وتسير دورات التبريد على أساس مبادئ حفظ الطاقة، ويساعد فهم توازن الطاقة من منظور القانون الأول في تحليل أداء هذه النظم وكفاءتها.

أساسيات توازن الطاقة

وينص القانون الأول لعلم الديناميكا الحرارية على أنه لا يمكن خلق الطاقة أو تدميرها أو نقلها أو تحويلها فقط، وفي دورات التبريد، ينطبق هذا المبدأ على تدفق الطاقة داخل مكونات النظام، مثل المكثف، والمزود، وجهاز التوسع، والمهرب.

تدفق الطاقة في دورة التبريد

وتشمل هذه الدورة نقل الحرارة من المساحة المنخفضة الحرارة إلى المناطق المحيطة بها، ويضغط المكثف على الثلاجة، ويزيد ضغطها ودرجتها، ويطلق المكثف الحرارة إلى البيئة، ويقلل جهاز التوسع من ضغط التبريد، ويستوعب المبرد الحرارة، ويوفر التبريد للفضاء.

معادلة رصيد الطاقة

ويمكن التعبير عن رصيد الطاقة لدورة التبريد على أنه:

Input energy (work input) = Heat removed from the cooled space + Heat rejected to surroundings]

وهذا يمثل، من الناحية المواضيعية، على النحو التالي:

Winput = Qin + Q]out

الآثار المترتبة على كفاءة النظام

ومن خلال تحليل ميزان الطاقة، يمكن للمهندسين أن يحددوا خسائر الطاقة وأن يُحدِّدوا عناصر النظام إلى أقصى حد، ويشمل تحسين الكفاءة خفض مدخلات العمل وتقليل الخسائر الحرارية إلى أدنى حد، مما يؤدي إلى نظم تبريد أكثر استدامة.