giambi ha scritto:
> Salve, è una mia gran curiosità: ma come funziona un condizionatore ?
> Come fa a tirar fuori aria fredda ?
BlueRay ha scritto:
> La compressione del gas lo riscalda ed il calore viene espulso
> all'esterno tramite ventola elettromeccanica. Successivamente il gas
> ad alta pressione viene fatto espandere attraverso un piccolo foro in
> una camera di grande volume. Per effetto Joule-Thomson
> http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Joule-Thomson
> il gas si raffredda bruscamente (questo effetto non si ha sempre in
> tutte le condizioni e per tutti i gas, potrebbe non esserci o esserci
> riscaldamento invece che raffreddamento, quindi le condizioni ed il
> gas vanno scelti bene in fase di progetto). Nella camera di
> espansione, dove il gas si raffredda, vengono fatti circolari i tubi
> contenenti acqua che proviene dal condizionatore, che quindi si
> raffredda. L'acqua cosi' raffreddata viene inviata nello scambiatore
> di calore del condizionatore nel quale aria ambiente viene a contatto
> con i tubi freddi e così raffreddata. L'acqua nei tubi cede calore
> all'aria ambiente e quindi si riscalda e viene di nuovo inviata
> all'altra unita'/altra sezione del condizionatore (quella che contiene
> il gas) ripetendo il ciclo.
Antonios ha scritto:
> Ma il calore generato nella compressione e' lo stesso in negativo
> generato dall'espansione?
Permettetemi di mettere un po' d'ordine...
Intanto chiederei a giambi: ti sei mai chiesto come funziona un
frigorifero?
Un condizionatore e' proprio la stessa cosa, solo che al posto del
latte, della frutta, del formaggio e di tutto il resto ci sei tu :-)
Il frigorifero mantiene freddo un ambiente e butta fuori calore (in
cucina).
Il condizionatore mantiene freddo un ambiente (piu' grande) e butta il
calore fuori della casa.
In termini di energia, il bilancio e' questo:
calore Q sottratto all'ambiente freddo + lavoro L fatto dal compressore
(di regola un motore elettrico) = calore Q' ceduto all'ambiente caldo.
Q + L = Q'
Il rendimento del condizionatore/frigorifero si esprime come rapporto
r = Q/L.
In condizioni ideali, se T e' la temp. (assoluta) dell'ambiente
freddo, T' quella dell'ambiente caldo, sara' Q'/Q = T'/T (teorema di
Carnot) e quindi
r = Q/L = Q/(Q'-Q) = T/(T'-T).
In pratica r sara' minore, non saprei dire quanto nei casi reali.
E ora vediamo il principio di funzionamento.
Intanto, non direi proprio che si usi l'effetto Joule-Thomson, che di
regola e' piccolo. Invece si sceglie come fluido un gas che possa
essere facilmente condensato a liquido mediante compressione a
temperatura ambiente o anche superiore.
Il nome "freon" indica non un singolo composto, ma una complessa
famiglia di sostanze con questa e altre proprieta' utili per la
costruzione di refrigeratori (es. scarsa aggressivita' chimica).
Il ciclo e' questo:
1) Il freon viene compresso (lavoro meccanico L) e e questo porta
inizialmente un aumento di temperatura.
2) Viene messo a contatto termico con l'ambiente caldo, cui cede un
calore Q' mentre condensa. Questo calore ha origine dalla diminuzione
di energia interna del fluido, dovuta sia all'abbassamento di
temperatura, sia (soprattutto)alla transizione di fase vapore -->
liquido.
3) Viene fatto espandere in uno spazio a bassa pressione, col che
ritorna vapore e si raffredda. Questo perche' a parita' di temperatura
il vapore ha energia interna molto maggiore del liquido, e dato che
non viene fornita energia dall'esterno l'energia interna si puo'
conservare solo a spese della temperatura.
4) Viene messo in contatto termico con l'ambiente da raffreddare, al
quale sottrae il calore Q, col che il vapore si riscalda e torna alle
condizioni iniziali del ciclo.
In pratica le fasi 1) e 2) non sono ben distinte, e cosi' pure 3) e
4). E' anche per questa ragione che il ciclo e' distante dal ciclo
ideale di Carnot.
Cosi' ho anche risposto ad Antonios, solo che non ho mai parlato di
"calore generato". Il calore non si genera ne' si distrugge: non e' una
sostanza.
Nel processo hai scambi di energia, che possono aver luogo in forma di
lavoro o di calore.
Come ho detto sopra, e' sempre Q'>Q (la differenza e' L). Ossia il
condizionatore cede all'esterno piu' calore di quanto ne assorbe
dall'ambiente raffreddato.
--
Elio Fabri
Received on Tue Jul 20 2010 - 21:17:41 CEST