Ett tvåfasflöde är en process där en vätska övergår från en fas till en annan, vanligtvis från gas till vätska eller från vätska till gas. Denna process används vanligtvis som en värmeöverföringsmekanism. Det finns vanligtvis i kylaggregat, luftkonditioneringssystem, värmepumpar eller andra system med kontrollerat klimat.
En fas är en förändring i ett materials fysiska tillstånd. Till exempel har vatten tre fysiska tillstånd: fast, flytande och gas. Som en illustration, när ett material omvandlas från ett fast ämne till en vätska eller från en gas till en vätska, kallas denna förändring en fas. Under en fasförändring överförs energi. Denna energi hjälper antingen till att initiera fasförändringen eller frigörs under förändringsfasen.
För ett tvåfasflöde beaktas endast två av dessa faser, vanligtvis en vätska och en gas. Till exempel kommer en typisk kylmedelsvätska vanligtvis att förändras till en gas från en vätska när den komprimeras och från en vätska tillbaka till en gas när den expanderas. Den primära metoden för energiöverföring under detta tvåfasflöde är vanligtvis med värmeenergi.
Denna tvåfasflödesvätska, eller köldmediet, väljs specifikt beroende på driftsförhållandena för ett givet system. Nyckeln till att välja en tvåfasvätska är att överväga vätskans kompressibilitet som en gas och värmeabsorptionsförmågan som en vätska. Dessutom bör denna vätska ha förmågan att fasförändras vid specifika driftstryck inom ett slutet system.
En typisk luftkonditioneringsenhet innehåller till exempel en kompressorpump, en expansionsventil och två uppsättningar värmeöverföringsslingor. Alla dessa komponenter arbetar tillsammans för att flytta en fasförändrande vätska genom systemet. Det typiska tvåfasflödet för ett vätske-/gassystem består av en process i fyra steg.
Ett gasköldmedium komprimeras först av en pump, under vilken gasen fasförändras till en vätska. Vätskan strömmar sedan in i den första värmeöverföringsslingan och avger sin värmeenergi. Den trycksatta vätskan drivs sedan ut genom expansionsventilen och in i lågtryckskylslingorna. När vätskan lämnar ventilen ändrar den igen fas, från en vätska till en gas, genom absorption av värmeenergi.
Vissa tvåfassystem kan, när de är utrustade med speciella ventiler och brytare, köras omvänt. Ett välkänt reversibelt system är en värmepump. Under de varmare månaderna kyler systemet det inre av en bostad och under de kallare månaderna är systemet omvänt och ger värme.