Vortrag Kuhlschrank

Vortrag Kühlschrank

Funktionsweise des Kühlschranks als Umkehrung des Carnot'schen Kreisprozess

Geschichte:

-Kompressionskühlschrank am häufigstens verwendet

->arbeitet auch mit Druckänderung

Kompressorkühlschrank:

-Prinizip:

-Flüßigkeit nimmt Wärme auf, wenn sich diese in Gas umwandelt (Aggregatszustandsänderung)

-> kühleres System zurückgelassen

-Wärme geht von warmeren auf kühlere Körper über

Funktion:

-Kältemittel (meistens FCKW) unter Hochdruck aus Speicherbehälter

-durch Kondensator zu Gas

-in Spiralen des Verdampfers nimmt Kältemittel Wärme auf

=Kühlung des Innenraum des Kühlschrankes

-Gas mit niedrigen Druck - in Kompressor

-komprimiertes Gas -> p^,T^

-mit hohen Druck in Verflüssiger

-Luftkühlung

-Wärme an Außenluft

->zu Flüßigkeit

=>Kühlschrank gibt warme Luft ab

-Kältemittel für erneuten Kühlungsvorgnag in Speicherbehälter

-Thermostat steuert Kompressor

->konst. T im Kühlschrank

vereinfachtes Prinzip:

Ziel:

Transport der Wärmemenge von Kühlschrankinneren nach außen

=>Kühlung

Problem: Lufttemperatur außen größer als Lufttemp. innen

2. Haupsatz der Thermodynamik: Wärme geht niemals von selbst von einem kalten

Körper auf einem warmen Körper über

-> so also nicht möglich

->muss Temperatur umwandeln

-p * V

T

Lösungsansatz:

->muss T(Kältemittel) im Kühlschrank kälter als T(Kühlschrank)

->und T(Kältemittel) außerhalb wärmer als T(Umgebung)

=> damit 2. Hauptsatz anwendbar

Lösung:

-durch adiabatische Kompression = Druckerhöhung, Temperaturerhöhung, Volumenverkleinerung

-> Möglichkeit T von Kältemittel höher als Umgebungstemp. zu bringen

=> Einsatz von Kompressor

-durch adiabatische Expansion = Druckverringerung, Volumenvergrößerung, Temperaturverringerung

->Möglichkeit T(Kältemittel) geringer als T des Kühlschrankes

=>Einsatz Drosselventil

-bei isothermer Expansion/ Kompression kann dann Wärme auf/abgegeben werden

-> V-p Diagramm

Wirkungserhöhung

-> Verdampfer/Verflüssiger mit eingebaut

-> Nutzen das Verdampfungs- bzw Kondensationswärme konstant für gewisse Zeit

-von flüssig zu gasförmig -> Wärme notwendig

-> nimmt die vom Kühlschrank

= Kühlung

-von Gas zu Flüssigkeit -> Wärme abgegeben

-> zur Luftkühlung brauchbar

Wirkungsgrad:

->kommt darauf an möglichst große Wärmemenge Q bei der Kühltemperatur aufzunehmen

=> Wirkungsgrad hK ist definiert Q1 pro aufgewendeter Arbeit

hK : = Q 2 W

Leistungszahl:

eK : = T2

T1 - T2

=> Maschine arbeitet umso wirtschaftlicher, je kleiner Temperaturdifferenz von

T = T(1) - T(2)