Spremembe stanja hladiva temeljijo na podlagi krožnega
procesa, ki se čimbolj približa idealnemu Carnotovemu krožnemu procesu.
V principu gre za to, da se snov spremeni skozi krožni proces, spremeni
agregatno stanje iz plinastega v tekoce ter nazaj v plinasto in pri tem
odvzame ali odda veliko toplote. Hladiva se uparijo pri zračnemu tlaku že
pri -30 do -50°C odvisno od tipa.
Hladivo
Hladivo ustreza zgornjim zahtevam. Pri krožnem procesu toplotna črpalka služi kot prenašalec
toplote. Pri nižjem tlaku in nižji temperaturi se hladivo upari v uparjalniku
toplotne črpalke in pri tem odvzame toploto iz toplotnega vira. Nato se
v kompresorju stisne na višjo temperaturo in višji tlak, v kondenzatorju
se pa kondenzira in pri tem odda toploto ogrevalnemu mediju.
Uparjanje
V uparjalniku se nahaja utekočinjeno hladivo pri nižjem tlaku in ustrezni
vreliščni temperaturi T0*. Temperatura toplotnega vira T0 je višja od temp.
utekočinjenega hladiva. Zaradi temperaturnih razlik pride do prenosa toplote
iz toplotnega vira na hladivo, ki pri tem zavre in se upari. Pri tem je
potrebna uparilna toplota Qodv odvzeta toplotnemu viru, ta pa se zaradi
tega ohladi.
Komprimiranje
Kompresor povleče uparjeno hladivo in ga skomprimira. Pri tem naraste tlak
pare iz p0 na p. Povečan tlak p povzroči povišano vrelišcno temperaturo
oziroma kondenzacijsko temperaturo T*. Največji del pogonske energije kompresorja
se premeni v komprimiranje hladiva, toplota trenja, ki pri tem nastane pa
še dodatno ogreje medij.
Kondenzacija
Pregreta para se potisne v kondenzator. Temperataura ogrevane vode T na
kondenzatorju je nižja od temperature hladiva T*. Zaradi temperaturne razlike
začne toplota (Qodd) prehajati iz hladiva na ogrevano vodo, pri tem temperatura
ogrevane vode poviša, uparjeno hladivo pa kondenzira.
Ekspanzija
Z ekspanzijskim ventilom med kondenzatorjem in uparjalnikom se krožni proces
toplotne črpalke sklene. Ventil povzroči izenačenje tlačnih razlik med povezanima
deloma. Utekočinjeno hladivo s temperaturo T* in tlakom p v kondenzatorju
se razširi na tlak p0 uparjalnika. Nižji tlak povzroči znižanje vrelišcne
temperature. S tem je krožni proces hladiva sklenjen.
