Kühlschränke
Storyboard
Die Kühlung ist ein umgekehrter Vorgang der Brennkraftmaschine. In diesem Fall wird Arbeit geliefert, mit der einem thermodynamischen System Wärme entzogen wird.
ID:(1489, 0)
Elemente eines Kühlschranks
Bild
Wenn Sie einen Kühlschrank betrachten, können Sie relativ einfach die verschiedenen Teile erkennen, die ihn ausmachen. Diese sind:
• Verdampfer (der Wärme absorbiert). Dieses Bauteil verdampft das Kältemittel, um die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks aufzunehmen.
• Kompressor. Der Kompressor überträgt den vom Verdampfer erzeugten Dampf, komprimiert ihn und drückt ihn zum Kondensator.
• Kondensator (der Wärme abgibt). Im Kondensator kondensiert der Dampf und gibt dabei Energie ab, die über den meistens am Rücken des Kühlschranks vorhandenen Gitter abgestrahlt wird.
• Expansionsventil, das das Kältemittel zurück zum Verdampfer führt.
ID:(11167, 0)
Modell
Top
Parameter
Variablen
Berechnungen
Berechnungen
Berechnungen
Gleichungen
$Q_C=T_C(S_H-S_L)$
Q_C=T_C*(S_H-S_L)
ID:(15344, 0)
Wärmepumpenanwendung: der Kühlschrank
Beschreibung
Wenn Sie einen Kühlschrank betrachten, können Sie relativ einfach die verschiedenen Teile erkennen, die ihn ausmachen. Diese sind:
• Verdampfer (der Wärme absorbiert). Dieses Bauteil verdampft das Kältemittel, um die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks aufzunehmen.
• Kompressor. Der Kompressor überträgt den vom Verdampfer erzeugten Dampf, komprimiert ihn und drückt ihn zum Kondensator.
• Kondensator (der Wärme abgibt). Im Kondensator kondensiert der Dampf und gibt dabei Energie ab, die über den meistens am Rücken des Kühlschranks vorhandenen Gitter abgestrahlt wird.
• Expansionsventil, das das Kältemittel zurück zum Verdampfer führt.
ID:(11166, 0)
Zu entfernende Wärme (gekühlt)
Gleichung
Die für die Wiederherstellung des Systems erforderliche Wärme wird direkt durch die Integration der Entropie von
$W=\displaystyle\oint_C T\,dS$ |
von $S_H$ bis $S_L$ berechnet.
$Q_C=T_C(S_H-S_L)$ |
ID:(10263, 0)
Carnot-Zyklus zur Kühlung
Beschreibung
Wenn der Carnot-Prozess umgekehrt wird, kann er genutzt werden, um Wärme mithilfe von Arbeit zu übertragen, was als Wärmepumpe bezeichnet wird. In diesem Fall sieht das Diagramm folgendermaßen aus:
ID:(11143, 0)
Konzept einer Wärmepumpe
Beschreibung
Eine Wärmepumpe ist eine Möglichkeit, den umgekehrten Carnot-Prozess umzusetzen, bei dem Arbeit verwendet wird, um Wärme von einem kälteren Körper auf einen heißeren zu übertragen.
Eine Wärmepumpe besteht aus zwei wichtigen Komponenten:
• Ein Verdampfer (der Wärme aufnimmt)
• Ein Kompressor (der Wärme abgibt)
Es gibt auch einen Kreislauf, um den Dampf und die Flüssigkeit zu bewegen:
ID:(11165, 0)
Temperatur- und Entropiediagramm bei Kühlung
Beschreibung
Das Temperatur-Entropie-Diagramm enthält drei Bereiche, die verschiedene Zustände repräsentieren. Diese sind:
• Flüssigkeit
• Dampf
• Flüssigkeits-Dampf-Gemisch
Der Prozess selbst zeigt die folgenden Schritte:
1 zu 2: Anwendung von Arbeit
2 zu 3: Abgabe von Wärme im Kondensator
3 zu 4: Expansion im Expansionsventil
4 zu 1: Aufnahme von Wärme im Verdampfer
ID:(11168, 0)