რა არის გაგრილების ციკლი და როგორ არის განსაზღვრული?

ეველინ მეიტი მარინი
ინდუსტრიული ინჟინერი, მაგისტრი ფიზიკაში და EdD

გაგრილების ციკლი ეხება განმეორებით თერმოდინამიკურ პროცესს, რომელშიც ნივთიერება გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი. ის იცვლის ფაზებს წრედის მეშვეობით და მისი ფუნქციაა სითბოს შთანთქმა სივრციდან, რომელიც განპირობებულია სხვაში სითბოს გამოყოფით რეგიონი. სხვა თერმოდინამიკური ციკლებისგან განსხვავებით, როგორიცაა სიმძლავრე, სამაცივრო სისტემებში, დანიშნულება არ არის ენერგიის მოპოვება გასაყიდად ან მოხმარებისთვის, არამედ სივრცის თერმული კონდიცირება, მაგალითად, ა ოთახი.

სამაცივრო ციკლების მსგავსი ოპერაციული სქემით არის სითბოს ტუმბოები, რომლებიც ჰაერისგან განსხვავებით. კონდიცირებული, ისინი გამოიყენება სივრცის გასათბობად, ანუ გარე გარემოდან სითბოს ამოსაღებად სასურველ შენობაში მის გასათავისუფლებლად. მდგომარეობა.

თეორიული თვალსაზრისით, გაგრილების ციკლების შესწავლა შესაძლებელია იმ კომპონენტების გათვალისწინებით, რომლებიც შეადგინოს სისტემა, ისევე როგორც სხვადასხვა ეტაპები, რომლებშიც გადის გამაგრილებელი ნივთიერება სხვადასხვა მდგომარეობაში. შემდეგი გრაფიკი გვიჩვენებს სამაცივრო სისტემების კლასიფიკაციას:

სამაცივრო სისტემების სახეები

გაგრილების ციკლის ძირითადი კომპონენტები

მეორის მიხედვით კანონი საქართველოს თერმოდინამიკა, სითბოს ნაკადი სპონტანურად ხდება ყოველთვის უფრო დიდი რეგიონიდან ტემპერატურა დაბალ ტემპერატურაზე და სხვა შემთხვევაში, გაგრილების პროცესის განსახორციელებლად საჭიროა რაიმე მოწყობილობა ან მექანიზმი. ამისათვის, ნებისმიერი სამაცივრო სისტემა მოითხოვს მინიმუმ ოთხ კომპონენტს:

• კომპრესორი: არის მოწყობილობა, რომელიც პასუხისმგებელია გამაგრილებლის წნევის გაზრდაზე მისი აორთქლების შემდეგ. იდეალურ პირობებში შეკუმშვის პროცესი მუდმივ ენტროპიაშია, თუმცა პრაქტიკაში ხდება ენტროპიის ზრდა.

• აორთქლება: ეს სისტემა ძირითადად სითბოს გადამცვლელია, რომლის მეშვეობითაც მაცივარი ცირკულირებს შეიწოვოს სითბო განსაპირობებელი სივრციდან და შედეგად, ნარევი იცვლება მდგომარეობამდე ორთქლი.

• გაფართოების სარქველი: ასევე უწოდებენ კაპილარულ მილს ან ექსპანდერს. იდეალური მოსაზრებებით, ეს მოწყობილობა მუშაობს ისენტალპიურად (at ენთალპია მუდმივი) და მისი ფუნქციაა შერევის ზონაში მაცივრის წნევის შემცირება.

• კონდენსატორი: იგი წარმოიქმნება კოჭით, რომლითაც გამაგრილებელი გადის ორთქლის მდგომარეობაში, აორთქლების პირობებზე მაღალ წნევაზე და ტემპერატურაზე. კონდენსატორში გავლისას მაცივარი ათავისუფლებს სითბოს გარე გარემოში და კონდენსირდება მანამ, სანამ არ გახდება თხევადი. იდეალურ შემთხვევაში, პროცესი კონდენსაცია ეს ხდება მუდმივი წნევის დროს, თუმცა სინამდვილეში წნევის ვარდნა ჩვეულებრივ ვლინდება.

მაცივრის ძირითადი კომპონენტები

შესრულების კოეფიციენტი (COP)

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სივრციდან სითბოს ამოსაღებად (გაგრილის) და გამაგრილებელი აგენტის ციკლური პროცესის ფაზების გადასატანად საჭიროა მოწყობილობები, რომლებიც შრომატევად მუშაობენ. ენერგია (ელექტრო ან საწვავი), და ეს წარმოადგენს ხარჯს, რომელიც უნდა ეცადოს მინიმუმამდე შემცირდეს, მაქსიმალურად გაზარდოს მათგან მოსალოდნელი ფუნქცია ციკლის ფარგლებში.

სიმძლავრის ციკლებში, თერმული ან ელექტრული შესრულება ჩვეულებრივ განისაზღვრება ციკლის ეფექტურობიდან ან მისი კომპონენტები და, როგორც ასეთი, ეს მნიშვნელობა ყოველთვის უნდა მერყეობდეს 0-დან 1-მდე (პროცენტული თვალსაზრისით, ეს იქნება 0-დან 100-მდე %). თუმცა, სამაცივრო ციკლებში ყველაზე გავრცელებულია ანალიზი მისი შესრულება საცნობარო პარამეტრად იყენებს შესრულების კოეფიციენტს, შემოკლებით მისი აკრონიმით ინგლისურად, როგორც COP (შესრულების კოეფიციენტი), რომლის მნიშვნელობა თითქმის ყოველთვის აღემატება ერთიანობას, ყოველთვის დადებითია და განისაზღვრება შემდეგი გამოთქმა:

იდეალური ორთქლის შეკუმშვის გაგრილების ციკლი

სამაცივრო ციკლების შესრულების კოეფიციენტის მაქსიმალური გაზრდის მიზნით შემუშავებულია სხვადასხვა მეთოდი, ყველაზე მათგან უმარტივესი არის ორთქლის შეკუმშვის გაგრილება, რომელიც იქმნება ოთხი მდგომარეობით, რომლებიც ნაჩვენებია შემდეგში. სურათი):

• იზენტროპული შეკუმშვის პროცესი კომპრესორში (მდგომარეობები 1 – 2),

• მუდმივი წნევის სითბოს უარყოფის პროცესი კონდენსატორში (მდგომარეობები 2 – 3),

• იზენტალპიური გაფართოების პროცესი გაფართოების სარქველში (მდგომარეობები 3 – 4),

• სითბოს შთანთქმის პროცესი ევაპორატორში მუდმივი წნევით (მდგომარეობები 4 – 1).

შემდეგი სქემა გვიჩვენებს ა დიაგრამა ტემპერატურა (T) და ენტროპია (s), სადაც მითითებულია სხვადასხვა მდგომარეობა, რომლითაც გადის მაცივარი სისტემის კომპონენტებში მისი გავლის დროს, რათა დაასრულოს გაგრილების ციკლი შეკუმშვით ორთქლი:

ქ_ლ არის განპირობებული სივრციდან შთანთქმული სითბო, Q_თ არის სითბო უარყოფილი გარედან და W_კომპ წარმოადგენს კომპრესორის მუშაობას.

როგორც აღწერილია, სამაცივრო ციკლებში მოქმედი სითხე არის მაცივარი და მათი ფართო არჩევანია ბაზარზე. გამაგრილებელი აგენტები განვითარდა და ამჟამად ტენდენციაა აირჩიონ ისეთები, რომლებიც ნაკლებად დამაბინძურებლები არიან, არატოქსიკური და რომლებსაც გააჩნიათ ინსტალაციის სისტემაში საჭირო მახასიათებლები.

მაცივრის ზოგიერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული სახეობა

მაცივრების ეს ჯგუფი შეერთებულ შტატებში გამოყენებული მაცივრების 90%-ს შეადგენს.