Předměty:
- Úvod
- Kruhový proces
- Zaznamenat ph graf
- Porovnejte R134a s R1234yf
Předmluva:
Proces chlazení v klimatizaci automobilu využívá změny skupenství látky. Při změně skupenství, jako je přechod z kapaliny na páru, se mění molekulární struktura látky, což vyžaduje teplo. Teplo se při přeměně kapaliny na páru absorbuje a v opačném případě při přechodu z páry do kapaliny se teplo uvolňuje.
Podíváme-li se na přenos tepla do a z prostředí, vidíme, že při procesu odpařování se prostředí ochlazuje, zatímco se uvolňuje teplo a při kondenzaci se prostředí ohřívá. K tomuto ochlazování prostředí dochází ve výparníku, zatímco ohřev probíhá v kondenzátoru. Tento proces se neustále opakuje, a proto se nazývá kruhový proces.
Na stránce „Úvod klimatizace“ je praktickým způsobem popsán proces cyklu s různými součástmi klimatizace. Na této stránce se podrobněji ponoříme do tohoto procesu cyklu prostřednictvím log diagramu pH.
Proces recyklace:
Než ukážeme úplný graf pH, začněme s procesem cyklu klimatizace. V tomto procesu cyklu používáme schéma chladiva R134a. V tomto diagramu jsou od sebe odlišeny oblasti pro plyn, plyn-kapalinu a kapalinu. Kritický bod je nahoře, při 101 stupních Celsia a tlaku 40 barů. Jedná se o maximální teplotu a tlak, při kterých je chladivo chemicky stabilní. Tepelný obsah (entalpie) se vynese proti tlaku na ose x. Ačkoli to často nazýváme „grafem pH“, ve skutečnosti je to „graf logaritmického pH“ kvůli logaritmickému škálování.
- V bodě 1 v diagramu se spustí kompresor, který odebírá chladivo z výparníku. Tlak je 2 bary;
- Plyn je stlačen z 1 na 2, čímž se zvyšuje tlak a tepelný obsah. Tlak a teplota stoupnou na 15 barů a 70 stupňů Celsia. Plyn je přehřátý;
- Uvolňováním tepla v kondenzátoru klesá obsah tepla a tedy zpočátku i teplota. Plyn ztrácí své přehřátí mezi body 2 a 3, což způsobí pokles teploty ze 70 na 55 ° C.
- Od bodu 3 do 4 dochází k uvolňování tepla při konstantní teplotě. Zde se plyn přemění na kapalinu. Tlak zůstává konstantní;
- Další ochlazování způsobuje, že se kapalina mírně podchlazuje (ze 4 na 5). Přechlazená kapalina pod vysokým tlakem 15 barů dosáhne zúžení v bodě 5: kapilára nebo expanzní ventil. Zde je vysoký tlak oddělen od nízkého tlaku. Z kompresoru můžeme také říci, že výtlačný tlak je oddělen od tlaku sání.
Náhlým poklesem tlaku v zúžení se sníží bod varu chladiva v kapalné fázi, což způsobí samovolné odpařování. K tomu potřebné teplo se nejprve odebírá ze samotného chladiva a jeho okolí. Toto zůstává tepelný obsah je téměř konstantní. Úplné odpaření pak probíhá ve výparníku od bodu 6 do bodu 1. Teplota varu chladiva klesne mezi body 5 a 6 z 50° C na -10°C, případně zahřátí na bod 1 jako plyn na 0°C. Tepelný obsah chladiva se zvyšuje, přičemž potřebné teplo je odebíráno z okolí, v tomto případě vzduchu procházejícího výparníkem. Tlak a teplota zůstávají prakticky konstantní. Chladivo opouští výparník jako pára a je opět nasáváno kompresorem v bodě 1. Proces se opakuje.
Zaznamenat graf pH:
V předchozí části byl zobrazen log diagram pH ukazující proces cyklu (od odpařování po kondenzaci chladiva. Obrázek níže ukazuje stav chladiva při určitém tlaku ve vztahu k entalpii (tepelnému obsahu), ve kterém je proces cyklování vyznačen tmavě modrou čarou.
Na levé straně diagramu je oblast tekutiny. Při nízké entalpii je chladivo v kapalné formě. Se zvyšující se entalpií je dosaženo čáry kapaliny. Sklon této čáry udává změny tlaku a entalpie pro kapalnou fázi.
Uprostřed diagramu je zóna nasycených par. Zde je chladivo v tepelné rovnováze s přítomností kapaliny i páry.
Vpravo vidíme čáru nasycených par, která označuje hranici, při které se chladivo zcela odpařilo a je v přehřáté parní fázi.
V horní části diagramu je kritický bod, který označuje hranici mezi kapalinou a párou. Zde mizí rozdíl mezi parní a kapalnou fází a chladivo zůstává v jedinečném stavu. Mezi kapalinou a párou není jasný přechod.
Pro lepší přehled o log-ph diagramu je k níže uvedenému diagramu přidáno několik křivek: izoentropická, izotermická, izochorická a kvalita páry. Na obrázku níže opět vidíme kruhový proces (zabarvený šedě) s průběhem ostatních procesů. Zde je stručné vysvětlení každé změny stavu:
Izentropní: a isentropická čára je charakterizována konstantní entropií. To znamená, že během procesu podél této linky nedochází k žádné výměně tepla s okolním prostředím a nedochází k žádné změně entropie. Je to efektivní adiabatická (bez výměny tepla) procesní linka v diagramu.
izoterma: Izotermická čára v log-pH diagramu představuje proces s konstantní teplotou. Během tohoto procesu zůstává teplota chladiva konstantní, což znamená, že teplo je dodáváno nebo odváděno, aby byl poměr tlak-entalpie (ph) konstantní.
Isochore: Izochorická čára v log-pH diagramu představuje proces konstantního objemu. Během tohoto procesu zůstává specifický objem chladiva konstantní, což znamená, že nedochází k žádné změně objemu. To umožňuje, aby se styl čáry pohyboval v diagramu nahoru nebo dolů v závislosti na dalších změnách, jako je tlak a entalpie.
- Kvalita páry: V grafu log pH chladiva osa x udává rozsah kvality, od „x=0“ (zcela kapalné) do „x=1“ (zcela plynné). Mezi těmito extrémy je chladivo ve dvoufázovém stavu, přičemž hodnota x udává poměr plynu a kapaliny. Čára od „x=0,10“ do „x=0,90“ v diagramu označuje, že chladivo je v tomto dvoufázovém rozsahu, přičemž specifická hodnota x označuje rozdělení plynu/kapaliny. To je zásadní pro pochopení chování chladiva v aplikacích, jako jsou chladicí a klimatizační systémy.
Na obrázku níže vidíme kompletní log diagram pH chladiva R134a.
Porovnejte R134a s R1234yf:
Pomocí logaritmického diagramu pH lze vzájemně porovnávat různé typy chladiv. Následující obrázek ukazuje logaritmické diagramy pH a cyklické procesy R134a a R1234yf.
Související stránka:
