Incalzire dinamica

Încălzirea dinamică este un sistem de încălzire care include un focar , un încălzitor și un frigider , ceea ce face posibilă transferul mai multă căldură în cameră decât focarul singur, deoarece căldura din mediu este transferată și în cameră [1] . Dificultățile tehnologice și necesitatea unor investiții de capital inițiale semnificative întârzie utilizarea pe scară largă a acestei metode de încălzire [2] . Este posibil ca odată cu centralizarea ulterioară a încălzirii, încălzirea dinamică să găsească o aplicație largă [3] . De exemplu, în Suedia , o țară bogată, cu tehnologie avansată și lipsă de combustibil, încălzirea dinamică face deja o utilizare semnificativă [4] .

Considerare calitativă

Cu încălzirea dinamică, o parte din căldura primită în cuptor intră în camera încălzită. Restul este cheltuit pe munca produsă de motorul termic (motor). Încălzitorul din motor este cuptorul, iar frigiderul este camera încălzită. Munca produsă de motor este utilizată pentru a conduce o mașină frigorifică ( pompa de căldură ), care este pornită între mediu și cameră: mașina frigorifică preia căldură din mediu și o transferă în cameră. Deci camera primește căldură atât dintr-un cuptor fierbinte, cât și dintr-un mediu rece. Cantitatea totală de căldură poate depăși căldura primită în timpul transferului tipic al întregii călduri de la focar în cameră pentru majoritatea sistemelor de încălzire. Încălzirea dinamică poate fi implementată pe baza unei mașini de refrigerare cu absorbție , ceea ce simplifică foarte mult proiectarea.

Considerent cantitativ

Fie T 1 , T 2 , T 3 temperaturile (în Kelvin ) ale focarului, ale camerei încălzite și, respectiv, ale mediului.

1) De la sursa de căldură vine cantitatea de căldură Q 1 către motorul termic. Din aceasta, Q 2 este dat camerei, care joacă rolul unui frigider pentru această mașină. Lucrarea efectuată de mașina A \u003d Q 1 -Q 2 merge pentru a porni mașina de refrigerare. Această muncă este cheltuită de mașina frigorifică pentru a obține căldură Q 3 din mediu și pentru a transfera căldura Q 2 ' în cameră. Pentru a face acest lucru, motorul termic lucrează la mașina de refrigerare Q 2 '-Q 3 . Prin urmare, conform legii conservării energiei Q 2 '-Q 3 = Q 1 -Q 2 .

2) Este posibil, considerând motorul și mașina frigorifică ca un singur sistem, să scrieți că acesta:

a primit Q1 la temperatura T1 din cuptor
a primit Q3 la o temperatură T3 din mediu;
primit - q \u003d - Q 2 - Q 2 ' din cameră.

Conform relației Clausius , dacă procesele sunt cvasi-statice , atunci suma raporturilor dintre cantitățile de căldură primite și temperaturile la care au fost obținute este egală cu 0:

${Q_{1} \over T_{1}}-{q \over T_{2}}+{Q_{3} \over T_{3}}=0$

Folosind relația Q 2 '-Q 3 \u003d Q 1 -Q 2 din paragraful 1 al raționamentului, putem scrie o expresie fără Q 3 :

${Q_{1} \over T_{1}}-{q \over T_{2}}+{{q-Q_{1}} \over T_{3}}=0$

De aici, cantitatea de căldură transferată în cameră:

$q={{{1 \over T_{3}}-{1 \over T_{1}}} \over {{1 \over T_{3}}-{1 \over T_{2}}} }Q_{1}={{T_{1}-T_{3}} \over {T_{2}-T_{3}}}*{{T_{2}} \over {T_{1}}}Q_ {unu}$ .

Deoarece , de aici rezultă că q > Q 1 . De exemplu, la T 1 = 500 K, T 2 = 300 K și T 3 = 250 K, raportul este 3; la arderea combustibilului în cuptor, dând „de obicei” 1 J de căldură, cu încălzire dinamică, se pot obține aproximativ 3 J de căldură. ${\displaystyle T_{1}>T_{2}>T_{3))$ $q/Q_{1)$

Note

↑ Sivukhin D.V. Curs general de fizică. — M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodinamica si fizica moleculara. — 519 p.
↑ Belonuchkin V. E., Zaikin D. A., Tsipenyuk Yu. M. Fundamentals of Physics. Curs de fizica generala. În 2 vol. Vol. 2. Fizică cuantică și statistică / Ed. Yu. M. Tsipenyuk. — M.: Fismalit, 2001.
↑ Sivukhin D.V. Curs general de fizică . - ediția a 5-a, revizuită. — M .: Fizmatlit , 2005 . - T. II. Termodinamica si fizica moleculara. — 544 p. - ISBN 5-9221-0601-5 .
↑ Belonuchkin V. E., Zaikin D. A., Tsipenyuk Yu. M. Fundamentals of Physics. Curs de fizica generala. T. 2. Fizică cuantică și statistică, - M .: Fismalit, 2007.

Echipamente de climatizare și refrigerare
Principii fizice de funcționare	Ciclul de refrigerare cu compresie de vapori Frigider Einstein Elementul Peltier Frigider termoacustic Efectul Vortex Ranque-Hilsch Răcitoare cu jet de abur Răcitoare evaporative Instalatii frigorifice Strângerea eutectic
Termeni	Unitate frigorifică Aer condiționat HVAC Regimul termic al clădirii Umiditate relativă Btu diferenta de temperatura alunecarea temperaturii punct de condensare Umiditate AHU
Tipuri de echipamente frigorifice	Frigider Frigider ( vagon , navă , mașină , container ) Frigider de dizolvare Aparat de facut gheata Geanta frigorifica
Tipuri de valută	Aer condiționat Răcitor prin evaporare Sistem chiller-fancoil Uscător de aer Pompa de caldura Incalzire dinamica aparat de aer conditionat inverter Sisteme cu debit variabil de agent frigorific VRF VRV
Tipuri de echipamente	aparat de aer conditionat auto aer conditionat geam sistem split Sistem multi split aparat de aer conditionat mobil navă frigorifică Unitate de tratare a aerului Vagon frigorific recipient frigorific Mini bar Cufăr răcitor rezervor Răcitor (dispozitiv) camera climatica
Răcitoare	Chiller de compresie răcitor cu absorbție
Tipuri de unități interioare SLE	canalizat Casetă Perete Tavan coloană
Refrigeranti	R-717 (Amoniac) R-40 (clorură de metil) R-600a (izobutan) R-11 R-12 R-134a R-22 R-407C R-410A Lista agenților frigorifici
Componente	Unitate frigorifică Compresor frigorific Compresor cu piston Compresor cu șurub Filtru uscator
Linii de transfer de energie termică	răcire cu lichid etilen glicol Tehnologia cu gheață pompată
Categorii relevante	Ventilare Termodinamica