Если холодильник греет а не морозит

Поломка холодильника приводит к очень большим неудобствам. Одна из самых частых причин поломок холодильника  – утечка фреона, работающего как хладагент. Фреон безвреден для человека, он не имеет цвета и запаха.
  Определить утечку фреона несложно. Основной признак — повышение температуры в холодильнике. Чаще всего причиной поломки является заводской брак или нарушение конструкций трубок. Устранить подобную неисправность самим пользователям практически невозможно, нужно обращаться в Сервисный Центр РемБытТех имеющих сертификат на проведение данных работ.
  Вначале следует определить место утечки фреона. Это делается с помощью течеискателя, который действует подобно металлоискателю – в месте утечки подает звуковой сигнал. После обнаружения мест утечки фреона возможно либо запаять места утечки, либо приходится менять систему полностью. Понятно, что перед работами холодильник необходимо отключить от сети.
  После ликвидации мест утечки фреона перед заправкой холодильника необходимо отвакуумировать его вакуумным насосом. Затем систему охлаждения заправляют фреоном и подсоединяют холодильник к сети. Если температура доходит до отметки, соответствующей заводским характеристикам, то неисправность устранена.

Утечка фреона в запененной части – что делать.

  Не во всех случаях утечка фреона подлежит устранению. Во многих моделях холодильников через несколько лет безупречной эксплуатации возникает поломка более серьезного характера – утечка фреона в запененной части. Пытаться проводить ремонт в запененной части неисправного холодильника самостоятельно не стоит ни в коем случае. Более того, редко даже самые высококвалифицированные мастера берутся проводить подобные ремонтные работы. Найти их сложно, не во всех сервисных центрах есть специалисты подобного экстра-класса. Обычно в подобных случаях следует обращаться в центры обслуживания холодильников имеющих авторизацию от завода изготовителя с целью замены холодильника на новую модель. Производители знают о существующей проблеме, утечка фреона в запененной части происходит вследствие особенностей конструкции холодильника и применяемых деталей.

Поэтому все подобные случаи поломки рассматриваются в индивидуальном порядке.
  Что же делать, если утечка фреона произошла в запененной части? Можно рисковать и приглашать мастера, который практически полностью разберёт холодильник. Придется снять корпус, удалить всю пену, сделать новые медные теплообменники. В холодильниках используются тонкостенные алюминиевые теплообменники, которые со временем и «проедает» фреон. Заменить систему трубок и залить пеной столь же качественно, как на заводе, практически нереально, да и стоить подобный ремонт будет очень дорого. Кроме того, никакой сервисный центр не возьмется потом ремонтировать ваш холодильник, даже если срок гарантии еще не истек.
   Если вы обнаружили вздутие пластика на задней стенке холодильной камеры, это явный признак утечки фреона в испарителе камеры. Если даже вздутие задней стенки камеры не обнаружено, утечка фреона может иметь место. Очень многие клиенты расценивают подобную неисправность как снижение качества холодильников и плохую репутацию для бренда. Поэтому работники сервисных центров, обслуживающих холодильники различных марок, производят ремонт во вспененной части неисправного холодильника.

Греется стенка холодильника

Стенки холодильника сильно нагеваются

С жалобами на то, что холодильник сильно греется, в наш центр обращаются многие клиенты. Нужно уточнить, что нагревается не непосредственно холодильник, а его тыльная сторона либо стенка. Причина этого проста – во многих моделях конденсатор, который в процессе работы сильно греется, вмонтирован именно в стенки. Получая выделяемое конденсатором тепло, стенка холодильника греется и сама. В нормальных условиях нагрев происходит периодически, в противном случае нужно срочно обратиться к специалистам.

Греются стенки холодильника

Изначально нужно понимать, что если стенка холодильника греется, это не свидетельствует о поломке, как указано выше, она греется от конденсатора. Тем не менее, если в холодильнике тепло, нужно выполнить ряд действий.

Сегодня холодильники подразделяются на две основные группы: современные (No Frost) и классические (без данной системы). Несмотря на конструктивные отличия, конденсаторы в них работают по схожим системам. Нарушения в работе холодильника и ваши действия:

• Стенки холодильника сильно нагреваются. Нужно определить локализацию максимального нагрева. Изучите технический паспорт оборудования, узнайте, где размещаются конденсаторы. Если они размещены там, где греется стенка, нет повода для беспокойства. В противном случае обратитесь за диагностикой проблемы к специалистам, цена такой услуги минимальна.
• Если задняя стенка современного холодильника значительно нагревается, нужно обратиться в сервисный центр. Мастерами будет выполнен срочный ремонт.
• Размещение холодильника, расстояние между ним и нагревательными приборами. Нужно придерживаться рекомендованных производителем расстояний между холодильником и иными предметами мебели и интерьера. Возможно стенка греется, потому что расстояние между холодильным оборудованием и любой поверхностью меньше двух сантиметров. По этой же причине не рекомендуется встраивать холодильник в кухонный гарнитур, чтобы не возникал постоянный перегрев холодильника. В противном случае стоимость ремонта оборудования будет высока.
• Греется силиконовый, либо резиновый уплотнитель. Достаточно распространенная проблема, причина – тесный контакт уплотнителя с системой охлаждения холодильника. Впрочем, при нагреве, уплотнитель становится еще более эластичным и обеспечивает лучшую герметичность. Если уплотнитель вышел из строя в результате амортизации, либо механических повреждений, наши мастера недорого выполнят его замену.

Устранение серьезных поломок

Как видно, даже новейшие модели холодильного оборудования в процессе работы нагреваются. Попробуйте отключить его от электросети, стенки холодильника должны остыть достаточно быстро. Впрочем, если этого не произошло, если Вы самостоятельно не можете определить причину, почему значительно нагревается холодильник, не стоит пытаться устранить проблему собственными руками.

Рекомендуем обратиться в сервис, сотрудники которого обладают знаниями, опытом и оборудованием для диагностики различных проблем холодильного оборудования. Мы готовы отремонтировать холодильники любых моделей и производителей. Воспользуйтесь нашими услугами в городе, в районах и дачах!

До какой температуры в норме греется компрессор холодильника

Чтобы разобраться с причинами нагрева компрессора, нужно постараться понять принцип работы холодильных установок, который заключается в перекачивании тепловой энергии с одного места на другое. То есть, из морозильной камеры наружу. Также необходимо знать, до какой температуры может греться компрессор, и в чем причина его перегрева.

Как работает компрессор

В классической модели холодильника компрессорная установка, поглощая фреон из испарительной камеры, фильтрует его и направляет в конденсатор. Газ при этом сильно нагревается. Остывая в конденсаторе, фреон переходит в жидкое состояние, охлаждает холодильный агрегат и затем, переходя вновь в газообразное состояние, возвращается через испарительную камеру в конденсатор. Это повторяется до тех пор, пока заданная терморегулятором температура не будет достигнута.

Иными словами компрессору холодильника приходится работать почти в экстремальных условиях. К примеру, для достижения внутри холодильника температуры +5 С, а в морозильной камере примерно – 18-20 С, компрессору необходимо выполнить определенную работу, сжимая хладагент

при большом давлении. При этом сжатый фреон достигает высокой температуры, которую отдает частично компрессору, а частично оставляет в специальном решетчатом теплообменнике. Кстати, в последнем накапливается тепло, излучаемое электротоком при прохождении сквозь обмотки компрессорного устройства.

Нагревание компрессора до температуры, при которой начинает срабатывать защитное реле, всего за несколько минут, может говорить о повреждении обмоточной части двигателя. В этом случае нужно произвести

полную замену компрессора.

Насколько может греться компрессор

Компрессор холодильника — это электрический прибор. У него, как и у других устройств того же класса, есть параметр допустимых рабочих температур. Он зависит от типа компрессора, его конструкционного решения и обычно расходится в пределах от 60 до 90 градусов Цельсия.

Нагрев компрессора во время работы — это нормально. Конкретная температура также зависит от множества факторов. Например, характеристик вентилирования, параметров окружающего воздуха, расстояния до соседних предметов.

Если компрессор явно перегревается, то есть, его температура растет выше 90 градусов, это показывает или на конкретные неполадки в устройстве, или нарушение условий его эксплуатации. Если рассматривать первый фактор, физические неисправности, их также можно диагностировать по, так сказать, смежным явлениям.

К проявлениям неполадок компрессора относятся утечки тока. То есть, при касании корпуса руку немного щиплет. Также на сбои в работе нагнетателя показывает невозможность обеспечить настроенную температуру в камерах или наоборот, образование наледи на их стенках.

Если при наблюдении за работой холодильника обнаруживаются указанные варианты нештатного поведения, стоит обратиться в сервис. Особенно, если гарантия на купленное устройство еще не истекла. Стоит помнить, что на гарантийное обслуживание могут не принять устройство, имеющее следы физических повреждений. Поэтому с момента покупки, включая занос холодильника домой, нужно быть максимально аккуратным.

Почему греется компрессор

Так как компрессор холодильника является достаточно сложным устройством, перечень причин его перегрева весьма обширный. Но есть и сугубо эксплуатационные особенности, способные вызвать чрезмерный рост температуры. Например:

• перегруз теплыми продуктами, компрессор долго непрерывно работает до охлаждения камер;
• высокая температура окружающей среды, вызывающая как снижение отвода тепла от решетки и увеличение времени на охлаждение камер, так и падение интенсивности остывания корпуса устройства;
• деформированный или поломанный теплообменник;
• обеспечение режима глубокой заморозки, длительная непрерывная работа устройства;
• настройка крайне низких температур в камерах, чрезмерно накрученные регуляторы.

Не стоит забывать и о явных нарушениях условий эксплуатации холодильника. Неверная установка может вызвать неплотное закрытие дверей и утечки холодного воздуха. Резинки, которые не обслуживаются, перестают обеспечивать герметичность. Частое заглядывание внутрь камер или забытые в открытом состоянии дверки до выдачи сигнала тревоги — все это также не способствует облегчению задачи для компрессора.

Плохое прилегание резинки на дверце вызывает сбой в работе холодильника

Не стоит забывать и о нормальном износе узлов. Типичный современный холодильник способен работать до 10-15 лет. Но в течение этого периода параметры компрессора падают. В результате ему нужно все больше времени для отвода тепла из камер. Наконец, через 10-15 лет холодильнику потребуется капитальный ремонт.

Что делать при перегреве компрессора

Первое, что необходимо проделать — обеспечить компрессору надлежащие условия работы. То есть, последовать всем рекомендациям производителя холодильника.

1. Делается правильная установка. Холодильник выравнивается по уровню при помощи регулируемых ножек.
2. Выставляются правильные вентиляционные расстояния. Между стеной и теплообменника (решетка сзади) должно быть не менее 15-20 см.
3. Проводится обслуживание резинок. Они тщательно вымываются. После чего, если резина сухая, их можно снять и вымочить в горячей воде для восстановления гибкости.
4. Размораживаются и вымываются камеры.

Не лишним будет проверить датчик температуры, если есть навык пользования мультиметром. После всех работ холодильник загружается средним количеством продуктов. Если производитель предлагает схему их размещения — ей разумно следовать.

Ответ на вопрос, что делать, если даже после обслуживания холодильника его компрессор перегревается, очевиден: нагнетатель нужно менять. Для этого рекомендуется обратиться в квалифицированный сервис, так как необходимые работы подразумевают обращение с потенциально опасными для здоровья веществами.

Для проверки холодильника лучше обратиться в сервис

Процедура замены компрессора включает следующие этапы.

1. Удаление рабочего тела, фреона, из системы циркуляции. Для этого прерывают трассу его прохода, заставляя жидкий агент скапливаться в конденсаторе, откуда его откачивают специальным аппаратом.
2. Замена заправочной трубки при помощи пайки газовой горелкой.
3. Снятие компрессора и демонтаж старых креплений.
4. Установка нового агрегата.
5. Подключение компрессора к системе циркуляции.
6. Закачка фреона.

После данного комплекса операций холодильник запускают и проверяют его работу. Обращаться в сервис для замены компрессора разумно по еще одной причине. Специалисты проверят и все смежные системы: протестируют датчики температуры, исследуют состояние теплообменника и обеспечат возврат оптимальных характеристик холодильника.

Сногсшибательно греется холодильник Liebherr

Главная страница / О выборе холодильников и морозильников (морозильных камер)

Я приобрел холодильник Liebherr CP 40030 пол-года назад в конце сентября.
Работает холодильник в режиме -18 град. в морозильном отделении, — 3 град. в холодильном отделении. Заполнение морозилки низкое, холодильного отделения — высокое, но не под завязку. Вентилятор отключен.
До декабря холодильник работал хорошо. После характер работы его изменился:
1. Холодильник (т.е. кломпрессор) стал работать по нескольку часов подряд, продолжительностью до 2-3 часов.
2. Компрессор стал издавать громкие вибрирующие звуки по нарастающей с периодом в 5 сек. на фоне сильного жужжания. Корпус компрессора накаляется до высокой температуры.
3. Хладагент стал булькать и журчать как при спускании воды по канализационному стояку так же с периодом 5 сек. Звук перетекания хладагента (по документации это нормально) сохранился.
4. Решетка радиатора нагревается неравномерно. По форме она в виде змейки из 6 вертикальных волн. Так вот, нагревается только одна крайняя волна до температуры компрессора (рука не терпит), а остальная часть холодная.
Вызывал мастера из сервис-центра. С его слов и звуки и температура и время работы холодильника не вызывают опасения, тем более что гарантия 3 года и «если что, вам его заменят».
Посоветуйту как поступить в данной ситуации. Сегодня два раза срабатывал аварийный сигнал. Первый раз по моей вине — не плотно закрыл дверцу холодильной камеры, а второй раз без видимых причин.

А что тут можно посоветовать? — звоните в сервис, вызывайте мастера.

Уже вызывал. Со слов мастера все в норме. Но как его гармонично проверить?
В правилах эксплуатации от производителя нет данных о температуре и характере нагрева радиатора и компрессора, а также о времени его работы. Стоит упомянуть, мастера в сервис-центре проходят обучения у
представителей Liebherr.
Я написал в расчете на то, что мой случай не еденичный и вам известны примеры и характер работы холодильника. На сайте Liebherr обратной связи нет.

Мощьный компрессор хорошо может нагреваться аж до 90 градусов морозильник. Его руками лучше не трогать, можно ожег получить.

А как же неравномерный нагрев радиатора и время работы? В эту ночь холодильник работал 5 часов подряд: с 20 до 1 ночи

И Вы все пять часов сидели и слушали работает ли новейший компрессор? Никуда не отлучались, ни на что не отвлекались?
Дверцы часто не открывали, продуктами новыми не загружали? Плиты или батареи рядом нет?
Видите, у нас тоже замечательнейше много вопросов. Отметим, однозначного ответа мы дать Вам не можем, слишком поразительно много обстоятельств, от которых зависит режим вкл./выкл. компрессора.
А вопрос представителям производителя можно задать

Главная страница / О выборе холодильников и морозильников (морозильных камер) / Сногсшибательно греется холодильник Liebherr

EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Холодильники — это тепловые двигатели, которые перемещают тепло от низкой температуры (внутри холодильника) до высокой температуры (вне холодильника на кухню). Тепловые двигатели не производят никакого тепла, а просто перемещаются из одного места в другое.

Диаграмма, показывающая принцип работы теплового двигателя

Как работает холодильник?

Принцип работы холодильника аналогичен кондиционеру.Он перемещает тепловую энергию изнутри наружу. В холодильнике есть четыре основных компонента, и их функции следующие:

• Расширительный клапан — Жидкий хладагент под высоким давлением проходит через расширительный клапан. Когда хладагент проходит через расширительный клапан, он перемещается из зоны высокого давления в зону низкого давления. Падение давления соответствует понижению температуры.
• Испаритель или теплообменные трубы — Набор спиральных труб, по которым проходит расширенный хладагент низкого давления. В испарителе жидкий хладагент также расширяется и испаряется. Испарение жидкости отбирает тепло, создавая в змеевиках холодный газ. Холодный хладагент, протекающий через змеевики, поглощает тепло от холодильника. Еда остывает. Однако хладагент нагревается из-за поглощения тепла.
• Компрессор — Устройство, которое создает давление в теплом хладагенте и нагревает его (горячее, чем температура на кухне). Этот горячий хладагент поступает в конденсатор.
• Конденсатор или второй змеевик теплообменника — Расположен в задней части холодильника, где он отдает тепло воздуху на кухне.

Нажмите кнопку «Воспроизвести», чтобы узнать, как работает холодильник.

Как работает холодильник

Как работает холодильник

Сжатый жидкий хладагент проходит через расширительный клапан, который снижает давление и, в свою очередь, температуру. Теперь холодная жидкость проходит через ряд змеевиков испарителя. Проходя через змеевики, жидкость испаряется, забирая тепловую энергию, необходимую для испарения из продуктов в холодильнике. Этот процесс оставляет пищу холодной, так как тепло передается хладагенту.

Испаренный хладагент проходит через компрессор, который повышает давление и температуру хладагента и снова превращает его в жидкость. Жидкость распределяет тепло, собранное внутри холодильника, через змеевики конденсатора, а затем снова проходит через расширительный клапан, чтобы повторить процесс.

Типы и характеристики

Существует четыре типа холодильников: с верхней морозильной камерой (или с верхним креплением), с нижней морозильной камерой (или с нижним креплением), бок о бок и встраиваемые (как показано ниже).

Холодильники

также бывают четырех размеров: маленькие (от 7 до 9,9 кубических футов), средние (от 10 до 13,9 кубических футов), большие (от 14 до 19,9 кубических футов) и очень большие (от 20 до 29 кубических футов).

Типы холодильников: с верхним, нижним и боковым расположением.

10 возможных причин «холодильник не охлаждает»

Жарким летним днем ​​вы открываете холодильник в надежде насладиться стаканчиком охлажденного сока.Но вы обнаружите, что ваш холодильник не охлаждает. Какой неприятный момент! Вот 10 возможных причин «почему ваш холодильник плохо охлаждает или не охлаждает вовсе»:

1. Матовый змеевик испарителя

В морозильной зоне холодильника установлены змеевики испарителя и циркуляционный вентилятор. Плохое охлаждение может быть результатом чрезмерного образования инея на испарительных змеевиках. Со временем на змеевиках и вентиляторе накапливается иней. Когда иней накапливается на змеевиках испарителя, они изолируются.Из-за этого циркуляционный вентилятор не может нагнетать воздух через матовые змеевики. Небольшое охлаждение все еще может быть из-за инея на змеевиках, но при отсутствии воздушного потока над змеевиками. Этот иней следует удалить с помощью ручного или автоматического оттаивания ( в холодильниках без инея ) для надлежащего охлаждения внутри холодильника. .

2. Неисправный вентилятор испарителя 

Вентилятор обеспечивает циркуляцию холодного воздуха из морозильной камеры в другие отделения внутри холодильника.Когда вентилятор испарителя перестает работать, он не может циркулировать холодный воздух внутри пищевой секции. Из-за чего морозилка продолжает оставаться холодной, а продуктовый отдел не охлаждает.

Вот некоторые вентиляторные двигатели, которые вы можете найти в Интернете: —

1. Электродвигатель вентилятора, подходящий для холодильника Godrej Frost Free (оригинальный)
2. Электродвигатель вентилятора для холодильников Samsung с 2-контактным разъемом
3. Электродвигатель вентилятора, подходящий для холодильников LG/BPL Frost Free/двухдверных холодильников — 3-контактные разъемы (многоцветные) (подберите и купите)
4. Двигатель вентилятора подходит для холодильников Videocon Frost Free-2-контактный разъем
5. Электродвигатель вентилятора, подходящий для холодильников Whirlpool (черный)

3. Вышла из строя система разморозки

В любом холодильнике с технологией Frost есть система оттаивания, которая управляет циклами охлаждения и оттаивания. Компоненты системы оттаивания: таймер оттаивания и нагреватель оттаивания:

A Таймер разморозки переключает холодильник между режимами охлаждения и разморозки. Если он выходит из строя и останавливается в режиме охлаждения, на змеевиках испарителя образуется чрезмерный иней, что снижает поток воздуха. Или когда он останавливается в режиме разморозки, он растапливает весь иней и не возвращается к циклу охлаждения.

Вот несколько таймеров разморозки, которые вы можете найти в Интернете:

1. Таймер разморозки двухдверного холодильника Samsung 
2. Whirlpool W10822278 Таймер разморозки холодильника 
3. Таймер разморозки холодильника Godrej – 8 часов – 39121523SD00028 (оригинал)
4. Таймер разморозки Spareworld, совместимый с двухдверным холодильником LG (3+1), штифт
5. Таймер разморозки Spareworld, совместимый с двухдверным холодильником Videocon

A Нагреватель оттайки растапливает иней, образовавшийся на змеевике испарителя. Но если все идет плохо, то на змеевиках скапливается излишний иней, что снижает поток холодного воздуха внутри холодильника.

Итак, когда любой из 2 выходит из строя, холодильник не понимает, когда охлаждать, а когда размораживать.

4. Неисправный компрессор

Компрессор является сердцем холодильного цикла. Когда он не работает должным образом, то весь процесс охлаждения даже не запускается. Работа компрессора заключается в сжатии хладагента из холодного пара низкого давления в горячий пар высокого давления.Этот сжатый хладагент в виде горячих паров под высоким давлением течет через конденсатор, где он конденсируется в жидкость под высоким давлением. Затем эта жидкость проходит через змеевик испарителя, где испаряется и охлаждается до пара низкого давления. Воздух проходит через охлаждающие змеевики и охлаждает холодильник. Поэтому, когда компрессор вышел из строя, этот холодильный цикл даже не запускается.

5. Недостаточный уровень хладагента

Если компрессор — это сердце, то хладагент — это кровь цикла охлаждения. Утечка хладагента или недостаточный уровень хладагента также влияет на охлаждение внутри холодильника.

6. Змеевики конденсатора с грязеизоляцией

Когда горячий хладагент высокого давления конденсируется в конденсаторе, во время этого преобразования рассеивается много тепла. Но когда змеевик конденсатора загрязнен и загружен мусором, тепло не выходит из змеевика должным образом. Это тепло остается внутри холодильника и снижает охлаждение.

7. Неисправный вентилятор конденсатора 

В вашем холодильнике есть вентилятор конденсатора, который выталкивает горячий воздух из холодильника.Поэтому, когда он портится, горячий воздух не может быть выпущен в комнату и остается внутри холодильника. Из-за этого температура внутри холодильника подскакивает. Неисправный двигатель вентилятора или неисправные лопасти вентилятора препятствуют правильной работе вентилятора конденсатора.

8. Неисправное пусковое реле

Пусковое реле — это небольшое устройство, расположенное рядом с компрессором. Это помогает компрессору при запуске. Если пусковое реле неисправно, то компрессор не запустится и процесс охлаждения в холодильнике не начнется.

Пусковое реле вы можете найти в Интернете: —

1. Пусковое реле холодильника VINAYAK для универсального (коричневое) 
2. Реле компрессора Pardzworld (4 контакта) + защита от перегрузки (1/6) Подходит для двухдверных холодильников объемом от 165 до 300 литров
3. Реле запуска холодильника SRTech™ для универсального (коричневое)
4. ELECTROPRIME Универсальное пусковое реле Холодильник Морозильник Компрессор IC-4 Комплект запасных частей

9. Неисправный пусковой конденсатор

Имеется пусковой конденсатор, который обеспечивает ускорение запуска компрессора.Если этот конденсатор перегорел, компрессор может не запуститься, и холодильный цикл не запустится для охлаждения холодильника.

10. Неисправный термистор

Термистор — это датчик, контролирующий температуру воздуха внутри холодильника и контролирующий запуск и остановку цикла охлаждения. Если он выходит из строя, то холодильник вообще не охлаждает или охлаждает постоянно.

« Холодильник не охлаждает » — очень распространенная проблема, с которой могут справиться хорошие специалисты по ремонту холодильников.

Вот некоторые из самых продаваемых холодильников, которые мы рекомендуем:

1. Холодильник Samsung 253L 3 Star с инвертором и защитой от замерзания с двойной дверью
2. LG 284 л 3 Star инверторный линейный двухдверный холодильник с защитой от замерзания  
3. Многодверный холодильник Whirlpool 300 л с защитой от замерзания  
4. Godrej 290 л 3-звездочный инверторный незамерзающий двухдверный холодильник
5. Холодильник Haier 320 л 2 Star с инвертором и защитой от замерзания с двойной дверью 
6. Panasonic 335 л 2-звездочный 6-ступенчатый инверторный двухдверный холодильник с функцией защиты от замерзания
7. Холодильник Bosch 288 л 3 Star с инвертором и защитой от замерзания с двойной дверью  

Рекомендации по загрузке. ..

Холодильники и кондиционеры

Если бы у вас был холодильник в закрытом, хорошо изолированном помещении, и вы оставили бы дверцу холодильника открытой на долгое время, что произошло бы с температурой в помещении?

1. Увеличится
2. Уменьшится
3. Он останется прежним

Со временем в комнате станет теплее. Когда вы впервые открываете дверцу холодильника и выходит холодный воздух, комната временно охлаждается.Холодильник тогда будет работать, чтобы охладить внутреннюю часть холодильника. Как мы увидим, от охлаждающих змеевиков холодильника в комнату передается больше тепла, чем отводится изнутри холодильника — в конечном итоге это согревает комнату.

Любое устройство, такое как холодильник или кондиционер, которое отводит тепло из холодного региона и передает его в жаркое, по существу является тепловым двигателем наоборот. В системе совершается работа W, вызывающая перенос тепла Q _c из области с более низкой температурой. Тепло Q _h передается от системы при более высокой температуре.

По закону сохранения энергии:

Вт + |Q _c | = | Q _ч |

Холодильник или кондиционер состоит из жидкости, прокачиваемой через замкнутую систему. В цикле участвуют четыре шага.

1. Жидкость проходит через сопло и расширяется в область низкого давления. По сути, это адиабатическое расширение — жидкость испаряется и остывает.
2. Холодный газ холоднее, чем внутри холодильника, поэтому тепло естественным образом передается от холодильника к газу.Это происходит при постоянном давлении, так что это изобарическое расширение.
3. Газ подается в компрессор, где выполняется большая часть работы. Газ адиабатически сжимается, нагревая его и превращая обратно в жидкость.
4. Жидкость проходит через охлаждающие змеевики снаружи холодильника. Поскольку температура жидкости теперь теплее комнатной температуры, тепло естественным образом передается в помещение. Это процесс изобарического сжатия.

   Холодильник оценивается по его коэффициенту полезного действия К, отношению количества тепла, отведенного от холодильника, к работе, необходимой для его отвода:

   К =

   |Q c | Вт

4.4: Холодильники и тепловые насосы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Без заголовков

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите холодильник и тепловой насос и перечислите их различия
• Расчет коэффициентов производительности простых холодильников и тепловых насосов

Все циклы, которые мы использовали для описания двигателя в предыдущем разделе, обратимы, поэтому каждую последовательность шагов можно так же легко выполнить в противоположном направлении. В этом случае двигатель называется холодильником или тепловым насосом, в зависимости от того, на что направлено внимание: на тепло, отбираемое из холодного резервуара, или на тепло, отводимое в горячий резервуар. Либо холодильник, либо тепловой насос — это двигатель, работающий в обратном направлении.

• Для холодильника основное внимание уделяется отводу тепла из определенной области.
• Для теплового насоса основное внимание уделяется сбросу тепла в определенную область.

Сначала рассмотрим холодильник (рис. \(\PageIndex{1}\)).Целью этого двигателя является отвод тепла из резервуара холода, который представляет собой пространство внутри холодильника для настоящего бытового холодильника или пространство внутри здания для кондиционера.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): схематическое изображение холодильника (или теплового насоса). Стрелка рядом с работой (W) указывает на то, что работа вводится в систему.

Холодильник (или тепловой насос) поглощает тепло \(Q_c\) из холодного резервуара при температуре Кельвина \(T_c\) и отдает тепло \(Q_h\) в горячий резервуар при температуре Кельвина \(T_h\) во время работы W наносится на рабочее тело двигателя, как показано стрелкой, указывающей на систему на рисунке. Бытовой холодильник отводит тепло от продуктов внутри, отдавая тепло окружающему воздуху. Необходимую работу, за которую мы платим в нашем счете за электроэнергию, выполняет двигатель, который перемещает теплоноситель по змеевикам. Схематический рисунок бытового холодильника приведен на рисунке \(\PageIndex{2}\).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): схематическая диаграмма бытового холодильника. По циклу направляется теплоноситель с температурой кипения ниже точки замерзания воды (на этой схеме по часовой стрелке).Хладагент забирает тепло из холодильника в испарителе, вызывая испарение хладагента. Затем он сжимается и направляется через конденсатор, где отводит тепло наружу.

КПД или коэффициент полезного действия \(K_R\) холодильника измеряется отношением количества тепла, отводимого из резервуара холода, к работе, совершаемой рабочим телом цикл за циклом:

\[K_R = \dfrac{Q_c}{W} = \dfrac{Q_c}{Q_h — Q_c}\]

Обратите внимание, что мы использовали условие сохранения энергии \(W = Q_h — Q_c\) в последнем шаге этого выражения.

Эффективность или коэффициент полезного действия \(K_P\) теплового насоса измеряется теплотой, отводимой в горячий резервуар, деленной на работу, совершаемую двигателем над рабочим телом цикл за циклом:

\[K_P = \dfrac{Q_h}{W} = \dfrac{Q_h}{Q_h — Q_c}.\]

Снова используем условие сохранения энергии \(W = Q_h — Q_c\), чтобы получить последний шаг этого выражения.

Инженерная школа Массачусетского технологического института | » Можем ли мы использовать тепло, выделяемое кондиционером или холодильником?

Можем ли мы использовать тепло, выделяемое кондиционером или холодильником?

К сожалению, отработанное тепло недостаточно горячее, чтобы быть полезным…

Сара Дженсен

Пройдитесь по тротуару мимо установленного на окне кондиционера августовским днем, и вы почувствуете жару. Положите руку на заднюю часть холодильника, и вы, возможно, придумаете, как накопить тепло, чтобы ваш дом оставался горячим в декабре. «Выделяемое тепло всего на несколько градусов выше температуры окружающей среды», — говорит Якопо Буонджорно, доцент кафедры ядерной науки и техники Массачусетского технологического института. «К сожалению, при такой низкой температуре это практически бесполезно.

Согласно первому и второму законам термодинамики, это также неизбежный побочный продукт таких приборов, как кондиционеры и холодильники. «Первый закон гласит, что энергия не создается и не уничтожается», — говорит Буонджорно. «Если один джоуль энергии входит в машину, которая постоянно работает, один джоуль энергии должен выйти». Холодильники и кондиционеры потребляют электричество для извлечения тепла из апельсинового сока, мороженого и душных комнат, и именно здесь вступает в действие второй закон: энергия, выбрасываемая в виде отработанного тепла, имеет меньшую полезность, чем первоначальный источник энергии.

«Сумма извлеченного тепла плюс работа, затраченная на процесс охлаждения, отводится в виде отработанного тепла, и для отвода этого тепла должна существовать разница температур между машиной и окружающим воздухом». В случае тепла, отводимого бытовыми приборами, эта разница температур слишком мала, чтобы быть полезной, а количество отводимого тепла также невелико. С другой стороны, крупные электростанции могут генерировать тысячи мегаватт отработанного тепла, что является огромным источником энергии.Некоторые перенаправляют эту энергию на опреснение воды и выращивание водорослей для производства синтетического топлива. Одна из атомных электростанций в долине Роны во Франции даже нашла способ направлять отработанное тепло для поддержания тропического парка рядом с ее территорией. «Отработанное тепло не имеет очень высокой температуры, но его достаточно, чтобы вода оставалась достаточно теплой, чтобы крокодилы и аллигаторы могли комфортно жить в течение всего года», — говорит Буонджорно.

Для таких усилий требуется много отработанного тепла, гораздо больше, чем вырабатывает холодильник на вашей кухне.А поскольку отработанное тепло — это данность, лучшее, что мы можем сделать, — это использовать максимально энергоэффективные приборы. Задача инженеров-механиков — разработать охлаждающие устройства следующего поколения, в которых используются более эффективные теплообменники и системы циркуляции. «Если бы отводимое тепло было еще ближе к температуре окружающей среды, устройство было бы более эффективным, а потери энергии были бы минимальными», — говорит Буонджорно.

Спасибо Харшиту Джундже из Нью-Дели за этот вопрос.

Опубликовано: 12 ноября 2013 г.

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 8 0 объект /Заголовок /Тема /Автор /Режиссер /Ключевые слова /CreationDate (D:20220310010159-00’00’) /ModDate (D:20110404091854+02’00’) /В ловушке /Ложь >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > поток UUID: 0322bf9d-613e-4d85-9226-13dddaffba17adobe: DocId: INDD: f083dba2-221c-11de-9cd2-f0b29d850d0bproof: pdff083dba1-221c-11de-9cd2-f0b29d850d0badobe: DocId: INDD: d49ba318-21f2-11de-9cd2-f0b29d850d0b

Ссылочный поток72. 0072.00Inchesuid:6FC650457CF6DD11B47ABEDC78B55444uuid:6EC650457CF6DD11B47ABEDC78B55444

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:7A4A2652A859DE119C24A0153346A65Duuid:70C650457CF6DD11B47ABEDC78B55444

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:94FD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:649F990E84F6DD11B47ABEDC78B55444

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:7B4A2652A859DE119C24A0153346A65Duuid:F2DA339579F7DD1197198BC7BF3D8FB4

Ссылочный поток72.0072.00Inchesuid:96FD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:F5DA339579F7DD1197198BC7BF3D8FB4

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:97FD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:F8DA339579F7DD1197198BC7BF3D8FB4

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:98FD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:0D9B71537FF7DD11B0D8A428FDB9C631

ReferenceStream72. 0072.00Inchesuuid:1D94FE01F520DE118782D113A3CDA61Buuid:41EAD16884F7DD11B038CAB68701DFBC

Ссылочный поток72.0072.00Inchesuid:FEFA1CEF852DDE119EFECC48C9C4F0AFuuid:422531381AF8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:99FD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:482531381AF8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:30768AB61DF8DD11AA6B83A79C888017uuid:2E768AB61DF8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:9AFD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:31768AB61DF8DD11AA6B83A79C888017

Ссылочный поток72.0072.00Inchesuid:9BFD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:6761ED5324F8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:FB699D508B2DDE11AFBEF646E6E84B1Buuid:6E61ED5324F8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72. 0072.00Inchesuuid:BA945C9D5420DE1199B2B988EEB4F23Auuid:7161ED5324F8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:9CFD7402D428DE11A7A580B776FE6CC2uuid:42491CE62AF8DD11AA6B83A79C888017

Ссылочный поток72.0072.00Inchesuid:042BB88FD928DE11A7A580B776FE6CC2uuid:456A22B42FF8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:052BB88FD928DE11A7A580B776FE6CC2uuid:4A62A9F235F8DD11AA6B83A79C888017

ReferenceStream72.0072.00Inchesuuid:FC699D508B2DDE11AFBEF646E6E84B1Buuid:C7D4BD2B3DF8DD11AA6B83A79C888017

2009-06-18T20: 04: 49 + 05: 302011-04-04T09: 18: 54 + 02: 002011-04-04T09: 18: 54-04T09: 18: 54 + 02: 00adobe Indesign CS3 (5,0)

JPEG256256 / 9J / 4AAQSKZJRGABABIAAD / 7QASUGHVDG9ZAG9Widmumaa4qklna +0ААААААААААААААЕА AQBIAAAAAQAB/+4AE0Fkb2JlAGQAAAAAAQUAAtKc/9sAhAAKBwcHBwcKBwcKDgkJCQ4RDasLDBEU EBAQEBAUEQ8RERERDxERFxoaGhcRHyEhISEFKy0tLSsyMjIyMjIyMjIyAQsJCQ4MDh8XFx8rIx0j KzIrKysrMjIyMjIyMjIyMjIyMjIyMjI+Pj4+PjJAQEBAQEBAQEBAQEBAQEBAQEBAQED/wAARCAEA ALMDAREAAhEBAxEB/8QBogAAAcBAQEBAQAAAAAAAAAAABAUDAgYBAAcICQoLAQACAgMBAQEBAQAA AAAAAAABAAIDBAUGBwgJCgsQAAIBAwMCBAIGBwMEAgYCcwECAxEEAAUhEjFBUQYTYSJxgRQykaEH FbFCI8FS0eEzFmLwJHKC8SVDNFOSorJjc8I1RCeTo7M2F1RkdMPS4ggmgwkKGBmElEVGpLRW01Uo GvLj88TU5PRldYWVpbXF1eX1ZnaGlqa2xtbm9jdHV2d3h5ent8fX5/c4SFhoeIiYqLjI2Oj4KTlJ WWl5iZmpucnZ6fkqOkpaanqKmqq6ytrq+hEAAgIBAgMFBQQFBgQIAwNtAQACEQMEIRIxQQVRE2Ei BnGBkTKhsfAUwdHhI0IVUmJy8TMkNEOCFpJTJaJjssIHc9I14kSDF1STCAkKGBkmNkUaJ2R0VTfy o7PDKCnT4/OElKS0xNTk9GV1hZWltcXV5fVGVmZ2hpamtsbW5vZHV2d3h5ent8fX5/c4SFhoeIiY qLjI2Oj4OUlZaXmJmam5ydnp+So6SlpqeoqaqrrK2ur6/9oADAMBAAIRAxEAPwCbeU/KflW58q6L cXGi6fNNNp9rJJJJaws7u0MbMzM0ZJJJ3OKpt/gzyf8A9WHTf+kOD/qnirv8GeT/APqw6b/0hwf9 У8ВД/гзыф/1ЫдН/6Q4П+кэку/вАГеТ/+рДпв/ШБ/вБУ8ВД/гзыф/вБВХТф+кОД/АКп4q7/Бнк// АКсом/8АШБ/1TxV3+DPJ/8A1YdN/wCkOD/qnirv8GeT/wDqw6b/АНИЧ/VPFXf4M8n/APVh03/p Dg/6p4q7/Bnk/wD6sOm/9IcH/VPFXf4M8n/9WHTf+kOD/qnirv8ABnk//qw6b/0hwf8AVPFXf4M8 n/8AVh03/pDg/wCqeKu/wZ5P/wCrDpv/AEhwf9U8Vd/gzyf/ANWHTf8ApDg/6p4q7/Bnk/8A6sOm /wDSHB/1TxV3+DPJ/wD1YdN/6Q4P+qeKu/wZ5P8A+rDpv/SHB/1TxV3+DPJ//Vh03/pDg/6p4q7/ AAZ5P/6sOm/9IcH/AFTxV3+DPJ//AFYdN/6Q4P8Aqnirv8GeT/8Aqw6b/wBIch/VPFXeTP8AlD9B /wC2bZ/8mI8VTrFUvv8AzBoOlTLb6pqdpYzMokWO5njicoSVDBZHU0qp3xVC/wCM/J//AFftN/6T IP8Aqpirv8Z+T/8Aq/ab/wBJkH/VTFXf4z8n/wDV+03/AKTIP+qmKu/xn5P/AOr9pv8A0mQf9VMV d/jPyf8A9X7Tf+kyD/qpirv8Z+T/APq/ab/0mQf9VMVd/jPyf/1ftN/6TIP+qmKu/wAZ+T/+r9pv /SZB/wBVMVd/jPyf/wBX7Tf+kyD/AKqYq7/Gfk//AKv2m/8ASZB/1UxV3+M/J/8A1ftN/wCkyD/q pirv8Z+T/wDq/ab/ANJkH/VTFXf4z8n/APV+03/pMg/6qYq7/Gfk/wD6v2m/9JkH/VTFXf4z8n/9 X7Tf+kyD/qpirv8AGfk//q/ab/0mQf8AVTFXf4z8n/8AV+03/pMg/wCqmKp1irsVdiqS+TP+UP0H /tm2f/JiPFU6xVQnsbK5cSXNvFM4HENIisadaVYHxxVT/ROlf8sVv/yKT/mnFXfonSv+WK3/AORS f804q79E6V/yxW//ACKT/mnFXfonSv8Alit/+RSf804q79E6V/yxW/8AyKT/AJpxV36J0r/lit/+ RSf804q79E6V/wAsVv8A8ik/5pxV36J0r/лит/8AkUn/ADTirv0TpX/LFb/8ik/5pxV36J0r/лит /wDkUn/NOKu/ROlf8sVv/wAik/5pxV36J0r/AJYrf/kUn/NOKu/ROlf8sVv/AMik/wCacVd+idK/ 5Yrf/kUn/NOKu/ROlf8ALFb/APIPpP+acVd+idK/5Yrf/AJFJ/wA04q79E6V/yxW//IPP+acVReKu xV2KpL5M/wCUP0H/ALZtn/yYjxVOsVUriOSaF4opWt3YUEqBSy+6iRXX7wcVYNFruoWvlCxrdTSX mqavPpq3JHqzBfrl2p4ClOXowFU7A07YqyjQ7+yn+s6dAtxDc6eyrc2967SzJ6i80YyNLMGVh0Ks RirHrdPOK3lpLLM72Z1y+Bt/RlWYW3+n+gZZzOymD7HEemB9nfbdVLrXXfzAC231u2nMsk8DSqkD ssY9SFLqF66fEOHB2ZCjn7J/etsrKo+aw1yXyNqsc1xqUusW02oSWrLJLDPyEk31YRm29h2EKFWC /Eu9B0Cqqh9WvvN2kQ6jBpUd/OIbh59NBjNwvpQ29vMoeR4LmaT1ZZHXkzAfCRzVqYq3LqPniOGW YPc0uFu3Aa0qbf0NQjhgWMQ2kslZLV2arxydOXEgGqqBln89wXdxfWkE8ct60CmS5iVzGVtLWSOE /VbC4ZovXmlD0CgcftoSSVWSpeeYYdF1K8uhdS3TX08FtFDEgaG3F08MUsai3kZl9KjcijkjcKe6 qSyan+Yb2Md9bxTfXIbXTD9Sa3VYpri4kmivPUZojIvphVY8WAXqdsVRmiT6rb3mt6q0d9qEj2Vh HbG8tTbtJOr3oaIIsEPwo8i1bjsu9T1xVBS3Pnyw0sWMiTz6nYSXr/WoA88c6PYXk9p8RhjD8Z+K cSnUL4jFU51HTtcu9W8vRLd3At4YbmfUJf3saSOr2hjSQWU1ooahcJy5DrVWxVJdCfzdbaXpmloL qznS3s4IomtuUIiaKMXM880kDcJYmLcULitB8JrsqmnlbUPOL/qAXXrZrO29IXBqigcgDatb1413 kjM1etCo6bYqzHFXYq7FXYq7FUl8mf8AKH6D/wBs2z/5MR4qnWKuxVj0HlRYdHg036zyns72TUBW 59OgSV55bkAx8zVf3zIfiFR4YqjtL0c2N5fancTC4vdSMfrOiemipApSKNELyEAcid2O5PyxVKk8 +aebyWzktbgfV5/q806BGij5Xk+mxM9XR/jlh6KrUr88VTGXzJYQa/B5ekVxc3QPpODEULLG83Eo JfVHwIx5FOO1K1xVKpPOstnBcapqVlHb6Nb302ntdJcNJMrQzPbeq8Bt0AQunaRiK4qiJfO1nC6W zWF6b2VgEswIPVKNFPcJJU3IjCsls9KvXahGKoOX8zvLUFol3P60KyN8McvpI5iMMN0JlDzAMDFc IwVSX3pxrtiq3VPzGtLh2DaafPeJbzXUE7iSFOJtYLi5c8DK0m4tz9pVPh5hX4QyqeWXmCHUGn+r W07QW4lBuzw9FpIW4SxKRIZOSttugGxp0xVj9j+Zdk+krq2qW8dvHN6Ag+r3McqO00TztC01wLON ZYlT94pOxIAJJpiqJsvPUV3cSstrNJbS3S2Vh6apyk/0Qag8zs04onpNUDjUDxJIVVZH+ZeiGCOe eGeJHtluZJD6QiRmjs5fSlySxmv+nxDkVC1PXY0VRFv5+0m8ieazgnnSK2F1K6tbiNFM09rwMr3K xk+pbsKhivflTfFVPTfP9pqZkNtp906tNDDYqhh9S5M1qL80V5kCcIqk8mpTvX4QqmmieZbHzDJM NNjmaGBYXNw6qsbevDFcoqjnzrwmFartiqcYq7FXYq7FXYqkvkz/AJQ/Qf8Atm2f/JiPFU6xV2Ku xV2KpSPK+gh55BaDldOksx5v8Tx3L36H7faeRn/Dptiq9vL2kPqo1owN9dVxKJBLKF9QRG35+kHE fL0m4V49PkMVUk8q6Ek0s31d5PXklneKWeaWD1Zy5ldbeSVolZvUbdVHXFV1v5Z0W2eOWO3ZpIXM kcks0srgmOSCnOWR24iOVlC1oK7DFVOPyj5fhWNYLVoPS4cGimmjcCOKK2VOaSqxX04EVlrRqb1x Vq48n+XbsTi5tDIblmeVmmm5HmksTKr+pyVCk7jgpC/Edt8VRlvounWk81xbxsjXClZEEshiPL7T CEuY1ZqbsFqfHFUKvlHy/HHHFDATAIliWMwzTRMnoRmCNleORWDiNuBevIrsSRiqunl/R0lE6249 RZmugxdz+9a3+pM+7d4Rx/HrviqQ2X5eWVpqEs5uGexkQRC1UzKTHGqxwRyP9ZZCIQi+myxq4Kgl ia1VTp/LGiyqVlheRikMZleeZpaW0r3EJ9Yy+pyWSQty5cvfFVKPyf5ehgNtBatDGTGR6U8yFTDG YEZGSUMP9M8CQalfhO2Ko+w0rT9L9X9HwLbicoZAlaH0o47dKAmgpHEo28MVRmKuxV2KuxV2KpL5 M/5Q/Qf+2bZ/8mI8VTrFXYq7FXYqxCbzZ5hjmkjTy/cSKjFVcLLRgDQH+574qs/xf5j/AOpcuP8A gZf+qOKu/waX+Y/+pcuP+Bl/6o4q7/F/mP8A6ly4/wCBl/6o4qm2ga3qmqzTR3+mS6csahkaQOAx JpQc0TFU8xV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxV2KuxVJfJn/KH6D/2zbP/AJMR4qnWKuxV2KuxVjcv k/1ZXk/S2oLzYtxWWgFTWg2xVb/gz/tcaj/yO/sxV3+DP+1xqP8AyO/sxV3+DP8Atcaj/wAjv7MV d/gz/tcaj/yO/sxV3+DP+1xqP/I7+zFXf4M/7XGo/wDI7+zFXf4M/wC1xqP/ACO/sxV3+DP+1xqP /I7+zFXf4M/7XGo/8jv7MVd/gz/tcaj/AMjv7MVd/gz/ALXGo/8AI7+zFXf4M/7XGo/8jv7MVTXS NJ/RMUkf1qe89Rg3K4fmVoKUGKpjirsVdirsVSXyZ/yh+g/9s2z/AOTEeKp1iqV6l5j0bSJ1ttRu fRldBIq8JGqpJWtURh2U4qhP8ceV/wDlu/5JTf8AVLFV8PnPy1PKkEV5yklYIi+lKKsxoBvHiqeY q7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FUl8mf8ofoP/bNs/8AkxHiqdYqx3zBe6bb XiJeaLJqkhiDCZLdJgq8n+Dkw7UrT3xVK/0roX/Uqzf9IUf9MVXJrGixuskfledHQhlZbOMEEbgg gYqjv8af9qfUf+RP9uKu/wAZ/wDan1H/AJE/24q7/Gf/AGp9R/5E/wBuKu/xn/2p9R/5E/24q7/G f/an1H/kT/birv8AGf8A2p9R/wCRP9uKu/xn/wBqfUf+RP8Abirv8Z/9qfUf+RP9uKu/xn/2p9R/ 5E/24q7/ABn/ANqfUf8AkT/birv8Z/8Aan1H/kT/AG4q7/Gf/an1H/kT/birv8Z/9qfUf+RP9uKu /wAZ/wDan1H/AJE/24q7/GfT/cPqG/8AxT/birJFbkoalKgGh6iuKrsVdiqS+TP+UP0H/tm2f/Ji PFU6xVJ9X0K51O5WeHU7qxVUCGK3cqpILHkQGG/xYqkOr6VJosCXF1ruqusj8AInZzWho/7weGKp T9ftf+rzrn3N/wBVcVcb61H/AEudb/H/AKq4q76/a/8AV51z7m/6q4q76/a/9XnXPub/AKq4q76/ a/8AV51z7m/6q4q76/a/9XnXPub/AKq4q76/a/8AV51z7m/6q4q76/af9XnXP+G/6q4q76/a/wDV 51z7m/6q4q76/a/9XnXPub/qrirjf2pJP6Y1sV8A3/VXFXfX7X/q8659zf8AVXFXfX7X/q8659zf 9VcVd9ftf+rzrn3N/wBVcVd9ftf+rzrn3N/1VxVs39rQf7mNb6dg3j3/AHuKvS8VdirsVSXyZ/yh +g/9s2z/AOTEeKp1irsVSHzZdC1soXOpPpXKWnqxxGUt8LfDxBHzxViv6ZT/AKmy4/6Q2/5rxVza wgP/ACldwNh/x5t4f6+Ku/TKf9TZcf8ASG3/ADXirv0yn/U2XH/SG3/NeKu/TKf9TZcf9Ibf814q 79Mp/wBTZcf9Ibf814q79Mp/1Nlx/wBIbf8ANeKu/TKf9TZcf9Ibf814q79Mp/1Nlx/0ht/zXirh rMe9fNdx7f6G/wDzXirjrCilfNlxvuP9Db/mvFXfplP+psuP+kNv+a8Vd+mU/wCpsuP+kNv+a8Vd +mU/6my4/wCkNv8AmvFXfplP+psuP+kNv+a8Vd+mY9qea7geP+htv/w+KvSMVdirsVSXyZ/yh+g/ 9s2z/wCTEeKp1irsVS7WbTU7yBE0u5S0lV+TvJGsgK0O1HVu+KpN+hPN/wD1d7f/AKRYv+qWKpTc 31/azyW0/mO1jliPB0Nopow2PSDFVP8AS11/1M1p/wBIa/8AVDFXfpa6/wCpmtP+kNf+qGKu/S11 /wBTNaf9Ia/9UMVd+lrr/qZrT/pDX/qhirv0tdf9TNaf9Ia/9UMVd+lrr/qZrT/pDX/qhirv0tdf 9TNaf9Ia/wDVDFXfpa6/6ma0/wCkNf8Aqhirv0tdf9TNaf8ASGv/AFQxV36Wuv8AqZrT/pDX/qhi rI4vNPlZY0WW8hdwoDMI2FTTc/3eKr/8VeU/+WuH/kW3/NGKu/xV5T/5a4f+Rbf80Yq1/iryn/y1 w/8AItv+amVT/FXYq7FUl8mf8ofoP/bNs/8AkxHiqdYqxnzJqmq2V9HFY31jaxtEGKXbcXLFnHIb h5aDFUo/xB5i/wCrtpP/AAY/5pxV3+IPMX/V20n/AJGD/mnFUFLPdTSNNNP5fkkc8nd1jZmJ7kmP FVvKb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/AJFxf9U8Vdym/wB+eXv+RcX/AFTxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3K b/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/AJFxf9U8Vdym/wB+eXv+RcX/AFTxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fn l7/kXF/1TxV3Kbr6nl7/AJFxf9U8Vdym/wB+eXv+RcX/AFTxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/k XF/1TxV3Kb/fnl7/AJFxf9U8VemYq7FXYqkvkz/lD9B/7Ztn/wAmI8VTrFUBfaJpWpSie+tY55FU IGcbhQSafecVSHzBoWn2FtFJpmnWJkaTi31tuC8aE7Eyx74qkh2e7/6tuh/8jh/2VYq2be67abon brMv/ZVirX1e7/6tuh/8jh/2VYq76vd/9W3Q/wDkcP8AsqxV31e7/wCrbof/ACOH/ZVirvq93/1b dD/5HD/sqxV31e7/AOrbof8AyOH/AGVYq76vd/8AVt0P/kcP+yrFWxb3VRXTdEp3pMv/AGVYq19X u/8Aq26H/wAjh/2VYq76vd/9W3Q/+Rw/7KsVd6F30/Ruif8AI4f9leKu+r3f/Vt0P/kcP+yrFXfV 7v8A6tuh/wDI4f8AZVirvq93/wBW3Q/+Rw/7KsVd9Xuv+rbon/I4f9leKvTMVdirsVSXyZ/yh+g/ 9s2z/wCTEeKp1iqxpI0NHdVPWhIGKpD5siW9soY4rKPVCsvL0jMYuPwt8VVdMVYp+iJP+pZi/wCk x/8AsoxVttJkJ/5RqI7D/j8cdv8AmIxVr9ESf9SzF/0mP/2UYq79ESf9SzF/0mP/ANlGKu/REn/U sxf9Jj/9lGKu/REn/Usxf9Jj/wDZRirv0RJ/1LMX/SY//ZRirv0RJ/1LMX/SY/8A2UYq79ESf9Sz F/0mP/2UYq79Eyf9SzF/0mP/ANlGKu/RMn/Usxf9Jj/9lGKu/REn/Usxf9Jj/wDZRirv0RJ/1LMX /SY//ZRirv0RJ/1LMX/SY/8A2UYq79ESf9SzF/0mP/2UYq79Eyf9SzF/0mP/ANlGKvTMVdirsVSX yZ/yh+g/9s2z/wCTEeKp1iqT6v5X0nW7lbq/V2kRBECjlRxBZunzbFUh2fyfo2nQJLa6ddagzvxM cMpqooTyPwtiqU/oe0/6lrUP+Rp/6p4q46Paf9S3qB/56t/1TxV36HtP+pa1D/kaf+qeKu/Q9p/1 LWof8jT/ANU8Vd+h7T/qWtQ/5Gn/AKp4q79D2n/Юта/yNP/AFTxV36HtP8AqWtQ/wCRp/6p4q79 D2n/AFLWof8AI0/9U8Vd+h7T/qWtQ/5Gn/qnirv0Paf9S1qH/I0/9U8Vd+h7T/qWtQ/5Gn/qnirv 0Paf9S1qH/I0/wDVPFXfoe0/6lrUP+Rp/wCqeKu/Q9p/1LWof8jW/wCqeKu/Q9p/1LWof8jT/wBU 8Vd+h7X/AKlrUP8Akaf+qeKvTMVdirsVSXyZ/wAofoP/AGzbP/kxHiqdYq7FUv1fSIdYgSCaee3E b8w1u4RiaEUJKttviqU/4Gsf+rjqP/I9f+qWKseurOxt7mW39LX5PRdo+cZUo3A8eSn0+hpXFVL0 bH/fHmH71/6p4q4w2INPQ8wmncFaf8m8Vd6Nj/vjzD96/wDVPFXejY/748w/ev8A1TxV3o2P++PM P3r/ANU8Vd6Nj/vjzD96/wDVPFXejY/748w/ev8A1TxV3o2P++PMP3r/ANU8Vd6Nj/vjzD96/wDV PFXejY/748w/ev8A1TxV3o2P++PMP3r/ANU8VTLSNCsdYaVfU1my9EKa3DqgatR8P7v23xVNP8DW P/Vx1H/kev8A1SxV3+BbH/q46j/yPX/qlirJsVdirsVSXyZ/yh+g/wDbNs/+TEeKp1irsVdirsVY 9c+ddKtbma1khui8DtGxWKqkoSpoeXTbFVL/AB5o/wDvi7/5Ff8AN2Kscm1G0eV3Gr60gZieKg0F T0H73piqz6/a/wDV51z7m/6q4q76/a/9XnXPub/qrirvr9r/ANXnXPub/qrirvr9r/1edc+5v+qu Ku+v2v8A1edc+5v+quKu+v2v/V51z7m/6q4q76/a/wDV51z7m/6q4q76/a/9XnXPub/qriqN0muo 3qQ2Gs6qJ0HqoLoMYiUoaOPV3HiMVTyby7rF6/rXet3ET04hbPlDHQd+Ic7++KrP8I33/V/1H/ka 3/NWKu/wjff9X/Uf+Rrf814qybFXYq7FUl8mf8ofoP8A2zbP/kxHiqdYq7FXYq7FUhuPOvl61uJb We4ZZYHaOQCNzRkJVtwviMVUv8eeWf8Alpf/AJFSf804qxybWo2ldl803EaliQn1RjxFfs159sVW /plP+psuP+kNv+a8Vd+mU/6my4/6Q2/5rxV36ZT/AKmy4/6Q2/5rxV36ZT/qbLj/AKQ2/wCa8Vd+ му/6my4/6Q2/5rxV36ZT/qbLj/pDb/mvFXfplP8AqbLj/pDb/mvFW/02hUIfNEy8eji1clq/zDli rX6ZT/qbLj/pDb/mvFWRf4c8x/8AUxy/8iB/1VxV3+HPMf8A1Mcv/Igf9VcVd/hvzH/1Mcv/ACIH /VXFWTYq7FXYqkvkz/lD9B/7Ztn/AMmI8VTrFXYq7FXYqpmGEkkxqSdySBirvQg/32n/AAIxVgdx qlylxKi+Y7WMK7AIbRSVAP2a+h3xVT/S11/1M1p/0hr/ANUMVVRO51O/nFtaeYrWWUgsFFoo2Ucj 1gHYYqo/pa6/6ma0/wCkNf8Aqhirv0tdf9TNaf8ASGv/AFQxV36Wuv8AqZrT/pDX/qhirv0tdf8A UzWn/SGv/VDFUdpGu2ttcs+r65bXsBQhY0tvTIeq0aqwr2BxVOP8VeU/+WuH/kW3/NGKu/xV5T/5 a4f+Rbf80Yqv/wAY+Wv+W9P+Bf8A5oxV3+MfLX/Len/Av/zRirv8Y+Wv+W9P+Bf/AJoxVO8Vdirs VSXyZ/yh+g/9s2z/AOTEeKp1irsVdirsVY1dR+eTdTG0ksxb+o3ohweXp1PDl8PWmKqXp/mF/v2x +4/80YqkErXPqv6knl/nyPLmkXKtd+X7vriqzlN/vzy9/wAi4v8AqniqyZHnQxvLoCqevphYzt/l RopxVfym/wB+eXv+RcX/AFTxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/AJFxf9U8 Вдым/wB+eXv+RcX/AFTxV3Kb/fnl7/kXF/1TxV3Kb/fnl7/kXF/1TxVk1vN5JEEf1gaUZuC+ovSG nOnxU+HpXFV/reQ/DTP+Ah/5pxVv1vIfhpn/AAEP/NOKsixV2KuxVJfJn/KH6D/2zbP/AJMR4qnW KuxV2KuxVjV1d+elupltLGze3EjCFnY8jGCeBb9+N6e2KqX138wv+rfY/wDBH/soxVIJYL1pXaTT dF5liW5TCta71/0rriqz6vd/9W3Q/wDkcP8AsqxV31e7/wCrbof/ACOH/ZVirvq93/1bdD/5HD/s qxV31e7/AOrbon/I4f8AZXirvq93/wBW3Q/+Rw/7KsVd9Xu/+rbof/I4f9lWKu+r3f8A1bdD/wCR w/7KsVd9Xu/+rbof/I4f9lWKqtrbM11Ct3p+ipbmRRMyTLyEZI5lf9JO9PbFWS/ovyR/JY/8jF/5 rxV36L8kfyWP/Ixf+a8Vd+i/JHTjZf8AIxf+a8VZFirsVdiqS+TP+UP0H/tm2f8AyYjxVOsVSXWd Q8wWl0kelaat7AYwzSFwtHqwK0JHYDFUtbXfOKUL6JGoPjMo/wCN8Va/xF5t/wCrPF/yPX/mvFWv 8RebP+rPF/yPT/mvFW/8Rebf+rPF/wAj1/5rxVIpNMnlkaWTy1EXclmP1xxUk1PSfFVv6Ik/6lmL /pMf/soxV36Ik/6lmL/pMf8A7KMVd+iZP+pZi/6TH/7KMVcNJlG48sxeH+9j9/8Anvirv0TJ/wBS zF/0mP8A9lGKu/REn/Usxf8ASY//AGUYq79ESf8AUsxf9Jj/APZRirv0RJ/1LMX/AEmP/wBlGKu/ REn/AFLMX/SY/wD2UYq79ESf9SzF/wBJj/8AZRirv0RJ/wBSzF/0mP8A9lGKu/RD9vLUR8f9Mfb/ AKeMVemYq7FXYqkvkz/lD9B/7Ztn/wAmI8VTrFXYqkHm61jurKFJbCfUQstRHbsVZfhb4jRW2xVi X6HtP+pa1D/kaf8AqnirZ0i1J38t6gdh/u0+H/GPFWv0Paf9S1qH/I0/9U8Vd+h7T/qWtQ/5Gn/q nirv0Paf9S1qH/I0/wDVPFXfoe0/6lrUP+Rp/wCqeKu/Q9p/1LWof8jT/wBU8Vd+h7T/AKlrUP8A kaf+qeKu/Q9p/wBS1qH/ACNP/VPFXfoe0/6lrUP+Rp/6p4q79D2n/Юта/yNP/VPFXfoe0/6lrUP +Rp/6p4q79D2n/Юта/yNP8A1TxVx0e0Bp/hvUD/AM9W/wCqeKu/Q9p/1LWof8jT/wBU8Vd+iLU7 Hy1qG2w/en/qnir0zFXYq7FUl8mf8ofoP/bNs/8AkxHiqdYq7FUg83LC9lCJkvXHq7DTqepXi32q hvhxViXo2P8AvjzD96/9U8VbMNjX+48wdB0K+H/GPFWhDYk09DzCK9yVp/ybxV3o2P8AvjzD96/9 U8Vd6Nj/AL48w/ev/VPFXejY/wC+PMP3r/1TxV3o2P8AvjzD96/9U8Vd6Nj/AL48w/ev/VPFXejY /wC+PMP3r/1TxV3o2P8AvjzD96/9U8Vd6Nj/AL48w/ev/VPFXejY/wC+PMP3r/1TxV3o2P8AvjzD 96/9U8Vd6Nj/AL48w/ev/VPFXejY/wC+PMP3r/1TxVsw2NB+48wdOxXx7/u8Vel4q7FXYqkvkz/l D9B/7Ztn/wAmI8VTrFXYq7FXYq881O9tk1K7VtW1iIrPIDHDX01IdvhT94PhHbFUN9ftf+rzrn3N /wBVcVba/teR/wBzGt9ewan/ACdxVo31qDT9M63t8/8Aqrirvr9r/wBXnXPub/qrirvr9r/1edc+ 5v8Aqrirvr9r/wBXnXPub/qrirvr9r/1edc+5v8Aqrirvr9r/wBXnXPub/qrirvr9r/1edc+5v8A qrirjf2p/wClxrY+Qb/qrirvr9r/ANXnXPub/qrirvr9r/1edc+5v+quKu+v2v8A1edc+5v+quKt m/taD/cxrfTsG8e/73FXpeKuxV2KpL5M/wCUP0H/ALZtn/yYjxVOsVdiqB1XWLDRYUn1CQxxyNwU hS3xUJ/ZB8MVSr/Hnln/AJaX/wCRUn/NOKsfutchluZZYvM88Ecjs6RC0YhFY8lWvMVoDiql+mU/ 6my4/wCkNv8AmvFXHWY6mnmu4A7D6m//ADXirv0yn/U2XH/SG3/NeKu/TKf9TZcf9Ibf814q79Mp /wBTZcf9Ibf814q79Mp/1Nlx/wBIbf8ANeKu/TKf9TZcf9Ibf814q79Mp/1Nlx/0ht/zXirX6ZT/ AKmy4/6Q2/5rxV36YT/qbLj/AKQ2/wCa8Vb/AEyn/U2XH/SG3/NeKu/TKf8AU2XH/SG3/NeKu/TK f9TZcf8ASG3/ADXirjrCUH/O13AqP+WNt9/9fFXpGKuxV2KpL5M/5Q/Qf+2bZ/8AJiPFU6xV2KrW RHFHUMPcVxVb6EH++0/4EYqx650bzQ9zM9rqkEUDOzRRm2jJRCSVWpjNaDFVL9Ceb/8Aq72//SLF /wBUsVbOiebySRq9uB4fVov+qWKtfoTzf/1d7f8A6RYv+qWKu/Qnm/8A6u9v/wBIsX/VLFXfoTzf /wBXe3/6RYv+qWKu/Qnm/wD6u9v/ANISX/VLFXfoTzf/ANXe3/6RYv8Aqlirv0J5v/6u9v8A9IsX /VLFXfoPzf8A9Xe3/wCkWL/qlirv0J5v/wCrvb/9IsX/AFSxV36E83/9Xe3/AOkWL/qlirv0J5v/ AOrvb/8ASLF/1SxV36E83/8AV3t/+kWL/qlirf6E837U1e3Hj/o0W/8AySxVlOKuxV2KpL5M/wCU P0H/ALZtn/yYjxVOsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdirsVdiqWX3mLrtNnNrfXSw zABihDHY9PsqcVTPFXYq7FUl8mf8ofoP/bNs/wDkxHiqdYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXY q7FXYq7FXYq7FUPNYWNw/qXFtFK9KcnjVjQe7A4qiMVdirsVSXyZ/wAofoP/AGzbP/kxHiqdYq7F XYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FXYq7FX/2Q==

приложение/pdf

© 2005, Taylor & Francis Group, LLC

http://www. taylorandfrancis.com/TrueБиблиотека Adobe PDF 8.0False конечный поток эндообъект 7 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > эндообъект 37 0 объект > эндообъект 38 0 объект > эндообъект 39 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageC /ImageB /ImageI] >> эндообъект 40 0 объект > поток xڝXn6+H̢ho. Z7˟M??cIs \%.l(hEr ,Σ|± [email protected]$e.q.*!T0Y3S,NgD=t8 }F#G`e1\FYdj 47s,hqa%>frJ-z;\ CB $UI`IC»iT $ aR| =Aơ:FhDUyu[ZvTвязка2F.hYKnq

Многоступенчатый холодильник на эластокалориях и тепловой насос с температурным диапазоном 28 K к нему как к холодильнику для краткости) можно увидеть на рис. 1а, а фотографию в той же ориентации на рис. 1б. Хладагент на каждой ступени — 1.Никель-титановая проволока диаметром 27 мм, закрепленная между линейным приводом и тензодатчиком. Никель-титановые проволоки были помещены в гибкую трубку Tygon немного большего размера (внутренний диаметр 1,59 мм), создавая небольшую область для протекания воды по проволокам для теплообмена. На рис. S1 показано, как фиксируются дуги, а также методы обтекания NiTi жидкостью.

Рисунок 1

Обзор многоступенчатого холодильника. ( a ) Схема трехступенчатой ​​конфигурации. Линейные приводы используются для нагнетания хладагента.Ступени 1 и 2 изготовлены из никель-титановой проволоки примерно в два раза длиннее, чем на ступени 3. Дозирующий насос используется для прокачки воды через систему после загрузки или разгрузки. Электромагнитный клапан нормально открыт (НО) обратно в резервуар для воды, но при наборе горячей или холодной воды клапаны переключают функцию, а нормально закрытые (НЗ) клапаны пропускают воду к аналитическим шкалам, которые измеряют массу нагретой воды. или охлажденный. На врезке вверху посередине показано поперечное сечение хладагента. Вставка справа вверху показывает максимальную (при загрузке) или минимальную (при разгрузке) температуру воды в системе.( b ) Изображение той же системы в той же ориентации. ( c ) Один цикл для трехступенчатой ​​конфигурации, показывающий синхронизацию приводов и насоса. Этап 1 сокращенно s1. В периоде (16 с) преобладают плавные ступени и движение исполнительных механизмов, особенно на первой ступени. Скорость привода 1-й ступени составляет примерно половину скорости приводов 2-й и 3-й ступеней только из-за наличия оборудования. Задержка примерно в 100 мс дает соленоидам время для изменения состояния между этапами горячего/холодного вывода и промывки. ( d ) (Вверху) Общее (горячее и холодное) изменение адиабатической температуры полученной никель-титановой проволоки (high- A _f ) за 100 циклов при деформации 4,2%, за которыми следуют 10 циклов при деформации 3,7%. деформации и 10 циклов при деформации 3,2%. (Внизу) Адиабатическое изменение температуры при нагрузке, нормализованное по адиабатическому изменению температуры при разгрузке. Адиабатические измерения проводились на воздухе: провода возвращались в T _и путем теплообмена с окружающим воздухом в течение трех минут между полупериодами.

Мартенситное фазовое превращение вызывали путем натяжения проволоки, а горячую воду отбирали из системы, включая насос-дозатор почти сразу после превращения. После отвода горячей воды использовался дополнительный, больший объем потока, чтобы довести провода до комнатной температуры ( T _амб ) из их полугорячего состояния (этот этап далее именуется промывкой). Затем провода были отсоединены, и такая же схема потоков использовалась для отбора холодной воды из системы и последующего возврата хладагента в T _амб . В многоступенчатом режиме проволока нагружалась или разгружалась последовательно с небольшими всплесками потока жидкости между ними для предварительного нагрева и предварительного охлаждения последующих ступеней (рис. 1с). На выходе из последней ступени мы разместили ряд клапанов, чтобы направить воду в холодную, горячую или промывочную струю. Объем собранной холодной и горячей воды измеряли с помощью аналитических весов, а температуру — с помощью термопар, помещенных непосредственно в воду (подробности см. в разделе «Методы» и на рис. S2).

Пять ступенчатых конфигураций

Мы протестировали нашу систему в трехступенчатой, двухступенчатой ​​и одноступенчатой ​​конфигурациях с использованием никель-титанового сплава с аустенической отделкой при температуре ( A _f ) около 22 °C.При растяжении до 4,2% при скорости деформации 0,05 с ^-1 мы измерили адиабатическое изменение температуры (Δ T _ad ) этой проволоки, которое составило около +24 °C во время нагрузки и -18 °C во время нагружения. разгрузки (рис. 1d и S3), что очень близко соответствует Δ T _ad , описанному в литературе ³⁵ . В соответствии с гипотезой о том, что для поддержания охлаждающей способности на третьей (и наиболее предварительно охлажденной) ступени потребуется сплав NiTi с более низкими температурами перехода, мы также провели испытания трехступенчатой ​​системы с проволокой с более низкой температурой перехода ( A _f  ≈ 16 °C), размещенных только на третьей ступени (далее мы будем называть этот материал низковольтным проводом A _f ).Температуры перехода и скрытая теплота (Δ H ) были измерены с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (рис. S4). За исключением трехступенчатой ​​конфигурации с проволокой с низкой A _f на последней стадии, во всех других конфигурациях и экспериментах использовалась исключительно проволока с более высокой температурой перехода (высокая A _f ), поскольку этот сплав производил более крупные изменения температуры из-за большего Δ H (Δ H и температуры превращения показали прямую корреляцию ^36,37 ). Поскольку добавление новых ступеней значительно увеличивает общую сложность системы, мы также попытались объединить две ступени предварительного охлаждения/предварительного нагрева в одну, увеличив количество никель-титановых проволок в одной ступени с одной до четырех. По сравнению с трехступенчатой ​​конфигурацией, эта четырехпроводная ступень имеет такую ​​же общую массу хладагента, которая предназначена для предварительного охлаждения. В общей сложности мы протестировали пять различных конфигураций ступеней: три конфигурации сравнивали только количество ступеней, одна конфигурация проверяла провод с низким A _f на самой предварительно охлажденной ступени, и одна конфигурация, в которой пытались объединить два предварительных — этапы охлаждения в один.

Оптимизация для максимального

T _span

Производительность многоступенчатой ​​системы зависит от отдельных ступеней и связи между этими ступенями. Прежде чем представить результаты нашего многоступенчатого холодильника, мы здесь обсудим многие параметры, важные для общей производительности системы, где нашей всеобъемлющей целью было достижение наибольшего диапазона T .

Сначала мы выполнили базовые измерения температуры отдельных стадий при различных штаммах до 4.2% (рис. 2а). При независимой работе провода на ступени 2 и 3 давали почти одинаковые температуры. Проволока на этапе 1 не вызывала таких экстремальных температур, как на более поздних этапах, вероятно, потому, что скорость ее деформации была в 2,5–4 раза ниже (из-за наличия оборудования, см. Методы или рис. 1c). Ступень предварительного охлаждения с 4 проводами давала наименее экстремальные температуры из всех конфигураций, вероятно, из-за обтекания проводов жидкостью. В то время как в 4-проводной ступени используется то же объемное отношение NiTi к воде, что и в ступени с одной проволокой, вода не вынуждена течь так близко к проволокам (рис.2а врезка), что приводит к ухудшению теплообмена. Провод low- A _f также не достиг таких экстремальных изменений температуры, как провод high- A _f (оба были испытаны на этапе 3), вероятно, потому, что его Δ H меньше (всего 70 %, см. рис. S4).

Рисунок 2

Параметры системы, влияющие на температуру в холодильнике. ( a ) Разница между максимальной и минимальной температурой воды, выходящей из системы, Δ T , в зависимости от напряжения для каждой ступени (ступени тестировались независимо).На вставке показано сравнение сечений однопроводной и четырехпроводной ступеней (для всех ступеней A _NiTi / A _вода  = 1,8). Этап 1 сокращенно s1. Low- A _f относится к никель-титановой проволоке с теми же размерами, что и на стадии 3, но с более низкой температурой аустенитной обработки. ( b ) Разница между средней температурой воды, выходящей из горячего и холодного потоков ( T _пролет ), когда трубка Tygon была предварительно натянута, эффективно уменьшая внутренний диаметр трубки. T _пролет нормируется на случай, когда предварительная деформация НКТ равна нулю. Одноэтапные эксперименты. ( c ) Отношение максимального изменения температуры после загрузки (Δ T _h ) к максимальному изменению температуры после разгрузки (Δ T _c ) в зависимости от количества воды, использованной для обратной промывки системы к Т _амб . Объем промывки нормализуется по объему воды, окружающей хладагент на всех стадиях. Сумма Δ T показана и нормализована для случая, когда этап промывки пропущен.Трехступенчатые эксперименты. ( d ) T _пролет и COP при изменении объема горячей или холодной воды, выходящей из системы, V _из . V _из нормируется объемом воды, окружающей хладагент ( V _s3 ). T _SPAN и КС нормализованы их соответствующими значениями, когда V _из было чуть менее , было чуть менее V _S3 ( T _Span должно быть максимально увеличено, когда V _OUT ≈ V _с3 ). Одноэтапный эксперимент. ( e ) Δ T при изменении объема предварительного нагрева и предварительного охлаждения по сравнению с предыдущей стадией, нормированное на случай без предварительного нагрева/предварительного охлаждения. Объем предварительного охлаждения нормализуется по объему предварительно охлаждаемой ступени. Двухэтапные эксперименты. ( f ) Δ T при изменении задержки между ступенями, нормированной на случай отсутствия задержки. Более длительные задержки не тестировались, чтобы время цикла оставалось разумным. Двухэтапные эксперименты.

В конструкции наших однопроводных ступеней стоит цифра 1.Проволока NiTi диаметром 27 мм внутри трубки с внутренним диаметром 1,59 мм. Мы попытались еще больше уменьшить внутренний диаметр трубки, растянув ее, даже когда NiTi не был нагружен, с гипотезой, что Δ H может быть сфокусирован на меньшем объеме воды, создавая большие изменения температуры. Когда трубка была предварительно растянута примерно до 16% от ее первоначальной длины, мы наблюдали увеличение максимального изменения температуры воды примерно на 20% по сравнению с нерастянутой трубкой (рис. 2b).

Возврат хладагента в T _и посредством промывки необходим перед переходом между загрузкой и разгрузкой.Мы заметили, что около 10% общего перепада температур может быть потеряно, если объем промывки недостаточен (рис. 2c). Адекватный объем промывки особенно важен при работе системы в качестве холодильника, поскольку недостаточная промывка после загрузки приведет к тому, что Δ H во время разгрузки будет потрачена впустую на охлаждение проволоки до T _и (рис. 2c).

Пожалуй, параметром, оказывающим наибольшее влияние на T _пролет и COP, является объем воды, собираемой для перекачки тепла или охлаждения: V _из .Наивысший T _пролет может быть достигнут при сборе небольшого количества воды из системы (порядка объема, окружающего провод), тогда как более высокий КПД достигается при сборе больших объемов воды (рис. 2d). Это интуитивно понятно, так как при увеличении V _из хладагенту или от него передается больше тепла, хотя и при более умеренных температурах. Отметим, что производительность холодильника можно было бы увеличить, собирая воду при нескольких температурах на выходе.Например, один метод заключается в том, чтобы сначала собрать объем воды, окружающей хладагент (самая холодная вода), а затем отдельно собрать промывочный объем для выполнения охлаждения при температуре, близкой к температуре окружающей среды. Это улучшит COP в приложениях, где можно использовать охлаждение при разных температурах.

Объем воды, используемой для предварительного охлаждения, также влияет на производительность многоступенчатого холодильника. Существует оптимальное количество воды для перекачки с более ранних ступеней на более поздние, которое для нашей системы примерно в четыре раза превышало объем предварительно охлаждаемой ступени (рис.2д). Следует отметить, что мы не пытались полностью охлаждать последующие ступени до максимального изменения температуры предыдущей ступени. Такая методология потребовала бы, чтобы масса более ранних стадий была намного больше, чем более поздние (позволяя V _из быть небольшим по сравнению с текущей стадией, но большим по сравнению со следующей). В результате COP системы будет довольно низким, поскольку из системы будет извлекаться лишь часть холодопроизводительности, а большая часть тратится на предварительное охлаждение.В нашей конструкции длина (и масса) первой и второй ступеней были эквивалентны и лишь примерно в два раза больше, чем у третьей ступени, что дало результат, который колебался между общим T _{пролетом} и COP.

Из-за высокого перепада давления, необходимого для поддержания ограниченного потока вокруг хладагента, гибкая трубка Tygon слегка расширялась во время перекачки, в результате чего поток не прекращался сразу после выключения насоса. Поэтому мы задержали разгрузку второй и третьей ступеней после откачки (рис.2е), так как максимальное изменение температуры наблюдается при концентрировании Δ H до наименьшего объема воды.

Многоступенчатая производительность по сравнению с одноступенчатой ​​

Мы выбрали параметры системы для наибольшего T _{пролета} (т. е. предварительно растянутая трубка, большой объем промывки и т. д.) и сохранили их постоянными для всех многоступенчатых экспериментов, стремясь точно сравнить производительность пяти различных сценических конфигураций. Работу холодильника в режиме реального времени можно увидеть в фильме S1 и на рис.3а представлены данные трехступенчатого холодильника, где температура воды постепенно снижается при разгрузке каждой ступени. Подчеркнем, что изменение температуры на втором и третьем этапах меньше, чем изменение температуры на первом этапе. Это связано с тем, что проволоки на более поздних стадиях не полностью предварительно охлаждаются до температуры воды, выходящей с предыдущей стадии.

Рисунок 3

Производительность многоступенчатого холодильника. ( a ) Температура трехступенчатого холодильника во время четырех циклов загрузки-разгрузки.См. рис. 1а, где показано расположение пяти термопар. ( b ) Тепловые карты, показывающие производительность теплового насоса для пяти различных ступенчатых конфигураций (тепловые карты холодильника на рис.  S5). Конфигурации стадий разделены столбцами, при этом каждая соответствующая продолжительность цикла и общая масса хладагента находятся под тепловыми картами. Каждый квадрат из девяти ячеек имеет ту же деформацию и расположение V _из , что и верхний левый квадрат, и каждое значение на тепловой карте представляет собой среднее значение трех циклов. V _OUT нормализуется объемом воды, окружающей хладагент на последнем этапе ( V _S3 ), как максимально T _SPAN следует наблюдать, когда V _OUT ≈ V _с3 .Желтые прямоугольники показывают случай, когда трехступенчатая конфигурация дает эквивалент T _{размаха} , но более высокий COP, чем одноступенчатая конфигурация. ( c ) Многоступенчатая производительность, нормализованная по одноступенчатой ​​производительности при макс. ( d ) Кривые напряжения-деформации для разных стадий трехэтапного эксперимента (проволока с A _f  ≈ 22 °C). Также показано соотношение площадей, охваченных кривыми напряжения-деформации. Почти полная обратная сверхупругость наблюдается уже на третьей стадии, вероятно, из-за того, что температура проволоки на этой стадии не достигает температуры предварительно охлаждающей ее воды (общая теплоемкость NiTi примерно в 1,5 раза выше, чем у вода вокруг него).

Мы протестировали множество многоступенчатых конфигураций, используя одноступенчатые измерения в качестве контроля. Поскольку COP и T _{промежутка} системы сильно зависят от объема собранной воды и напряжения, прикладываемого к никель-титановым проволокам, мы протестировали каждую из пяти ступенчатых конфигураций при девяти различных напряжениях В _из комбинации (рис.3б). Мы рассчитали COP, используя методологию, аналогичную той, что использовалась ранее ¹⁸ , при допущении, что только работа, затраченная на нагрузку хладагента, является значимой, и что возможно восстановление работы (подробности см. в разделе «Методы»). T _размах достигал 28,3 °C (+16,9/−11,4) при удельной мощности охлаждения 42 Вт кг ⁻¹ (рис. S5) с использованием трехступенчатой ​​конфигурации со всеми _f провода. Для трехступенчатой ​​конфигурации с низковольтным проводом A _f на третьем этапе аналогичный максимальный T _пролет был измерен на уровне 27.8 °C, и более того T _пролет находился на холодной стороне (+15,5/-12,3, см. рис. S5 и S6). То, что перепад температуры на холодной стороне был больше, показывает, что сплавы с низким содержанием A _f могут иметь преимущество в применениях ступенчатого охлаждения (примечание: не в применениях с тепловыми насосами), даже если их Δ H обычно меньше ^{36 ,37} . Однопроводная конфигурация также достигла впечатляющего диапазона T при температуре до 19,3 °C.Мы приписываем этот большой T _пролет без ступенчатой ​​обработки или регенерации небольшому количеству воды, окружающей NiTi (см. рис. 1a). При работе в качестве теплового насоса КПД системы колебался от 7,7 (одноступенчатый) до 0,6 (трехступенчатый), а при работе в качестве холодильника КПД был немного ниже (рис. S5), в пределах от 6,0 (одноступенчатый ) до 0,4 (двухступенчатая с 4-проводным предварительным охлаждением). COP в качестве холодильника (COP _r ) немного ниже, потому что изменение температуры холодной воды меньше, чем у горячей воды (рис.S5) из-за гистерезиса и температурной необратимости ^23,24 . КПД по Карно достигал 23% (рис. S5). В целом, T _пролет был максимальным в конфигурациях с более высокой ступенью при более высоких напряжениях и более низких V _из . COP следовал противоположной тенденции.

Расширенный T _пролет многоступенчатой ​​системы позволяет заменить некоторые из T _{пролетов} на улучшенный COP. На рисунке 3b показано (см. прямоугольники, выделенные желтым цветом), что одноступенчатая система достигла 14. 6 °C T _размах при КПД _л.с. 2,7, в то время как трехступенчатая система с проводом low- A _f достигает почти такого же T _{размаха 6 (14 °C) гораздо более высокий КПД л.с. 3,5. Это увеличение COP возможно, потому что трехступенчатая система достигает T пролета при гораздо более высоком V из (воды собирается примерно в восемь раз больше, а хладагента процеживается примерно в пять раз больше).Мы наблюдали это увеличение COP только тогда, когда 90 410 В 90 411 90 215 из 90 216 в многоступенчатой ​​системе было довольно большим по сравнению с 90 410 В 90 411 90 215 из 90 216 в одноступенчатой ​​системе (в восемь раз больше). Логически вытекает интересный вопрос: если бы одноступенчатая система была построена с проводом в пять раз длиннее (чтобы соответствовать массе хладагента трехступенчатой ​​системы), какие получились бы T пролет и COP? Хотя для экспериментальной проверки этого вопроса потребуется привод, в пять раз более быстрый, чем имеющийся у нас, мы считаем вероятным, что в результате получится такая же производительность, поскольку T пролет нечувствителен к длине провода для одноступенчатой ​​системы (рис. 2а показаны провода 2-й и 3-й ступени при одинаковой разности температур, хотя длина 3-й ступени вдвое меньше). Это, по-видимому, предполагает, что повышенный КПД при том же диапазоне T не является следствием увеличения количества хладагента в многоступенчатых конфигурациях, а действительно является результатом работы многоступенчатой ​​системы при значительном диапазоне T . меньше своего максимума.}

Мы напрямую сравнили производительность многоступенчатой ​​системы с производительностью одноступенчатой ​​системы при ее максимальном значении T _размах .По сравнению с одноступенчатой ​​системой трехступенчатые конфигурации почти в 1,5 раза превышают максимальный T _пролет , в то время как COP _r снижается в три раза (рис. 3c). Мы также наблюдали расхождение верхнего и нижнего плато трансформации с добавлением каждой стадии (рис. 3d). Если бы в нашу систему было добавлено больше ступеней, а нижнее плато напряжения продолжало бы снижаться, проволока NiTi могла бы больше не демонстрировать сверхэластичность при разгрузке, и в этот момент она не обеспечивала бы дополнительного охлаждения и проволока с более низким A _f потребуется (см.