[ناصر اللحياني]

المحاضرة السابعة :

دورة آلة كارنو الانعكاسية المقلوبة :

تمهيد :

[align=justify]المضخة الحرارية هي آلة حرارية تعمل في الاتجاه المعاكس ، أي تأخذ شغلا لتكسب حرارة منخفضة مع تطرد حرارة مرتفعة ، وبصيغة أخرى هي آلة حرارية تنقل الحرارة من مكان بارد إلى مكان ساخن .



أنواع المضخات الحرارية :
1 – مضخات حرارية تعمل على وضع التبريد ، مثل : الثلاجات والبرادات والمكيفات ( في حالة التبريد )
2 – مضخات تعمل على وضع التدفئة ، مثل : المكيفات ( في حالة التدفئة ) .

توضيح المسمى :
بما أن المضخات الحرارية تعمل في الاتجاه المعاكس ، فإننا عندما نعكس دورة آلة كارنو الانعكاسية لحصلنا على دورة آلة كارنو الانعكاسية المقلوبة .

مراحل دورة آلة كارنو الانعكاسية المقلوبة :

1 - يتمدد الغاز وهو معزولا ( عملية أدياباتية ) ( عكس المرحلة الرابعة في دورة كارنو )

2 – يستمر تمدد الغاز عند درجة حرارة منخفضة وثابتة ( عملية إيزوثيرمية ) ( عكس المرحلة الثالثة في دورة كارنو )


3 - ينضغط الغاز وهو معزولا ( عملية أدياباتية ) ( عكس المرحلة الثانية في دورة كارنو )

4 – يستمر إنضغاط الغاز ولكن عند درجة حرارة عالية وثابتة ( عكس المرحلة الأولى في دورة كارنو )

معامل أداء المضخة الحرارية :
معامل الأداء = الطاقة المطلوبة ( المنتجة ) / الطاقة المدفوعة ( المعطاة )

* في حالة التبريد :

عند استخدمت آلة كارنو المقلوبة كمبرد ( مكيف يعمل على التبريد ) فإن الطاقة المطلوبة هي كمية الحرارة المسحوبة من المكان البارد ( كح 1 ) الذي درجة حرارته ( كـ 1 )
اما الطاقة المدفوعة فهي كمية الشغل المطلوب لإدارة المضخة ويعطي بالعلاقة :

شغ التبريد = كح 2 - كح 1
أي أن :

معامل الأداء أ (تبريد) = كح 1 / شغ = كح 1 / كح2 -كح1

* في حالة التدفئة :

وأما في حالة المضخة الحرارية ؟ ( مكيف يعمل على الحار ) فهي تقوم بدور مشابهة للدور المبرد ، فهي تنقل الحرارة من مكان بارد إلى مكان ساخن لذا تكون الطاقة المطلوبة هي ( كح2 ) التي تنتقل إلى الخزان الحراري الساخن الذي درجة حرارته ( كـ2 )
والطاقة المدفوعة هي شغ حيث : شغ = كح2 - كح1
فيكون

معامل أداء المضخة أ (تدفئة) = كح 2 / شغ = كح 1 / كح2 -كح1

تنبيهات :
معامل الأداء ليس له وحدة
معامل الأداء في وضع التدفئة يكون أكبر من 1
يلاحظ من معادلات الأداء أعلاه أن المقام هو نفسه في التبريد والتدفئة ، أما البسط فإنه يرتبط في وضع التبريد بالمستودع البارد ، وفي وضع التدفئة بالمستودع الساخن .[/align]

فلاش يشرح دورة كارنو المقلوبة

[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/de37.swf"]width=400 height=350[/FLASH]