközeg entalpia
Előforduló hűtőberendezés hűtési ciklus célszerűen grafikusan. Az ábra mutatja a viszonyt a nyomás és hő tartalommal (entalpia) a hűtőközeg.
Entalpia - egy állami funkciót, a növekmény, amelyen az eljárást állandó nyomás egyenlő a hő rendszer által kapott.
Az ábra mutatja a telítési görbe a hűtőközeg.
- A bal oldali ágat a görbe megfelel a telített folyadék
- Jobb oldali megfelel a telített gőzt.
- A kritikus ponton a görbe ágak csatlakozott, és az anyag lehet folyékony és gáznemű állapotban.
- Belül a görbe - a megfelelő zóna a keverék gőz és folyékony.
- Ahhoz, hogy a bal oldalon a görbe (a kisebb entalpia) - túlhűtött folyadék.
- A jobb oldalon a görbe (egy nagyobb entalpia) - túlhevített gőzt.
Elméleti hűtési ciklus némileg eltér az igazi. Tény, hogy a nyomásveszteség fellépő különböző szakaszaiban a hűtőközeg szivattyú, csökkentve a hűtés hatékonyságát. Ez nem veszik figyelembe az ideális ciklus
Elméleti hűtési ciklus
A kompresszor
Hideg telített hűtőközeg gőz belép a kompresszor folyadékhűtő (C1 pont). A tömörítés, a nyomást és a hőmérsékletet növelni (D pont). Entalpia az is fokozza, amelynek összege a vetítési vonal C1-D. A diagramban, a szegmens-HC1 HD.
kondenzáció
Végén a hűtőközeg kompressziós ciklus forró gőz belép a kondenzátorba. Itt, állandó hőmérsékleten és nyomáson a kondenzáció, és a forró gőz alakítjuk forró folyadékot. Bár a hőmérséklet lényegében állandó entalpia csökken a fázisátalakulás, és az elválasztott hőt a kondenzátorból eltávolítjuk. Ez a folyamat látható az ábrán, mint a szegmens párhuzamos a vízszintes tengellyel (nyomás állandó).
Process kondenzátor folyadékhűtő fordul elő három lépésben: eltávolítása túlmelegedés (D-E), a kondenzáció (E-A) és a folyadék túlhűtést (A-A1). D-chart rész A1 megfelel a változás entalpiája a hűtőközeg a kondenzátorban és intézkedések, hogy mennyi hő keletkezik a folyamat során.
- Eltávolítása túlmelegedést. Ebben a folyamatban, a gőz hőmérséklete lecsökken, telítési hőmérséklet. A felesleges hőt vonunk el, de megváltoztatja az összesítés nem fordul elő. Ebben a lépésben eltávolítjuk mintegy 10 - 20% -ánál hő.
- Páralecsapódás. Ebben a szakaszban van egy változás a halmazállapot a hűtőközeg. Az a hőmérséklet, ez állandó. Ebben a lépésben eltávolítjuk körülbelül 60 - 80% -ot a hő.
- folyadék hipotermia. Ebben a folyamatban, a folyékony hűtőközeg lehűtjük, ahol a túlhűtött folyadékot kapunk. Fizikai állapot nem változik.
folyadék hipotermia ebben a szakaszban, hogy javítsa teljesítményét a hűtőberendezés. Állandó teljesítmény mellett csökkenti a hőmérséklet 1 fokos javítja a teljesítményt a hűtőberendezés 1% -kal.
flow control
Túlhűtött folyadék paraméterei a pont A2 szállítjuk, hogy ellenőrizzék a hűtőberendezés. Ez egy kapilláris cső, vagy egy termosztatikus expanziós szelep. A vezérlő egy éles csökken a nyomás. Közvetlenül mögötte a szabályozó elkezdi párolog. Paraméterei a kapott keveréket a gőz és folyadék megfelelnek pont B.
A párologtató
A keveréket a gőz és a folyadék (B pont) kerül az elpárologtató a hűtőgép, ahol hőt vesz fel a környezetből, és teljesen gőzzé alakul (C1 pont). Ez a folyamat állandó hőmérsékleten, de ez növeli a entalpia.
A kilépő, a párologtató túlhevített hűtőközeg gőz bites (szegmens C1-C2), hogy a folyékony cseppecskék teljesen bepároljuk. Ehhez meg kell növelni a terület hőcserélő felület a párologtató (4-6% minden fokozat túlhevítés). Jellemzően túlhevítsük 5-8 fok, és növeli a hőátadás terület 20%.
A párologtató a hűtőberendezés hűtőközeg entalpia változás a HB-HC2 egyenlő mennyiségű görbe elpárologtatása vetülete a vízszintes tengelyen.
Az igazi hűtési ciklus
Az igazi hűtési ciklus némileg eltér az ideális. Ez annak köszönhető, hogy a nyomásveszteség előforduló szívó és nyomó a hűtőgép és a kompresszor szelepek. Ezért a feltérképezése a valós ciklus a diagram és az entalpia-nyomás kapcsolat némileg különbözik.
Mivel a nyomásveszteség a bemenettől a kompresszor szívó területén kerül sor alatti nyomáson a párolgás nyomása (a szegmens C1-L). Továbbá, mivel a kompresszor kimeneti nyomás veszteségeket kell tömöríteni hűtőgáz olyan nyomáson, amely meghaladja a kondenzációs nyomás (M-D1). Így a kompressziós munkát növekszik. Az ilyen kártérítés nyomás veszteség egy igazi hűtő csökkenti a hatékonyságot a ciklus.
Szintén a nyomásveszteség a cső, vannak más eltérések az ideális ciklust. Először is, a tényleges tömörítés a hűtőközeg a kompresszor nem lehet szigorúan adiabatikus (nincs hőszolgáltatás és kisülés). Ezért a kompressziós munka magasabb elméletileg számított. Másodszor, a hűtő kompresszor mechanikai energiaveszteség, ami növeli a szükséges teljesítményt az elektromos motor.
A hatékonyság a hűtési ciklus a hűtőberendezés
Bemutatás az ábra:- C1-L - nyomásesést a szívó
- M-D1 - nyomásveszteség a kimeneten
- HD-HC1 - elméleti változás entalpia (hőtartalom) nyomó
- HD1-HC1 - valódi változást entalpia (hőtartalom) nyomó
- C1d - elméleti kompresszió
- LM - tényleges tömörítés
Ahhoz, hogy válassza ki a legjobb a hűtési ciklus értékelni kell azok hatékonyságát. Normális teljesítményt mutató a hűtő ciklus hatékonysága, illetve hőmérsékleti együtthatója (termodinamikai) hatékonyságát.
A hőátbocsátási tényező hatékonyság - jelentése:
- arány a változás entalpiája hűtőközeg párologtató (NS-IR), hogy a változás az entalpia során a kompressziós (HD-HC).
- vagy: az arány a hűtési teljesítmény és a felvett elektromos teljesítményhez a kompresszor által a hűtőberendezés.
Például, ha a relatív termikus hatásfoka a hűtőberendezés 2, minden egyes kW által elfogyasztott ez a készülék teljesítmény 2 kW hűtési.