المواضيع:
- مقدمة
- عملية دائرية
- سجل الرقم الهيدروجيني الرسم البياني
- قارن R134a مع R1234yf
مقدمة:
تستخدم عملية التبريد في مكيف هواء السيارة تغييرات في حالة المادة. أثناء تغير الحالة، مثل الانتقال من السائل إلى البخار، يتغير التركيب الجزيئي للمادة، الأمر الذي يتطلب الحرارة. يتم امتصاص الحرارة عندما يتحول السائل إلى بخار، وعلى العكس من ذلك، عند التحول من البخار إلى السائل، تنطلق الحرارة.
إذا نظرنا إلى انتقال الحرارة من وإلى البيئة، نرى أنه أثناء عملية التبخر تبرد البيئة، بينما تنطلق الحرارة وتسخن البيئة أثناء التكثيف. يحدث تبريد البيئة هذا في المبخر، بينما تتم التسخين في المكثف. وتتكرر هذه العملية بشكل مستمر، ولهذا تُعرف بالعملية الدائرية.
في صفحة "مقدمة تكييف الهواء"، يتم وصف عملية الدورة مع مختلف مكونات تكييف الهواء بطريقة عملية. في هذه الصفحة سوف نتعمق أكثر في عملية الدورة هذه من خلال مخطط سجل الرقم الهيدروجيني.
عملية إعادة التدوير:
قبل أن نعرض مخططًا كاملاً للرقم الهيدروجيني، فلنبدأ بعملية دورة تكييف الهواء. في عملية الدورة هذه نستخدم الرسم التخطيطي لغاز التبريد R134a. في هذا الرسم البياني يتم تمييز مناطق الغاز والغاز السائل والسائل عن بعضها البعض. النقطة الحرجة هي في الأعلى، عند 101 درجة مئوية وضغط 40 بار. هذه هي أقصى درجة حرارة وضغط يكون عندهما سائل التبريد مستقرًا كيميائيًا. يتم رسم المحتوى الحراري (المحتوى الحراري) مقابل الضغط على المحور السيني. على الرغم من أننا نشير إليه غالبًا باسم "مخطط الرقم الهيدروجيني"، إلا أنه في الواقع "مخطط سجل الرقم الهيدروجيني" بسبب المقياس اللوغاريتمي.
- عند النقطة 1 في الرسم البياني، يبدأ تشغيل الضاغط، الذي يسحب مادة التبريد من المبخر. الضغط 2 بار.
- يتم ضغط الغاز من 1 إلى 2، مما يزيد من الضغط والمحتوى الحراري. ويرتفع الضغط ودرجة الحرارة إلى 15 بار و70 درجة مئوية. ارتفاع درجة حرارة الغاز.
- بسبب إطلاق الحرارة في المكثف، ينخفض المحتوى الحراري وبالتالي درجة الحرارة الأولية. يفقد الغاز حرارته الفائقة بين النقطتين 2 و3، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة من 70 إلى 55 ° C.
- من النقطة 3 إلى 4 هناك إطلاق للحرارة عند درجة حرارة ثابتة. وهنا يتحول الغاز إلى سائل. يبقى الضغط ثابتا.
- يؤدي المزيد من التبريد إلى تبريد السائل قليلاً (من 4 إلى 5). يصل السائل فائق التبريد تحت ضغط عالٍ قدره 15 بار إلى الانقباض عند النقطة 5: الصمام الشعري أو صمام التمدد. وهنا يتم فصل الضغط المرتفع عن الضغط المنخفض. من الضاغط يمكننا أيضًا أن نقول أن ضغط التفريغ منفصل عن ضغط الشفط.
بسبب الانخفاض المفاجئ في الضغط في منطقة الانقباض، ستنخفض نقطة غليان مادة التبريد في الطور السائل، مما يسبب التبخر التلقائي. يتم أولاً استخراج الحرارة المطلوبة لذلك من مادة التبريد نفسها والمناطق المحيطة بها. يبقى هذا المحتوى الحراري ثابت تقريبًا. ثم يحدث التبخر الكامل في المبخر من النقطة 6 إلى 1. تنخفض درجة حرارة غليان سائل التبريد بين النقطتين 5 و 6 من 50° C إلى -10 درجة مئوية، ثم ترتفع درجة حرارته في النهاية إلى النقطة 1 كغاز إلى 0 درجة مئوية. يزداد المحتوى الحراري لسائل التبريد، مع استخلاص الحرارة المطلوبة من البيئة، وفي هذه الحالة يمر الهواء عبر المبخر. يظل الضغط ودرجة الحرارة ثابتين تقريبًا. يترك سائل التبريد المبخر على شكل بخار ويتم امتصاصه مرة أخرى بواسطة الضاغط عند النقطة 1. تتكرر العملية.
سجل مخطط الرقم الهيدروجيني:
في القسم السابق، تم عرض مخطط سجل الرقم الهيدروجيني الذي يوضح عملية الدورة (من التبخر إلى تكثيف مادة التبريد. الصورة أدناه توضح حالة مادة التبريد عند ضغط معين بالنسبة للمحتوى الحراري (المحتوى الحراري)، حيث تتم الإشارة إلى عملية التدوير بالخط الأزرق الداكن.
على الجانب الأيسر من المخطط توجد منطقة السوائل. عند انخفاض المحتوى الحراري، يكون سائل التبريد في حالة سائلة. مع زيادة المحتوى الحراري يتم الوصول إلى خط السائل. يشير ميل هذا الخط إلى التغيرات في الضغط والمحتوى الحراري للطور السائل.
في وسط المخطط توجد منطقة البخار المشبع. هنا يكون المبرد في حالة توازن حراري، مع وجود السائل والبخار.
على اليمين نرى خط البخار المشبع، الذي يمثل الحد الذي يتبخر عنده سائل التبريد تمامًا ويكون في مرحلة بخار شديد السخونة.
في الجزء العلوي من الرسم البياني توجد النقطة الحرجة، التي تحدد الحدود بين السائل والبخار. وهنا يختفي التمييز بين مرحلتي البخار والسائل، مما يترك مادة التبريد في حالة فريدة. لا يوجد انتقال واضح بين السائل والبخار.
لتوفير مزيد من المعرفة حول مخطط السجل، تمت إضافة عدة منحنيات إلى الرسم البياني أدناه: جودة متساوي الحرارة، ومتساوي الحرارة، ومتساوي اللون، وجودة البخار. في الرسم أدناه نرى مرة أخرى العملية الدائرية (باللون الرمادي) مع تطور العمليات الأخرى. فيما يلي شرح موجز لكل تغيير في الحالة:
متساوي الانتروبيا: ويتميز الخط المتساوي الانتروبيا بالانتروبيا الثابتة. وهذا يعني أنه خلال عملية على طول هذا الخط، لا يوجد تبادل حراري لغاز التبريد مع البيئة ولا يخضع لأي تغيير في الإنتروبيا. إنه خط معالجة فعال للحرارة (بدون تبادل حراري) في الرسم التخطيطي.
إيزوثرم: يمثل الخط متساوي الحرارة في مخطط سجل الرقم الهيدروجيني عملية درجة حرارة ثابتة. خلال هذه العملية، تظل درجة حرارة مادة التبريد ثابتة، مما يعني أنه يتم توفير الحرارة أو إزالتها للحفاظ على نسبة الضغط إلى المحتوى الحراري (ph) ثابتة.
إيزوكور: يمثل الخط المتساوي في مخطط سجل الرقم الهيدروجيني عملية حجم ثابت. خلال هذه العملية، يظل الحجم المحدد لغاز التبريد ثابتًا، مما يعني عدم حدوث أي تغيير في الحجم. يسمح هذا لنمط الخط بالتحرك لأعلى أو لأسفل في المخطط اعتمادًا على التغييرات الأخرى مثل الضغط والمحتوى الحراري.
- جودة البخار: في مخطط الرقم الهيدروجيني لسجل غاز التبريد، يشير المحور x إلى نطاق الجودة، من "x=0" (سائل تمامًا) إلى "x=1" (غازي تمامًا). بين هذين النقيضين، يكون المبرد في حالة مرحلتين، حيث تشير قيمة x إلى نسبة الغاز إلى السائل. يشير الخط من "x=0,10" إلى "x=0,90" في الرسم التخطيطي إلى أن مادة التبريد تقع ضمن نطاق المرحلتين هذا، حيث تشير قيمة x المحددة إلى قسم الغاز/السائل. وهذا أمر بالغ الأهمية لفهم سلوك المبرد في تطبيقات مثل أنظمة التبريد وتكييف الهواء.
في الصورة أدناه نرى مخططًا كاملاً للرقم الهيدروجيني لغاز التبريد R134a.
قارن R134a مع R1234yf:
باستخدام مخطط سجل الرقم الهيدروجيني، يمكن مقارنة أنواع مختلفة من المبردات مع بعضها البعض. يوضح الشكل التالي مخططات سجل الرقم الهيدروجيني وعمليات التدوير لـ R134a وR1234yf.
الصفحة ذات الصلة:
