Teemad:
- Sissejuhatus
- Ringikujuline protsess
- Logi ph diagramm
- Võrrelge R134a ja R1234yf
Eessõna:
Auto kliimaseadme jahutusprotsess kasutab aine oleku muutusi. Oleku muutumisel, näiteks vedelikust aurule üleminekul, muutub aine molekulaarstruktuur, mis nõuab soojust. Soojus neeldub vedeliku muutumisel auruks ja vastupidisel juhul aurust vedelikule üleminekul soojust eraldub.
Kui vaadata soojusülekannet keskkonda ja sealt välja, siis näeme, et aurustumisprotsessi käigus keskkond jahtub, samas kui kondenseerumisel soojus eraldub ja keskkond soojeneb. See keskkonna jahutamine toimub aurustis, soojendamine aga kondensaatoris. See protsess kordub pidevalt, mistõttu seda nimetatakse ringprotsessiks.
Lehel "Kliimaseadme tutvustus" kirjeldatakse praktilisel viisil tsükliprotsessi koos kliimaseadme erinevate komponentidega. Sellel lehel süveneme sellesse tsükliprotsessi logaritmilise pH diagrammi kaudu.
Taaskasutusprotsess:
Enne täieliku pH-diagrammi näitamist alustame kliimaseadme tsükli protsessiga. Selles tsükliprotsessis kasutame külmutusagensi R134a diagrammi. Sellel diagrammil eristatakse gaasi, gaasi-vedeliku ja vedeliku alasid üksteisest. Kriitiline punkt on ülaosas, 101 kraadi Celsiuse järgi ja rõhk 40 baari. Need on maksimaalne temperatuur ja rõhk, mille juures külmutusagens on keemiliselt stabiilne. Soojussisaldus (entalpia) esitatakse rõhu suhtes x-teljel. Kuigi me nimetame seda sageli "pH diagrammiks", on see logaritmilise skaleerimise tõttu tegelikult "log-pH diagramm".
- Diagrammi punktis 1 käivitub kompressor, mis tõmbab aurustist külmaainet. Rõhk on 2 baari;
- Gaas surutakse 1-lt 2-le, suurendades rõhku ja soojuse sisaldust. Rõhk ja temperatuur tõusevad 15 baarini ja 70 kraadini Celsiuse järgi. Gaas on ülekuumenenud;
- Soojuse vabanemise tõttu kondensaatoris väheneb soojuse sisaldus ja seetõttu esialgu temperatuur. Gaas kaotab oma ülekuumenemise punktide 2 ja 3 vahel, mistõttu temperatuur langeb 70-lt 55-le ° C
- Punktides 3 kuni 4 toimub soojuse eraldumine konstantsel temperatuuril. Siin muundatakse gaas vedelikuks. Rõhk jääb konstantseks;
- Edasine jahutamine põhjustab vedeliku kerge ülejahutuse (4 kuni 5). Ülejahutatud vedelik 15-baarise kõrge rõhu all jõuab ahenemiseni punktis 5: kapillaar- või paisuventiilis. Siin eraldatakse kõrgrõhk madalrõhust. Kompressori kohta võime öelda ka seda, et tühjendusrõhk on eraldatud imemisrõhust.
Seoses rõhu järsu langusega kitsenduses langeb külmutusagensi keemistemperatuur vedelas faasis, mis põhjustab iseeneslikku aurustumist. Selleks vajalik soojus ammutatakse esmalt külmutusagensist endast ja selle ümbrusest. See jääb alles soojussisaldus on peaaegu konstantne. Seejärel toimub täielik aurustamine aurustis punktist 6 punktini 1. Külmutusagensi keemistemperatuur langeb punktide 5 ja 6 vahele 50° C temperatuurini -10 °C, soojenedes lõpuks punktini 1 gaasina temperatuurini 0 °C. Külmutusagensi soojussisaldus suureneb, kusjuures vajalik soojus ammutatakse keskkonnast, antud juhul aurustit läbivast õhust. Rõhk ja temperatuur jäävad praktiliselt konstantseks. Külmutusagens väljub aurustist auruna ja imeb kompressor uuesti sisse punktis 1. Protsess kordub.
Logi pH diagramm:
Eelmises osas näidati logaritmilist pH-diagrammi, mis näitab tsükliprotsessi (aurutamisest kuni külmutusagensi kondenseerumiseni. Alloleval pildil on näha külmutusagensi seisukord teatud rõhul entalpia (soojussisalduse) suhtes, milles tsüklilist protsessi tähistab tumesinine joon.
Diagrammi vasakul küljel on vedeliku ala. Madala entalpia korral on külmutusagens vedelal kujul. Entalpia suurenemisega saavutatakse vedeliku joon. Selle joone kalle näitab vedeliku faasi rõhu ja entalpia muutusi.
Diagrammi keskel on küllastunud auru tsoon. Siin on külmutusagens termilises tasakaalus, nii vedeliku kui auruga.
Paremal näeme küllastunud auru joont, mis tähistab piiri, mille juures külmutusagens on täielikult aurustunud ja on ülekuumenenud aurufaasis.
Diagrammi ülaosas on kriitiline punkt, mis tähistab piiri vedeliku ja auru vahel. Siin kaob erinevus auru- ja vedelfaasi vahel, jättes külmutusagensi ainulaadsesse olekusse. Vedeliku ja auru vahel puudub selge üleminek.
Log-ph diagrammi paremaks mõistmiseks on allolevale diagrammile lisatud mitu kõverat: isentroopne, isotermiline, isohooriline ja auru kvaliteet. Alloleval joonisel näeme taas ringikujulist protsessi (halli värvi) koos teiste protsesside edenemisega. Siin on iga olekumuutuse lühike selgitus:
Isentroopiline: ja isentroopset joont iseloomustab konstantne entroopia. See tähendab, et sellel liinil toimuva protsessi käigus ei toimu külmutusagensil soojusvahetust keskkonnaga ega toimu entroopia muutust. See on diagrammil tõhus adiabaatiline (ilma soojusvahetuseta) protsessijoon.
Isoterm: Isotermiline joon log-pH diagrammil tähistab konstantse temperatuuri protsessi. Selle protsessi käigus jääb külmutusagensi temperatuur konstantseks, mis tähendab, et rõhu-entalpia (ph) suhte konstantseks hoidmiseks tarnitakse või eemaldatakse soojust.
Isokoor: Isohooriline joon log-pH diagrammil tähistab konstantse mahu protsessi. Selle protsessi käigus jääb külmutusagensi erimaht konstantseks, mis tähendab, et maht ei muutu. See võimaldab joone stiilil diagrammis üles või alla liikuda sõltuvalt muudest muutustest, nagu rõhk ja entalpia.
- Auru kvaliteet: Külmutusagensi pH logaritmi graafikus näitab x-telg kvaliteedivahemikku “x=0” (täiesti vedel) kuni “x=1” (täiesti gaasiline). Nende äärmuste vahel on külmutusagens kahefaasilises olekus, kus x väärtus näitab gaasi ja vedeliku suhet. Diagrammil olev joon „x=0,10” kuni „x=0,90” näitab, et külmutusagens on selles kahefaasilises vahemikus, kusjuures konkreetne x väärtus näitab gaasi/vedeliku vaheseina. See on ülioluline külmutusagensi käitumise mõistmiseks sellistes rakendustes nagu jahutus- ja kliimaseadmed.
Alloleval pildil näeme külmutusagensi R134a täielikku log pH diagrammi.
Võrrelge R134a ja R1234yf:
Kasutades logaritmilist pH diagrammi, saab erinevat tüüpi külmutusagenseid omavahel võrrelda. Järgmine joonis näitab R134a ja R1234yf logaritmilisi pH diagramme ja tsükliprotsesse.
Seotud leht:
