Un flux în două faze este un proces în care un fluid se schimbă dintr-o fază în alta, de obicei din gaz în lichid sau din lichid în gaz. Acest proces este utilizat în mod obișnuit ca mecanism de transfer de căldură. Se găsește în mod obișnuit în unitățile frigorifice, sistemele de aer condiționat, pompele de căldură sau alte sisteme cu climă controlată.
O fază este o schimbare a stării fizice a unui material. De exemplu, apa are trei stări fizice: solidă, lichidă și gazoasă. Ca exemplu, atunci când un material se transformă dintr-un solid într-un lichid sau dintr-un gaz într-un lichid, această schimbare se numește fază. În timpul unei schimbări de fază, energia este transferată. Această energie fie ajută la inițierea schimbării de fază, fie este eliberată în timpul fazei de schimbare.
Pentru un flux în două faze, sunt luate în considerare doar două dintre aceste faze, de obicei un lichid și un gaz. De exemplu, un lichid frigorific tipic se va transforma de obicei într-un gaz dintr-un lichid atunci când este comprimat și dintr-un lichid înapoi într-un gaz atunci când este expandat. Metoda principală de transfer de energie în timpul acestui flux în două faze este de obicei cu energia termică.
Acest fluid de curgere în două faze, sau agent frigorific, este ales în mod specific în funcție de condițiile de funcționare ale unui sistem dat. Cheia pentru selectarea unui fluid cu două faze este luarea în considerare a compresibilității fluidului ca gaz și a capacității de absorbție a căldurii ca fluid. În plus, acest fluid ar trebui să aibă capacitatea de a schimba faza la presiuni de operare specifice într-un sistem închis.
O unitate tipică de aer condiționat, de exemplu, conține o pompă de compresor, o supapă de expansiune și două seturi de serpentine de transfer de căldură. Toate aceste componente lucrează împreună, deplasând un fluid care schimbă faza prin sistem. Debitul tipic în două faze pentru un sistem lichid/gaz constă dintr-un proces în patru etape.
Un agent frigorific gazos este mai întâi comprimat de o pompă, în timpul căreia gazul este schimbat de fază într-un lichid. Lichidul curge apoi în prima bobină de transfer de căldură și își eliberează energia termică. Fluidul sub presiune este apoi expulzat prin supapa de expansiune și în serpentinele de răcire de joasă presiune. Pe măsură ce fluidul iese din supapă, acesta își schimbă din nou fază, din lichid în gaz, prin absorbția energiei termice.
Unele sisteme cu două faze, atunci când sunt echipate cu supape și întrerupătoare speciale, pot fi operate în sens invers. Un sistem reversibil familiar este o pompă de căldură. În lunile mai calde, sistemul răcește interiorul unei locuințe, iar în lunile mai reci, sistemul este inversat și oferă căldură.