Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

 

Ψυκτικές μηχανές 
και αντλίες θερμότητας
 

 

 

 

 


Με ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟ ΚΥΚΛΟ Carnot

μεταβιβάζεται ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ Qc – στην ψυχρή πηγή – κατά την ισόθερμη εκτόνωση, σε Τc

και αποδίδεται ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ Qh στη θερμή δεξαμενή, κατά την ισόθερμη συμπίεση, σε Τh

ενώ σε κάθε κύκλο μεταβιβάζεται στο εργαζόμενο αέριο και ΕΡΓΟ W.

Είναι φανερό ότι Qc > 0, Qh< 0 και W < 0  ενώ, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο της Θερμοδυναμικής

           Qc + Qh=  W   ή |W|+ Qc = |Qh|

 

Όταν η κυκλική διεργασία αξιοποιείται για τη λειτουργία ΨΥΓΕΙΟΥ ο σκοπός της μηχανής είναι να αποσπάσει  θερμότητα Qc και – με τη συμβολή του κινητήρα ( W<0) - να την αποβάλλει ως θερμότητα Qh . Σε αυτή την περίπτωση αντί για την  έννοια « efficiency- απόδοση» η οποία χρησιμοποιείται, από τους φυσικούς και τους μηχανικούς στις μηχανές, ( και στη θερμική μηχανή) η τεχνολογία χρησιμοποιεί την έννοια « coeffiscient of  performance – ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ»

 η οποία περιγράφει τη λειτουργία της ψυκτικής μηχανής. Για την περίπτωση ψυγείου ο συντελεστής ορίζεται ως Κ =  Qc /|W| οπότε και Κ = Qc /|Qh| - Qc και εφόσον κατά τη διαγραφή του κύκλου Carnot    Qc/ |Qh| = Τc/ Τh       K = Τc/ Τh -Τc

 

Όταν η κυκλική διεργασία αξιοποιείται για τη λειτουργία  ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ο σκοπός είναι να  μεταβιβάσει θερμότητα Qh   - αφού έχει αποσπάσει  λόγου χάρη Qc από τον αέρα έξω από το σπίτι -  με τη βοήθεια του έργου ενός κινητήρα. Και σε αυτή την περίπτωση αντί για την  έννοια

 « efficiency- απόδοση»  η τεχνολογία χρησιμοποιεί την έννοια « coeffiscient of  performance – ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ» η οποία περιγράφει την αποτελεσματικότητα της άντλησης. Για την περίπτωση μιας αντλίας – όπως είναι το κλιματιστικό -  συντελεστής ορίζεται ως

Κ = |Qh|/|W| οπότε και Κ = /|Qh|/|Qh| - Qc και εφόσον Qc/ |Qh| = Τc/ Τh    K = Τh / Τhc