Hva er tofasestrøm?
En tofasestrømning er en prosess der en væske endres fra en fase til en annen, vanligvis fra gass til væske eller fra væske til gass. Denne prosessen brukes ofte som en varmeoverføringsmekanisme. Det finnes ofte i kjøleenheter, klimaanlegg, varmepumper eller andre kontrollerte klimasystemer.
En fase er en endring i den fysiske tilstanden til et materiale. For eksempel har vann tre fysiske tilstander: faststoff, væske og gass. For å illustrere at når et materiale transformeres fra et faststoff til en væske eller fra en gass til en væske, kalles denne endringen en fase. Under en faseendring overføres energi. Denne energien hjelper enten til å sette i gang faseendringen eller frigjøres i løpet av den skiftende fasen.
For en tofasestrøm blir bare to av disse fasene vurdert, vanligvis en væske og en gass. For eksempel vil en typisk kjølemediumvæske vanligvis endre seg til en gass fra en væske når den komprimeres og fra en væske tilbake til en gass når den ekspanderes. Den primære metoden for energioverføring under denne tofasestrømmen er vanligvis med varmeenergi.
Dette tofase strømningsfluidet, eller kjølemediet, er spesielt valgt avhengig av driftsforholdene til et gitt system. Nøkkelen til å velge et tofase-fluid vurderer kompressibiliteten til væsken som en gass og varmeabsorpsjonsevnen som en væske. I tillegg bør dette fluidet ha evnen til å skifte fase ved spesifikke driftstrykk i et lukket system.
En typisk klimaanlegg, for eksempel, inneholder en kompressorpumpe, en ekspansjonsventil og to sett med varmeoverføringsspoler. Alle disse komponentene fungerer sammen for å flytte et faseskiftende fluid gjennom systemet. Den typiske tofasestrømmen for et væske / gassystem består av en firetrinnsprosess.
Et gasskjølemedium komprimeres først av en pumpe, der gassen blir fase omgjort til en væske. Væsken strømmer deretter inn i den første varmeoverføringsspolen og frigjør varmeenergien. Trykkfluidet blir deretter utvist gjennom ekspansjonsventilen og inn i lavtrykkskjølspolene. Når væsken kommer ut av ventilen, endrer den igjen fase, fra en væske til en gass, ved opptak av varmeenergi.
Noen tofasesystemer, når de er utstyrt med spesielle ventiler og brytere, kan betjenes i revers. Et kjent reversibelt system er en varmepumpe. I de varmere månedene kjøler systemet det indre av en bolig, og i de kjøligere månedene er systemet snudd og gir varme.