මාත් මේක දැනගත්තෙ එළකිරියෙ කෙනෙක්ගෙන්, නිකමට අද ChatGPT දාල බැලුව
මෙහෙම හිතන්න:
ඔයාට ඕන නම්, heat pump එකක් ඇතුළේ refrigerant එක, compressor එක, expansion valve එක වැඩ කරන විදිය පියවරෙන් පියවර සරල රූපසටහනක් එක්කත් පැහැදිලි කරලා දෙන්නම්.
හරි. මේක මුලින්ම ටිකක් අමුතු වගේ පේනවා. ඒත් වටහාගත්තම ඉතාම ලස්සන භෞතික විද්යා සංකල්පයක්.
Heat pump එකේ ප්රධාන කොටස් 4ක් තියෙනවා.
දැන් ප්රශ්නයක් එනවා:
රහස තියෙන්නේ refrigerant කියන ද්රවයේ.
Expansion valve එකෙන් පස්සේ refrigerant එකේ උෂ්ණත්වය -25°C වගේ ඉතා අඩු වෙනවා.
දැන් සංසන්දනය කරන්න.
ඒ නිසා තාපය ස්වභාවිකවම -5°C වාතයෙන් -25°C refrigerant එකට ගලා යනවා.
ඒ තාපය නිසා refrigerant එක වාෂ්ප වෙනවා.
Compressor එක
ගෙතුළ වාතය 20°C.
60°C > 20°C නිසා
තාපය refrigerant එකෙන් ගෙතුළට යනවා.
ඒ නිසා කාමරය උණුසුම් වෙනවා.
තාපය දුන්නාම refrigerant එක නැවත ද්රවයක් වෙනවා.
මෙතන
ඊට පස්සේ ආයෙත් පිටත evaporator එකට යනවා.
මේ චක්රය නිතරම නැවත නැවත සිද්ධ වෙනවා.
↓
[Evaporator]
↓
Refrigerant Gas
↓
[Compressor]
↓
Hot Gas (60°C)
↓
[Condenser]
↓
Heat ගෙතුළට දෙනවා
↓
Liquid Refrigerant
↓
[Expansion Valve]
↓
Cold Refrigerant (-25°C)
↓
ආයෙත් Evaporator
ඒක සම්පූර්ණයෙන්ම හරි නැහැ.
උෂ්ණත්වය -10°C වුණත් තාප ශක්තිය තවම තියෙනවා. එය 0 K (−273.15°C) නොවන තාක් කාලයක් අණු චලනය වෙනවා, ඒ නිසා තාප ශක්තියක් පවතිනවා.
Heat pump එක කරන්නේ:
මෙය තේරුම් ගන්න හොඳම උදාහරණය ශීතකරණය (fridge). ශීතකරණය ඇතුළෙන් තාපය පිටතට දමනවා. Heat pump එක ඒ ක්රියාවම ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට කරනවා.
මෙහෙම හිතන්න:
- එළියේ උෂ්ණත්වය 0°C වුණත්, -10°C වුණත්, වාතයේ තවමත් තාප ශක්තිය (heat energy) තියෙනවා.
- Heat pump එක ඒ තාපය පිටත වාතයෙන් "උරාගෙන" (අලුත් තාපයක් නිපදවන්නේ නැහැ) ගෙතුළට මාරු කරනවා.
- මේකට විදුලිය අවශ්ය වෙන්නේ තාපය නිපදවන්න නොව, ඒ තාපය එක තැනකින් තවත් තැනකට පොම්ප කරන්න.
ඒක කොහොමද වැඩ කරන්නේ?
ෆ්රිජ් එකේ ප්රතිවිරුද්ධ ක්රියාව කියලා හිතන්න.- Fridge එකේ ඇතුළෙන් තාපය අරගෙන කාමරයට දානවා.
- Heat pump එකේ පිටත වාතයෙන් තාපය අරගෙන ගෙතුළට දානවා.
එළියේ -20°C වුණත්?
ඔව්, වැඩ කරනවා. හැබැයි:- එළිය වැඩියෙන්ම සීතල වෙද්දී තාපය උරාගැනීම අමාරු වෙනවා.
- ඒ නිසා කාර්යක්ෂමතාව අඩු වෙනවා.
- ඉතා සීතල ප්රදේශවල සමහර වෙලාවට අමතර electric heater එකක් හෝ gas furnace එකක්ත් එකතු කරනවා.
මේක හරිම කාර්යක්ෂම ඇයි?
සාමාන්ය electric heater එකක්:- 1 kWh විදුලිය → 1 kWh තාපය.
- 1 kWh විදුලිය → 3–5 kWh තාපය (පරිසරයෙන් තාපයත් ගන්න නිසා).
ඒ නිසා පෙනෙන විදියට "සීතලෙන් රස්නෙ කරනවා" වගේ දැනුණත්, ඇත්තටම වෙන්නේ පිටත වාතයේ තිබෙන තාපය ගෙතුළට ගෙන එන එකයි.ඔයාට ඕන නම්, heat pump එකක් ඇතුළේ refrigerant එක, compressor එක, expansion valve එක වැඩ කරන විදිය පියවරෙන් පියවර සරල රූපසටහනක් එක්කත් පැහැදිලි කරලා දෙන්නම්.
හරි. මේක මුලින්ම ටිකක් අමුතු වගේ පේනවා. ඒත් වටහාගත්තම ඉතාම ලස්සන භෞතික විද්යා සංකල්පයක්.
Heat pump එකේ ප්රධාන කොටස් 4ක් තියෙනවා.
- Evaporator (පිටත)
- Compressor
- Condenser (ගෙතුළ)
- Expansion Valve
① පිටත (Evaporator)
එළියේ වාතය -5°C කියලා හිතමු.දැන් ප්රශ්නයක් එනවා:
රහස තියෙන්නේ refrigerant කියන ද්රවයේ.
Expansion valve එකෙන් පස්සේ refrigerant එකේ උෂ්ණත්වය -25°C වගේ ඉතා අඩු වෙනවා.
දැන් සංසන්දනය කරන්න.
- පිටත වාතය = -5°C
- Refrigerant = -25°C
ඒ නිසා තාපය ස්වභාවිකවම -5°C වාතයෙන් -25°C refrigerant එකට ගලා යනවා.
ඒ තාපය නිසා refrigerant එක වාෂ්ප වෙනවා.
② Compressor
දැන් මේ වාෂ්පය compressor එකට යනවා.Compressor එක
- පීඩනය වැඩි කරනවා.
- ඒ සමඟම උෂ්ණත්වයත් ගොඩක් වැඩි වෙනවා.
- පෙර = -10°C
- Compressor පස්සේ = 60°C
③ Condenser (ගෙතුළ)
දැන් refrigerant එක 60°C.ගෙතුළ වාතය 20°C.
60°C > 20°C නිසා
තාපය refrigerant එකෙන් ගෙතුළට යනවා.
ඒ නිසා කාමරය උණුසුම් වෙනවා.
තාපය දුන්නාම refrigerant එක නැවත ද්රවයක් වෙනවා.
④ Expansion Valve
දැන් ද්රව refrigerant එක expansion valve එකෙන් යනවා.මෙතන
- පීඩනය එකපාර අඩු වෙනවා.
- උෂ්ණත්වයත් එකපාර අඩු වෙනවා.
ඊට පස්සේ ආයෙත් පිටත evaporator එකට යනවා.
මේ චක්රය නිතරම නැවත නැවත සිද්ධ වෙනවා.
පිටත (-5°C)
Heat ගන්නවා↓
[Evaporator]
↓
Refrigerant Gas
↓
[Compressor]
↓
Hot Gas (60°C)
↓
[Condenser]
↓
Heat ගෙතුළට දෙනවා
↓
Liquid Refrigerant
↓
[Expansion Valve]
↓
Cold Refrigerant (-25°C)
↓
ආයෙත් Evaporator
වැදගත්ම අදහස
බොහෝ දෙනෙක් හිතන්නේ "සීතල කියන්නේ heat නැති තැනක්" කියලා.ඒක සම්පූර්ණයෙන්ම හරි නැහැ.
උෂ්ණත්වය -10°C වුණත් තාප ශක්තිය තවම තියෙනවා. එය 0 K (−273.15°C) නොවන තාක් කාලයක් අණු චලනය වෙනවා, ඒ නිසා තාප ශක්තියක් පවතිනවා.
Heat pump එක කරන්නේ:
- තාපය නිර්මාණය කරන එක නොවේ.
- පිටත තිබෙන තාපය ඇතුළට ගෙන එන එකයි.
මෙය තේරුම් ගන්න හොඳම උදාහරණය ශීතකරණය (fridge). ශීතකරණය ඇතුළෙන් තාපය පිටතට දමනවා. Heat pump එක ඒ ක්රියාවම ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට කරනවා.
