Ämne: Hur fungerar expansionsventilen? Grundläggande VP-teknik

[villvetamer]

Satt och kollade på följande bild:
http://www.sp.se/sv/index/research/effenergi/completed/n%C3%A4vbol/PublishingImages/S%C3%A5%20fungerar%20en%20v%C3%A4tska-vatten%20v%C3%A4rmepump_IVT_f%C3%B6r%20webb_f%C3%B6rminskad.jpg

Har en extremt grundläggande värmepumpsteknikfråga Skämspådig
Det jag inte riktigt förstår är hur temperaturen kan gå från ca +50 grader C på köldmediet (efter VVX) samt ned till-10 grader C efter expansionsventilen. Jag är med på noterna att kokpunkten ändras med trycket, men hur kan köldmediet bli kallare än omgivande temperatur? Hänger det ihop med allmäna gaslagen och att om trycket är väldigt lågt så sjunker även temperaturen?
pV=nRT
...dvs om trycket minskar och volymen är konstant så minskar temperaturen?

Om värmepumpen står i ett pannrum så borde väl utjämningseffekten göra att temperaturen på köldmediet ej blir lägre än rumstemp? (dvs. att värme ej kan gå från ett kallare medie till ett varmare).

Inser att jag missat något fundamentalt, som jag borde veta, men får inte ihop det och hittar ingen bra beskrivning.

[Carl N]

Hej!
Jag är inte säker på vad du frågar om men principen är att tryck och temperatur hänger ihop.
Sänks trycket så sjunker temperaturen.
Att vätskans tempratur blir lägre än rumstemperatur hänger ihop med att den inte hinner värmas upp.
Mät t ex temperaturen på mjölken när den kommer ut ur kylskåpet och den har samma temp som kylskåpet. Det tar ett par timmar innan mjölken kommit upp till rumstemp.

[Roland]

Det har inte med allmänna gaslagen att göra utan beror på att om trycket efter expansionsventilen är t.ex. 4 bar och det motsvarar en kokpunkt på köldmediet på -10 grader kommer så mycket av köldmediet att förångas (det kräver värme vilket tas från den icke förångade delen av köldmediet) att temperaturen sjunker till -10 grader. Att det blir betydligt kallare än rumstemperatur beror på att flödet är så högt att det krävs en effekt på flera kW för att förånga allt köldmedium och värma det till rumstemperatur. Det värmeflödet kan inte tillföras till röret från expansionsventilen (det är dessutom isolerat för att förhindra att det fryser på is och för att minska förlusterna) utan kräver en betydligt större värmeöverförande yta vilket är anledningen till att det finns en förångare med någon eller några m2 värmeöverförande yta.

[villvetamer]

Roland: När du skriver "värme tas från den icke förångade delen av köldmediet", menar du då det köldmedie som ligger på samma sida om expansionsventilen (dvs. efter expansionsventilen och där trycket är 4 bar, men att det köldmediet är i vätskeform).
För i så fall tror jag att jag är med på noterna hur du menar...
Försökte knåpa ihop en bild:

[kirneH]

Roland: När du skriver "värme tas från den icke förångade delen av köldmediet", menar du då det köldmedie som ligger på samma sida om expansionsventilen (dvs. efter expansionsventilen och där trycket är 4 bar, men att det köldmediet är i vätskeform).
För i så fall tror jag att jag är med på noterna hur du menar...
Försökte knåpa ihop en bild:

Tänk såhär (väldigt förenklat): när du komprimerar något blir det varmare. I värmepumpsfallet så använder man värmen som bildas när man komprimerar köldmediet för att värma huset, dvs värmen som "bildats" på den komprimerade sidan kyls bort av ditt hus. När pumpen sedan dekomprimerar köldmediet till samma volym som det ursprungligen hade (genom expansionsventilen), så kyls mediet ned motsvarande grad som komprimeringen (i stället för att värmas upp). Eftersom värmepumpen redan plockat ut en massa värmeenergi och redan sänkt temperaturen på det komprimerade mediet så kommer mediet efter expansionen ha en mycket lägre temperatur än det hade innan kompressionen (det är lixom det som är själva värmepumpningen).

Som kuriosa kan nämnas att det går utmärkt att konstruera värmepumpar i "fickformat" som klarar av att kyla ned till mer än -200 grader på kalla sidan (stirlingkylare).

[Roland]

Det är så jag menar. Ungefär 30-40 % av köldmediet förångas vid passagen genom expansionsventilen så det är en blandning av gas och vätska som går in i förångaren där resterande köldmedium förångas.

[Volvo245GLT]

Jag brukar använda vatten, som för övrigt också är ett köldmedium (R718), som liknelse.
Det blir mycket enklare att förstå kokpunkter och annat då.

Vatten kokar som bekant vid 100 grader under normalt tryck.
I en tryckkokare, fjärrvärmerören eller bilens kylsystem så kan temperaturen vara högre än 100 grader utan att det kokar p.g.a. trycket. Öppnar man då en ventil (tänk expansionsventilen) så kan vattnet som kommer ut aldrig vara varmare än 100 grader. Det kokar och förvandlas till ånga direkt.

Befinner du dig på hög höjd och ska värma vatten så kommer du upptäcka att det kokar vid en lägre temperatur än 100 grader p.g.a. det lägre lufttrycket.

I värmepumpen så avgör trycken om ett köldmedium kommer förångas (och ta upp värme) eller kondensera mot en kallare yta (ge ifrån sig värme).
Temperaturen över förångningen - kokpunkten, kallas överhettning och bör vara ett visst antal grader så att man är säker på att allt är förångat innan det når kompressorn.
Temperaturen under kondenseringspunkten kallas underkylning.

[villvetamer]

Tack för svar Roland . Då hänger jag med!
Tack även Volvo245 och KirneH för era inspel.

[BMF]

Här finns bra info från Danfoss.
http://www.danfoss.com/nr/rdonlyres/269eb532-b3a7-40ab-87d9-f8075178ed33/0/danfosscinr22008sw.pdf
//M