Kühlung ist ein Prozess, in dem Arbeit getan wird, um Hitze von einer Position bis einen anderen zu bewegen. Die Arbeit des Hitzetransports wird durch die mechanische Arbeit traditionell gesteuert, aber kann auch durch den Magnetismus, den Laser oder die anderen Mittel gesteuert werden. Kühlung hat viele Anwendungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Haushaltskühlschränke, Industriegefrierschränke, Kryogenik, Klimatisierung und Wärmepumpen.

Historische Anwendungen

Eisernten

Der Gebrauch des Eises, um so Essen zu kühlen und zu bewahren, geht zur Vorgeschichte zurück. Durch die Alter war das Saisonernten des Schnees und Eises eine regelmäßige Praxis der meisten alten Kulturen: Chinesen, Griechen, Römer, Perser. Eis und Schnee wurden in Höhlen oder Schützengräben versorgt, die mit dem Stroh oder den anderen Dämmstoffen liniert sind. Das versorgte Eis der Perser in einer Grube hat einen yakhchal genannt. Die Rationierung des Eises hat die Bewahrung von Nahrungsmitteln im Laufe der warmen Perioden erlaubt. Diese Praxis hat gut im Laufe der Jahrhunderte mit Kühlhäusern gearbeitet, die im Gebrauch ins 20. Jahrhundert bleiben.

Im 16. Jahrhundert war die Entdeckung der chemischen Kühlung einer der ersten Schritte zu künstlichen Mitteln der Kühlung. Natriumsnitrat oder Kalium-Nitrat, wenn hinzugefügt, zu Wasser, haben die Wassertemperatur gesenkt und haben eine Art Kühlungsbad geschaffen, um Substanzen abzukühlen. In Italien wurde solch eine Lösung verwendet, um Wein und Kuchen abzukühlen.

Während der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts ist Eisernten Großindustrie in Amerika geworden. Neuer Englander Frederic Tudor, der bekannt als der "Eiskönig" geworden ist, hat am Entwickeln besserer Isolierungsprodukte gearbeitet, um lange Eisentfernungen besonders zu den Wendekreisen zu verladen.

Die ersten Kühlungssysteme

Die erste bekannte Methode der künstlichen Kühlung wurde von William Cullen an der Universität Glasgows in Schottland 1756 demonstriert. Cullen hat eine Pumpe verwendet, um ein teilweises Vakuum über einen Behälter des diethyl Äthers zu schaffen, der dann gekocht hat, Hitze von der Umgebungsluft absorbierend. Das Experiment hat sogar einen kleinen Betrag des Eises geschaffen, aber hatte keine praktische Anwendung damals.

1758 haben Benjamin Franklin und John Hadley, Professor der Chemie an der Universität von Cambridge, ein Experiment durchgeführt, um den Grundsatz der Eindampfung als ein Mittel zu erforschen, einen Gegenstand schnell abzukühlen. Franklin und Hadley haben bestätigt, dass die Eindampfung von hoch flüchtigen Flüssigkeiten, wie Alkohol und Äther, verwendet werden konnte, um unten die Temperatur eines Gegenstands vorbei am Gefrierpunkt von Wasser zu steuern. Sie haben ihr Experiment mit der Zwiebel eines Quecksilberthermometers als ihr Gegenstand und mit einem Gebläse durchgeführt, das verwendet ist, um die Eindampfung "zu beschleunigen"; sie haben die Temperatur der Thermometer-Zwiebel unten dazu gesenkt, während die Umgebungstemperatur war. Franklin hat dass bemerkt, kurz nachdem sie den Gefrierpunkt von Wasser (32 °F), ein dünner Film des Eises passiert haben, das auf der Oberfläche der Zwiebel des Thermometers gebildet ist, und dass die Eismasse über einen dicken Viertel-Zoll war, als sie das Experiment nach dem Erreichen aufgehört haben. Franklin hat aufgehört, "Von diesem Experiment kann man die Möglichkeit sehen, einen Mann zu Tode an einem Tag eines warmen Sommers einzufrieren".

1805 hat amerikanischer Erfinder Oliver Evans entwickelt, aber hat nie, ein Kühlungssystem gebaut, das auf dem Kühlungszyklus der Dampf-Kompression aber nicht den chemischen Lösungen oder den flüchtigen Flüssigkeiten wie Äthyl-Äther gestützt ist.

1820 hat der britische Wissenschaftler Michael Faraday Ammoniak und anderes Benzin verflüssigt, indem er Hochdruck und niedrige Temperaturen verwendet hat.

Ein Amerikaner, der in Großbritannien, Jacob Perkins lebt, hat das erste Patent für ein Kühlungssystem der Dampf-Kompression 1834 erhalten. Perkins hat ein Prototyp-System gebaut, und es hat wirklich gearbeitet, obwohl es gewerblich nicht erfolgreich gewesen ist.

1842 hat ein amerikanischer Arzt, John Gorrie, das erste System entworfen, um Wasser zu kühlen, um Eis zu erzeugen. Er hat sich auch die Idee vorgestellt, sein Kühlungssystem zu verwenden, um die Luft für die Bequemlichkeit in Häusern und Krankenhäusern (d. h., Klimatisierung) abzukühlen. Seine Systemdruckluft, hat dann teilweise die heiße Druckluft mit Wasser vor dem Erlauben davon abgekühlt sich auszubreiten, während das Tun des Teils der Arbeit den Luftkompressor steuern musste. Das isentropic Vergrößerung hat die Luft zu einer Temperatur niedrig genug abgekühlt, um Wasser einzufrieren und Eis zu erzeugen, oder "durch eine Pfeife zu fließen, um Kühlung sonst", wie festgesetzt, in seinem Patent zu bewirken, das vom amerikanischen Patentamt 1851 gewährt ist. Gorrie hat einen Arbeitsprototyp gebaut, aber sein System war ein kommerzieller Misserfolg.

Alexander Twining hat begonnen, mit der Kühlung der Dampf-Kompression 1848 zu experimentieren, und hat Patente 1850 und 1853 erhalten. Ihn wird zugeschrieben, kommerzielle Kühlung in den Vereinigten Staaten vor 1856 begonnen zu haben.

Inzwischen in Australien hat James Harrison Operation einer mechanischen eismachenden Maschine 1851 auf den Banken des Flusses Barwon am Felsigen Punkt in Geelong, Viktoria begonnen. Seine erste kommerzielle eismachende Maschine ist 1854 gefolgt, und sein Patent für ein Äther-Kompressionskühlungssystem des flüssigen Dampfs wurde 1855 gewährt. Harrison hat kommerzielle Kühlung der Dampf-Kompression in Brauereien und Fleisch-Verpackungshäuser, und vor 1861 eingeführt, ein Dutzend seiner Systeme war in der Operation.

Australier, Argentinier und amerikanische Sorgen haben mit dem gekühlten Verschiffen Mitte der 1870er Jahre experimentiert; der erste kommerzielle Erfolg ist gekommen, als William Soltau Davidson eine Kompressionskühlungseinheit an den Behälter Dunedin von Neuseeland 1882 gepasst hat, zu einem Fleisch und Molkereiboom in Australasien und Südamerika führend. J & E Hall von Dartford, England hat 'SS Selembria' mit einem Dampf-Kompressionssystem ausgerüstet, um 30,000 Rümpfe des Hammelfleisches von den Falklandinseln 1886 zu bringen.

Das erste Gasabsorptionskühlungssystem mit gasartigem Ammoniak, das in Wasser aufgelöst ist (gekennzeichnet als "Wasser-Ammoniak") wurde von Ferdinand Carré aus Frankreich 1859 entwickelt und 1860 patentiert. Die Servel Gesellschaft hat Benzin angetrieben, Absorptionskühlschränke in Evansville, Indiana von 1927 bis 1956 gebaut. In den Vereinigten Staaten hat das Verbraucherpublikum damals noch den Eiskasten mit dem Eis verwendet, das von kommerziellen Lieferanten hereingebracht ist, von denen viele noch Eis ernteten und es in einem Kühlhaus versorgten.

Thaddeus Lowe, ein amerikanischer Ballonfahrer vom Bürgerkrieg, hatte im Laufe der Jahre mit den Eigenschaften von Benzin experimentiert. Eines seiner Hauptstütze-Unternehmen war die Großserienproduktion von Wasserstoffbenzin. Er hat auch mehrere Patente auf eismachenden Maschinen gehalten. Seine "Kompressionseismaschine" würde die kalte Lagerungsindustrie revolutionieren. 1869 haben andere Kapitalanleger und er einen alten Dampfer gekauft, auf den sie eine der Kühlungseinheiten von Lowe geladen haben und begonnen haben, frische Frucht von New York zum Golfküste-Gebiet und frisches Fleisch von Galveston, Texas zurück nach New York zu verladen. Wegen der Unwissenheit von Lowe über das Verschiffen war das Geschäft ein kostspieliger Misserfolg, und es war für das Publikum schwierig, sich an die Idee zu gewöhnen, im Stande zu sein, Fleisch zu verbrauchen, das aus dem sich verpacken lassenden Haus so lang gewesen war.

Mechanische Innenkühlschränke sind verfügbar in den Vereinigten Staaten 1911 geworden.

Weit verbreiteter kommerzieller Gebrauch

Vor den 1870er Jahren waren Brauereien die größten Benutzer von kommerziellen Kühlungseinheiten geworden, obwohl sich einige noch auf das geerntete Eis verlassen haben. Obwohl die eiserntende Industrie unermesslich um die Umdrehung des 20. Jahrhunderts gewachsen war, hatten Verschmutzung und Abwasser begonnen, ins natürliche Eis zu kriechen, es ein Problem in den Metropolitanvorstädten machend. Schließlich haben Brauereien begonnen, sich über das verdorbene Eis zu beklagen. Das hat die Nachfrage nach der moderneren und verbraucherbereiten Kühlung und den eismachenden Maschinen erhoben.

Carl von Linde, ein Technikprofessor an der Technologischen Universität München in Deutschland, hat eine verbesserte Methode patentiert, Benzin 1876 zu verflüssigen. Sein neuer Prozess hat mögliches Verwenden-Benzin wie Ammoniak, Schwefel-Dioxyd (SO2) und Methyl-Chlorid (CHCl) als Kühlmittel gemacht, und sie wurden zu diesem Zweck bis zum Ende der 1920er Jahre weit verwendet.

Gekühlte Gleise-Autos wurden in den Vereinigten Staaten in den 1840er Jahren für den kurz-geführten Transport von Milchprodukten eingeführt. 1867, J.B. Sutherland aus Detroit, hat Michigan das Kühlschrank-Auto patentiert, das mit Eiszisternen an jedem Ende des Autos und der Ventilator-Schläge in der Nähe vom Fußboden entworfen ist, der einen Ernst-Entwurf von kalter Luft durch das Auto schaffen würde.

Vor 1900 hatten die Fleisch-Verpackungshäuser Chicagos Ammoniak-Zyklus kommerzielle Kühlung angenommen. Vor 1914 hat fast jede Position künstliche Kühlung verwendet. Die großen Fleisch-Verpacker, Rüstung, Schnell, und Wilson, hatten die teuersten Einheiten gekauft, die sie auf Zugautos und in Zweighäusern und Lagerungsmöglichkeiten in den entfernteren Absatzgebieten installiert haben.

Erst als die Mitte des 20. Jahrhunderts, dass Kühlungseinheiten für die Installation auf Lastwagen oder Lastwagen entworfen wurden. Gekühlte Fahrzeuge werden verwendet, um leicht verderbliche Waren, wie eingefrorene Nahrungsmittel, Frucht und Gemüsepflanzen und temperaturabhängige Chemikalien zu transportieren. Die meisten modernen Kühlschränke behalten die Temperatur zwischen-40 und 20 °C, und haben eine maximale Nutzlast des ungefähr 24,000 Kg Bruttogewinns (in Europa).

Haus und Verbrauchergebrauch

Mit der Erfindung von synthetischen Kühlmitteln gestützt größtenteils auf einem chlorofluorocarbon (CFC) chemische, sicherere Kühlschränke waren für das Haus und den Verbrauchergebrauch möglich. Freon ist eine Handelsmarke von Dupont Corporation und bezieht sich auf diese CFCs, und später hydrochlorofluorocarbon (HCFC) und Hydrofluorkohlenwasserstoff (HFC), Kühlmittel entwickelt gegen Ende der 1920er Jahre. Wie man betrachtete, waren diese Kühlmittel zurzeit weniger schädlich als die allgemein verwendeten Kühlmittel der Zeit, einschließlich Methyls formate, Ammoniaks, Methyl-Chlorids und Schwefel-Dioxyds. Die Absicht war, Kühlungsausrüstung für den Hausgebrauch ohne Gefahr zur Verfügung zu stellen. Diese CFC Kühlmittel haben auf dieses Bedürfnis geantwortet. In den 1970er Jahren aber, wie man fand, reagierten die Zusammensetzungen mit dem atmosphärischen Ozon, einem wichtigen Schutz gegen die Sonnenultraviolettstrahlung und ihrem Gebrauch, weil ein Kühlmittel weltweit im Montrealer Protokoll von 1987 verkürzt wurde.

Aktuelle Anwendungen der Kühlung

Wahrscheinlich sind die am weitesten verwendeten aktuellen Anwendungen der Kühlung für die Klimatisierung von privaten Häusern und öffentlichen Gebäuden und Kühlen-Lebensmitteln in Häusern, Restaurants und großen Lagerungslagern. Der Gebrauch von Kühlschränken in Küchen, um Früchte und Gemüsepflanzen zu versorgen, hat erlaubt, frische Salate zur modernen Diät das ganze Jahr hindurch hinzuzufügen, und Fisch und Fleisch sicher seit langen Zeiträumen zu versorgen.

Im Handel und der Herstellung gibt es vielen Gebrauch für die Kühlung. Kühlung ist an liquify Benzin - Sauerstoff, Stickstoff, Propan und Methan zum Beispiel gewöhnt. In der Druckluft-Reinigung wird es verwendet, um Wasserdampf von Druckluft zu kondensieren, um seinen Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren. In Ölraffinerien, chemischen Werken und petrochemischen Werken, wird Kühlung verwendet, um bestimmte Prozesse bei ihren erforderlichen niedrigen Temperaturen (zum Beispiel, in der Alkylierung von butenes und Butan aufrechtzuerhalten, um einen hohen Oktanbenzinbestandteil zu erzeugen). Metallarbeiter verwenden Kühlung, um Stahl und Besteck zu mildern. Im Transportieren temperaturabhängiger Lebensmittel und anderer Materialien durch Lastwagen, Züge, Flugzeuge und Hochseeschiffe, ist Kühlung eine Notwendigkeit.

Milchprodukte sind ständig im Bedürfnis nach der Kühlung, und es wurde nur in den letzten wenigen Jahrzehnten entdeckt, auf die Eier während der Sendung gekühlt werden mussten anstatt zu warten, um nach der Ankunft am Lebensmittelgeschäft gekühlt zu werden. Fleisch, Geflügel und Fisch müssen alle in klimakontrollierten Umgebungen behalten werden, bevor sie verkauft werden. Kühlung hilft auch, Früchte und Gemüsepflanzen essbar länger zu halten.

Einer des einflussreichsten Gebrauches der Kühlung war in der Entwicklung der sushi/sashimi Industrie in Japan. Vor der Entdeckung der Kühlung waren viele Sushi-Kenner gefährdet des Zusammenziehens von Krankheiten. Die Gefahren von ungekühltem sashimi wurden nicht gebracht, um sich seit Jahrzehnten wegen des Mangels an der Forschung und dem Gesundheitsfürsorge-Vertrieb über das ländliche Japan zu entzünden. Um die Mitte des Jahrhunderts hat die Vereinigung von Zojirushi, die in Kyoto gestützt ist, Durchbrüche in Kühlschrank-Designs gemacht, Kühlschränke preiswerter und zugänglicher für Restaurant-Besitzer und die breite Öffentlichkeit machend.

Methoden der Kühlung

Methoden der Kühlung können als nichtzyklisch, zyklisch, thermoelektrisch und magnetisch klassifiziert werden.

Nichtzyklische Kühlung

In der nichtzyklischen Kühlung wird das Abkühlen durch das Schmelzen des Eises oder durch das subliming Trockeneis (eingefrorenes Kohlendioxyd) vollbracht. Diese Methoden werden für die kleine Kühlung solcher als in Laboratorien und Werkstätten, oder in tragbaren Kühlern verwendet.

Eis schuldet seine Wirksamkeit als ein kühl werdender Agent zu seinem Schmelzpunkt von 0 °C (32 °F) auf Meereshöhe. Um zu schmelzen, vereisen Sie muss 333.55 kJ/kg (ungefähr 144 Btu/lb) der Hitze absorbieren. In der Nähe von dieser Temperatur aufrechterhaltene Lebensmittel haben eine vergrößerte Haltbarkeit.

Festes Kohlendioxyd hat keine flüssige Phase am normalen atmosphärischen Druck und Subkalke direkt vom Festkörper bis Dampf-Phase bei einer Temperatur von-78.5 °C (-109.3 °F) und ist wirksam, um Produkte bei niedrigen Temperaturen während der Sublimierung aufrechtzuerhalten. Systeme wie das, wo das Kühlmittel verdampft und zur Atmosphäre abreagiert wird, sind als "Gesamtverlust-Kühlung" bekannt.

Zyklische Kühlung

Das besteht aus einem Kühlungszyklus, wohin Hitze von einem Raum der niedrigen Temperatur oder Quelle entfernt und zu einem Hoch-Temperaturbecken mit der Hilfe der Außentätigkeit, und seines Gegenteils, des thermodynamischen Macht-Zyklus zurückgewiesen wird. Im Macht-Zyklus wird Hitze von einer Hoch-Temperaturquelle dem Motor, Teil der Hitze geliefert, die wird pflegt, Arbeit und den Rest zu erzeugen, der zu einem Becken der niedrigen Temperatur wird zurückweist. Das befriedigt das zweite Gesetz der Thermodynamik.

Ein Kühlungszyklus beschreibt die Änderungen, die im Kühlmittel stattfinden, weil es abwechselnd absorbiert und Hitze zurückweist, weil es durch einen Kühlschrank zirkuliert. Es wird auch auf die HVACR-Arbeit angewandt, wenn das Beschreiben des "Prozesses" des Kühlmittels durch eine HVACR Einheit fließt, ob es ein paketierter oder Spalt-System ist.

Hitze fließt natürlich vom heißen bis Kälte. Arbeit wird angewandt, um einen Wohnraum oder Lagerungsvolumen durch das Pumpen der Hitze von einer niedrigeren Temperaturhitzequelle in ein höheres Temperaturhitzebecken abzukühlen. Isolierung wird verwendet, um die Arbeit zu reduzieren, und Energie musste erreichen und eine niedrigere Temperatur im abgekühlten Raum aufrechterhalten. Der Betriebsgrundsatz des Kühlungszyklus wurde mathematisch von Sadi Carnot 1824 als ein Hitzemotor beschrieben.

Die allgemeinsten Typen von Kühlungssystemen verwenden den Rück-Rankine-Kühlungszyklus der Dampf-Kompression, obwohl Absorptionswärmepumpen in einer Minderheit von Anwendungen verwendet werden.

Zyklische Kühlung kann als klassifiziert werden:

1. Dampf-Zyklus und
2. Gaszyklus

Dampf-Zyklus-Kühlung kann weiter als klassifiziert werden:

1. Kühlung der Dampf-Kompression
2. Kühlung der Dampf-Absorption

Zyklus der Dampf-Kompression

:: (Sieh Wärmepumpe und Kühlungszyklus und Kühlung der Dampf-Kompression für mehr Details)

Der Zyklus der Dampf-Kompression wird in den meisten Haushaltskühlschränken sowie in vielen großen kommerziellen und industriellen Kühlungssystemen verwendet. Abbildung 1 stellt ein schematisches Diagramm der Bestandteile eines typischen Kühlungssystems der Dampf-Kompression zur Verfügung. Die Thermodynamik des Zyklus kann auf einem Diagramm, wie gezeigt, in der Abbildung 2 analysiert werden. In diesem Zyklus geht ein zirkulierendes Kühlmittel wie Freon in den Kompressor als ein Dampf ein. Vom Punkt 1, um 2 hinzuweisen, wird der Dampf am unveränderlichen Wärmegewicht zusammengepresst und herrscht über den Kompressor als ein Dampf bei einer höheren Temperatur, aber noch unter dem Dampf-Druck bei dieser Temperatur. Vom Punkt 2, um 3 hinzuweisen, und auf, 4 hinzuweisen, reist der Dampf durch den Kondensator, der den Dampf abkühlt, bis es anfängt sich zu verdichten, und dann den Dampf in eine Flüssigkeit durch das Entfernen der zusätzlichen Hitze am unveränderlichen Druck und der Temperatur kondensiert. Zwischen Punkten 4 und 5 geht das flüssige Kühlmittel die Vergrößerungsklappe durch (auch hat eine Kehle-Klappe genannt), wo sein Druck plötzlich abnimmt, Blitz-Eindampfung und Autokühlung, normalerweise, weniger als Hälfte der Flüssigkeit verursachend. Das läuft auf eine Mischung von Flüssigkeit und Dampf bei einer niedrigeren Temperatur und Druck, wie gezeigt, am Punkt 5 hinaus. Die kalte Mischung des flüssigen Dampfs reist dann durch die Evaporator-Rolle oder Tuben und wird durch das Abkühlen der warmen Luft (vom Raum völlig verdunstet, der wird kühlt) durch einen Fächer über die Evaporator-Rolle oder Tuben geblasen zu werden. Der resultierende Kühldampf kehrt zur kleinen Kompressor-Bucht am Punkt 1 zurück, um den thermodynamischen Kreisprozess zu vollenden.

Die obengenannte Diskussion basiert auf dem idealen Kühlungszyklus der Dampf-Kompression, und zieht wirkliche Effekten wie Reibungsdruck-Fall im System, der geringen thermodynamischen Nichtumkehrbarkeit während der Kompression des Kühldampfs oder dem nichtidealen Gasverhalten (wenn irgendwelcher) nicht in Betracht.

Mehr Information über das Design und die Leistung von Kühlungssystemen der Dampf-Kompression ist im Handbuch der Chemotechniker des Klassikers Perry verfügbar.

Dampf-Absorptionszyklus

In den frühen Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts war der Dampf-Absorptionszyklus mit Wasserammoniak-Systemen populär und weit verwendet. Nach der Entwicklung des Dampf-Kompressionszyklus hat der Dampf-Absorptionszyklus viel von seiner Wichtigkeit wegen seines niedrigen Koeffizienten der Leistung (über einen fünften von diesem des Dampf-Kompressionszyklus) verloren. Heute wird der Dampf-Absorptionszyklus hauptsächlich verwendet, wo der Brennstoff für die Heizung verfügbar ist, aber Elektrizität ist nicht, solcher als in Erholungsfahrzeugen, die LP-Benzin tragen. Es wird auch in Industrieumgebungen verwendet, wo reichliche überflüssige Hitze seine Wirkungslosigkeit überwindet.

Der Absorptionszyklus ist dem Kompressionszyklus abgesehen von der Methode ähnlich, den Druck des Kühldampfs zu erheben. Im Absorptionssystem wird der Kompressor durch einen Absorber ersetzt, der das Kühlmittel in einer passenden Flüssigkeit, eine flüssige Pumpe auflöst, die den Druck und einen Generator erhebt, der, auf der Hitzehinzufügung, den Kühldampf von der Hochdruckflüssigkeit vertreibt. Etwas Arbeit ist durch die flüssige Pumpe erforderlich, aber, für eine gegebene Menge des Kühlmittels, ist es viel kleiner als erforderlich durch den Kompressor im Dampf-Kompressionszyklus. In einem Absorptionskühlschrank wird eine passende Kombination des Kühlmittels und Absorptionsmittels verwendet. Die allgemeinsten Kombinationen sind Ammoniak (Kühlmittel) und Wasser (Absorptionsmittel) und (kühlendes) Wasser- und Lithiumbromid [Absorptionsmittel].

Gaszyklus

Wenn die Arbeitsflüssigkeit ein Benzin ist, das zusammengepresst und ausgebreitet wird, aber Phase nicht ändert, wird der Kühlungszyklus einen Gaszyklus genannt. Luft ist meistenteils diese Arbeitsflüssigkeit. Da es keine Kondensation und in einem Gaszyklus beabsichtigte Eindampfung gibt, sind Bestandteile entsprechend dem Kondensator und Evaporator in einem Dampf-Kompressionszyklus die heißen und kalten Benzin-zu-Benzin-Hitzeex-Wechsler in Gaszyklen.

Der Gaszyklus ist weniger effizient als der Dampf-Kompressionszyklus, weil der Gaszyklus am Rückzyklus von Brayton statt des Rückzyklus von Rankine arbeitet. Als solcher erhält die Arbeitsflüssigkeit nicht und weist Hitze bei der unveränderlichen Temperatur zurück. Im Gaszyklus ist die Kühlungswirkung dem Produkt der spezifischen Hitze des Benzins und des Anstiegs der Temperatur des Benzins in der niedrigen Temperaturseite gleich. Deshalb, für dieselbe kühl werdende Last, braucht ein Gaskühlungszyklus einen großen Massendurchfluss und ist umfangreich.

Wegen ihrer niedrigeren Leistungsfähigkeit und größeren Hauptteils werden Luftzyklus-Kühler heutzutage in kühl werdenden Landgeräten nicht häufig verwendet. Jedoch ist die Luftzyklus-Maschine auf Benzin turbinenangetriebenes Strahlflugzeug als das Abkühlen und die Lüftungseinheiten sehr üblich, weil Druckluft von den Kompressor-Abteilungen der Motoren sogleich verfügbar ist. Solche Einheiten dienen auch dem Zweck, das Flugzeug unter Druck zu setzen.

Thermoelektrische Kühlung

Thermoelektrischer kühl werdender Gebrauch die Wirkung von Peltier, einen Hitzefluss zwischen dem Verbindungspunkt von zwei verschiedenen Typen von Materialien zu schaffen. Diese Wirkung wird im Camping und den tragbaren Kühlern allgemein verwendet und um elektronische Bestandteile und kleine Instrumente abzukühlen.

Magnetische Kühlung

Magnetische Kühlung oder adiabatische Entmagnetisierung, ist eine kühl werdende Technologie, die auf der magnetocaloric Wirkung, einem inneren Eigentum von magnetischen Festkörpern gestützt ist. Das Kühlmittel ist häufig ein paramagnetisches Salz wie Cerium-Magnesium-Nitrat. Die aktiven magnetischen Dipole sind in diesem Fall diejenigen der Elektronschalen der paramagnetischen Atome.

Ein starkes magnetisches Feld wird auf das Kühlmittel angewandt, seine verschiedenen magnetischen Dipole zwingend, sich auszurichten und diese Grade der Freiheit des Kühlmittels in einen Staat des gesenkten Wärmegewichtes stellend. Ein Hitzebecken absorbiert dann die Hitze, die durch das Kühlmittel wegen seines Verlustes des Wärmegewichtes veröffentlicht ist. Der Thermokontakt mit dem Hitzebecken wird dann gebrochen, so dass das System isoliert wird, und das magnetische Feld ausgeschaltet wird. Das vergrößert die Hitzekapazität des Kühlmittels, so seine Temperatur unter der Temperatur des Hitzebeckens vermindernd.

Weil wenige Materialien die erforderlichen Eigenschaften bei der Raumtemperatur ausstellen, sind Anwendungen bis jetzt auf die Kryogenik und Forschung beschränkt worden.

Andere Methoden

Andere Methoden der Kühlung schließen die ins Flugzeug verwendete Luftzyklus-Maschine ein; die Wirbelwind-Tube hat für das Punkt-Abkühlen verwendet, wenn Druckluft verfügbar ist; und Thermoacoustic-Kühlung mit Schallwellen in einem unter Druck gesetzten Benzin, um Wärmeübertragung und Hitzeaustausch zu steuern; Dampfstrahl das Abkühlen populär am Anfang der 1930er Jahre für die Klimatisierung große Gebäude; thermoelastic, der das Verwenden einer klugen Metalllegierung abkühlt, die sich streckt und sich entspannt. Viele Stirling Zyklus-Hitzemotoren können umgekehrt geführt werden, um als ein Kühlschrank zu handeln, und deshalb haben diese Motoren einen Nische-Nutzen in der Kryogenik. Außerdem gibt es andere Typen von cryocoolers wie Kühler von Gifford-McMahon, Kühler des Joules-Thomson, Pulstube-Kühlschränke und, für Temperaturen zwischen 2 mK und 500 mK, Verdünnungskühlschränken.

Einheit der Kühlung

Die gemessene Kapazität der Kühlung wird immer in Einheiten der Macht dimensioniert. Häusliche und kommerzielle Kühlschränke können in kJ/s oder Btu/h des Abkühlens abgeschätzt werden. Für kommerzielle und industrielle Kühlungssysteme verwendet der grösste Teil der Welt das Kilowatt (Kilowatt) als die grundlegende Einheit der Kühlung. Gewöhnlich werden kommerzielle und industrielle Kühlungssysteme in Nordamerika in Tonnen der Kühlung (TR) abgeschätzt. Historisch wurde ein TR als die Energieeliminierungsrate definiert, die eine kurze Tonne Wasser an 0 °C (32 °F) an einem Tag einfrieren wird. Das war sehr wichtig, weil viele frühe Kühlungssysteme in Eishäusern waren. Die einfache Einheit hat Eigentümern dieser frühen Kühlungssysteme erlaubt, eine Produktion eines Tages des Eises gegen den Energieverbrauch zu messen, und ihr Werk mit einem unten die Straße zu vergleichen. Während Eishäuser einen viel kleineren Teil der Kühlungsindustrie zusammensetzen, als sie einmal, die Einheit getan haben, ist TR in Nordamerika geblieben. Der so historisch definierte Wert der Einheit war etwa 11,958 Btu/hr (3.505 Kilowatt), und ist jetzt herkömmlich wiederdefiniert worden wie genau 12,000 Btu/hr (3.517 Kilowatt).

Während nicht aufrichtig eine Einheit der Kapazität, ein Kühlungssystemkoeffizient der Leistung (CoP) in der Bestimmung einer gesamten Leistungsfähigkeit eines Systems sehr wichtig ist. Es wird als Kühlungskapazität im Kilowatt definiert, das durch den Energieeingang im Kilowatt geteilt ist. Während CoP ein sehr einfaches Maß der Leistung ist, wird er normalerweise für die Industriekühlung in Nordamerika nicht verwendet. Eigentümer und Hersteller dieser Systeme verwenden normalerweise Leistungsfaktor (PF). Ein PF eines Systems wird als ein Energieeingang eines Systems in der Pferdestärke definiert, die durch seine Kühlungskapazität in TR geteilt ist. Sowohl CoP als auch PF können entweder auf das komplette System oder auf Systembestandteile angewandt werden. Zum Beispiel kann ein individueller Kompressor durch das Vergleichen der Energie abgeschätzt werden musste den Kompressor gegen die erwartete auf dem Einlassvolumen-Durchfluss gestützte Kühlungskapazität führen. Es ist wichtig zu bemerken, dass sowohl CoP als auch PF für ein Kühlungssystem nur an spezifischen Betriebsbedingungen, einschließlich Temperaturen und Thermallasten definiert werden. Das Abrücken von den angegebenen Betriebsbedingungen kann eine Leistung eines Systems drastisch ändern.

Siehe auch

Weiterführende Literatur

• Kühlungsvolumen, ASHRAE Handbuch, ASHRAE, Inc., Atlanta, Georgia
• Stoecker und Jones, Kühlung und Klimatisierung, Hügel-Herausgeber von Tata-McGraw
• Mathur, M.L. Mehta, F.S. Thermaltechnik Vol II
• MSN Encarta Enzyklopädie

Links

• "Der Kühlungszyklus", von HowStuffWorks
• Amerikanische Gesellschaft der Heizung, des Kühlens und der Klimaanlage von Ingenieuren (ASHRAE)
• "Der Kühlungszyklus: Wie Hauptklimaanlage-Arbeiten"
• Britisches Institut für die Kühlung
• "Der ideale Dampf-Kompressionskühlungszyklus", Universität Nevadas (die Vereinigten Staaten)
• Kühlungsgeschichte
• Rollen Sie zum "Absorptionssystem des Dauernden Zyklus" nach unten
• US-Energieministerium: Technologiegrundlagen von Absorptionszyklen