Ni OK / Getty-billeder
Arbejdet med et hjemmeluftkonditioneringssystem mystificerer mange af os. Ovnene er lette at forstå - de varmer luft og blæser den omkring dit hjem gennem kanalarbejde. Kedler fremstiller varmt vand eller damp og flytter det rundt i dit hjem i rør. Men hvordan skaber klimaanlæg dejlige kolde, affugtede luft i sommerhundens dage? For at forstå det, er du nødt til at gå tilbage til et princip, som du måske har lært i en fysisk klasse i gymnasiet eller college: den videnskabelige lov, som enhver gas afkøler, når den udvides i volumen.
Komponenterne
Selvom det er en let forenkling, kan du tænke på et klimaanlæg som en maskine, der tager varme fra dit hus og dumper det ud ved hjælp af fem indbyrdes forbundne dele:
- KølevæskeKompressorKondenser UdvidelsesventilFordamperspole
Der er mange typer klimaanlæg, der kan bruges i hjemmet, inklusive vinduesenheder, bærbare klimaanlæg, kanalløse klimaanlæg og centrale klimaanlæg. På trods af deres forskelle er fysikken i, hvordan de fungerer, imidlertid den samme, og de bruger alle processen med direkte ekspansionskøling. I princippet fungerer dette meget på samme måde som dit hjemm køkken køleskab.
Kølemiddel
Kølemediet er "blodet", der pumpes gennem kølerør i klimaanlæggets system. Det skifter tilstand fra gasdamp til væske, da det opsamler varme fra dit hus og udsætter den varme udendørs. Et kølemiddel er et unikt stof, idet det har et meget lavt kogepunkt. Dette betyder, at det skifter fra en væske til en damp ved lave temperaturer. Dette er nøglen til at få et klimaanlæg til at fungere sikkert uden at generere et farligt niveau af varme. Kølemidlet bevæger sig imidlertid ikke gennem systemet alene; det kræver en kompressor for at pumpe den.
Kompressor
Tænk på kompressoren som ”hjertet” i systemet, den komponent, der pumper kølemediet gennem alle kølekomponenter i en stor kobberløkke. Kølemiddel kommer ind i kompressoren som en lavtryks varm damp og efterlader den som en højtryks varm damp. Denne transformation bliver muliggjort af kondensatoren .
Kondensator
Fra kompressoren bevæger varm kølemediedamp til kondensatoren. Her afkøles den højtryks varme kølemiddeldamp, når den passerer gennem kondensatorer. Spolerne har tynde metalfinner (svarer til strukturen på fronten af en bilradiator), der leder varme fra spolerne. En kondensatorventilator blæser luft over finnerne for at fremskynde afkøling af dampen inde i spolerne. (Brug af en finnekam under rutinemæssig vedligeholdelse hjælper med at holde disse finner i form.) Når kølemediet afkøles, skifter det tilstand fra en varm damp til en varm væske ved højt tryk og bevæger sig på ekspansionsventilen. Kompressoren, kondensatorspiralen og kondensatorventilatoren er alle placeret i den store støjende kasse i din baghave, som ofte kaldes en kondenserende enhed.
Ekspansionsventil
Udvidelsesventilen er det, der virkelig gør kølearbejdet. Når det varme flydende kølemiddel passerer gennem en lille åbning ved højt tryk i ventilen på den ene side, fremkommer det som en kølig lavtryksmist på den anden side. Dette er resultatet af en naturlig egenskab ved gasser: Når en gas ekspanderer, afkøles den. Klimaanlægget er virkelig intet andet end en enhed, der er designet til at tvinge kølemediumgas til at ekspandere, og det er det, der skaber dens evne til at køle luften ved at udvise sin varme.
Fordamperspole
Det næste trin er, hvor dit hjem faktisk bliver afkølet. Den kolde væske med lavt tryk, der nu forlader den udendørs ekspansionsventil, løber indendørs til fordamperspolen, der er placeret i kammeret i din ovn. (Plenumet er den store metalboks mellem ovnen og kanalen.) Her blæser den varmere luft inde i dit hus hen over fordamperspolen og opvarmer den, samtidig med at spolen, der bærer kold, ekspanderet kølemedie, køler af luft, der blæser hen over fordamperen. Denne afkølede luft cirkuleres derefter gennem kanalen. Når kølemediet nu begynder at varme op, begynder det at koge og skifter fra en kold væske til en varm damp (en fordampningsproces). Den varme kølemiddeldamp bevæger sig derefter tilbage til kompressoren og udendørskondenseringsenheden, når den udvides og afkøles igen og fortsætter kølecyklussen.
At sætte det sammen
I den typiske centrale klimaanlæg er kølecyklussen en igangværende proces med køligt kølemiddel, der absorberer varme fra indeluften og ekspanderer til en varm gas, rejser til en udendørs enhed, hvor den uddriver denne varme og vender tilbage til en kølig væske og derefter vender tilbage indendørs for at absorbere mere varme og fortsætte cyklussen. På trods af komponenternes tilsyneladende kompleksitet er den involverede fysik ganske enkel - det princip, hvormed en gas altid afkøles, når den udvides. Ethvert klimaanlæg eller kølesystem er kun et system, hvorved ekspansion og kondensering af kølemediegas kontrolleres omhyggeligt for at drage fordel af denne fysiske egenskab.
