Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Dampfkompressionskältekreislauf

Dampfkompressionskältekreislauf

1834
  • Oliver Evans
  • Jacob Perkins
  • Alexander Twining
Dampfkompressionskälteanlage im Maschinenbaulabor.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Der Dampfkompressionszyklus ist der thermodynamisch Das von den meisten Wärmepumpen genutzte Verfahren umfasst vier Phasen: Kompression des Kältemitteldampfes, Kondensation zu einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit unter Wärmeabgabe, Expansion durch ein Ventil zu einem unter niedrigem Druck stehenden Flüssigkeits-Dampf-Gemisch und Verdampfung zu einem unter niedrigem Druck stehenden Dampf unter Wärmeaufnahme. Dieser Kreislauf transportiert thermische Energie effektiv entgegen ihrer natürlichen Fließrichtung.

Der Dampfkompressionskreislauf ist die Grundlage moderner Kälte- und Wärmepumpentechnik. Er nutzt das physikalische Prinzip der Verdampfungswärme, bei der ein Stoff beim Phasenübergang von flüssig zu gasförmig eine große Energiemenge aufnimmt oder abgibt. Der Kreislauf verwendet ein leichtflüchtiges Fluid, das Kältemittel genannt wird.

Der Prozess beginnt im Kompressor, der Kältemitteldampf mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur ansaugt und zu überhitztem Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet. Dies erfordert einen erheblichen mechanischen Energieaufwand. Anschließend strömt der heiße Dampf in den Kondensator, einen Wärmetauscher, wo er Wärme an die wärmere Umgebung (z. B. Außenluft im Sommer) abgibt und zu einer Flüssigkeit unter hohem Druck kondensiert. In der dritten Stufe, dem Expansionsventil (oder einem Kapillarrohr), erfährt die Flüssigkeit unter hohem Druck einen raschen Druckabfall, der als Verdampfen bezeichnet wird. Dadurch entsteht ein Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur. Schließlich gelangt dieses kalte Gemisch in den Verdampfer, einen weiteren Wärmetauscher, wo es Wärme aus der kälteren Umgebung (z. B. Raumluft im Sommer) aufnimmt, wodurch die restliche Flüssigkeit verdampft. Dieser Dampf unter niedrigem Druck kehrt dann zum Kompressor zurück, und der Kreislauf beginnt von Neuem. Durch Umkehrung der Funktionen von Kondensator und Verdampfer kann das System auch zum Heizen anstatt zum Kühlen verwendet werden.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Maschinenbau

Typ

Thermodynamischer Zyklus

Störung

Revolutionär

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Verständnis der latenten Wärme durch Joseph Black
  • Das Boyle-Mariotte-Gesetz und das Charles-Gesetz zur Beschreibung des Gasverhaltens
  • Entwicklung früher mechanischer Kompressoren für industrielle Prozesse
  • Entdeckung, dass flüchtige Flüssigkeiten wie Ether bei schneller Verdunstung eine Abkühlung bewirken

Anwendungen

  • Haushaltskühlschränke und -gefrierschränke
  • Klimaanlagen für Gebäude und Fahrzeuge
  • Industrielle Kälteanlagen für die Lebensmittelverarbeitung und chemische Industrie
  • Kryotechnik zur Verflüssigung von Gasen wie Stickstoff und Sauerstoff
  • Kältemaschinen für große gewerbliche HLK-Systeme

Patente:

  • GB Patent 6662 (Jacob Perkins, 1834)

Potenzielle Innovationsideen

Aufgrund des hohen Datenverkehrs durch Web-Scraping-Bots, der derzeit mehr als 40.000 Anfragen pro Tag umfasst, ist dieser Inhalt ausschließlich Community-Mitgliedern vorbehalten.
> Anmelden < oder > Registrieren < (100% kostenlos) Zugriff darauf sowie auf alle anderen eingeschränkten Inhalte und Tools.

Verwandte Themen: Dampfkompression, Kältekreislauf, Kältemittel, Kompressor, Kondensator, Expansionsventil, Verdampfer, Thermodynamik, Phasenübergang, Wärmeübertragung.

Historischer Kontext

Dampfkompressionskältekreislauf

-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
1850

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <