ضخ الحرارة والتبريد ودورة
واستنادا إلى القانون الثاني للديناميكا الحرارية لا يمكن أن الحرارة تلقائيا تدفق أكثر برودة من مكان الى سخونة المنطقة ؛ العمل المطلوب لتحقيق ذلك. [2] مضخات الحرارة تختلف في كيفية تطبيق هذا العمل لنقل الحرارة ، ولكنها يمكن أن تكون أساسا للفكر كما حرارة المحركات التي تعمل في عكس اتجاه. ألف حرارة المحرك يسمح لتدفق الطاقة من ساخنة ‘مصدر’ إلى الحرارة الباردة ‘المصارف’ ، انتزاع جزء من أنه عمل في هذه العملية. على العكس من ذلك ، وهو عمل يتطلب ضخ الحرارة إلى التحرك الطاقة الحرارية من مصدر الباردة الى بالوعة حرارة أكثر دفئا.
منذ الحرارة ضخ يستخدم قدرا معينا من العمل لنقل الحرارة ، فإن كمية الطاقة المودعة في الجانب الساخن هو أكبر من الطاقة التي اتخذت من قبل الجانب الباردة مبلغا مساويا لعمل المطلوب. على العكس من ذلك ، لحرارة المحرك ، كمية الطاقة التي اتخذت من الجانب الساخن هو أكبر من كمية الطاقة المودعة في المصارف الحرارة الباردة منذ بعض من حرارة حولت إلى العمل.
مشترك واحد النوع من حرارة مضخة تعمل من خلال استغلال الخصائص الفيزيائية للتكاثف وانحسار شديد في السائل المعروف باسم المبردات.
بسيطة الأسلوب الرسم البياني للحرارة 'sمضخة ضغط بخار بين دورة التبريد : (1) المكثف ، 2) توسيع صمام ، 3) المبخر ، 4) compressor.The العمل السائل ، في حالة غازية ، هو الضغط وتعميم من خلال نظام من جانب ضاغط . على التفريغ من الجانب ضاغط ، والآن ساخنة للغاية هو ضغط الغاز في تبريد حرارة المبدل ، ويسمى المكثف ، حتى يكثف إلى ارتفاع الضغط ، درجة الحرارة معتدلة السائل. المكثف المبرد بعد ذلك يمر من خلال جهاز تخفيض الضغط مثل توسيع الصمام ، أنبوب شعري ، أو ربما عمل جهاز استخلاص مثل التوربينات. ثم يمر هذا الجهاز انخفاض الضغط ، (تقريبا) التبريد السائل إلى آخر للتبادل الحراري ، حيث المبخر التبريد يتبخر إلى غاز عن طريق امتصاص الحرارة. التبريد ثم العودة إلى ضاغط وتتكرر الدورة.
في مثل هذا النظام من الضروري أن يصل التبريد درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية عندما مضغوط ، حيث أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية يمنع من الحرارة المتدفقة من السوائل الباردة الى ساخنة بالوعة الحرارة. وبالمثل ، فإن السائل فيه الكفاية ويجب أن تصل درجة حرارة منخفضة عندما سمح لتوسيع ، أو الحرارة لا يمكن أن تنبع من المنطقة الباردة إلى السوائل. وبوجه خاص ، الضغط يجب أن يكون الفرق كبيرا بما يكفي لتكثف السوائل لفي الجانب الساخن وتتبخر لا تزال في انخفاض الضغط في المنطقة الباردة الجانب. وكلما زاد الفرق في درجة الحرارة ، زيادة فرق الضغط المطلوب ، وبالتالي هناك حاجة إلى المزيد من الطاقة لضغط السوائل. وهكذا كما هو الحال في جميع مضخات الحرارة ، وكفاءة استخدام الطاقة (كمية من الحرارة انتقلت لكل وحدة من مدخلات العمل المطلوب) مع انخفاض درجة الحرارة وزيادة الفارق.
وبالنظر إلى التغيرات المطلوبة في درجات الحرارة والضغوط ، مبردات مختلفة كثيرة متاحة. والثلاجات ومكيفات الهواء ، وبعض نظم التدفئة المشتركة بين التطبيقات التي تستخدم هذه التكنولوجيا.
وهناك تدفئة وتهوية وتبريد الحرارة ضخ systemIn التطبيقات فعالية التبريد والتكييف ، وهو ضخ الحرارة عادة يشير إلى بخار بين ضغط جهاز التبريد التي تشمل عكس صمام الأمثل ومبادلات حرارية حتى أن اتجاه تدفق الحرارة قد يكون عكس اتجاهه. فإن صمام مفاتيح عكس اتجاه دورة التبريد من خلال الحرارة وبالتالي ضخ مايو تسليم إما التدفئة أو التبريد لمبنى. في برودة الأجواء الإعداد الافتراضي للصمام هو عكس التدفئة. الإعداد الافتراضي هو المناخ الأكثر دفئا في التبريد. لأن اثنين من مبادلات حرارية ، المكثف والمبخر ، ويجب أن مبادلة وظائف ، هي الأمثل لأداء بشكل كاف في كل من وسائط. على هذا النحو ، وهو انعكاس للكفاءة ضخ الحرارة عادة أقل قليلا من اثنين على حدة بين آلات الأمثل.
في السباكة والتطبيقات ، والحرارة ضخ يستخدم أحيانا لتسخين المياه أو سخن لحمامات السباحة الداخلية أو سخانات المياه.
نادر إلى حد ما في التطبيقات ، على حد سواء لاستخراج الحرارة وبالإضافة إلى قدرات ضخ الحرارة واحد يمكن أن يكون مفيدا ، وعادة نتائج في غاية الاستخدام الفعال للمدخلات الطاقة. فعلى سبيل المثال ، عندما تبريد الهواء يمكن أن يقابل الحاجة إلى تحميل تسخين المياه ، واحد ضخ الحرارة يمكن أن تخدم هدفين مهمين وهما. ومما يؤسف له أن هذه الحالات نادرة لان الطلب لمحات التدفئة والتبريد غالبا ما تكون مختلفة اختلافا كبيرا.