Jak działa Twój system klimatyzacji domowej

Działanie domowego systemu klimatyzacji jest dla wielu z nas zaskakujące. Piece są łatwe do zrozumienia - ogrzewają powietrze i dmuchają wokół domu w kanale. Kotły wytwarzają gorącą wodę lub parę wodną i przemieszczają je wokół domu w rurach. Ale w jaki sposób systemy klimatyzacji wytwarzają przyjemne zimne, osuszone powietrze podczas letnich dni? Aby to zrozumieć, musisz powrócić do zasady, której być może nauczyłeś się w liceum lub na lekcji fizyki w college'u: reguła, że ​​jakikolwiek gaz ochładza się w miarę rozszerzania się.

Części

Zakładając pewne uproszczenie, można pomyśleć o klimatyzatorze jako maszynie, która pobiera ciepło z domu i zrzuca je na zewnątrz, korzystając z pięciu wzajemnie powiązanych części:

Istnieje wiele rodzajów systemów klimatyzacyjnych, które mogą być stosowane w domu, w tym urządzenia okienne, przenośne klimatyzatory, klimatyzatory kanałowe i centralne systemy klimatyzacyjne. Pomimo różnic, fizyka ich działania jest taka sama i wszystkie wykorzystują proces chłodzenia bezpośredniego. Zasadniczo działa to bardzo podobnie do lodówki domowej.

Chłodziwo

Czynnikiem chłodniczym jest "krew" przepompowywana przez rurki chłodzące w układzie klimatyzatora. Zmienia stan z pary gazowej na ciecz, ponieważ zbiera ciepło z domu i wyrzuca je na zewnątrz. Czynnik chłodniczy jest wyjątkową substancją, ponieważ ma bardzo niską temperaturę wrzenia.

Oznacza to, że zmienia się z cieczy w parę w niskich temperaturach. Jest to kluczowe, aby system klimatyzacji działał bezpiecznie, nie generując niebezpiecznego poziomu ciepła.

Kompresor

Pomyśl o sprężarce jako o "sercu" układu, pompując czynnik chłodniczy przez wszystkie elementy chłodnicze w dużej miedzianej pętli.

Czynnik chłodniczy wchodzi do sprężarki jako para o niskim ciśnieniu i pozostawia ją jako gorącą parę pod wysokim ciśnieniem.

Skraplacz

Ze sprężarki gorące pary czynnika chłodniczego przesuwają się do skraplacza. W tym przypadku gorąca para gorącego czynnika chłodniczego jest chłodzona podczas przechodzenia przez cewki kondensacyjne. Cewki mają cienkie metalowe żebra (podobne do konstrukcji z przodu radiatora samochodowego), które przewodzą ciepło z cewek. Wentylator skraplacza wydmuchuje powietrze nad płetwami, aby przyspieszyć chłodzenie pary wewnątrz cewek. (Używanie grzebienia płetwowego podczas rutynowej konserwacji pomaga utrzymać kształty płetw.) Gdy czynnik chłodniczy się ochładza, zmienia stan z gorącej pary na gorącą ciecz pod wysokim ciśnieniem i przesuwa się na zawór rozprężny. Kompresor, cewka skraplacza i wentylator skraplacza są zlokalizowane w hałaśliwym pudle na twoim podwórku, które często nazywa się agregatem skraplającym.

Zawór rozprężny

Zawór rozprężny jest tym, co naprawdę zajmuje się chłodzeniem. Gdy ciekły czynnik chłodniczy przechodzi przez maleńki otwór pod wysokim ciśnieniem w zaworze po jednej stronie, po drugiej stronie pojawia się jako chłodna mgła o niskim ciśnieniu. Jest to wynikiem naturalnej właściwości gazów: gdy gaz rozszerza się, stygnie. Klimatyzator jest tak naprawdę niczym więcej niż urządzeniem zaprojektowanym do wymuszania ekspansji gazu czynnika chłodniczego, i to właśnie tworzy jego zdolność do chłodzenia powietrza.

Cewka parownika

Zimna ciecz o niskim ciśnieniu opuszczająca zawór rozprężny przechodzi przez cewkę parownika znajdującą się w przestrzeni pieca. (Komora to duża metalowa skrzynia między piecem a kanałem.) Tutaj gorące powietrze z twojego domu wieje przez cewkę parownika i ogrzewa je, a jednocześnie cewka z zimnym, rozszerzonym gazem chłodzącym stygnie dmuchanie powietrza przez parownik, a schłodzone powietrze krąży w kanale. Gdy czynnik chłodniczy się nagrzewa, zaczyna wrzeć i przechodzi z zimnej cieczy w ciepłą parę (proces parowania). Następnie para czynnika chłodniczego powraca do sprężarki i agregatu skraplającego na zewnątrz, a cykle chłodzenia są kontynuowane.