W naszych dalszych rozważaniach, wzór (1) będzie dla nas najważniejszym wzorem do analizy, modernizacji i porównania projektowanych układów chłodniczych. Określmy wiec sprawność układu Carnota:
• Najniższą wartością Q₃ w równaniu (1) będzie zero, której to wartości będzie odpowiadała temperatura bezwzględna (K) również równa zeru (-273,15°C).
• Z równania (1) wynika również, że wydajność termiczna układu (silnika) Carnota osiągnie równowagę tylko wtedy, kiedy T₂ będzie równe zeru. Oczywiście w naturze takie dolne źródło nie istnieje. Temperatura tego źródła to z reguły temperatura otoczenia, którą możemy przyjąć za równą T₂ = 300 K.
• W praktyce górne źródło to z reguły piece i inne obiekty grzewcze, których temperatura osiągnie T₁ = 600 K.
• Wstawiając powyższe wartości do wzoru (1) otrzymamy maksymalną wartość sprawności układu (silnika) Carnota:
• η = 1 – (300/600) = 0,5
• Jest to z grubsza biorąc praktyczna granica dla termodynamicznej sprawności układu (silnika) Carnota.
• Rzeczywiste układy są układami nieodwracalnymi i wartość ich sprawności termodynamicznej nie przekracza z reguły wartości η = 0,35.

Rys. 8. Straty w sprężarce tłokowej

We wszystkich układach rzeczywistych, dla poprawnej pracy całego układu wymagana jest pewna różnica temperatury w wymiennikach ciepła (parownik, skraplacz). Dla górnego i dolnego źródła ciepła w rzeczywistym układzie chłodniczym, czynnik chłodniczy będzie pracował w zakresie temperatury (T₁ – ΔT₁) oraz (T₂ + ΔT₂). Ten rozszerzony zakres pracy wymienników ciepła pokazany na rysunku 3. obniża wartość COP naszego rzeczywistego układu. Możemy więc powiedzieć, że dla cyklu Carnota T₁ jest najwyższą możliwą temperaturą natomiast T₂ jest najniższą możliwą temperaturą. Dla pozostałych rzeczywistych układów chłodniczych temperatura górnego źródła układu rzeczywistego będzie zawsze niższa od temperatury górnego źródła układu Carnota, natomiast temperatura dolnego źródła układu rzeczywistego będzie zawsze wyższa od temperatury dolnego źródła układu Carnota.

Bazując na powyższej krótkiej analizie doskonałego z termodynamicznego punktu widzenia układu Carnota, możemy przystąpić do analizy i usprawnień energetycznych rzeczywistych układów chłodniczych. Pamiętajmy jednak, że wartość sprawności energetycznej, do której chcemy się zbliżyć lub ja osiągnąć nie przekroczy wartości η = 0,5.

Charakterystyka układów o najwyższej sprawności energetycznej (...)

Sprężarka chłodnicza i jej wpływ na sprawność energetyczną układu chłodniczego (...)

Schładzanie przegrzanych par a straty energii w układzie chłodniczym (...)