Mavzu: Sovutgich, konditsionerlar, va issiqlik nasoslari

Mavzu: Sovutgich, konditsionerlar, va issiqlik nasoslari .

Sovutgichlar, konditsionerlar va issiqlik nasoslarining ishlash printsipi shunchaki issiqlik dvigatelining teskari tomoni. Ularning har biri salqin muhitdan issiqlikni uzatish uchun ishlaydiiliq muhitga. 16-rasmlarda ko'rsatilganidek, V ishini bajarish orqali, issiqlik past haroratli hududdan olinadi (masalan, muzlatgich ichida), va yuqori haroratda (xona) ko'proq issiqlik sarflanadi. Sovutgich ichidagi sovutish batareyalaridan issiqlik olinadi va issiqlik beriladi sovutgichning orqa tomonidagi rulonlardan o'chirilgan, 17-rasm. Siz buni tez-tez sezishingiz mumkin sovutgich ostidan chiqadigan isitiladigan havo. V ish odatda tomonidan bajariladi. 17-rasmlarda ko'rsatilganidek, suyuqlikni siqib chiqaradigan elektr motor. (Biz QL, QH va V ning barchasi ijobiy, masalan, 5-bo'limlarda bo'lgani kabi.)

Rasm : Shakl 17 (a) Odatda muzlatgich tizimi. Elektr kompressorli dvigatel gazni majbur qiladi issiqlik orqali yuqori bosim

orqadagi almashtirgich (kondensator) muzlatgichning tashqi devori, qaerga beriladi va gaz suyuqlikka aylanish uchun soviydi. Suyuqlik yuqori bosimli hududdan o'tadi, vana orqali, past bosimli naychalarga muzlatgichning ichki devorlari; suyuqlik shu pastki qismida bug'lanadi bosim va shu bilan issiqlikni yutadimuzlatgichning ichki qismidan. Suyuqlik kompressorga qaytadi,

bu erda tsikl yana boshlanadi. b) sxematik diagramma Shakl. 16.AQLB
Ajoyib muzlatgich - unda issiqlikni olish uchun hech qanday ish talab qilinmaydi past haroratli mintaqani yuqori haroratli hududga kiritish mumkin emas. Bu yuqorida aytib o'tilgan termodinamikaning ikkinchi qonunining Klauziy bayonoti 4-bo'limlarda: rasmiy ravishda quyidagicha bayon qilinishi mumkin faqat bitta tizimdan issiqlikni a ga o'tkazadigan hech qanday qurilma mumkin emas yuqori haroratda ikkinchi tizimga harorat Issiqlik oqimini past haroratli ob'ektdan (yoki tizimdan) yuqoriroq biriga o'tkazish uchun harorat, ish bajarilishi kerak. Shunday qilib, mukammal muzlatgich bo'lishi mumkin emas. Sovutgichning ishlash koeffitsienti (COP) quyidagicha aniqlanadi

bo'lingan past haroratli maydondan (muzlatgich ichida) olib tashlangan issiqlik issiqlikni olib tashlash uchun qilingan W ishi bilan (16-rasm): Biz foydalanamiz, chunki ichkaridan chiqarilgan issiqlik amaliy ahamiyatga ega nazar. Bu mantiqan to'g'ri keladi, chunki ko'proq issiqlik olib tashlanishi mumkin ma'lum miqdordagi ish uchun muzlatgich ichidan, shuncha yaxshi (samaraliroq) muzlatgich. Energiya saqlanib qoladi, shuning uchun termodinamikaning birinchi qonunidan biz yozishi mumkin yoki (15-16-rasmlarga qarang). Keyin tenglama. 6a bo'ladi (15; 6b) Ideal muzlatgich uchun (mukammal emas, buning iloji yo'q), biz qo'limizdan kelganini qilamiz bo'lar edi

ideal (Carnot) dvigatelga analagoz (5-tenglik). Konditsioner muzlatgichga juda o'xshaydi, garchi u haqiqiy bo'lsa ham qurilish detallari har xil: konditsioner a ichidan issiqlikni oladi xona yoki bino past haroratda va tashqi muhitda issiqlikni to'playdi

yuqori haroratda. Shuningdek, 6 tenglamalar koeffitsientini tavsiflaydi konditsioner uchun ishlash.Muzlatgich va

COPideal = konditsioner muzlatgich va

COP = konditsioner d

V =QL QH – QL QL + W = QH, W = QH - QL

muzlatgich va COP = konditsioner d

Muz tayyorlash.Muzlatish kamerasi COP 2,8 ga ega va 200 vattda foydalanadi kuch. 600 g o'z ichiga olgan muzli laganda muzlatish uchun qancha vaqt ketadi 0 ° C darajasida suv bormi? Yondashuv tenglamada 6b, bu issiqlik uzatilishi kerak suv muzga aylanadi. Aniqlash uchun biz L termoyadroviyning yashirin issiqligini ishlatamiz suv va tenglama 4, Yechim 3 jadvaldan, suv uchun. Shuning uchun

suvdan olib tashlanishi kerak bo'lgan umumiy energiya. Sovutgich ishlaydi Wit amalga oshiradigan ish darajasida ishlaydi. Biz quyidagilarni hal qilamiz: W uchun bi tenglamadan ham foydalanishimiz mumkin. 6b: Shunday qilib yoki taxminan 6 min.

2,0 * 105 J2.8) (200 J s) = 360 s,

t =V 200 J s =QL COP200 J s

W = QL COP. t t t = Vt (200 J s).

200 vatt = 200 J s = W t, QL = ml = (0,600 kg) A3,33 * 105 J kgB = 2,0 * 105 J

L = 333 kJ kg Q = ml. QL,

Issiqlik tabiiy ravishda yuqori haroratdan past haroratgacha oqadi. Sovutgichlar va konditsionerlar buning teskarisini bajarish uchun ishlaydi: issiqlik oqimini hosil qilish uchun sovuqdan issiqgacha. Aytishimiz mumkinki, ular sovuq joylardan issiq joylarga issiqlikni "quyishadi", suvning iloji boricha issiqning sovuqdan sovuqqa oqishi tabiiy tendentsiyasiga qarshi pastga tushishning tabiiy tendentsiyasiga qarshi, tepalikka pompalanadi. Atama issiqlik pompasi odatda qishda uyni isitish orqali isitadigan moslama uchun ajratiladi tashqi haroratni past haroratda olish uchun Vt ishlaydigan elektr motor va uyning issiq qismiga issiqlikni etkazib beradi; 15-QH 18-rasmga qarang. QL

Sovutgichda bo'lgani kabi, ichki va tashqi issiqlik almashinuvchisi mavjud sovutgich) va elektr kompressorli dvigatel. Operatsion printsipi shunga o'xshash bu sovutgich yoki konditsioner uchun; ammo issiqlik nasosining maqsadi isitishdir (etkazib berish), sovitish (olib tashlash) o'rniga. Shunday qilib, ishlash koeffitsienti issiqlik nasosining konditsioneridan farqli ravishda aniqlanadi, chunki u uyning ichki qismiga etkazib beriladigan issiqlik, hozirda muhim: (15; 7)

COP 1dan kattaroqdir. Bugungi kunda odatdagi issiqlik nasoslari mavjud dan 3. Ko'pgina issiqlik nasoslarini "aylantirish" va konditsioner sifatida ishlatish mumkin yoz.

Issiqlik nasosi.vv

Issiqlik pompasi ishlash koeffitsientiga ega

3.0 ga teng va 1500 vattli ishlarni bajarish uchun baholangan. (a) a ga qancha issiqlik qo'shishi mumkin soniyada xona? b) agar issiqlik pompasi konditsioner vazifasini bajarish uchun aylantirilsa yozda uning ishlash koeffitsientini nimani kutmoqdasiz

bo'lishi mumkin, agar hamma narsa bir xil bo'lib qolsa?Yondashuv : Biz ishlash koeffitsientining ta'riflaridan foydalanamiz (a) va (b) dagi ikkita moslama uchun har xil.

YECHIM . (a) biz tenglamadan foydalanamiz. Issiqlik pompasi uchun 7, va bizning qurilmamiz buni amalga oshiradi Bir soniyada 1500 J ish, u xonaga issiqlik tezligini quyishi mumkin soniyada yoki 4500 Vt quvvatga ega. (b) Agar bizning qurilmamiz yozda aylantirilsa, u ichkaridan issiqlikni olishi mumkin uy, sekundiga 1500 J ish olib, keyin sekundiga tashlanish uchun tashqarida issiq. Energiya saqlanib qoladi, shuning uchun ( 18-rasmlarga qarang, lekin.) uyning ichki va tashqi tomonlarini teskari yo'naltirish). Keyin Konditsioner sifatida ishlash koeffitsienti shunday bo'lishi mumkin (6a tenglama) Izoh: Issiqlik nasoslari uchun ishlash koeffitsientlari turlicha aniqlanadi

va konditsionerlar.

COP =QL

V =3000 J

1500 J = 2.0.

QL = QH - V = 4500 J - 1500 J = 3000 J.

QL + W = QH

QH = 4500 J

[L 4 Btu s.]

QH = COP * W = 3,0 * 1500 J = 4500 J

Mashq F

12-misol issiqlik pompasi etkazib berish uchun 1500 Vt elektr quvvatidan foydalanadi

4500 Vt issiqlik. Bu biz bejizga biror narsa olayotganimizga o'xshaydimi? (a) tushuntiring

nega biz emasmiz. (b) 11-misoldagi muzlatgich bilan taqqoslang: dvigatel 200 Vt quvvatga ega qancha issiqlik chiqarib olish uchun? Yaxshi issiqlik pompasi ba'zida pulni tejash va energiya tejash bo'lishi mumkin, qitish va o'rnatish narxiga qarab va boshqalarni taqqoslang, masalan, 15-12-misoldagi issiqlik nasosimiz, masalan, 1500 Vt elektr isitgichga. Biz vilkasini ulaymiz isitgich devorga 1500 Vt elektr energiyasini tortadi va 1500 Vt issiqlik etkazib beradi xona. Devorga ulangan issiqlik nasosimiz ham 1500 Vt elektr energiyasini oladi (buning uchun biz to'laymiz), lekin u 4500 Vt issiqlik beradi!

SEER reytingi Sovutgich va konditsioner kabi sovutish moslamalariga ko'pincha reyting beriladi sifatida tanilgan SEER (mavsumiy energiya samaradorligi nisbati) deb nomlanadi har xil (mavsumiy) sharoitlarda o'rtacha hisoblash bilan o'lchangan. Ning ta'rifi SEER asosan (baxtsiz) aralash birliklardan tashqari COP bilan bir xil. Shuni hisobga olgan holda ( 1-bo'lim va 14-bobdagi 5-muammoga qarang), keyin a ga teng bo'lgan COP

COP = 1 - SEER = 1 0.29 = 3.4. SEER = 1 (1 Btu 1 Vt h) = (1056 J) (1 J s * 3600 s) = 0,29.

1 Btu = 1056 J

SEER = (issiqlik Btu-da o'chirilgan)