איך יכול להיות שמזגן מוציא 3 וואט על כל וואט שמושקע בו? האם זו לא הפרת חוק שימור האנרגיה?

 מדור חדש – על כל שאלה תשובה. יונתן שנהב מסביר נושאים קשים במדע ובטכנולוגיה

 תשובה: כל מזגן (חיצוני ולא מרכזי) מכיל ארבעה רכיבים: מדחס, מעבה (שם הטמפ' בד"כ מעל 70 מעלות), שסתום התפשטות (מפיל את הלחץ) ומאייד (שם הטמפ' בערך 4 מעלות). אם רוצים אוויר חם נשים מאוורר ליד המעבה והאוויר נכנס לחדר חם. מזגנים מודרניים עובדים בתצורה הנקראת משאבת חום. משאבת חום היא מכונה סופר יעילה שיכולה להוציא חום או קור עם אותם רכיבים, שפשוט מחליפה את כיוון המחזור התרמודינאמי. 

כעת לשאלה. בסליל חימום רגיל אנו משקיעים אנרגיה בצורת זרם חשמלי שיוצר חום של חיכוך (ישנה התנגדות של מתכת למעבר הזרם בה). זהו המנגנון הפרימיטיבי ביותר של יצירת חום, ובו מקדם היעילות הוא 1. על כל וואט מושקע נקבל 1 וואט של חימום. לעומת זאת במשאבת חום אנו נשקיע אנרגיה בדחיסה בלבד. המאייד הקפוא (בתוכו זורם גז ב 4 מעלות צלסיוס) היושב  בחוץ (בחורף) קולט חום מהסביבה, בתנאי שהיא בטמפ' גבוהה מ 4 מעלות, ומאייד את הקרר. כלומר מתבצעת פעולה הפוכה של שאיבת חום מסביבה קרה! לאחר העלאת הלחץ של הגז, המזגן הביתי שלנו מוכן לשחרר את החום שנאגר בו אל הסלון. כלומר, הפואנטה של משאבת חום היא לאסוף את החום מבחוץ ולא לייצר אותו. לפי החוק הישראלי מקדם היעילות המינימאלי עבור מזגנים ביתיים הוא 3. למעשה אין הגבלה תיאורטית מלבד הכדאיות של חברות המזגנים בהשקעה על מחקר של קררים חדשים.

יעילות מופלאה זו מקורה בחומרים המיוחדים המשמשים את המזגנים. הדרישה מקרר היא שיהיה נדיף בטמפ' נמוכה ככל האפשר, כך שיוכל לקלוט חום רב ככל האפשר לפני האיוד. חום זה יבוא מהחדר אותו אנו מעוניינים לקרר.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

6 תגובות

  1. החלפת חום תיתבצע הך ורק מימקור חם למקור קר. ולו מימקור קר למקור חם.

  2. תגובה לוייצמן: אני מסכים איתך לחלוטין (חוץ מעניין הקישקוש המוחלט). תערובת זיאוטרופית של R32 40% עם 60% R125, כמו זו שמשתמשים בה במבנים העצומים בקטאר, נותנת יעילות של 7. הנוסחא שהשתמשת בה נכונה לחלוטין, ומכיוון שבוודאי יש לך רקע בתרמודינמיקה אתה יודע שעבור חומר שמתאייד בטמפ' מאד גבוהה עם יעילות מדחס מאד גבוהה ניתן לבצע קירור יתר מאסיבי.ע"י שימוש בגז אינרטי נוסף ניתן לשחן את החומר, ובקטאר לא חסר חום לשיחון. כשאמרתי "אין הגבלה " טעיתי בלי כוונה. יש לזכור שהמכשיר היעיל ביותר לאחר משאבת חום הוא מיקרוגל, כך שזו עדיין מבחינתי מכונה קסומה.

  3. אם כבר לתת תשובה אז כדאי לא להטעות.

    "למעשה אין הגבלה תיאורטית (למקדם היעילות) מלבד הכדאיות של חברות המזגנים בהשקעה על מחקר של קררים חדשים."

    קישקוש מוחלט. משאבת חום פועלת בניגוד למפל הטמפרטורות (מעבירה חום ממקום קר למקום חם) ולכן חייבת לצרוך אנרגיה. היעלות התאורטית היא:
    טמפרטורה במקום אליו שואבים את החום (במעלות קלווין) חלקי הפרש הטמפרטורות.

  4. שלום לכולם
    אני מזמין את הקוראים לשאול שאלות בכל תחום, קלות וקשות, ואני אשתדל לענות ככל יכולתי.אם יש לך שאלה פרסמ/י תגובה ואני אפרסם את התשובה בהקדם. למעוניינים בתשובה אישית אני מצרף את הדוא"ל שלי
    [email protected]

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן