Krožni proces toplotne črpalke
Slika prikazuje dva krožna hladilna procesa – pri prvem je tlak v vseh delih procesa pod kritičnim tlakom, pri drugem pa je tlak med odvodom toplote nad kritičnim. Proces, kjer je tlak v vseh delih krožnega procesa pod kritičnim tlakom, imenujemo podkritični krožni proces. Znan je kot običajni hladilni krožni proces [1].
Pri delih krožnega procesa, kjer posamezni tlak poteka nad kritično točko in v drugih delih pod kritično točko krožnega procesa, imenujemo nadkritični hladilni krožni proces.
Podkritični in nadkritični hladilni krožni proces
Terminologija, ki jo uporabljamo za opisovanje procesov in sestavnih delov, je skoraj enaka pri obeh krožnih procesih, razen pri delih, ki oddajajo toploto. V nadkritičnem krožnem procesu oddaja toplote poteka pri tlakih in temperaturah nad kritično točko. Tako stanje imenujemo področje pare. V nadkritičnih krožnih procesih imenujemo oddajanje toplote hlajenje plina, zato se prenosnik toplote imenuje hladilnik plina [1].
Slika prikazuje podrobnejši p-h diagram enostopenjskega hladilnega krožnega procesa, ki je v nadkritičnem področju. Kritična točka je na sliki označena z rumeno piko. Z zeleno in temno zeleno barvo so označena različna stanja in prehodi med njimi.
Nadkritični krožni proces se začne s kompresijo iz stanja 1 do 2. Med tem postopkom se bistveno dvigne temperatura. Toploto oddajamo od stanja 2 do 3 pri konstantnem tlaku nad kritično točko. Temperatura v tem procesu se stalno spreminja, od temperature sesanja (na točki 2) do temperature na izhodu (točka 3). Ekspanzija poteka pri konstantni temperaturi iz točke stanja 3 do 4 [3]. Toplotni proces uparjanja poteka od točke 4 do 1 pri konstantnem tlaku in izhlapeva pri konstantni temperaturi. Na vstopu v kompresor (točka 1) je pregreta para. Pregrevamo zato, da ne pridejo kapljice hladiva v kompresor. Dovedena toplota v uparjalniku je označena s QDO, moč kompresorja z W in odvedena toplota v hladilniku pare z QOD – v idealnem primeru energetske bilance je QDO = QOD + W [3].
Nadkritični krožni proces in njegove komponente
