Der Kühlschrank

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)

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