Einfacher Dampfkompressionszyklus

Flüssigkeit zum Kochen und Verdampfen - Wechsel zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand bei einer Temperatur, die vom Druck innerhalb des Gefrierpunkts und der kritischen Temperatur abhängt (siehe Abb. 2.2). Beim Kochen soll er die latente Verdampfungswärme bekommen und die Kondensation in die latente Wärme übertragen.

Die Wärme befindet sich bei niedrigen Temperaturen und Drücken in einem flüssigen Zustand, wodurch die latente Wärme zum Verdampfen gebracht wird. Wird das Paar dann automatisch auf Hochdruck komprimiert, kann die seiner latenten Wärme entsprechende Sättigungstemperatur abgelehnt werden, so dass er wieder in eine Flüssigkeit übergeht. Der Zyklus ist in Abb. 2.3 dargestellt. Der Effekt der Abkühlung des Wärmeträgers beim Verdampfungsprozess, der die Änderung der Enthalpie zwischen Flüssigkeit und Dampf bewirkt, bleibt bestehen РёСЃРїР ° ритель.

Um diesen Prozess genauer zu untersuchen, verwenden Kältetechniker die Druckenthalpie oder das Ph-Diagramm (Abb. 2.4). Dieses Diagramm ist eine bequeme Möglichkeit, die Flüssigkeits- und Gasphasen von Materie zu beschreiben. Auf der vertikalen Achse ist der Druck P und horizontal h die Enthalpie. Die Sättigungskurve definiert die Grenze zwischen einer reinen Flüssigkeit und einem reinen Gas oder Dampf. Die Region zeigte Dampf, flüssigen überhitzten Dampf. Die Region ist durch flüssige, unterkühlte Flüssigkeit gekennzeichnet. Bei Drücken oberhalb der oberen Kurve wird nicht zwischen Flüssigkeit und Dampf unterschieden. Oberhalb dieses Druckes kann Gas nicht verflüssigt werden. Dies nennt man den kritischen Druck. Im Bereich unter der Kurve also eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf.

Einfacher Dampfkompressionszyklus ist dem Ph-Diagramm in Abb. 2.4 überlagert. Der Prozess der Verdampfung oder Verdampfung des Kühlmittels ist ein Prozess mit konstantem Druck und daher eine horizontale Linie. Bei der Verdichtung wird die zur Verdichtung des Dampfes verwendete Energie zu Wärme und erhöht deren Temperatur und Enthalpie, so dass am Ende der Verdichtung der Dampfzustand in den überhitzten Diagrammen und außerhalb der Sättigungskurve eintritt. Ein Prozess, bei dem die Kompressionswärme die Gasenthalpie erhöht, die als adiabatische Kompression bezeichnet wird. Bevor die Kondensation beginnen kann, müssen die Dämpfe gekühlt werden. Die endgültige Kompressionstemperatur liegt fast immer darunter Verflüssigungstemperatur wie gezeigt, und daher wird eine bestimmte Wärmemenge bei Temperaturen oberhalb der Kondensationstemperatur abgegeben. Dies stellt eine Abweichung vom idealen Zyklus dar. Der tatsächliche Kondensationsprozess wird anhand der horizontalen Linien innerhalb der Sättigungskurve dargestellt.

Wenn auch einfach Dampfkompressionszyklus Wird im Temperatur-Entropie-Diagramm (Abb. 2.5) angezeigt, sind Abweichungen vom umgekehrten Carnot-Zyklus an den schattierten Stellen zu erkennen. Der adiabatische Kompressionsprozess setzt sich über den Punkt hinaus fort, an dem die Kondensationstemperatur erreicht ist. Das schattierte Dreieck stellt den zusätzlichen Arbeitsaufwand dar, der vermieden werden kann, wenn der Kompressionsprozess zu dem Zeitpunkt, an dem er fortgesetzt wird, bis der Verflüssigungsdruck erreicht ist, auf isotherm (dh bei konstanter Temperatur) geändert wird.

Erweiterung der konstanten Prozessenthalpie. Es ist in Form einer vertikalen Linie im Ph-Schema zu erstellen. Während der Expansion der Flüssigkeit, die nur durch das Ventil fließt, wird keine Wärme absorbiert oder abgegeben. Nach dem Druckabbau im Ventil sollte es zu einem entsprechenden Temperaturabfall des Flüssigkeitsdampfblitzes kommen, um die Energie für die Kühlung abzuführen. Das Flüssigkeitsvolumen erhöht somit die Ventilmenge des zugehörigen Gases, was zu seinem Namen führt, der Expansionsventil. Es wird beispielsweise nicht versucht, Energie aus dem Erweiterungsprozess zurückzugewinnen. mit Hilfe der Turbine. Dies ist die zweite Abweichung vom perfekten Zyklus. Arbeit, die möglicherweise wiederhergestellt werden könnte, wird in Abb. 2.5 durch das schattierte Rechteck dargestellt.