GRELNO ali toplotno število

Kupci toplotnih črpalk se večinoma seznanimo, kaj pomeni grelno število toplotne črpalke. Navadno je okrog 3,8. Pove, koliko enot toplote (3,8 kWh) prinese toplotna črpalka v hišo iz okolice ob porabi 1 enote električne energije (1 kWh), ki jo rabi kompresor. Kaj pa samo delovanje črpalke in fizikalna ozadja? To pa je za večino pretrd oreh. Nekaj bomo poskušali razložiti tukaj.

Fizikalno ozadje

Pravzaprav je kar presenetljivo: ko stroj deluje, potem postane vroče. Ko nekaj gori, potem postane izjemno vroče, npr. v motorju z notranjim zgorevanjem. Ko prižgemo luč, osvetlimo prostor, hkrati pa vsa svetilka postane topla.

Takoj, ko se izvede katerikoli tehnični proces, nastane toplota. Temperatura določenega dela in materiala naraste.

Pri tem je prav vseeno in sploh ni pomembno, na kakšen način poteka ta proces:

  • z zgorevanjem,
  • s trenjem,
  • s toplotnim tokom,
  • z absorpcijo sevanja itd.

Tudi ko ljudje opravljamo mehansko delo, se segrejemo. Kako je torej videti tehnični proces in kako mora biti zasnovan, da bo povzročil padec temperature pod temperaturo okolja?

Vpliv tlaka

Temeljno vprašanje, ki bo razrešilo vprašanje gornje uganke, se glasi: Ali drži, da voda pri 100 °C vre? Odgovor je podobno svoboden, kot so svobodni odgovori radia Erevan: »Načeloma ne. Vrelišče tekočine ni odvisno samo od posamezne vrste tekočine, temveč tudi od tlaka, ki mu je tekočina izpostavljena.«

Pri večjem tlaku leži točka vrelišča višje, pri manjšem tlaku pa leži točka vrelišča nižje.

Vpliv tlaka je pomemben. Razliko med posameznimi hladilnimi snovmi in njihovimi vrelišči prikazuje slika 1.

Razlika med posameznimi hladilnimi snovmi in njihovimi vrelišči

Slika 1: Primernost hladilnega sredstva: odvisnost vrelišča od tlaka

Vpliv fazne spremembe

Fazna sprememba, mišljena je sprememba agregatnega stanja, vedno sprosti ali zahteva zelo veliko toplotne energije. S tem je mišljeno taljenje trdnih snovi v kapljevine ali pa uparjanje kapljevin, torej sprememba iz trdnega agregatnega stanja v tekoče in iz tekočega agregatnega stanja v plinasto agregatno stanje. V preglednici 1 je to prikazano na primeru vode.

Preglednica 1: Toplotne vrednosti za vodo

Koliko energije potrebujemo, da … Zahtevana energija v
kalorijah joulih
1 g vode segrejemo za 1 K (definicija kalorije) 1 4,187
1 g ledu pri 0 °C stalimo v 1 g vode pri 0 °C 80 335
1 g vode pri 100 °C uparimo v 1 g pare pri 100 °C 540 2257
1 g vode segrejemo za 100 K 100 418,7
100 g vode segrejemo za 1 K 100 418,7

 

Dobro si je zapomniti:

→ Celoten članek je objavljen v Elektrotehniški reviji številka 2/2022

Avtor:
Robert Šifrer

Elektrotehniška revija

Naročilo revije:
Enoletna naročnina: 29,70 €
Enoletna naročnina za študente in dijake: 19,80 €