Temos:
- Įvadas
- Apvalus procesas
- Žurnalo ph diagrama
- Palyginkite R134a su R1234yf
Įvadas:
Aušinimo procese automobilio oro kondicionieriuje naudojami medžiagos būsenos pokyčiai. Būsenos pasikeitimo metu, pavyzdžiui, pereinant iš skysčio į garus, keičiasi medžiagos molekulinė struktūra, o tam reikia šilumos. Šiluma absorbuojama, kai skystis virsta garais, o priešingu atveju, pereinant iš garų į skystį, išsiskiria šiluma.
Jei pažiūrėtume į šilumos perdavimą į aplinką ir iš jos, pamatytume, kad garavimo proceso metu aplinka atvėsta, o kondensuojantis išsiskiria šiluma ir aplinka įšyla. Šis aplinkos vėsinimas vyksta garintuve, o šildymas vyksta kondensatoriuje. Šis procesas kartojamas nuolat, todėl jis žinomas kaip žiedinis procesas.
Puslapyje „Oro kondicionavimo įvadas“ ciklo procesas su įvairiais oro kondicionavimo komponentais aprašytas praktiškai. Šiame puslapyje mes gilinsimės į šį ciklo procesą per log pH diagramą.
Perdirbimo procesas:
Prieš rodydami visą loginę pH diagramą, pradėkime nuo oro kondicionavimo ciklo proceso. Šiame ciklo procese naudojame šaltnešio R134a diagramą. Šioje diagramoje dujų, dujų-skysčio ir skysčio sritys yra atskirtos viena nuo kitos. Kritinis taškas yra viršuje, 101 laipsnis Celsijaus ir 40 barų slėgis. Tai yra maksimali temperatūra ir slėgis, kuriam esant šaltnešis yra chemiškai stabilus. Šilumos kiekis (entalpija) vaizduojamas atsižvelgiant į slėgį x ašyje. Nors mes dažnai tai vadiname „pH diagrama“, iš tikrųjų tai yra „log-pH diagrama“ dėl logaritminio mastelio.
- Diagramos 1 taške paleidžiamas kompresorius, kuris siurbia šaltnešį iš garintuvo. Slėgis yra 2 barai;
- Dujos suspaudžiamos nuo 1 iki 2, todėl padidėja slėgis ir šilumos kiekis. Slėgis ir temperatūra pakyla iki 15 barų ir 70 laipsnių Celsijaus. Dujos perkaito;
- Dėl šilumos išsiskyrimo kondensatoriuje sumažėja šilumos kiekis, taigi iš pradžių temperatūra. Dujos praranda perkaitimą tarp 2 ir 3 taškų, todėl temperatūra nukrenta nuo 70 iki 55 ° C.
- Nuo 3 iki 4 taško šiluma išsiskiria esant pastoviai temperatūrai. Čia dujos paverčiamos skysčiu. Slėgis išlieka pastovus;
- Dėl tolesnio aušinimo skystis šiek tiek peršaldomas (nuo 4 iki 5). Peršalęs skystis, esant aukštam 15 barų slėgiui, pasiekia susiaurėjimą 5 taške: kapiliariniame arba išsiplėtimo vožtuve. Čia aukštas slėgis yra atskirtas nuo žemo slėgio. Iš kompresoriaus taip pat galime pasakyti, kad išleidimo slėgis yra atskirtas nuo įsiurbimo slėgio.
Dėl staigaus slėgio kritimo susiaurėjime sumažės aušalo virimo temperatūra skystoje fazėje, o tai sukels savaiminį išgaravimą. Tam reikalinga šiluma pirmiausia išgaunama iš paties šaltnešio ir jį supančios aplinkos. Tai lieka šilumos kiekis beveik pastovus. Tada visiškas išgarinimas vyksta garintuve nuo 6 iki 1 taško. Šaltnešio virimo temperatūra nukrenta tarp 5 ir 6 taškų iš 50° C iki -10°C, galiausiai sušils iki 1 taško kaip dujos iki 0°C. Šaltnešio šilumos kiekis didėja, reikiama šiluma išgaunama iš aplinkos, šiuo atveju oro, praeinančio per garintuvą. Slėgis ir temperatūra išlieka beveik pastovūs. Šaltnešis iš garintuvo išeina kaip garai ir vėl įsiurbiamas kompresoriaus 1 taške. Procesas kartojasi.
Žurnalo pH diagrama:
Ankstesniame skyriuje buvo parodyta log pH diagrama, rodanti ciklo procesą (nuo garavimo iki aušalo kondensacijos. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta šaltnešio būklė esant tam tikram slėgiui, atsižvelgiant į entalpiją (šilumos kiekį), kuriame ciklo procesas rodomas tamsiai mėlyna linija.
Kairėje diagramos pusėje yra skysčio sritis. Esant žemai entalpijai, šaltnešis yra skysto pavidalo. Didėjant entalpijai pasiekiama skysčio linija. Šios linijos nuolydis rodo slėgio ir entalpijos pokyčius skystoje fazėje.
Diagramos centre yra sočiųjų garų zona. Čia šaltnešis yra šiluminėje pusiausvyroje, yra ir skysčio, ir garų.
Dešinėje matome sočiųjų garų liniją, kuri žymi ribą, iki kurios šaltnešis visiškai išgaravo ir yra perkaitintų garų fazėje.
Diagramos viršuje yra kritinis taškas, žymintis ribą tarp skysčio ir garų. Čia išnyksta skirtumas tarp garų ir skysčio fazių, todėl šaltnešis lieka unikalios būsenos. Nėra aiškaus perėjimo tarp skysčio ir garų.
Siekiant suteikti daugiau įžvalgos apie log-ph diagramą, toliau pateiktoje diagramoje pridedamos kelios kreivės: izentropinė, izoterminė, izochorinė ir garų kokybė. Žemiau esančiame brėžinyje dar kartą matome žiedinį procesą (pilka spalva) su kitų procesų eiga. Čia pateikiamas trumpas kiekvieno būsenos pakeitimo paaiškinimas:
Izentropinis: ir izentropinei linijai būdinga pastovi entropija. Tai reiškia, kad vykstant šiai linijai, šaltnešis nekeičia šilumos su aplinka ir nekeičia entropijos. Diagramoje tai efektyvi adiabatinė (be šilumos mainų) proceso linija.
Izoterma: Izoterminė linija log-pH diagramoje reiškia pastovios temperatūros procesą. Šio proceso metu šaltnešio temperatūra išlieka pastovi, o tai reiškia, kad tiekiama arba pašalinama šiluma, kad slėgio ir entalpijos (ph) santykis būtų pastovus.
Isochore: Izochorinė linija log-pH diagramoje reiškia pastovaus tūrio procesą. Šio proceso metu specifinis šaltnešio tūris išlieka pastovus, tai reiškia, kad tūris nesikeičia. Tai leidžia linijos stiliui diagramoje judėti aukštyn arba žemyn, priklausomai nuo kitų pokyčių, pvz., slėgio ir entalpijos.
- Garų kokybė: Šaltnešio logaritminėje pH diagramoje x ašis rodo kokybės diapazoną nuo „x=0“ (visiškai skystas) iki „x=1“ (visiškai dujinis). Tarp šių kraštutinumų šaltnešis yra dviejų fazių, o x reikšmė rodo dujų ir skysčio santykį. Diagramoje esanti linija nuo „x=0,10“ iki „x=0,90“ rodo, kad šaltnešis yra šiame dviejų fazių diapazone, o konkreti x reikšmė rodo dujų/skysčio atskyrimą. Tai labai svarbu norint suprasti šaltnešio elgesį tokiose srityse kaip šaldymo ir oro kondicionavimo sistemos.
Žemiau esančiame paveikslėlyje matome visą aušalo R134a pH diagramą.
Palyginkite R134a su R1234yf:
Naudojant pH loginę diagramą, galima palyginti skirtingus šaltnešių tipus. Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytos R134a ir R1234yf log pH diagramos ir ciklo procesai.
Susijęs puslapis:
