Πώς λειτουργεί το σύστημα κλιματισμού στο σπίτι σας;

Η λειτουργία ενός οικιακού συστήματος κλιματισμού μυστικοποιεί πολλούς από εμάς. Οι φούρνοι είναι εύκολο να κατανοηθούν - θερμαίνουν τον αέρα και τον φυσούν γύρω από το σπίτι σας μέσω αγωγών. Οι λέβητες δημιουργούν ζεστό νερό ή ατμό και μετακινούνται γύρω από το σπίτι σας με σωλήνες. Αλλά πώς τα συστήματα κλιματισμού κάνουν ωραίο κρύο, αφυδατωμένο αέρα κατά τη διάρκεια των ημερών του καλοκαιριού; Για να το καταλάβετε, πρέπει να επιστρέψετε σε μια αρχή που μπορεί να έχετε μάθει σε μια τάξη φυσικής γυμνασίου ή κολεγίου: στον επιστημονικό νόμο ότι οποιοδήποτε αέριο ψύχεται καθώς επεκτείνεται σε όγκο.

Τα συστατικά

Αν και είναι μια μικρή απλοποίηση, μπορείτε να σκεφτείτε ένα κλιματιστικό ως μηχανή που παίρνει θερμότητα από το σπίτι σας και την απορρίπτει έξω χρησιμοποιώντας πέντε αλληλοσυνδεόμενα μέρη:

• Ψυκτικός
• Συμπιεστής
• Συμπυκνωτής
• Βαλβίδα διαστολής
• Πηνίο εξατμιστή

Υπάρχουν πολλοί τύποι συστημάτων κλιματισμού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο σπίτι, όπως μονάδες παραθύρων, φορητά κλιματιστικά, αγωγά κλιματιστικά και κεντρικά συστήματα κλιματισμού. Παρά τις διαφορές τους, ωστόσο, η φυσική του τρόπου λειτουργίας τους είναι η ίδια και όλοι χρησιμοποιούν τη διαδικασία ψύξης άμεσης επέκτασης. Κατ 'αρχήν, αυτό λειτουργεί σχεδόν το ίδιο με το ψυγείο κουζίνας του σπιτιού σας.

Ψυκτικός

Το ψυκτικό είναι η αντλία "αίματος" μέσω σωλήνων ψύξης στο σύστημα κλιματισμού. Αλλάζει κατάσταση από ατμούς αερίου σε υγρό καθώς συλλέγει θερμότητα από το σπίτι σας και εκτοξεύει αυτή τη θερμότητα στο ύπαιθρο. Ένα ψυκτικό είναι μια μοναδική ουσία στο ότι έχει πολύ χαμηλό σημείο βρασμού. Αυτό σημαίνει ότι αλλάζει από υγρό σε ατμό σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό είναι το κλειδί για να λειτουργήσει το σύστημα κλιματισμού με ασφάλεια χωρίς να δημιουργηθεί επικίνδυνο επίπεδο θερμότητας. Το ψυκτικό, ωστόσο, δεν κινείται από μόνο του μέσω του συστήματος. απαιτεί έναν συμπιεστή για να το αντλήσει.

Συμπιεστής

Σκεφτείτε τον συμπιεστή ως την «καρδιά» του συστήματος, το εξάρτημα που αντλεί το ψυκτικό μέσω όλων των εξαρτημάτων ψύξης σε ένα μεγάλο χαλκό βρόχο. Το ψυκτικό εισέρχεται στον συμπιεστή ως θερμός ατμός χαμηλής πίεσης και τον αφήνει ως θερμό ατμό υψηλής πίεσης. Αυτός ο μετασχηματισμός θα είναι δυνατός από τον συμπυκνωτή.

Συμπυκνωτής

Από τον συμπιεστή, οι ατμοί του ψυκτικού μέσου μετακινούνται στον συμπυκνωτή. Εδώ, ο καυτός ψυκτικός ατμός υψηλής πίεσης ψύχεται καθώς περνά μέσα από πηνία συμπύκνωσης. Τα πηνία έχουν λεπτά μεταλλικά πτερύγια (παρόμοια με τη δομή στο μπροστινό μέρος ενός ψυγείου αυτοκινήτου) που μεταφέρουν θερμότητα από τα πηνία. Ένας ανεμιστήρας συμπυκνωτή φυσά αέρα πάνω στα πτερύγια για να επιταχύνει την ψύξη του ατμού μέσα στα πηνία. (Η χρήση χτένας πτερυγίων κατά τη συνήθη συντήρηση βοηθά στη διατήρηση αυτών των πτερυγίων σε σχήμα.) Καθώς το ψυκτικό ψύχεται, αλλάζει κατάσταση από θερμό ατμό σε ζεστό υγρό σε υψηλή πίεση και κινείται στη βαλβίδα διαστολής. Ο συμπιεστής, το πηνίο συμπυκνωτή και ο ανεμιστήρας συμπυκνωτή βρίσκονται όλα αυτά το μεγάλο θορυβώδες κουτί στην αυλή σας, το οποίο συχνά ονομάζεται μονάδα συμπύκνωσης.

Βαλβίδα διαστολής

Η βαλβίδα διαστολής είναι αυτό που πραγματικά κάνει το έργο ψύξης. Καθώς το ψυχρό υγρό ψυκτικό διέρχεται από ένα μικρό άνοιγμα σε υψηλή πίεση στη βαλβίδα από τη μία πλευρά, εμφανίζεται ως μια δροσερή ομίχλη χαμηλής πίεσης στην άλλη πλευρά. Αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας φυσικής ιδιότητας των αερίων: Καθώς το αέριο διαστέλλεται, ψύχεται. Το κλιματιστικό δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να αναγκάζει το ψυκτικό αέριο να διαστέλλεται και αυτό δημιουργεί την ικανότητά του να ψύχει τον αέρα εκδιώκοντας τη θερμότητα του.

Πηνίο εξατμιστή

Το επόμενο βήμα είναι όπου το σπίτι σας πραγματικά δροσίζεται. Το κρύο υγρό χαμηλής πίεσης που αφήνει τώρα τη βαλβίδα διαστολής εξωτερικού χώρου τρέχει στο εσωτερικό του πηνίου του εξατμιστή βρίσκεται στο κέντρο του φούρνου σας. (Το πλήρωμα είναι το μεγάλο μεταλλικό κουτί μεταξύ του φούρνου και του αγωγού.) Εδώ, ο θερμότερος αέρας μέσα στο σπίτι σας φυσάει το πηνίο του εξατμιστή και τον θερμαίνει, ενώ ταυτόχρονα το πηνίο που μεταφέρει κρύο, διογκωμένο ψυκτικό αέριο ψύχεται φυσάει αέρα στον εξατμιστή. Αυτός ο ψυχρός αέρας κυκλοφορεί στη συνέχεια μέσω του αγωγού. Καθώς το ψυκτικό αρχίζει τώρα να θερμαίνεται, αρχίζει να βράζει και αλλάζει από ψυχρό υγρό σε θερμό ατμό (διαδικασία εξάτμισης). Στη συνέχεια, ο θερμός ατμός ψυκτικού επιστρέφει στον συμπιεστή και στην εξωτερική μονάδα συμπύκνωσης, όταν αυτός επεκτείνεται και ψύχεται για άλλη μια φορά, συνεχίζοντας τον κύκλο ψύξης.

Συνδυάζοντας το

Στην τυπική κεντρική μονάδα κλιματισμού, ο κύκλος ψύξης είναι μια συνεχής διαδικασία του ψυκτικού ψυκτικού να απορροφά θερμότητα από τον εσωτερικό αέρα και να επεκτείνεται σε ένα ζεστό αέριο, ταξιδεύοντας σε μια εξωτερική μονάδα όπου εκτοπίζει αυτή τη θερμότητα και επιστρέφει σε ένα δροσερό υγρό, στη συνέχεια επιστρέφει πίσω σε εσωτερικούς χώρους για να απορροφήσει περισσότερη θερμότητα και να συνεχίσει τον κύκλο. Παρά τη φαινομενική πολυπλοκότητα των συστατικών, η εμπλεκόμενη φυσική είναι αρκετά απλή - η αρχή με την οποία ένα αέριο ψύχεται πάντα καθώς διαστέλλεται. Οποιοδήποτε σύστημα κλιματισμού ή ψύξης είναι απλώς ένα σύστημα με το οποίο η διαστολή και συμπύκνωση ψυκτικού αερίου ελέγχεται προσεκτικά για να επωφεληθεί αυτής της φυσικής ιδιότητας.