5. Siltuma sūknis

Siltuma mašīnas galvenās fizikālās sastāvdaļas ir: sildītājs (sistēma, kas darba vielai pievada siltumu), darba viela (iekārta, kas siltumu pārvērš mehāniskā enerģijā) un dzesētājs (iekārtā, kurai darba ķermenis atdod siltumu, piem. apkārtējā vide).

 

 

Siltuma mašīnas lietderības koeficients ir skaitlis, kas rāda, kādu daļu no sildītāja saņemtā siltuma daudzuma siltuma mašīna pārvērš darbā:

 

$\mathrm{\eta }=\frac{A}{Q_s}\mathrm{jeb}\mathrm{\eta }=\frac{Q_s-Q_d}{Q_s}$.

 

Vai var siltuma mašīnas darbību pavērst pretējā virzienā? Lai siltums tiktu paņemts no ķermeņa, kuram temperatūra ir zemāka, un atdots ķermenim, kuram temperatūra ir augstāka?

 

 

Jā, tas ir iespējams. Šāda veida iekārtas sauc par siltuma sūkņiem. Siltuma sūknis siltumu saņem no tuvumā esošās zemes vai ūdens un nogādā patērētajam.

 

 

 

Līdzīgs darbības princips ir ledusskapim. Darba viela saņem siltumu no pārtikas un iztvaikojas. Kompresors saspiež darba vielu, kura kondensējas un atdod siltumu sildītajam.

Siltumsūkņa lietderības (efektivitātes) koeficientu nosaka pēc formulas:

 

$\mathrm{ϵ}=\frac{Q_s}{Q_s-Q_d}\mathit{vai}\mathrm{ϵ}=\frac{T_s}{T_s-T_d}$, kur

$Q_s$ — siltuma daudzums, kuru atdod darba viela,

$Q_d$ — siltuma daudzums, kuru saņem darba viela no dzesētāja (vides),

$T_s$ — sildītāja temperatūra (izejas temperatūra),

$T_d$ — dzesētāja (apkārtējās vides) temperatūra jeb ieejas temperatūra.

 

Siltumsūkņa efektivitātes koeficientu vienmēr ir lielāks par \(1\), t.i. lielāks par \(100\) %.