Gå til innhold

Danskene viser oss arvesølvet


Anbefalte innlegg

Videoannonse
Annonse

Hva betyr egentlig begrepet "fasekjøling"? Har det noe med prinsippet som brukes i kjøleskap og airconditioning-systemer (kjølemedium i flytende/gassform som sirkulerer i en krets, med høyt trykk/temperatur der varmen skal avgis, og lavt trykk/temperatur der varmen skal taes opp)?

Endret av ventle
Lenke til kommentar
Hva betyr egentlig begrepet "fasekjøling"? Har det noe med prinsippet som brukes i kjøleskap og airconditioning-systemer (kjølemedium i flytende/gassform som sirkulerer i en krets, med høyt trykk/temperatur der varmen skal avgis, og lavt trykk/temperatur der varmen skal taes opp)?

Fasekjøling benytter seg av faseendring, et stoff innni små rør endrer fase fra f.eks flytende stoff til fast stoff. Denne overgangen krever mye energi, så når den har byttet fase oppover fraktes den ut i kjøleren, og når den så har byttet fase igjen trekkes den inn mot varmepunktet igjen. Siden et stoff på kanten av en fase kan holde på utrolig my energi i forhold til temperatur, så er det en veldig effektiv måte å transportere energi/varme på.

Lenke til kommentar
Fasekjøling benytter seg av faseendring, et stoff innni små rør endrer fase fra f.eks flytende stoff til fast stoff. Denne overgangen krever mye energi, så når den har byttet fase oppover fraktes den ut i kjøleren, og når den så har byttet fase igjen trekkes den inn mot varmepunktet igjen. Siden et stoff på kanten av en fase kan holde på utrolig my energi i forhold til temperatur, så er det en veldig effektiv måte å transportere energi/varme på.

 

Strengt tatt er det vel mye mer praktisk å operere med flytende form og gassform enn flytende og fast...

 

Dessuten så er det, såvidt jeg vet, overgangen fra fast til flytende og igjen til gassform som krever (mye) energi, ikke motsatt. Ved å tilføre energi kan man f.eks. smelte en isklump og fordampe den...

Lenke til kommentar
Fasekjøling benytter seg av faseendring, et stoff innni små rør endrer fase fra f.eks flytende stoff til fast stoff. Denne overgangen krever mye energi, så når den har byttet fase oppover fraktes den ut i kjøleren, og når den så har byttet fase igjen trekkes den inn mot varmepunktet igjen. Siden et stoff på kanten av en fase kan holde på utrolig my energi i forhold til temperatur, så er det en veldig effektiv måte å transportere energi/varme på.

 

Strengt tatt er det vel mye mer praktisk å operere med flytende form og gassform enn flytende og fast...

 

Dessuten så er det, såvidt jeg vet, overgangen fra fast til flytende og igjen til gassform som krever (mye) energi, ikke motsatt. Ved å tilføre energi kan man f.eks. smelte en isklump og fordampe den...

Krever like mye kjøling for å få tilbake til forrige fase som det krevdes energi for å varme den opp, kan jo for morros skyld kalle det negativ energi. Mente forøvrig å skrive gassform :p Fast form er noe upraktisk å frakte i små rør.

Lenke til kommentar
Krever like mye kjøling for å få tilbake til forrige fase som det krevdes energi for å varme den opp, kan jo for morros skyld kalle det negativ energi. Mente forøvrig å skrive gassform :p Fast form er noe upraktisk å frakte i små rør.

 

Tja... Ting går gjerne tilbake til romtemperatur av seg selv, og jo varmere de er, jo fortere avgir de varmen. Hvor mye energi det tar å kjøle ned tingen kommer jo helt an på hvordan du velger å kjøle den. Selvfølgelig er det like mye energi som må ut av den varme tingen som det som er i den, men å si at det kreves like mye energi for å gjøre dette blir forferdelig upresist.

Lenke til kommentar

Jeg vil si det er ganske presist sett fra ett energibetraktnings-perspektiv. Påstanden din om at ting går tilbake til romtemperatur av seg selv forutsetter jo at det faktisk er romtemperatur i omgivelsene. Energien som kreves for å flytte en viss mengde varmeenergi fra ett sted til ett annet bør jo være lik den energien som kreves for å flytte samme varmemengde den andre veien med samme metode... (?)

 

forøvrig var jeg vel helt klart inne på noe med mistankene mine angående kjøleskap og AC :)

Lenke til kommentar
Energien som kreves for å flytte en viss mengde varmeenergi fra ett sted til ett annet bør jo være lik den energien som kreves for å flytte samme varmemengde den andre veien med samme metode... (?)

 

Joda... hvis man liker å flytte rundt på varme som hobby...

Om man derimot skal kjøle ned noe, som f.eks. en PC, blir ikke varmen laget på samme måte som man fjerner den.

Lenke til kommentar

Sidne det virker å være noe usikkerhet og småfeil rundt forklaringene om fasekjøling så kan jeg gå raskt over prinsippet siden jeg sitter med hjemmemekk fasekjøler og dermed har bedre grep på det enn de fleste ;)

 

Litt forenklet så kan man si at alle fasekjølere baserer seg på sirkulere en gass rundt i en loop, ikke så ulkit vanlig vannkjøling i grunn. Fasekjøling benytter fenomenet gassform av alle stoffer bære med seg mye mer energi enn veskeform av samme stoffet. Dette betyr kort sagt at om du tilfører en veske nok energi så blir det til en gass.

 

Når veske blir om til gass pga. det ble tilført energi så ekspanderer stoffet kraftig når det går over til gassform. Dette kjenner vi også til fra dagliglivet (kokende vann i te-kjele). Altså: tilføring av energi fører til ekspansjon av stoffet. Det som kanskje ikke alle vet er at reversen av den reaksjonen er også like mulig. Dvs. hvis du kan tvinge en gass til å gå over til veskeform (ved å presse den sammen under høyt trykk) så vil den også bli tvunget til å slippe fra seg masse energi i form av varme fordi veskeformen rett og slett ikke er i stand til å bære like mye varme i veskeform.

 

Dette utnytter vi dermed ved å bruke en kompressor der som du ellers ville funnet en radiator i et vanlig vannkjølings-system. Denne presser sammen gass til veskeform som beskrevet over. Resultatet er at nesten uansett hvor mye energi som ble bært med gassen så tvinges gassen til å dumpe alt overskuddet i kompressoren. (kompressoren selv blir da uhorvelig varm og må som regel luftkjøles, men det trenger vi ikke å gå dypere inn på her).

 

I kjøleloopen så vil det være hovedsakelig trange slanger med lite volum. Dette er for å bevisst holde trykket høyt slik at du kan fokusere kjøleeffekten der du vil og ikke gi gassen en mulighet til å ekspandere før du ønsker. I kjøleblokken (evaporatoren på fasekjølingsspråk) er det laget relativt mye mer plass. Dette gjør at vesken får mulighet til å ekspandere slik som den har "lyst" å gjøre når den møter varme. Denne ekspansjonen fra veske til gass er naturligvis det motsatte til det som skjedde i kompressoren, og lagrer opp meget store mengder varme i gassen som formes. gassen sendes da tilbake til kompressoren, og kretsløpet gjenntas. Grunnen til at fasekjøling kan lage slike temperaturer som -60celcius for eksempel er at visse gasser/gassblandinger faktisk koker på -60celcius. Det er kokepunktet som sitter minimumsgrensen for temperaturen altså. En ideell gass er altså da en som både har lavt kokepunkt og samtidig bærer mye energi med seg pr. enhet.

 

Dete er selvfølgelig veldig forenklet, men er i et nøtteskall hvordan slike system fungerer. Det er forøvrig samme prinsipp som frysere/kjøleskap/aircondition bruker. Faktisk er nesten ALLE produkter som produserer sub-ambient temperaturer basert på denne teknologien, så det er noe vi alle eier og bruker daglig.

 

Jeg vil poengtere at denne artikkelen neppe snakker om et aktivt fasekjølingssystem. Det er neppe snakk om noen kompressor eller noe slikt her. Det er nok heller noe lignende til heat-pipes som også benytter til en viss grad vaske/gass overganger.

 

-Stigma

Endret av Stigma
Lenke til kommentar
Sidne det virker å være noe usikkerhet og småfeil rundt forklaringene om fasekjøling så kan jeg gå raskt over prinsippet siden jeg sitter med hjemmemekk fasekjøler og dermed har bedre grep på det enn de fleste ;)

 

Litt forenklet så kan man si at alle fasekjølere baserer seg på sirkulere en gass rundt i en loop, ikke så ulkit vanlig vannkjøling i grunn. Fasekjøling benytter fenomenet gassform av alle stoffer bære med seg mye mer energi enn veskeform av samme stoffet. Dette betyr kort sagt at om du tilfører en veske nok energi så blir det til en gass.

-Stigma

 

Kjære Stigma.

Du setter vognen foran hesten her syns jeg. Har ikke noen mer treffende måte å beskrive det på.

Gassform av alle stoffer bærer med seg mer energi enn veskeform av samme stoff?

 

Materialer med høy massetetthet kan lagre større mengder varme enn materialer med lav massetetthet. Metaller med høy massetetthet som f.eks. kobber både lagrer og leder varme mer effektivt enn aluminium som har en mye lavere tetthet/masse pr. volum.

Det samme kan vi si om luft versus vann også. Vann har gode varmeopptaks- og lagringsegenskaper, mens luft har relativt dårlige varmeopptaks- og lagringsegenskaper.

 

Det samme prinsippet gjelder kjølevesken i et kompressorsystem. I veskeform OPPTAR mediet energi i form av varme og transporterer det så bort fra varmekilden i flytende form. Senere i kretsløpet gis vesken mer plass og idet den ekspanderer AVGIR den energien til omgivelsene, typisk like før den entrer kompressoren igjen. Gass er et relativt dårlig medium å lagre varme i, veske er langt bedre. Det er i overgangen fra veske til gass at varmeoverføringen ut av gassen skjer, når gassen er dannet har varmeoverføringen allerede funnet sted og varmen er da overført til rør/radiator gassen dannes i. Som gass har mediet dårlig evne til å holde på energi, så den lille resterende varmeenergien går stort sett tapt til omgivelsene også etter at mediet har endret fase fra veske til gass. Når så gassen komprimeres til veske igjen så har den i utgangspunktet lite energi, ellers ville den resulterende vesken være omtrent like varm som før, noe den normalt ikke er. I overgangen fra gass til veske i kompressoren tilføres mediet tja... la oss kalle det kinetisk energi. Den tilføres et trykk som lar mediet innta en annen form, nemlig veske, uten å varme den i særlig grad. Så gjentas kretsløpet.

Enkel fysikk egentlig, vi lever i samme univers, og fysiske lover for energi og masse gjelder i fasekjøling som overalt ellers.

Endret av ^xRun^
Lenke til kommentar
Kjære Stigma.

Du setter hesten foran vognen her syns jeg. Har ikke noen mer treffende måte å beskrive det på.

Å ha hesten foran vogna synes jeg høres helt riktig ut. Hesten skal jo ikke dytte vogna med mulen. ;)

 

Resten av innlegget ditt bærer preg av å "dytte vogna med mulen".

 

Gassform av alle stoffer bærer med seg mer energi enn veskeform av samme stoff?

 

Materialer med høy massetetthet kan lagre større mengder varme enn materialer med lav massetetthet.

Det er ingen klar sammenheng mellom de to faktorene. Varmekapasiteten til et materiale avgjøres ikke bare av molvekta og avstanden mellom atomene (til sammen: massetetthet) men også av antall "frihetsgrader". Dvs. antall måter atomene kan bevege seg på i forhold til hverandre. Tetthet og varmekapasitet henger altså ikke godt sammen. F.eks har luft høyere varmekapasitet enn aluminium med ca 1 J/(kg*K) vs ca 0,38 J/(kg*K). Det samme gjelder varmeledningsevne og tetthet. F.eks leder aluminium varme 2,7 ganger så bra som Osmium selv om Osmium er over 8 ganger så tungt.

 

Når det kommer til fasekjøling så har du fått det helt motsatt. Det er fordamperen som opptar varme fra omgivelsene og transporterer det i gassform over til kondenseren, der det avgir varmen.

 

Husk at dette er et lukket system og like mye gass må gå den ene veien som det kommer væske den andre veien. Det eneste logiske er dermed å regne varme per vektenhet og ikke per volumenhet. Når et stoff fordamper så opptar det en stor mengde energi i form av fordampningsentalpi. Denne energien lagres kjemisk i form i gassmolekylene. Det vil si lagret som et sett med vibrasjoner i atomstrukturen. Denne energien frigis når gassen kondenserer og atomene ordner seg mer regelmessig. Dvs. færre frihetsgrader.

 

Les mer her:

http://en.wikipedia.org/wiki/Vapor-compression_refrigeration

 

300px-Heatpump.svg.png

A simple stylized diagram of a heat pump's vapor-compression refrigeration cycle: 1) condenser, 2) expansion valve, 3) evaporator, 4) compressor.

 

Refrigeration.png

Endret av Simen1
Lenke til kommentar
Kjære Stigma.

Du setter hesten foran vognen her syns jeg. Har ikke noen mer treffende måte å beskrive det på.

Å ha hesten foran vogna synes jeg høres helt riktig ut. Hesten skal jo ikke dytte vogna med mulen. ;)

 

Resten av innlegget ditt bærer preg av å "dytte vogna med mulen".

 

Touché :)

Jeg mente selvfølgelig at han hadde satt vognen foran hesten, korrigerte setningen nå.

 

Ellers ser jeg ikke noe galt i at metaller med større massetetthet lagrer og leder varme mer effektivt enn metaller med lav massetetthet ref. kobber versus aluminium. Det er kanskje en generalisering, men unntakene er få, jeg har ikke hørt at det motsatte kan være tilfellet.

 

Prinsippet er gyldig for veske versus gass også. Et materiale som i sin naturlige form er flytende har større energiopptakspotensiale enn et materiale som er en gass i sin naturlige form i samme miljø. Når det flytende materialet får tilført så mye energi at det endrer fase og blir en gass så stemmer det som du sier at atomene er excitert og vibrerer og opptar mer plass, naturligvis, det er jo en gass.

 

Men poenget mitt her var at forklaringen i innlegget over beskrev at gassen opptok og lagret varme. Det stemmer ikke, det var vesken som opptok varmen og ble en gass som følge av det. Eller i et kompressorsystem: man ønsker å la vesken gå over i gassform på et spesifikt sted i systemet fordi den i overgangen vil oppta energi fra omgivelsene, og en måte å forårsake faseendringen er dels å lette på trykket og dels å tilføre energi. Når den først var blitt gass opptok den lite og avga heller mest mulig til omgivelsene senere i kretsen.

 

Det blir som en sprayboks eller en CO2 brannslukker. Når du sprayer går vesken inni over fra flytende til gassform idet den passerer ventilen (ref. evaporator), og selve overgangen krever så mye energi fra omgivelsene (som består av den umiddelbart påfølgende vesken, ventilen osv.) at disse omgivelsene blir kaldere.

Skal du kjøle noe ved å spraye det så bør dyseutgangen være nær objektet som skal kjøles, i og med at energinivået i den kalde gassen raskt tilpasser seg energinivået i omgivelsene og mister kjøleeffekten sin på litt avstand fra dysen.

 

Uansett, jeg tror nok vi begge har en grei forståelse av hvordan det funker, poenget var å påpeke at det ikke er gassen som er varmeopptageren i kjøleren, den bare sprer varmen over et større areal eller volum. Varmeopptaket, eller energiopptaket har allerede funnet sted idet vesken gikk over i gassform.

Lenke til kommentar

Opprett en konto eller logg inn for å kommentere

Du må være et medlem for å kunne skrive en kommentar

Opprett konto

Det er enkelt å melde seg inn for å starte en ny konto!

Start en konto

Logg inn

Har du allerede en konto? Logg inn her.

Logg inn nå
  • Hvem er aktive   0 medlemmer

    • Ingen innloggede medlemmer aktive
×
×
  • Opprett ny...