Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Mechanical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

 
Click here for the English version

מבוא לקירור

Overview

מקור: אלכסנדר ס. רטנר וכריסטופר ג'יי גריר; המחלקה להנדסה מכנית וגרעינית, אוניברסיטת מדינת פנסילבניה, פארק האוניברסיטאות, PA

ניסוי זה מדגים את העקרונות של קירור דחיסת אדים. מחזור דחיסת האדים הוא טכנולוגיית הקירור הדומיננטית, הנמצאת ברוב המקררים, המקפיאים, מערכות המיזוג ומשאבות החום. במחזור זה, קירור (רכישת חום) מושגת עם אידוי בלחץ נמוך של קירור. אנרגיה תרמית הנקלטת באידוי נדחית לסביבה באמצעות עיבוי קירור בלחץ גבוה. עבודה מכנית מוחלת במדחס כדי להעלות את נוזל העבודה מלחץ נמוך לגבוה.

בעוד שטכנולוגיית הקירור נמצאת בכל מקום, האריזה המסתירה וההפעלה האוטונומית של רוב המקררים מקשים על הערכת עקרונות ההפעלה והתפקוד של רכיבי מפתח. בניסוי זה, מקרר דחיסת אדים בסיסי בנוי. המדחס מופעל באופן ידני עם משאבת אופניים, המאפשר הערכה אינטואיטיבית של פעולת מחזור כמו הנסיין הופך לחלק מהמערכת. ניתן לפרש לחצי רכיבים וטמפרטורות כתוצאה מכך במונחים של דיאגרמות T-s ו- P-h התרמודינמיות, הלוכדות את השונות של תכונות נוזלים מצבים נוזליים לאדים (במהלך אידוי וריבוי).

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

מחזור דחיסת האדים מורכב מארבעה מרכיבים עיקריים: מדחס האדים, המדחס (דחיית חום בטמפרטורה גבוהה), התקן הרחבה ומאייד (רכישת חום בטמפרטורה נמוכה) (איור 1). ניתן לתאר את המחזור עם ארבע נקודות מצב מפתח.

• 1 → 2: קירור אדי בלחץ נמוך זורם לתוך המדחס, והוא דחוס ללחץ בצד הגבוה.

• 2 → 3: אדי קירור בלחץ מתמצים לשלב הנוזלי איזוברי (לחץ מתמיד), דוחה חום לסביבה.

• 3 → 4: קירור נוזלי זורם דרך התקן הרחבת ויסות הוא אנטלפי (enthalpy קבוע), מהבהב למצב דו פאזי כמו הלחץ שלה יורד. זה מוריד את טמפרטורת הקירור לטמפרטורת הרוויה בלחץ בצד הנמוך.

• 4 → 1: קירור בטמפרטורה נמוכה מקבל חום מהסביבה וממשיך להתאדות כשהוא זורם דרך המאייד באופן איזוברי.

ניתן למפות את המעברים בין נקודות מצב אלה בדיאגרמות תרמודינמיות. בדיאגרמות טמפרטורה-אנטרופיה אלה (T-s, Fig. 2a) ודיאגרמות אנטלפיה בלחץ (P-h, Fig. 2b), הצד השמאלי של הכיפה מייצג את השלב הנוזלי והצד הימני מייצג את שלב האדים. בתוך כיפת האדים, הנוזל הוא דו פאזי והטמפרטורה היא פונקציה של לחץ. ניתן להעריך את העברת האנרגיה אל המערכת או ממנה בכל שלב של התהליך על ידי השינוי באנטלפיה כפול קצב זרימת המסה בקירור (שינוי חיובי: רכישת אנרגיה, שלילי: דחיית חום לסביבה). שקול מערכת מיזוג אוויר מייצגת המשתמשת בקירור R-134a בקצב זרימה של Equation 1 = 0.01 ק"ג s-1 עם ערכי נקודת המצב הבאים (טבלה 1).

טבלה 1 - נקודות מצב מחזור קירור מייצגות

נקודה לחץ
(P,kPa)
טמפרטורה
(T, °C)
אנטלפיה
(h, kJ ק"ג-1)
אנטרופיה
(s, kJ kg-1 K-1)
איכות
(ש)
1 402.2 17.0 263.0 0.953 1
2 815.9 57.1 293.6 1.000 1
3 815.9 32.0 96.5 0.357 0
4 402.2 9.1 96.5 0.363 0.169

כאן, קיבולת הקירור במאייד מוערכת Equation 2 כ- = 1.67 קילוואט. קלט העבודה של המדחס הוא Equation 3 = 0.31 קילוואט. יעילות המערכת, או מקדם הביצועים (COP), היא Equation 4 = 5.4.

Figure 1
איור 1: שרטוט מחזור הקירור של דחיסת האדים

Figure 2
איור 2: דיאגרמות T-s (a) ו- P-h (ב) עבור מחזור דחיסת האדים R-134a הייצוגי עם נקודות מצב המפורטות בטבלה 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

זהירות: ניסוי זה כרוך במערכות בלחצים גבוהים ושימוש בקירור, אשר יכול להיות רעיל בריכוזים גבוהים. ודא אמצעי זהירות סבירים מתבצעים וכי PPE המתאים הוא שחוק. יש להקפיד על אוורור נאות בעת עבודה עם קירור.

1. ייצור מערכת קירור (ראה תרשים וצילום, איור 3)

  1. בנה את מדחס האדים על-ידי חיבור תחילה של יציאה אחת של צילינדר פנאומטי דו-פעולה לצינור המתאים טי. התקן שסתום שריידר ביציאה השנייה של הגליל הפנאומטי. התקן שסתומי חד-כיווניים (בדוק) לשתי היציאות האחרות של הטי, אחת מצביעה פנימה ואחת מצביעה כלפי חוץ. זה מאפשר קירור להיגרר מן המאייד וסולק אל המדחוס בלחץ גבוה.
  2. באמצעות שני צינורות נוספים המתאימים, התקן בדיחות לחץ במעלה הזרם ובמורד הזרם של המדחס.
  3. משאבת רצפת אופניים בלחץ גבוה משמשת להפעלת המדחס. הסר את חרוז הגומי (רכיב שסתום בדיקה) מצנרת משאבת האופניים. זה יאפשר למדחס להתרחב ולמשוך בקירור בין משיכות שאיבה. חבר את צינור משאבת האופניים לשסתום שריידר על המדחס.
  4. יוצרים סליל אבובים אלומיניום דק (בקוטר חיצוני של 3.2 מ"מ) כדי לשמש כמעגן. במערכת אב הטיפוס (איור 3), סליל נוצר על ידי עטיפת סלילית האלומיניום צינורות סביב ליבת צינור גומי נוקשה בקוטר 2.5 ס"מ לארבעה סיבובים (~ 50 ס"מ אורך כולל). אורך סליל המרוכז אינו קריטי לניסוי בקנה מידה קטן זה.
  5. חבר קצה אחד של סליל המרוכז ליציאה הפתוחה של הצינור התאמת טי במורד הזרם של gage הלחץ באמצעות התאמת דחיסה (McMaster Inc.part #5272K291 הציע).
  6. התקן צינור PVC קצר וברור לשני מרפקי צינור מפחיתים. רכיב זה ישמש כמאגר קירור בלחץ גבוה. חברו את המאגר לשקע צינורות המרוכז.
  7. התקן שסתום כדור לתוך טי צינור עם מחבר התאמת התלקחות AN / SAE. זו תהיה יציאת הטעינה. חבר מד זרימת מחט לצד אחד של טי הצינור. זה יהיה התקן ההרחבה. באמצעות צינורות האלומיניום הצרים, חברו את היציאה השנייה של טי הצינור לנקודה הנמוכה של מאגר הקירור.
  8. יוצרים סליל צינורות אלומיניום שני כדי לשמש כמייד. חבר את זה בין שקע שסתום המחט ומפרצון מדחס.
  9. מלא את המערכת באוויר דחוס (550 kPa אם זמין) דרך יציאת הטעינה. השתמש בתרסיס מים סבון כדי לזהות כל דליפות אינסטלציה, ולבצע תיקונים לפי הצורך.
  10. חברו תרמו-סקופים לסלי המדחס והמיידים למדידת טמפרטורה.

Figure 3
איור 3: א. דיאגרמה של רכיבים וחיבורים במערכת קירור לדחיסת אדים ניסיונית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: דיאגרמות T - s (a) ו- P - h (ב) עבור מחזור קירור אדי R-134a ניסיוני.

2. טעינת מערכת הקירור

  1. חברו את היציאה האמצעית של סעפת טעינה בקירור ליציאת הטעינה במקרר. חבר משאבת ואקום ליציאת הלחץ הנמוך של הסעפת, ופחית קירור ליציאת הלחץ הגבוה. R134a הוא קירור זמין הנפוץ ביותר, והוא משמש כאן. R1234ze(E) עשוי להיות אפשרות טובה יותר מכיוון שלחץ הרוויה הנמוך שלו יאפשר פעולת מדחס קלה יותר, וה- GWP הנמוך שלו יפחית את ההשפעות הסביבתיות של כל דליפות.
  2. הפעל את משאבת הוואקום ופתח בהדרגה את כל שסתומי המערכת כדי להסיר את כל האוויר. פתחו בקצרה את שסתום מיכל הקירור כדי לנקות כל אוויר מההרכבה.
  3. לאחר השגת ואקום, לבודד את משאבת ואקום ולסגור את היציאה בלחץ נמוך על סעפת טעינה קירור. להפוך את מיכל הקירור, ולהזריק קירור נוזלי לתוך המערכת עד הרמה במאגר בלחץ גבוה הוא מעט מעל רמת שסתום המחט.

3. מבצע

  1. להתאים את שסתום המחט עד שהוא בקושי פתוח.
  2. הפעל את המקרר על ידי שאיבת משאבת האופניים המחוברת לצילינדר פנאומטי המדחס.
  3. עקבו אחר הלחצים הגבוהים והנמוכים וטמפרטורות המאייד והמדחה עד להגעה לתנאי מצב יציבים. תיעד את הלחצים וערכי הטמפרטורה האלה. שים לב שרוב מדדי הלחץ מדווחים על לחץ גייג'. ניתן להמיר זאת ללחץ מוחלט על-ידי הוספת כ- 101 kPa.
  4. ציין את נקודות המצב (1 – 4) ואת עקומות החיבור המשוערות בדיאגרמות T-s ו- P-h (איור 4).

מערכות קירור נמצאות בכל מקום, ויש להן השפעה עצומה על חיי היומיום שלנו. בכל פעם שאתם מאחסנים מזון במקרר או במקפיא, או מדליקים את המזגן, אתם משתמשים במערכות קירור. ביסודו של דבר, המשימה של מערכות אלה היא להסיר חום ממאגר קר ולהפקיד אותו במאגר חם, נגד הכיוון הטבעי של זרימת חום. הטכנולוגיה הדומיננטית המועסקת כדי להשיג זאת היא מחזור דחיסת האדים. וידאו זה ימחיש כיצד פועל מחזור דחיסת האדים, ולאחר מכן להדגים כיצד הוא משמש במערכת קירור פשוטה נשאבת ביד. בסוף, הוא ידון בכמה בקשות נוספות.

מחזור דחיסת האדים הוא מחזור תרמודינמי המבוצע על נוזל עבודה, או קירור, כך שהחום יזרום לתוך הקירור מהמאגר הקר ומחוץ למקרר למאגר החם. זה דורש מחזור מכני של הקירור, כמו גם מעברים מתואמים של מצב תרמודינמי שלה. המחזור מנצל את כיפת האדים, אזור של מרחב פאזה קירור שניתן לראות בדיאגרמות אנטרופיית הטמפרטורה ואנטלפיית הלחץ. בדיאגרמות אלה, האזור השמאלי מציין שלב נוזלי, התחום חלקית על-ידי קו הנוזל הרווי, והאזור הימני מציין את שלב האדים, התחום באופן דומה על-ידי קו האדים הרווי. קווי הרוויה נפגשים בנקודה הקריטית, שמעליה הנוזל הוא סופר קריטי. בין קווי הרוויה, הנוזל הוא דו פאזי והטמפרטורה היא פונקציה של לחץ כפי שצוין על ידי איזותרמה על דיאגרמת אנטלפיה הלחץ. באזור זה, הטמפרטורה והלחץ אינם יכולים להיות מגוונים ללא תלות זה בזה, ולכן כל ערך של לחץ מציין טמפרטורה. לכן, הטמפרטורה של תערובת דו פאזית ניתן להתאים על ידי שינוי הלחץ. עם זה בחשבון, בואו נבחן את מחזור דחיסת האדים. להמחשה, נניח R-134a הוא קירור וקצב זרימת מסה של 0.01 ק"ג לשנייה. ישנם ארבעה שלבים במחזור: דחיסה, עיבוי, הרחבה ואידוי. כל אחד מהם מתאר מעבר בין נקודות שהייה מרכזיות של הקירור. במהלך דחיסה, אדי לחץ נמוך נכנסים למדחס וקלט העבודה למדחס משמש ללחץ על הקירור. לאחר שעזב את המדחס, אדי הלחץ הגבוה עוברים למדחה, כאן, החום נדחה למאגר החם שמסביב כמו הקירור מתנדם איזוברית. קירור בלחץ גבוה עכשיו בשלב נוזלי, ואז זורם דרך מכשיר הרחבת ויסות. הנוזל מתרחב באופן טרופי כאשר עוברים דרכו, וככל שהוא יורד, מהבהב למצב דו פאזי, ויורד לטמפרטורה נמוכה יותר. בשלב האחרון, קירור הטמפרטורה הנמוכה נכנס לאייד וסופג חום מהמאגר הקר. זה מניע אידוי איזוברי כשהקירור זורם דרכו. המחזור הושלם כאשר אדי הקירור בלחץ נמוך חוזרים למדחס. בדוגמה זו, יכולת הקירור של המאייד היא 1.67 קילוואט, וקלט העבודה של המדחס הוא 0.31 קילוואט, ולכן מקדם הביצועים, או יעילות המערכת, הוא 5.4. עכשיו שאתם מבינים איך המחזור עובד, בואו נבנה וננתח מקרר פשוט כדי להראות למנהלים האלה בפעולה.

זהירות, ניסוי זה כרוך במערכות בלחצים גבוהים ושימוש בקירור, אשר יכול להיות מסוכן בריכוזים גבוהים. תמיד בצע אמצעי זהירות סבירים ולבש ציוד מגן אישי מתאים. יש להקפיד על אוורור נאות בעת עבודה עם קירור. התחל בבניית מערכת המקרר עם מדחס האדים. התקן שסתום שרדר ביציאה אחת של גליל פנאומטי פעולה כפולה, ולאחר מכן חבר טי התאמת צינור ליציאה השנייה. צרף שסתומי בדיקה על שתי היציאות הנותרות של טי, כך אחד מצביע פנימה והשני מצביע כלפי חוץ. תצורה זו תאפשר קירור להיגרר מן המאייד וסולק אל המדחדד בלחץ גבוה. המדחס יופעל על ידי משאבת רצפת אופניים בלחץ גבוה שונה. הסר את רכיב שסתום בדיקת חרוז גומי מצנרת משאבת האופניים. זה יאפשר למדחס להתרחב ולמשוך בקירור בין משיכות שאיבה. התקן טיז התאמת צינור עם מדי לחץ משני צידי המדחס, כך שניתן יהיה לפקח על הלחץ במעלה הזרם ובמורד הזרם. אביזרי טי מחוברים באמצעות שסתומי בדיקה, המאפשרים זרימה רק בכיוון אחד. כאשר הבוכנה מורחבת, שסתום הבדיקה השמאלי מאפשר זרימה ממאדה הלחץ הנמוך לנפח המדחס. כאשר הבוכנה מדוכאת, האדים בלחץ ונכפים דרך שסתום הבדיקה הנכון למחזק הלחץ הגבוה. על ידי רכיבה על הבוכנה, זרם מתמשך של אדי לחץ נמוך ניתן לצייר מן המאייד ונמסר למגד בלחץ גבוה. השלב הבא של המערכת הוא המחזק, אשר נבנה מאורך צינורות אלומיניום. יוצרים את הצינורות ל סליל, על ידי עטיפתו סביב ליבת גומי קשיחה בקוטר 2.5 ס"מ לארבעה סיבובים, ולאחר מכן, השתמש בהתאמה לדחיסה כדי לחבר קצה אחד ליציאה הפתוחה של הטי, במורד הזרם של המדחס. הקפד להתקין ולהדק את האבזור להנחיות היצרן. לאחר מכן להתקין אורך קצר של צינור PVC ברור בין שני מרפקי צינור הפחתת. זה ישמש כמאגר עבור קירור בלחץ גבוה, מחובר לשקע של צינורות מעובה עם מתקן דחיסה אחר. השלב הבא הוא המרחיב, אבל זה גם מקום נוח להוסיף יציאת טעינה למילוי וניקוז קירור. בנה את יציאת הטעינה על ידי שילוב מחבר התאמת התלקחות A.N.S.A.E עם שסתום כדור ותלול צינור אחר. חבר שסתום מחט לצד אחד של טי הצינור עבור התקן ההרחבה. לבסוף, השתמש בקטע אחר של צינורות אלומיניום כדי לחבר את היציאה השלישית של טי הצינור לנקודה הנמוכה של המאגר. החלק היחיד שנותר הוא המאייד. צור סליל שני של צינורות אלומיניום באותה טכניקה כמו קודם, וחבר אותו בין שקע שסתום המחט לבין מפרצון המדחס, כדי להשלים את לולאת הקירור. עכשיו כשהמערכת מורכבת, מלאו אותה באוויר דחוס דרך יציאת הטעינה כדי לבדוק דליפות. השתמש בתרסיס מים סבון כדי לזהות כל קשר דולף ולבצע תיקונים לפי הצורך. לבסוף, חברו את התרמו-צמדים לסלי המדחס והמיידים למדידת טמפרטורה. עכשיו אתם מוכנים להטעין ולהפעיל את המקרר.

טעינה היא תהליך של שני שלבים. האוויר מפונה תחילה מהמערכת ולאחר מכן נוסף קירור. חברו את היציאה האמצעית של סעפת טעינה בקירור, ליציאת הטעינה במקרר. לאחר מכן חבר משאבת ואקום ליציאת הלחץ הנמוך של הסעפת, ופחית קירור ליציאת הלחץ הגבוה. סגור את כל השסתומים ולאחר מכן הפעל את משאבת הוואקום. פתח בהדרגה את כל שסתומי המערכת כדי לפנות אוויר מהמערכת. לאחר שהאוויר פונה מהמערכת, פתחו בקצרה את שסתום מיכל הקירור כדי לנקות כל אוויר מקו הקירור, ולאחר מכן סגרו אותו שוב. כעת, לאחר שכל האוויר פונה, בודדו את משאבת הוואקום על ידי סגירת יציאת הלחץ הנמוך בסעפת הטעינה בקירור. להפוך את מיכל הקירור ולהזריק קירור נוזלי לתוך המערכת עד הרמה במאגר בלחץ גבוה הוא מעט מעל רמת שסתום המחט. השלב האחרון הוא להתאים את שסתום המחט עד שהוא בקושי פתוח, ולאחר מכן לחבר את צינור משאבת האופניים שסתום שריידר על המדחס. הפעל את המקרר על ידי שאיבת משאבת האופניים, כפי שאתה עושה, לעקוב אחר לחצים בצד הגבוה והנמוך, כמו גם את טמפרטורות המאייד והמדחה. כאשר מגיעים לתנאי מצב יציבים, תיעד לחצים וערכי טמפרטורה אלה. אם המדדים מדווחים על לחץ מד, כלומר לחץ ביחס לאטמוספירה, אז להמיר את הקריאות ללחץ מוחלט על ידי הוספת אווירה אחת לקריאה.

תסתכל על תוצאות הביצועים של המקרר שלך. ראשית, השווה את הטמפרטורות הנמדדות לטמפרטורות הרוויה המתאימות של הקירור בלחצים הנמוכים והגבוהים שנמדדו. במקרה זה, המדידות תואמות באופן הדוק. הפער בטמפרטורת המאייד עשוי לנבוע מהעברת חום מאוויר הסביבה לחלק החיצוני של התרמו-סקופ. טמפרטורת המרוכז תואמת בתוך סובלנות ניסיונית, אבל זה יכול גם להיראות חם מהצפוי אם thermocouple ממוקם קרוב מדי לחלק מחומם סופר של המדחוס. סיים את הניתוח על-ידי ציון נקודות המצב ועקומות חיבור משוערות בדיאגרמות אנטרופיית טמפרטורה ואנטלפיה בלחץ. ניתן לראות כי המערכת הפשוטה מניבה ביצועים מוגבלים עם יכולת קירור נמוכה ומעלית נמוכה, בהשוואה למערכות מסחריות. מכיוון שחלק גדול מעבודות הקלט הוא דחיסת אוויר במשאבת האופניים, ניתן לשפר את הביצועים עם קירור בלחץ נמוך יותר. בנוסף, באמצעות שסתום הרחבה שיכול לשמור על הבדל לחץ גדול יותר יהיה מועיל. רוב המערכות המסחריות משתמשות שסתום התרחבות מבוקר טמפרטורה, אשר מתאים באופן דינמי את פתיחתו כדי לשמור על טמפרטורת המאייד הרצויה. עכשיו לאחר שניתחנו את התהליך הבסיסי, בואו נסתכל על כמה יישומים טיפוסיים אחרים.

מחזור דחיסת האדים הוא טכנולוגיית הקירור הדומיננטית המשמשת בהתקנים נפוצים רבים. ניהול תרמו עבור אלקטרוניקה הפך חשוב יותר ויותר כמו גודל הרכיבים ירד בהתמדה, בעוד הדרישות לחשמל ומהירות גדלו. קירור מחשבי סופר ואלקטרוניקה עתירת עוצמה אחרים באמצעות מחזור דחיסת האדים, יש יתרונות רבים על פני טכנולוגיות אחרות. מחזור דחיסת האדים יכול לשמש גם כמשאבת חום. במצב זה, החום נרכש מאידה מסביבת טמפרטורה נמוכה ולאחר מכן מועבר לחלל ממוזג חם יותר. זה יכול להיות מצב יעיל של חימום לעומת חימום התנגדות ישירה, כי רוב החום נמסר נשאב מהסביבה, ורק חלק קטן מסופק מדחס כמו עבודה מכנית.

הרגע צפית בהקדמה של יובה לקירור ולכיפה של האדים. כעת עליך להבין כיצד מחזור דחיסת האדים מיושם במערכות קירור, וכיצד לנתח ביצועים באמצעות אנטרופיית טמפרטורה ודיאגרמות אנטלפיה בלחץ. תודה שצפיתם.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here
Pגבוה 659 ± 7 kPa
Pנמוך 569 ± 7 kPa
הסביבה T 22.0 ± 1 °C
Tcond 25.0 ± 1 °C Tישב, R-134a (Pגבוה) 24.7 ± 0.3 מעלות צלזיוס
Tevap 21.1 ± 1°C Tישב, R-134a (Pנמוך) 19.8 ± 0.4 מעלות צלזיוס

טבלה 2. תכונות נמדדות של מערכת קירור.

טמפרטורות המרוכבים והמיידים החיצוניים הנמדדות קרובות יחסית לטמפרטורות הרוויה ב-Pגבוהות ו-P נמוכות. טמפרטורת המאייד מעט גבוהה יותר מאשר Tישב, R-134a (Pנמוך),אולי בגלל העברת חום מאוויר הסביבה לתרמיל החיצוני. טמפרטורת המרוכז מעט גבוהה יותר מאשר Tsat, R-134a (Pנמוך),אך בתוך אי ודאות ניסיונית. טמפרטורה זו עשויה להימדד גם בחלק החם יותר של המרוכז.

דיאגרמות מחזור משוערותשל T -s ו ־ P-h עבור מערכת זו מוצגות ב איור 4.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ניסוי זה הדגים את העקרונות של קירור דחיסת אדים. יש להודות, המערכת הניסיונית מניבה ביצועים מוגבלים - עם יכולת קירור נמוכה(Qevap)והרמה נמוכה (הפרש טמפרטורת המאייד להסביבה). עם זאת, הוא מציע מבוא אינטואיטיבי לעיצוב ופיזיקה של דחיסת אדים. שלבי ניתוח הנתונים מדגימים את השימוש בדיאגרמות T-s ו- P-h לתיאור פעולת מחזור תרמודינמית.

חלק גדול מעבודת הקלט מושקע בדחיסת אוויר במשאבת האופניים. שימוש בקירור בלחץ נמוך יותר (למשל,R1234ze(E)) יפחית עבודה זו ועשוי לאפשר הבדלי טמפרטורת מאייד-ל-עיבוי גדולים יותר. בנוסף, שסתום ההתרחבות המועסק כאן יכול רק לשמור על הבדלי לחץ צדדיים קטנים יחסית עד גבוהים. שסתום חלופי עם בקרת התאמה עדינה יותר עשוי להיות עדיף. ברוב מערכות הקירור המסחריות, נעשה שימוש בשסתום הרחבה מבוקר טמפרטורה (TXV), אשר מתאים באופן דינמי את פתחו כדי לשמור על טמפרטורת המאייד הרצויה.

מחזור דחיסת האדים הוא טכנולוגיית הקירור הנפוצה ביותר. הוא נמצא כמעט בכל המזגן והמקררים הביתיים, כמו גם צ'ילרים ומקפיאים בקנה מידה תעשייתי. המחזור יכול לשמש גם כמשאבת חום. במצב זה, הוא רוכש חום במאדה מהסביבה בטמפרטורה נמוכה, ומספק אותו לחלל ממוזג חם יותר. זה יכול להיות מצב יעיל של חימום לעומת חימום התנגדות ישירה כי רוב החום נמסר נשאוב מהסביבה ורק חלק קטן מסופק המדחס כמו עבודה מכנית.

ניסוי זה מדגים גם את השימוש בדיאגרמות תרמודינמיות T-s ו - P-h. אלה הם כלים קריטיים לניתוח והנדסה של מערכות אנרגיה רבות כולל פעולות עיבוד כימיות, מחזורי קירור, וייצור חשמל.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter