v0.398pre-alpha

Fizyka Fizyczne pytania Fizyczne pytanie: "Jak działa lodówka sprężarkowa?"
Google+

Korepetycje

Znajdź korepetytora!

niedziela, 18 grudnia 2011 00:48

Fizyczne pytanie: "Jak działa lodówka sprężarkowa?"

Napisał 
Oceń ten artykuł
(10 głosów)

chlodziarka-sprezarkowa-miniManager File Suffix

Artykuł jest pierwszą w historii naszego serwisu odpowiedzą na "fizyczne pytanie" zadane przez użytkownika naszego serwisu, o nicku "sabrac" na naszym forum, miejmy nadzieję, że takich pytań pojawi się w przyszłości więcej. Użytkownik "sabrac" zadał nam następujące pytanie: "Jak jest zbudowana i na jakiej zasadzie działa lodówka sprężarkowa? (Ze szczególnym uwzględnieniem przemiany stanu gazu)".
Postaramy się możliwie jak najlepiej odpowiedzieć na to pytanie w krótkim artykule.

 

Na wstępie chemy zaznaczyć, że pytanie nie jest do końca dobrze sformułowane, gdyż lodówka to potoczne określenie niepoprawnie używane w stosunku do chłodziarki (chłodziarkę autor miał oczywiście na myśli). Lodówka to pierwotnie było miejsce wypełnione lodem, gdzie przechowywało się żywność aby się nie zepsuła. Chłodziarka natomiast to maszyna chłodząca, która w izolowanym środowisku wewnętrznym pozwala utrzymać niższą temperaturę niż temperatura otoczenia, dzięki wykorzystywaniu dostarczanej energii elektrycznej do niej, wykonuje ona odwrotny cykl silnika Carnot'a, emitując przy tym ciepło na zewnątrz i oczywiście pobierając energię.
Zaczynamy opis, zaczniemy oczywiście od budowy.
1. Budowa
chlodziarka-fizyczne-pytania
Powyższy rysunek przedstawia najprostrzy, ideowy schemat budowy chłodziarki sprężarkowej, składa się ona z czterech części, po kolei. Elementem oznaczonym na rysunku jako pierwszy jest skraplacz, jako drugi na rysunku występuje element dławiący (może nim być praktycznie wszystko, co umożliwi warunku przepływu kapilarnego, jednak najczęściej dla prostych, domowych zastosowań jest to po prostu rurka kapilarna), trzeci natomiast to parownik, czwartym elementem, definiującym typ chłodziarki jest sprężarka. Oczywiście w tej chwili nazwy tych części budowy mogą Ci nic nie mówić, dlatego też aby lepiej zrozumieć schemat budowy i działanie tych elementów, trzeba też przeczytać schemat działania.
2. Schemat działania
chlodziarka-sprezarkowa-obieg
Schemat działania opiszemy od parownika. Parownik umieszczony jest w środowisku chłodzonym (tam gdzie np. żwyność), wewnątrz parownika znajduje się czynnik chłodniczy (skroplony gaz, najczęściej freon albo amoniak) w niskiej temperaturze i niskim ciśnieniu, dzięki niskiemu ciśnieniu gaz znajdujący się tam zaczyna wrzeć w jeszcze niższej temperaturze niż normalnie. Jak wiemy wrząc taki gaz intensywnie odbiera ciepło, zgodnie ze wzorem Q=mR, gdzie m to masa czynnika chłodzącego a R to stała parowania - która jest bardzo dużą wartością, wiec ciepła odbieranego ze środowiska chłodzonego będzie też dużo.
Czynnik chłodzący już w postaci gazowej zasysany jest i sprężany przez sprężarkę kosztem energii elektrycznej (sprężarka wykonuje pracę).
Znajdując się pod wysokim ciśnieniem wysyłany jest przez sprężarkę do skraplacza, tam znajdując się pod bardzo wysokim już ciśnieniem skrapla się, zgodnie z przemianami fazowymi, oddając przy tym duże ilości ciepła (zgodnie z wcześniej przytoczynym wzorem, tyle tylko, że teraz oddaje ciepło), dlatego też chłodziarka ogrzewa pomieszczenie w którym się znajduje. Temperatura czynnika chłodzącego jest teraz wyższa niż otoczenia.
Ciekły już gaz pod wysokim ciśnieniem trafia do elementu dławiącego i przechodząc przez niego (zakładamy, że jest to rurka kapilarna) dzięki przepływowi kapilarnemu traci energię na skutek tarcia, wytraca wysokie ciśnienie oraz schładza się ze względu na przepływ kapilarny oraz z powodu odparowywania części czynnika chłodzącego.
Następnie trafia do parownika w postaci mieszaniny gazu i cieczy, tam cały cykl powtarza się.

Jeżeli są jakieś pytania, zapraszamy do komentowania.

Czytany 23993 razy Ostatnio zmieniany poniedziałek, 03 września 2012 01:18
mgr inż. Paweł Troka

Owner & CEO
E-Mail: ptroka@fizyka.dk
PTroka on Google+

Strona: fizyka.dk

Komentarze   

 
+1 #4 Wojtek 2014-04-22 21:01
Jak działa pompa ciepła? Ogólnie teoria jest odwrotnością chłodziarki, dlaczego więc nie produkuje się tych urządzeń zespolonych, czy chodzi tu oto, że ciepła w części "chłodziarkowej " byłoby za mało do pochłonięcia przez czynnik i nie odparowywałby jak należy ? czy są to inne ciśnienia, bo przecież czynnik (obecnie najczęściej R134a) jest ten sam ? Czemu nie wykorzystac tego choc w powietrznych pompach cwu ?!
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+1 #3 Miro 2012-12-13 16:56
W parowniku ciepło jest pobierane(od produktów), czynnik tu paruje bo pobiera energie z zewnątrz czyli od produktów, więc strzałka(ta duża niebieska) powinna być skierowana od otoczenia do parownika.
pozdrowienia
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
0 #2 Tomex 2012-09-04 15:25
A ja mam pytanie o stała R, ile wynosi ona, bo nie mogę tego znaleźć?
Cytować | Zgłoś administratorowi
 
 
+7 #1 Andy 2011-12-21 16:55
Piękne wykonanie - teraz już rozumiem :-)
dzięki
Cytować | Zgłoś administratorowi
 

Dodaj komentarz


a - b + a = ? Dane: a=1 b=3.

| Jeżeli w zasobach naszego serwisu nie znalazłeś tego czego szukałeś prosimy napisz do nas na e-mail: sugestie@fizyka.dk a my uzupełnimy te braki |

| Copyright © 2010-2015 by Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk | All Rights Reserved. Kopiowanie treści bez pisemnego zezwolenia zabronione. |
| Polityka prywatności | Regulamin serwisu |

Valid XHTML 1.0 Transitional Poprawny CSS! [Valid Atom 1.0]