Физические основы получения холода

Знания о термодинамических свойствах газов и жидкостей крайне необходимы для инженеров различных специальностей, для создания и обслуживания систем кондиционирования воздуха. Термодинамические и физико-химические свойства чистых веществ зависят непосредственно от природы молекул, из которых они состоят. Однако любое вещество при изменении внешних условий (например, температуры и давления) может переходить в твердое, жидкое или газообразное состояние.

Человечество в своей повседневной деятельности часто сталкивается с необходимостью охлаждать различные вещества и устройства до температур существенно ниже температуры окружающей среды. Под охлаждением следует понимать изменение состояния вещества вызванное отводом теплоты. В процессе отвода теплоты меняется форма связи между молекулами, вызывая тем самым изменение состояние вещества, то есть происходит его фазовое превращение.

В общем случае понижение температуры вещества можно достигнуть путем внешнего или внутреннего охлаждения. При внешнем охлаждении необходима внешняя система, температура которой ниже чем у объекта охлаждения. (Например, охлаждение потока вещества (газа или жидкости) путем теплообмена его, с другим веществом имеющего более низкую температуру).

Внутренне охлаждение происходит без отвода тепла во внешнюю среду, например, при расширении газа или пара в дроссельном вентиле или детандере.

В настоящее время в технике кондиционирования воздуха широко используются:

- системы охлаждения, построенные на фазовых превращениях веществ (испарение, кипение, плавление);

- машинные методы охлаждения (парокомпрессионные, газовые и абсорбционные);

- термоэлектрические;

– специальные системы охлаждения (акустические, вихревые и др.).