Siltumsūknis

Siltumsūknis ir ierīce, kas pārvieto siltumu no aukstākas vietas uz siltāku. Šis process patērē enerģiju, jo siltums patvaļīgi plūst tikai no siltākas vietas uz aukstāku. Šī iemesla dēļ siltajai vietai pievadītais siltuma daudzums vienmēr ir lielāks nekā no aukstās vietas aizvadītais siltuma daudzums.

Siltumsūkni var uzskatīt par siltuma dzinēju, kas darbojas pretējā virzienā (siltuma dzinējs iegūst enerģiju, pārvadot siltumu no siltākas vietas uz aukstāku).

Siltumsūkņus parasti lieto dzesēšanai dažādās saldēšanas iekārtās (piem., ledusskapjos). Dažreiz siltumsūkņus lieto arī, lai iegūtu siltumu (izsūknējot no apkārtējās vides). Dažreiz jēdzienu siltumsūknis lieto tieši šajā šaurākajā nozīmē.

Pēc darbības principa siltumsūkņus var iedalīt vairākās grupās:

Tvaiku kompresijas siltumsūkņi — visizplatītākie un ar visaugstāko lietderības koeficientu. Iekārta sastāv no kompresora, 2 siltummaiņiem (siltajam un aukstajam galam) un izplešanās vārsta starp siltummaiņiem. Tā ir noslēgta sistēma un ir pildīta ar aukstumnesēju.
Absorbcijas siltumsūkņi (pamatā lieto tikai dzesēšanai) — šos var uztaisīt bez kustīgām detaļām, bet tiem ir sliktāks lietderības koeficients.
Termoelektriskie siltumsūkņi — arī nav kustīgu detaļu, slikts lietderības koeficients, bet var būt mehāniski izturīgi. Līdzīgi termopāriem, tikai darbojas pretējā virzienā.

Tvaiku kompresijas siltumsūknis

Šī sistēma sastāv no kompresora (4), kas saspiež gāzveida aukstumnesēju (palielinot tā temperatūru un spiedienu), aukstumnesējs tālāk nonāk siltajā siltummainī (radiators ledusskapim), kur atdziest un kondensējas. Izveidojušos šķidrumu caur izplešanās vārstu (2) laiž uz auksto siltummaini. Izplešanās vārstā strauji tiek samazināts spiediens un nonākot aukstajā siltummainī (3), aukstumnesējs vārās, absorbējot siltumu. Izveidojušos aukstumnesēja tvaikus laiž atpakaļ uz kompresoru un saspiež no jauna.

Izplatītākie aukstumnesēji ir bijuši freoni (hlorfluoralkāni). Tie ir relatīvi maztoksiski, nav korozīvi, nedegoši, bet ir kaitīgi ozona slānim. Vēl lielās sistēmās dažreiz lieto amonjaku. Tas ir indīgs un mitros apstākļos izraisa vara un tā sakausējumu koroziju. Amonjaks bija pieejams pirms freonu izgudrošanas, tas arī parasti vienmēr ir bijis lētāks par freoniem. Vēl, freonus mēģina aizvietot ar ogļūdeņražiem (propānu). Tie ir mazāk efektīvi (salīdzinot ar freoniem) un ļoti labi deg, bet nav kaitīgi (relatīvi) ozona slānim. Vēsturiski, pirms freonu izgudrošanas, par aukstumnesējiem lietoja arī oglekļa dioksīdu (nepieciešami ļoti lieli spiedieni), sēra dioksīdu (nepieciešami lieli spiedieni, zemām tempratūrām arī lielas spiedienu starpības, indīgs) un dažus hloralkānus.

Skatīt arī

Šis ar fiziku saistītais raksts ir nepilnīgs. Jūs varat dot savu ieguldījumu Vikipēdijā, papildinot to.