Закачать фреон в холодильник цена: Fixr.com | Refrigerator Repair Cost

Опубликовано автором

Содержание

Сколько стоит ремонт холодильника: разбивка цен

Ничто так не мешает занятой семье, как сломанный холодильник. Независимо от того, перестала ли работать льдогенератор или еда в холодильнике начинает подозрительно пахнуть, ваш холодильник может работать по всему спектру в зависимости от того, что с ним не так, и, к сожалению, сколько он стоит.

Холодильник является наиболее часто используемым бытовым прибором. В отличие от любой другой бытовой техники, такой как стиральная машина, сушилка или посудомоечная машина, ваш холодильник постоянно работает изо дня в день, чтобы ваши продукты оставались холодными и безопасными для употребления.

Поэтому, когда что-то пойдет не так с вашим холодильником, можно с уверенностью предположить, что вы заплатите столько, сколько потребуется, чтобы ваша кухня снова заработала. Но какова средняя стоимость ремонта холодильника?

Мы провели для вас исследование того, сколько вы должны платить за средний ремонт холодильника и как это повлияет на ваш бюджет. Вот сколько вы можете ожидать, когда ваш холодильник выйдет из строя.

Запишитесь на прием сегодня

Средняя стоимость ремонта холодильника

Хотя стоимость ремонта вашего холодильника будет в значительной степени зависеть от того, где вы находитесь в стране, в чем проблема и какой у вас бренд, вы можете рассчитывать потратить в среднем 200–300 долларов на ремонт сломанного холодильника. Но часто вы можете получить диагноз всего за 89 долларов.

Стоимость ремонта морозильной камеры

Когда вы откроете морозильную камеру и обнаружите несколько продуктов, которые не замерзли, вы можете беспокоиться о том, что дверца не была закрыта плотно или что она была упакована слишком плотно. Хотя это могут быть законные опасения, более вероятно, что что-то неисправно или сломано.

Возможно, это не большие расходы, но средняя стоимость ремонта морозильной камеры в США составляет около 350 долларов.

Стоимость ремонта мини-холодильника

 

Мини-холодильник очень удобен для общежитий колледжей, летних домиков, а также в качестве дополнительного места для хранения напитков холодными. Обычно они довольно недороги, поэтому, когда что-то пойдет не так, вы можете просто купить новый. Профессиональный специалист по ремонту может брать от 45 до 120 долларов в час плюс стоимость запчастей.

 

Хорошей новостью является то, что если компрессор не вышел из строя, вы можете починить мини-холодильник самостоятельно менее чем за 100 долларов.

 

Стоимость диагностики

 

Очень часто с вас берут плату за диагностику, чтобы выехать к вам домой и определить, что не так с вашим холодильником. Сборы варьируются от 50 до 150 долларов, но могут быть отменены, если вы позволите им решить проблему. Обязательно спросите, прежде чем назначать встречу. Вам нужно будет добавить оплату труда за ремонт (обычно почасовую ставку) плюс запчасти.

 

Сколько стоит ремонт каждой детали холодильника?

 

Стоимость ремонта холодильника может значительно различаться в зависимости от марки и модели, требуемых деталей и ремонтных компаний, а не ремонта своими руками. Ниже приведены диапазоны стоимости ремонта наиболее распространенных компонентов, вызывающих поломки:

Компрессор

Как основной компонент холодильника, неудивительно, что это одна из самых дорогих частей для замены. Есть вероятность, что релейный переключатель внутри блока изношен. Эта деталь за 50 долларов может помочь в недорогом ремонте. Однако, если сам компрессор неисправен, вы рассчитываете заплатить от 250 до 650 долларов, включая работу, за новый.

Плата управления

Мозг устройства жизненно важен для его работы. Если ваш холодильник перестал работать без каких-либо проблем с опережением, это может быть плата управления. Это невозможно отремонтировать, а сменные блоки стоят от 500 до 800 долларов за среднюю модель. Техника высокого класса, вероятно, будет стоить дороже.

Термостат

Вы замечаете непостоянную температуру внутри холодильника или морозильной камеры? Вы замечаете странные звуки во время работы? Виновником может быть термостат. Убедитесь, что он установлен между 35 и 38 градусами по Фаренгейту. Если нет, сбросьте его и снова проверьте с помощью термометра позже. Если у вас неисправный термостат, будьте готовы заплатить от 100 до 440 долларов за новый.

Двигатель разморозки

Двигатель разморозки используется для избавления морозильной камеры от избыточного инея. Современные морозильники больше не требуют, чтобы вы часами размораживали их с помощью кастрюль с кипящей водой и большого количества полотенец, чтобы собрать воду. Если накапливается иней, проверьте двигатель оттаивания, повернув термостат вверх или вниз. Если нет изменения температуры (проверьте с помощью термостата), вам необходимо заменить его. Средняя стоимость составляет от 100 до 440 долларов.

Катушки

Без катушек в вашем холодильнике не было бы ничего холодного, а еда испортилась бы. Их основная цель – обеспечить циркуляцию хладагента, конденсацию теплого воздуха, а затем охлаждение холодильника. Вы можете найти их на нижней или задней панели вашего прибора, в зависимости от стиля. Очищайте змеевики один или два раза в год с помощью пылесоса или сжатого воздуха, чтобы обеспечить их правильную работу. Ремонт поврежденных катушек стоит от 100 до 440 долларов.

Уплотнитель дверцы

Если уплотнитель дверцы поврежден, вы можете увидеть конденсат на краю или снаружи дверцы. Холодильник должен включаться чаще, чтобы компенсировать потери холодного воздуха. Это создаст нагрузку на двигатель, компрессор и увеличит ваши затраты на электроэнергию. Вы можете заменить уплотнитель двери самостоятельно за 40-100 долларов, в зависимости от модели. Профессиональная замена будет стоить до 440 долларов с работой.

Каплесборник

Эта деталь работает точно так же, как следует из названия, она собирает конденсат, который капает с двигателя оттайки. Он находится под прибором. Если вы видите воду на полу или слышите дребезжащий звук во время работы холодильника, возможно, его необходимо лучше закрепить или отремонтировать. Ремонт будет стоить от 50 до 200 долларов.

Льдогенератор

Большинство новых холодильников имеют эту удобную функцию. Ремонт дороже замены из-за большого количества движущихся частей. Распространенная проблема – замерзший шланг. Попробуйте разморозить. Ремонт стоит около 330 долларов, но новый льдогенератор обойдется вам в сумму от 60 до 200 долларов.

Технический специалист обычно тратит от двух до трех часов на выявление проблемы, а затем ее устранение, которое может варьироваться от сломанного компрессора до вентилятора испарителя в морозильной камере.

Сколько стоит замена каждой детали холодильника?

При расчете средней стоимости ремонта холодильника необходимо учитывать стоимость запчастей. Детали холодильника, как и стоимость рабочей силы, могут варьироваться в зависимости от марки и модели вашего прибора, сложности замены и возраста. Ниже перечислены наиболее распространенные детали и средняя стоимость их замены:

Замена поддона для капель

Поддон для сбора капель или дренажный желоб испарителя собирает воду, выпадающую из испарителя. Расположенный под отделением для свежих продуктов, он может протекать при повреждении или ржавчине. Средняя стоимость: $31.00.

Замена термостата

Термостат регулирует температуру внутри вашего холодильника. Когда ваш холодильник работает слишком долго или становится слишком холодным, у вас может возникнуть проблема с неисправным термостатом контроля температуры. Средняя стоимость: $26.00.

Замена уплотнителя холодильника

Простая уплотняющая прокладка дверцы может поддерживать температуру внутри холодильника на низком уровне, а продукты – свежими. Если вы заметили, что дверца потеет, плохо открывается или закрывается, или холодильник работает слишком долго, вам может понадобиться уплотнение. Средняя стоимость: $80.00.

Замена вентилятора

Двигатель вентилятора конденсатора является важным компонентом, обеспечивающим правильную работу компрессора и змеевиков конденсатора, а также охлаждение холодильника. Он способствует циркуляции воздуха через прибор. Неисправный двигатель вентилятора вызовет повышение температуры внутри и приведет к перегреву компрессора. Средняя стоимость: $37.00.

Замена змеевика испарителя

Змеевик испарителя — это компонент, через который проходит хладагент для работы вашего холодильника. Змеевик или трубка расположены в задней части прибора и очень горячие. Холодный хладагент проходит через горячие трубки испарителя для производства холодного воздуха. При неисправности морозильная камера не замораживает продукты. Это большая часть и ключевой компонент. Средняя стоимость: $300.00.

Замена льдогенератора

 

Льдогенератор в морозильной камере — это отличная функция и удобство. При правильной эксплуатации у вас всегда будет свежий запас кубиков, готовых для охлаждения ваших любимых напитков. Когда он перестанет делать лед или кубики деформируются, вы можете заменить его. Средняя стоимость: $140.00.

Замена дверцы холодильника

Существует несколько вариантов замены дверцы холодильника. Выбор марки, модели, дизайна и цвета будет определять, сколько будет стоить новая дверь. Если вы заменяете дверь из-за повреждения, вы должны быть уверены, что получите дверь OEM, чтобы она подходила правильно. Диапазон цен: $250-$650.

Замена компрессора

Как и следовало ожидать, компрессор является одной из самых важных частей холодильника, поэтому он является одним из самых дорогих. Хотя вы можете приобрести деталь самостоятельно, не рекомендуется пытаться заменить ее самостоятельно. Если ваш компрессор перестанет работать, перестанут работать как холодильная, так и морозильная камеры, и вам нужно будет обратиться в профессиональную ремонтную службу поблизости. Средняя стоимость: 415 долларов США.

Не теряйте времени зря, запишитесь на прием сейчас

Факторы, влияющие на стоимость ремонта холодильника

 

Существует несколько факторов, которые могут повлиять на цену ремонта холодильника или любой другой бытовой техники. Взгляните на наиболее распространенные:

Проблема Сложность и тип

Как правило, ремонт в более высокой ценовой категории требует замены основной детали, такой как компрессор, двигатель вентилятора или вентилятор испарителя. Однако в нижней части ценового диапазона будет ремонт таких вещей, как чистка грязных катушек пылесосом или замена неисправного термостата.

В зависимости от проблемы с вас может взиматься дополнительная плата, если ремонт требует значительного времени по сравнению с заменой детали. Если ваш холодильник встроен в шкаф или труднодоступен, в вашем счете может быть указана дополнительная плата.

Марка холодильника

Холодильники делятся на такие категории, как эконом, стандарт и люкс. Большинство из них имеют рейтинг EnergyStar, а многие теперь имеют интеллектуальные функции, которые позволяют настраивать все, от автоматического заказа, когда продукты заканчиваются, до вызова ремонтной службы при возникновении проблемы. Как правило, чем больше функций, тем дороже ремонт.

Материалы и рабочая сила

В зависимости от компании они могут устанавливать почасовую оплату, взимать плату за детали и работу, а другие взимают с вас только фиксированную ставку за все. Если вы не уверены в том, как работают их расценки, не бойтесь спросить техника, прежде чем он приступит к работе. Большинство компаний также взимают плату за диагностику, чтобы прийти к вам домой и диагностировать проблему. Она не включает стоимость ремонта, но может быть отменена, если вы наймете компанию для выполнения работы.

Материалы и рабочая сила — это две отдельные затраты. Некоторые компании сообщают вам общую цену, которая может включать наценку на материалы и детали. Оплата труда технического специалиста, скорее всего, будет рассчитываться на почасовой основе.

Общие проблемы с холодильником

 

Существует ряд часто возникающих проблем, проявляющихся следующими симптомами: или поврежден двигатель оттайки.

  • Утечка хладагента — скорее всего, холодильник не будет охлаждаться должным образом, поэтому специалист по ремонту проверит, не заканчивается ли уровень хладагента. Вероятно, это вызвано неисправностью компрессора.
  • Громкий шум из холодильника — это может быть признаком надвигающихся проблем с двигателем, платой управления или компрессором.
  • Холодильник в некоторых частях слишком холодный — это может указывать на неисправный термостат или забитые вентиляционные отверстия.

    • Меры по поддержанию вашего холодильника в хорошем состоянии

     

    Ничто не продлевает срок службы ваших приборов больше, чем регулярное техническое обслуживание. Внесите эти пункты в свой список дел, чтобы ваш холодильник работал бесперебойно:

    • Пропылесосьте или используйте воздушный компрессор, чтобы очистить змеевики конденсатора . Делайте это один или два раза в год, чтобы удалить пыль, мусор и шерсть домашних животных.
    • Регулярно протирайте и смазывайте уплотнения дверцы вазелином или средством для защиты резины. Удаляйте липкие пятна, частицы пищи и часто проверяйте гибкость резины.
    • Очистите вентиляционные отверстия холодильника , расположенные на внутренней стенке холодильника и в верхней части морозильной камеры. Они помогают циркулировать воздуху по прибору и могут загрязниться или забиться. Следите за тем, чтобы еда не блокировала эти вентиляционные отверстия и не блокировала поток воздуха. Часто протирайте их водой или уксусом.
    • Не перегружайте холодильник. Воздушный поток имеет решающее значение для правильной работы. Убедитесь, что вентиляционные отверстия не засорены и что между продуктами есть пространство для хорошей циркуляции.
    • При необходимости замените фильтр для воды , чтобы сохранить вкус воды свежим и снизить вероятность попадания мелких частиц грязи, которые могут засорить трубки.
    • Регулярно очищайте диспенсер для воды и льда , чтобы предотвратить рост бактерий и повлиять на вкус и безопасность питьевой воды и кубиков льда.
    • Отремонтируйте холодильник, как только заметите неисправность. Промедление может привести к более серьезным проблемам и сократить срок службы вашего прибора.

    Часто задаваемые вопросы

    Должен ли я ремонтировать или заменять холодильник?

    В большинстве случаев ремонт холодильника обходится дешевле, чем его замена. Есть несколько случаев, когда вам нужно будет начать делать покупки — когда ремонт обойдется более чем в половину стоимости нового холодильника или если вашему прибору больше 10 лет.

    Как узнать, что компрессор холодильника нуждается в ремонте?

    Вы можете заметить, как компрессор включается и выключается, постоянно гудит, скрежещет или дребезжит. Наросты льда или испорченные продукты также являются симптомами неправильной работы компрессора. Это важные признаки того, что его следует заменить, что будет стоить от 250 до 550 долларов.

    Что я должен проверить в первую очередь, когда мой холодильник перестал работать?

    Хотя это может показаться очевидным, проверьте кабель питания. Убедитесь, что он плотно вставлен в розетку. Далее проверьте автоматический выключатель. Если ваш холодильник не подключен к выделенной цепи на 20 ампер, другие приборы могут потреблять слишком много энергии и отключать выключатель. Если ни одна из этих проблем не является проблемой, проверьте, не неисправна ли сама розетка. Включите в розетку небольшой вентилятор или лампу. Если ни одна из этих проблем не является проблемой, обратитесь в профессиональную ремонтную службу для устранения проблемы.

    Должен ли я ремонтировать холодильник самостоятельно?

    Если вы занимаетесь домашними делами и хотите сэкономить немного денег, вы можете заняться простым ремонтом самостоятельно. Некоторые ремонтные работы, такие как очистка змеевиков, прочистка сливной линии, установка нового уплотнения двери или замена термостата, должны быть достаточно простыми, чтобы справиться с ними самостоятельно. Все, что требует обращения с хладагентом или ремонта внутренних компонентов прибора, следует доверить профессионалу. Мало того, что это может быть опасно, это может усугубить проблему и в конечном итоге стоить дороже.

    Как избежать ремонта холодильника?

    Регулярное техническое обслуживание поможет вам избежать поломок и продлить срок службы вашего прибора. Пропылесосьте или используйте сжатый воздух для очистки змеевиков один или два раза в год, мойте и смазывайте дверные уплотнители, держите вентиляционные отверстия в чистоте и не засоряйте их, а также быстро выполняйте ремонт.

    Стоит ли ремонтировать холодильник?

    Да, если вашему холодильнику меньше 10 лет, его точно стоит отремонтировать. Простой ремонт может быть проектом DIY с очень небольшими затратами. Даже если вам требуется профессиональный ремонт, несколько сотен долларов на ремонт будут намного проще для вашего бюджета, чем потенциально тратить тысячи на новый.

    Практический результат

    Никогда не бывает подходящего момента для поломки вашего холодильника. Это неудобно, это раздражает и это дорого. Мало того, что вы потенциально можете потерять много дорогих продуктов из-за их порчи, ремонт или замена могут действительно вывести ваш бюджет из строя. Ухаживайте за своим холодильником, не перегружайте его и выполняйте ремонт быстро, чтобы он работал бесперебойно и эффективно долгие годы.

    Немедленно запишитесь на ремонт холодильника с помощью Puls

    Что бы ни случилось с вашим холодильником, наши квалифицированные специалисты справятся с любой проблемой, с которой он столкнулся. От устранения засора в сливных линиях до замены льдогенератора и замены неисправного компрессора наши специалисты имеют высокую квалификацию и специализируются на обслуживании и ремонте холодильников.

    А если вы не уверены, что происходит с вашим холодильником, наши технические специалисты Puls выступят в качестве вашей личной команды детективов, используя свои глубокие знания и опыт работы с холодильниками, чтобы сразу определить, в чем проблема.

    Когда вы нанимаете заурядную ремонтную бригаду, у вас может быть представление о сумме, которую они будут взимать на основе средних показателей по стране, но пока они не приедут к вам домой, вы не знаете, сколько они будут платить. взимать плату даже за то, чтобы взглянуть на ваш холодильник.

    С Puls все наоборот. Стоимость ремонта нашей бытовой техники начинается от 139 долларов, а диагностика на дому стоит всего 89 долларов, и вы полностью отказываетесь от этой суммы, если вы решите использовать нас для ремонта своего холодильника. У Puls есть решение, позволяющее избежать непредвиденных расходов на поломку устройства — станьте участником Puls+ всего за 34,9 доллара США.9 в месяц, будьте спокойны, зная, что все ваши приборы покрыты.

    Записаться на прием в Puls легко и занимает всего несколько секунд благодаря нашему удобному веб-сайту. Кроме того, наши технические специалисты, как правило, могут быстро добраться до вас, часто даже прибывая, чтобы починить ваше устройство в тот же день, когда вы его запланировали.

    И будьте уверены, на все наши работы распространяется 90-дневная гарантия на все детали и работу. Посетите наш веб-сайт, запишитесь на прием сегодня и сэкономьте 5% на первом обслуживании Puls.

    Забронируйте сегодня и получите скидку 5%

    Не теряйте время зря, запишитесь на прием сегодня

    Применение термодинамики: тепловые насосы и холодильники

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Описать использование тепловых двигателей в тепловых насосах и холодильниках.
    • Продемонстрируйте, как работает тепловой насос для обогрева внутренних помещений.
    • Объясните разницу между тепловыми насосами и холодильниками.
    • Рассчитайте коэффициент полезного действия теплового насоса.

    Рисунок 1. Почти в каждом доме есть холодильник. Большинство людей не осознают, что они также делят свои дома с тепловым насосом. (кредит: Id1337x, Wikimedia Commons)

    Тепловые насосы, кондиционеры и холодильники используют передачу тепла от холодного к горячему. Это тепловые двигатели, работающие в обратном направлении. Мы говорим «назад», а не «назад», потому что, за исключением двигателей Карно, все тепловые машины, хотя и могут работать в обратном направлении, на самом деле не могут быть реверсированы.

    Теплопередача происходит от холодного резервуара Q c и в горячую. Для этого требуется затрата работы Вт , которая также преобразуется в теплопередачу. Таким образом, теплопередача в горячий резервуар составляет Q ч = Q c + Вт . (Обратите внимание, что Q H , Q C и W положительны, с их направлениями, указанными на схематике, а не на знак.0278 в теплой среде, например в доме зимой. Q c Задача кондиционеров и холодильников заключается в передаче тепла из прохладной среды, например, при охлаждении помещения или хранении продуктов при более низких температурах, чем окружающая среда. (На самом деле тепловой насос можно использовать как для обогрева, так и для охлаждения помещения. По сути, это кондиционер и обогреватель в одном лице. В этом разделе мы сосредоточимся на его режиме обогрева.)

    Рисунок 2. Тепловые насосы , кондиционеры и холодильники являются тепловыми двигателями, работающими в обратном направлении.

    Показанный здесь основан на двигателе Карно (реверсивном). (а) Схематическая диаграмма, показывающая передачу тепла от холодного резервуара к теплому резервуару с тепловым насосом. Направления W , Q h и Q c противоположны тем, что были бы в тепловой машине. (b) диаграмма для цикла Карно, аналогичная диаграмме на рисунке 3, но перевернутая, по пути ADCBA. Площадь внутри цикла отрицательна, что означает наличие сетевого входа. По пути DC происходит теплопередача Q c в систему из холодного резервуара, а по пути BA теплопередача Q h из системы в горячий резервуар.

    Тепловые насосы

    Большим преимуществом использования теплового насоса для обогрева дома, а не просто сжигания топлива, является то, что тепловой насос обеспечивает 276 . Теплопередача происходит от наружного воздуха, даже при минусовой температуре, во внутреннее пространство. Вы платите только за Вт , и получаете дополнительный теплообмен Q c снаружи без затрат; во многих случаях в отапливаемое помещение передается как минимум в два раза больше энергии, чем используется для работы теплового насоса. Когда вы сжигаете топливо, чтобы согреться, вы платите за все это. Недостатком является то, что ввод работы (требуемый вторым законом термодинамики) иногда дороже, чем простое сжигание топлива, особенно если работа выполняется за счет электроэнергии.

    Основные компоненты теплового насоса в режиме обогрева показаны на рис. 3. Используется рабочая жидкость, такая как хладагент, не содержащий хлорфторуглеродов. В наружных змеевиках (испарителях) теплообмен Q c происходит от холодного наружного воздуха к рабочему телу, превращая его в газ.

    Рис. 3. Простой тепловой насос состоит из четырех основных компонентов: (1) конденсатор, (2) расширительный клапан, (3) испаритель и (4) компрессор. В режиме обогрева теплообмен Q c происходит выделение рабочего тела в испарителе (3) из более холодного наружного воздуха, превращая его в газ. Компрессор с электрическим приводом (4) повышает температуру и давление газа и нагнетает его в змеевики конденсатора (1) внутри отапливаемого помещения. Поскольку температура газа выше температуры в помещении, теплопередача от газа в помещение происходит по мере того, как газ конденсируется в жидкость. Затем рабочая жидкость охлаждается, возвращаясь через расширительный клапан (2) к змеевикам наружного испарителя.

    Компрессор с электрическим приводом (рабочая мощность Вт ) повышает температуру и давление газа и нагнетает его в змеевики конденсатора, находящиеся внутри отапливаемого помещения. Поскольку температура газа выше температуры внутри помещения, происходит передача тепла в помещение, и газ конденсируется в жидкость. Затем жидкость возвращается через редукционный клапан к наружным змеевикам испарителя, охлаждаясь за счет расширения. (В цикле охлаждения змеевики испарителя и конденсатора меняются ролями, и направление потока жидкости меняется на противоположное.)

    О качестве теплового насоса судят по тому, сколько тепла Q ч передается в теплое помещение по сравнению с тем, сколько работы Вт требуется. В соответствии с отношением того, что вы получаете, к тому, что вы тратите, мы определяем коэффициент полезного действия теплового насоса ( COP л.с. ) как [латекс] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {Q_{\text{h}}}{W}\\[/латекс].

    Поскольку КПД тепловой машины равен [латекс]Eff=\frac{W}{Q_{\text{h}}}\\[/latex], мы видим, что [latex]COP_{\text{hp} }=\frac{1}{Eff}\\[/latex], важный и интересный факт. Во-первых, поскольку КПД любой тепловой машины меньше 1, это означает, что COP л.с.  всегда больше 1, то есть тепловой насос всегда передает больше тепла Q ч , чем затраченная на него работа. Во-вторых, это означает, что тепловые насосы лучше всего работают при небольшой разнице температур. Эффективность идеальной машины Карно равна [латекс]Eff_{\text{C}}=1-\left(\frac{T_{\text{c}}}{T_{\text{h}}} \справа)\\[/латекс]; таким образом, чем меньше разница температур, тем меньше КПД и больше КПД л.с.  (поскольку [латекс]КПД _{\текст{л.с.}}=\frac{1}{Эфф}\\[/латекс] ). Другими словами, тепловые насосы не так хорошо работают в очень холодном климате, как в более умеренном климате.

    Трение и другие необратимые процессы снижают КПД теплового двигателя, но они , а не приносят пользу работе теплового насоса — вместо этого они уменьшают подводимую работу, преобразовывая часть ее в теплопередачу обратно в холодный резервуар до того, как она попадет в тепловой насос.

    Рисунок 4. Когда реальная тепловая машина работает в обратном направлении, часть предполагаемой подводимой работы ( Вт ) уходит на теплопередачу до того, как она попадет в тепловую машину, тем самым снижая ее коэффициент полезного действия. На этом рисунке W ′ представляет собой часть W , которая поступает в тепловой насос, а остальная часть W теряется в виде теплоты трения ( Q f ) в холодный резервуар. Если бы все Вт пошли в тепловой насос, то Q ч было бы больше. В лучшем тепловом насосе используются адиабатические и изотермические процессы, так как в теории не было бы диссипативных процессов, снижающих теплоотдачу к горячему резервуару.

    Пример 1. Лучший [латекс]COP_{\text{hp}}\\[/latex] теплового насоса для домашнего использования

    Тепловой насос, используемый для обогрева дома, должен использовать цикл, производящий рабочую жидкость при температурах выше, чем типичная температура в помещении, чтобы могла происходить теплопередача внутрь. Точно так же он должен производить рабочую жидкость при температурах ниже температуры наружного воздуха, чтобы теплопередача происходила извне. Следовательно, температура его горячего и холодного пласта не может быть слишком близкой, что ограничивает его КС лс . (См. рис. 5.) Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия для такого теплового насоса, если он имеет температуру горячего резервуара 45,0ºC и температуру холодного резервуара −15,0ºC?

    Стратегия

    Перевернутый двигатель Карно обеспечивает наилучшую возможную производительность теплового насоса. Как отмечалось выше, [latex]COP_{\text{hp}}=\frac{1}{Eff}\\[/latex], поэтому для решения этой задачи нам нужно сначала вычислить эффективность Карно.

    Раствор

    Эффективность Карно по абсолютной температуре определяется по формуле: \\[/латекс].

    Температуры в кельвинах равны T h  = 318 K и T c  = 258 K, так что

    [латекс]Eff _{\text{C}}=1-\frac {258\ text{K}}{318\text{K}}=0,1887\\[/latex].

    Таким образом, из приведенного выше обсуждения

    [латекс]COP_{\text{hp}}=\frac{1}{Eff}=\frac{1}{0,1887}=5,30\\[/latex], или [латекс]COP_{\text{hp}}=\frac{Q_{\text{h}}}{W}=\frac{1}{0,1887}=5,30\\[/latex] , так что Q ч = 5,30 Вт.

    Обсуждение

    Этот результат означает, что теплопередача тепловым насосом в 5,30 раз больше затраченной на него работы. Такая же теплопередача электрическим комнатным обогревателем обошлась бы в 5,30 раза дороже, чем теплопередача, производимая этим тепловым насосом. Это не нарушение закона сохранения энергии. Холодный окружающий воздух обеспечивает 4,3 Дж на 1 Дж работы от электрической розетки.

    Рис. 5. В тепловом насосе из приведенного выше примера происходит передача тепла снаружи внутрь вместе с работой, необходимой для запуска насоса. Обратите внимание, что температура холода, создаваемая тепловым насосом, ниже температуры наружного воздуха, поэтому происходит передача тепла в рабочую жидкость. Компрессор насоса создает температуру выше температуры в помещении, чтобы происходила передача тепла в дом.

    Рисунок 6. В жаркую погоду происходит передача тепла от воздуха внутри помещения к воздуху снаружи, охлаждая помещение. В прохладную погоду происходит передача тепла от воздуха снаружи к воздуху внутри, нагревая помещение. Это переключение достигается реверсированием направления потока рабочей жидкости.

    Реальные тепловые насосы работают не так хорошо, как идеальный насос в предыдущем примере; их значения КПД л. с.  колеблются примерно от 2 до 4. Этот диапазон означает, что теплопередача Q h от тепловых насосов в 2-4 раза больше, чем затраченная на них работа W . Однако их экономическая целесообразность по-прежнему ограничена, поскольку Вт обычно снабжаются электрической энергией, которая стоит больше в пересчете на джоуль, чем теплопередача при сжигании топлива, такого как природный газ. Кроме того, первоначальная стоимость теплового насоса выше, чем у многих печей, поэтому тепловой насос должен прослужить дольше, чтобы его стоимость окупилась. Тепловые насосы, скорее всего, будут экономически выгоднее там, где зимние температуры мягкие, электричество относительно дешевое, а другие виды топлива относительно дорогие. Кроме того, поскольку они могут как охлаждать, так и обогревать помещение, они имеют преимущества там, где желательно охлаждение в летние месяцы. Таким образом, одними из лучших мест для тепловых насосов являются районы с теплым летним климатом и прохладной зимой. На рис. 6 показан тепловой насос, называемый “ обратный цикл» или « охладитель сплит-системы» в некоторых странах.

    Кондиционеры и холодильники

    Кондиционеры и холодильники предназначены для охлаждения чего-либо в теплой среде. Как и в случае с тепловыми насосами, для передачи тепла от холодного к горячему требуется затрата труда, а это дорого. О качестве кондиционеров и холодильников судят по тому, сколько тепла Q c происходит от холодной среды по сравнению с тем, сколько работы W требуется. То, что считается преимуществом в тепловом насосе, считается отходящим теплом в холодильнике. Таким образом, мы определяем коэффициент полезного действия ( COP ref ) кондиционера или холодильника как

    [латекс] {COP} _ {\ text {ref}} = \ frac {Q _ {\ text { c}}}{W}\\[/латекс].

    Еще раз отметив, что Q h = Q c + W , мы можем увидеть, что кондиционер будет иметь более низкий коэффициент полезного действия, чем тепловой насос, потому что [латекс]{COP}_ {\text{hp}}=\frac{Q_{\text{h}}}{W}\\[/latex] и Q h больше, чем Q c . В задачах и упражнениях этого модуля вы покажете, что COP ref = COP л.с.  − 1 для теплового двигателя, используемого либо в качестве кондиционера, либо в качестве теплового насоса, работающего между двумя одинаковыми температурами. Настоящие кондиционеры и холодильники, как правило, работают на удивление хорошо, имея значения COP ref в диапазоне от 2 до 6. Эти числа лучше, чем 9.0275 COP л.с.  значения для тепловых насосов, упомянутых выше, потому что разница температур меньше, но они меньше, чем у двигателей Карно, работающих между теми же двумя температурами.

    Разработан тип рейтинговой системы COP , называемый «оценкой энергоэффективности» ( EER ). Этот рейтинг является примером того, как единицы, не входящие в систему СИ, все еще используются и актуальны для потребителей. Чтобы облегчить задачу потребителю, Австралия, Канада, Новая Зеландия и США используют рейтинг Energy Star Rating из 5 звезд — чем больше звезд, тем более энергоэффективно устройство. EER s выражаются в смешанных единицах британских тепловых единиц (БТЕ) ​​в час нагрева или охлаждения, разделенных на потребляемую мощность в ваттах. Комнатные кондиционеры легко доступны с EER в диапазоне от 6 до 12. Хотя это не то же самое, что только что описанные COP , эти EER хороши для целей сравнения — чем больше EER , тем дешевле кондиционер должен работать (но тем выше, вероятно, будет его закупочная цена).

    EER  кондиционера или холодильника можно представить как

    [латекс]\displaystyle{EER}=\frac{\frac{Q _{\text{c}}}{t_1}}{\frac{W}{ t_2}}\\[/latex],

    где Q c – количество теплоотдачи от холодной среды в британских тепловых единицах, t 1 – время в часах, W – работа в джоулях, а t 2 время в секундах.

    Стратегии решения задач по термодинамике

    1. Изучите ситуацию, чтобы определить, что происходит: тепло, работа или внутренняя энергия
      . Найдите любую систему, в которой основными способами передачи энергии являются тепло и работа. Примерами таких систем являются тепловые двигатели, тепловые насосы, холодильники и кондиционеры.
    2. Определите интересующую вас систему и начертите маркированную диаграмму системы, показывающую поток энергии.
    3. Точно определить, что необходимо определить в задаче (определить неизвестные) . Письменный список полезен. Максимальная эффективность означает, что задействован двигатель Карно. Эффективность не то же самое, что коэффициент полезного действия.
    4. Составьте список того, что дано или может быть выведено из поставленной задачи (укажите известное). Обязательно отличайте теплопередачу в систему от теплопередачи из системы, а также работу, вложенную в систему, от работы, которую она производит. Во многих ситуациях полезно определить тип процесса, например изотермический или адиабатический.
    5. Решите соответствующее уравнение для определяемой величины (неизвестной).
    6. Подставьте известные величины вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численное решение с единицами измерения.
    7. Проверьте ответ, чтобы убедиться, что он разумен: Имеет ли он смысл? Например, эффективность всегда меньше 1, тогда как коэффициенты полезного действия больше 1.

    Резюме раздела

    • Артефакт второго закона термодинамики — способность нагревать внутреннее пространство с помощью теплового насоса. Тепловые насосы сжимают холодный окружающий воздух и при этом нагревают его до комнатной температуры без нарушения принципов сохранения.
    • Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия теплового насоса, используйте уравнение [latex]{\text{COP}}_{\text{hp}}=\frac{{Q}_{\text{h}}}{W} \\[/латекс].
    • Холодильник — это тепловой насос; он берет теплый окружающий воздух и расширяет его, чтобы охладить.

    Концептуальные вопросы

    1. Объясните, почему тепловые насосы не так хорошо работают в очень холодном климате, как в более мягком. То же самое относится и к холодильникам?
    2. В некоторых странах Северной Европы дома строятся без каких-либо систем отопления. Они очень хорошо изолированы и согреваются теплом тел жильцов. Однако, когда жильцов нет дома, в этих домах все равно тепло. Каково возможное объяснение?
    3. Почему холодильники, кондиционеры и тепловые насосы работают наиболее рентабельно для циклов с небольшой разницей между T h и T c ? (Обратите внимание, что температура используемого цикла имеет решающее значение для его
      COP       .)
    4. Менеджеры продуктовых магазинов утверждают, что общее потребление энергии летом меньше, если в магазине поддерживается низкая температура. Приведите аргументы в поддержку или опровержение этого утверждения, принимая во внимание, что в магазине имеется множество холодильников и морозильников.
    5. Можно ли охладить кухню, оставив дверцу холодильника открытой?

    Задачи и упражнения

    1. Каков коэффициент полезного действия идеального теплового насоса, передающего тепло от холодной температуры -25,0ºC до горячей температуры 40,0ºC?
    2. Предположим, у вас есть идеальный холодильник, который охлаждает окружающую среду при температуре -20,0ºC и передает тепло в другую среду при температуре 50,0ºC. Каков его коэффициент полезного действия?
    3. Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия для гипотетического холодильника, который может производить жидкий азот при температуре -200ºC и передавать тепло в окружающую среду при температуре 35,0ºC?
    4. В условиях очень мягкого зимнего климата тепловой насос передает тепло от окружающей среды с температурой 5,00°C к окружающей среде с температурой 35,0°C. Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия для этих температур? Подробно покажите, как вы выполняете шаги, описанные в разделе «Стратегии решения проблем в термодинамике».
    5. (a) Каков наилучший коэффициент полезного действия для теплового насоса с температурой горячего резервуара 50,0ºC и температурой холодного резервуара −20,0ºC? (b) Сколько тепла передается в теплую среду, если 3,60 × 10 7 Дж работы (10,0 кВт·ч) вложено в него? (c) Если стоимость этой подводимой работы составляет 10,0 центов/кВт · ч, как ее стоимость соотносится с прямой передачей тепла, достигаемой за счет сжигания природного газа при стоимости 85,0 центов за тепло.
      (Терм — это обычная единица энергии природного газа, равная 1,055 × 10 8  Дж.)
    6. (a) Каков наилучший коэффициент полезного действия для холодильника, который охлаждает окружающую среду при температуре −30,0 ºC и передает тепло в другую среду при температуре 45,0 ºC? (b) Какую работу в джоулях необходимо совершить для передачи тепла 4186 кДж из холодной среды? (c) Какова стоимость выполнения этого, если работа стоит 10,0 центов за 3,60 × 10 6 Дж (киловатт-час)? (d) Сколько кДж тепла передается в теплую среду? (e) Обсудите, какой тип холодильника может работать при этих температурах.
    7. Предположим, вы хотите, чтобы в идеальном холодильнике работала холодная температура −10,0ºC, и вы хотели бы, чтобы его коэффициент полезного действия был равен 7,00. Какова температура горячего резервуара для такого холодильника?
    8. Рассматривается идеальный тепловой насос для обогрева помещений с температурой 22,0ºC. Какова температура холодного резервуара, если насос должен иметь коэффициент полезного действия 12,0?
    9. 4-тонный кондиционер удаляет 5,06 × 10 7 Дж (48 000 британских тепловых единиц) из холодной среды за 1,00 ч. (a) Какая энергия в джоулях необходима для этого, если кондиционер имеет рейтинг энергоэффективности ( EER ) 12,0? (b) Какова стоимость выполнения этого, если работа стоит 10,0 центов за 3,60 × 10 6 Дж (один киловатт-час)? (c) Обсудите, кажутся ли эти затраты реалистичными. Обратите внимание, что рейтинг энергоэффективности ( EER ) кондиционера или холодильника определяется как количество британских тепловых единиц теплопередачи из холодной среды в час, деленное на потребляемую мощность в ваттах.
    10. Покажите, что коэффициенты полезного действия холодильников и тепловых насосов связаны соотношением COP ref  = COP л.с.  − 1. Начните с определений COP s и соотношения сохранения энергии между 9 0275 К ч , Q c и W .

    Глоссарий

    тепловой насос: машина, обеспечивающая передачу тепла от холодного к горячему

    КПД:  для теплового насоса – это отношение теплоотдачи на выходе (горячем резервуаре) к подводимой работе; для холодильника или кондиционера это отношение теплопередачи от резервуара холода к произведенной работе

    Избранные решения задач и упражнений

    1.