Tárgyak:
- bevezetés
- Körkörös folyamat
- Log ph diagram
- Hasonlítsa össze az R134a-t az R1234yf-fel
Bevezetés:
Az autók légkondicionálójában a hűtési folyamat az anyag állapotának változásait használja fel. Halmazállapot-változás során, például folyadékból gőzbe való átmenet során az anyag molekulaszerkezete megváltozik, ami hőt igényel. A hő elnyelődik, amikor a folyadék gőzzé változik, és ellenkező esetben, amikor gőzből folyadékba megy át, hő szabadul fel.
Ha megnézzük a környezetbe és a környezetből történő hőátadást, akkor azt látjuk, hogy a párolgási folyamat során a környezet lehűl, míg a páralecsapódás során hő szabadul fel és a környezet felmelegszik. Ez a környezet lehűlése az elpárologtatóban, míg a fűtés a kondenzátorban történik. Ez a folyamat folyamatosan ismétlődik, ezért körkörös folyamatként ismert.
A „Légkondicionálás bevezetése” oldalon gyakorlatiasan le van írva a ciklus folyamata a légkondicionáló különféle alkatrészeivel. Ezen az oldalon a log pH-diagramon keresztül részletesebben foglalkozunk ezzel a ciklusfolyamattal.
Újrahasznosítási folyamat:
Mielőtt egy teljes pH-diagramot mutatnánk, kezdjük a légkondicionáló ciklus folyamatával. Ebben a ciklusfolyamatban az R134a hűtőközeg diagramját használjuk. Ezen a diagramon megkülönböztetjük egymástól a gáz, gáz-folyadék és folyadék területeit. A kritikus pont felül van, 101 Celsius fok és 40 bar nyomás. Ezek azok a maximális hőmérsékletek és nyomások, amelyek mellett a hűtőközeg kémiailag stabil. A hőtartalmat (entalpiát) az x tengelyen lévő nyomás függvényében ábrázoljuk. Bár gyakran „pH diagramként” emlegetjük, valójában „log-pH diagram” a logaritmikus skálázás miatt.
- A diagram 1. pontjában elindul a kompresszor, amely hűtőközeget szív el az elpárologtatóból. A nyomás 2 bar;
- A gázt 1-ről 2-re sűrítik, növelve a nyomást és a hőtartalmat. A nyomás és a hőmérséklet 15 bar-ra és 70 Celsius-fokra emelkedik. A gáz túlmelegedett;
- A kondenzátorban felszabaduló hő hatására csökken a hőtartalom és így kezdetben a hőmérséklet. A gáz elveszti túlhevülését a 2. és 3. pont között, aminek következtében a hőmérséklet 70-ről 55 fokra csökken. ° C
- A 3-4 ponttól állandó hőmérsékleten hőleadás történik. Itt a gáz folyadékká alakul. A nyomás állandó marad;
- A további hűtés hatására a folyadék enyhén túlhűl (4-ről 5-re). A túlhűtött folyadék nagy, 15 bar nyomás alatt az 5. pontban, a kapillárisban vagy az expanziós szelepben összehúzódik. Itt a magas nyomás elkülönül az alacsony nyomástól. A kompresszorról azt is mondhatjuk, hogy a nyomónyomás elválik a szívónyomástól.
A szűkületben bekövetkező hirtelen nyomásesés miatt a folyadékfázisban lévő hűtőközeg forráspontja csökken, ami spontán párolgást okoz. Az ehhez szükséges hőt először magából a hűtőközegből és környezetéből vonják ki. Ez marad a hőtartalom szinte állandó. A teljes párolgás ezután az elpárologtatóban megy végbe a 6. ponttól az 1. pontig. A hűtőközeg forráspontja az 5-es 6. és 50. pont közé esik° C -10°C-ra, végül felmelegszik az 1. pontig gázként 0°C-ra. A hűtőközeg hőtartalma megnő, a szükséges hőt a környezetből vonják ki, ebben az esetben az elpárologtatón áthaladó levegőből. A nyomás és a hőmérséklet gyakorlatilag állandó marad. A hűtőközeg gőzként távozik az elpárologtatóból, és az 1. pontban a kompresszor újra beszívja. A folyamat megismétlődik.
Log pH diagram:
Az előző részben a log pH diagramot mutattuk be, amely a ciklus folyamatát mutatja (a párolgástól a hűtőközeg kondenzációjáig. Az alábbi képen a hűtőközeg állapota látható bizonyos nyomáson az entalpiához (hőtartalomhoz) viszonyítva, melyen a ciklusfolyamatot sötétkék vonal jelzi.
A diagram bal oldalán a folyadékterület látható. Alacsony entalpiánál a hűtőközeg folyékony halmazállapotú. Az entalpia növekedésével elérjük a folyadékvonalat. Ennek a vonalnak a meredeksége a folyadékfázis nyomásának és entalpiájának változásait jelzi.
A diagram közepén a telített gőzzóna látható. Itt a hűtőközeg termikus egyensúlyban van, folyadék és gőz is jelen van.
A jobb oldalon a telített gőzvonalat látjuk, amely azt a határt jelöli, amelynél a hűtőközeg teljesen elpárolgott, és túlhevített gőzfázisban van.
A diagram tetején található a kritikus pont, amely a folyadék és a gőz közötti határt jelöli. Itt megszűnik a különbség a gőz és a folyékony fázis között, így a hűtőközeg egyedi állapotban marad. Nincs egyértelmű átmenet a folyadék és a gőz között.
A log-ph diagramba való jobb betekintés érdekében az alábbi diagramhoz több görbét adunk: izentropikus, izotermikus, izokhorikus és gőzminőséget. Az alábbi rajzon ismét a körkörös folyamatot látjuk (szürkén) a többi folyamat előrehaladásával. Itt található egy rövid magyarázat az egyes állapotváltozásokról:
Izentropikus: az és az izentropikus vonalat állandó entrópia jellemzi. Ez azt jelenti, hogy egy folyamat során ezen a vonalon a hűtőközegnek nincs hőcseréje a környezettel, és nem megy át entrópiaváltozáson. Ez egy hatékony adiabatikus (hőcsere nélküli) folyamatsor a diagramon.
Izoterma: A log-pH diagramban egy izoterm vonal egy állandó hőmérsékletű folyamatot jelöl. A folyamat során a hűtőközeg hőmérséklete állandó marad, ami azt jelenti, hogy hőt szolgáltatnak vagy távolítanak el a nyomás-entalpia (ph) arány állandó szinten tartása érdekében.
Isochore: A log-pH diagramban egy izokhorikus vonal állandó térfogatú folyamatot jelöl. A folyamat során a hűtőközeg fajlagos térfogata állandó marad, vagyis nem történik térfogatváltozás. Ez lehetővé teszi, hogy a vonalstílus felfelé vagy lefelé mozogjon a diagramban az egyéb változásoktól, például a nyomástól és az entalpiától függően.
- A gőz minősége: A hűtőközeg pH-diagramján az x tengely jelzi a minőségi tartományt, „x=0” (teljesen folyékony) és „x=1” (teljesen gáz halmazállapotú) között. Ezen szélsőségek között a hűtőközeg kétfázisú állapotban van, az x érték a gáz és a folyadék arányát jelzi. Az ábrán az „x=0,10” és „x=0,90” közötti vonal azt jelzi, hogy a hűtőközeg ezen a kétfázisú tartományon belül van, és a konkrét x érték a gáz/folyadék megoszlást jelzi. Ez döntő fontosságú a hűtőközeg viselkedésének megértéséhez olyan alkalmazásokban, mint a hűtő- és légkondicionáló rendszerek.
Az alábbi képen az R134a hűtőközeg teljes log pH-diagramja látható.
Hasonlítsa össze az R134a-t az R1234yf-fel:
A log pH diagram segítségével a különböző típusú hűtőközegek összehasonlíthatók egymással. A következő ábra az R134a és R1234yf log pH diagramjait és ciklusfolyamatait mutatja.
Kapcsolódó oldal:
