Εννέα OK / Getty Images
Οι λειτουργίες ενός συστήματος κλιματισμού στο σπίτι μπερδεύουν πολλούς από εμάς. Οι φούρνοι είναι εύκολα κατανοητοί - θερμαίνουν τον αέρα και το φυσούν γύρω από το σπίτι σας μέσω αγωγών. Οι λέβητες παράγουν ζεστό νερό ή ατμό και μετακινούνται γύρω από το σπίτι σας σε σωλήνες. Αλλά πώς τα συστήματα κλιματισμού κάνουν ωραίο κρύο, αφύγρανση αέρα κατά τις ημέρες του σκυλιού του καλοκαιριού; Για να το καταλάβετε, πρέπει να επιστρέψετε σε μια αρχή που μπορεί να έχετε μάθει σε μια τάξη φυσικής στο γυμνάσιο ή στο κολέγιο: ο επιστημονικός νόμος που κάθε αέριο δροσίζει όσο αυξάνεται ο όγκος.
Τα στοιχεία
Παρόλο που είναι μια ελαφριά απλοποίηση, μπορείτε να σκεφτείτε ένα κλιματιστικό μηχάνημα ως μηχανή που παίρνει θερμότητα από το σπίτι σας και το ξεσκονίζει έξω χρησιμοποιώντας πέντε αλληλοσυνδεόμενα μέρη:
- ΨυγείοCompressorCondenserΒαλβίδα εξαέρωσηςΠροσωλήνωση εξατμιστή
Υπάρχουν πολλοί τύποι συστημάτων κλιματισμού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο σπίτι, όπως μονάδες παραθύρων, φορητά κλιματιστικά, κλιματιστικά χωρίς αγωγούς και κεντρικά συστήματα κλιματισμού. Παρά τις διαφορές τους, ωστόσο, η φυσική του τρόπου λειτουργίας τους είναι η ίδια και όλοι χρησιμοποιούν τη διαδικασία ψύξης με άμεση επέκταση. Κατ 'αρχήν, αυτό λειτουργεί πάρα πολύ το ίδιο με το ψυγείο της κουζίνας του σπιτιού σας.
Ψυκτικός
Το ψυκτικό μέσο είναι το "αίμα" που αντλείται μέσω των σωλήνων ψύξης στο σύστημα του κλιματιστικού. Αλλάζει την κατάσταση από ατμούς αερίου σε υγρό καθώς συλλέγει θερμότητα από το σπίτι σας και εκτοξεύει αυτή τη θερμότητα στο ύπαιθρο. Ένα ψυκτικό μέσο 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 ένα σύστημα κλιματισμού με ασφάλεια χωρίς να δημιουργήσει επικίνδυνο επίπεδο θερμότητας. Το ψυκτικό, ωστόσο, δεν κινείται από μόνο του στο σύστημα. Απαιτεί ένα συμπιεστή για την αντλία.
Συμπιεστής
Σκεφτείτε τον συμπιεστή ως την "καρδιά" του συστήματος, το στοιχείο που αντλεί το ψυκτικό από όλα τα ψυκτικά εξαρτήματα σε έναν μεγάλο βρόχο χαλκού. Το ψυκτικό μέσο εισέρχεται στον συμπιεστή ως ζεστός ατμός χαμηλής πίεσης και το αφήνει ως ζεστό ατμό υψηλής πίεσης. Αυτή η μετατροπή θα καταστεί δυνατή από τον συμπυκνωτή .
Συμπυκνωτής
Από τον συμπιεστή, οι ατμοί θερμού ψυκτικού μέσου μετακινούνται στον συμπυκνωτή. Εδώ, ο ατμός ψυκτικού μέσου υψηλής πίεσης ψύχεται καθώς διέρχεται από τα πηνία συμπύκνωσης. Τα πηνία έχουν λεπτά μεταλλικά πτερύγια (παρόμοια με τη δομή στο μπροστινό μέρος ενός ψυγείου αυτοκινήτου) που μεταδίδουν θερμότητα από τα πηνία. Ένας ανεμιστήρας συμπυκνωτή φυσά αέρα πάνω από τα πτερύγια για να επιταχύνει την ψύξη του ατμού μέσα στα πηνία. (Με τη χρήση ενός χτενίσματος χτενίσματος κατά τη διάρκεια της συνήθης συντήρησης βοηθάει να κρατηθούν αυτά τα πτερύγια σε σχήμα.) Καθώς ψύχεται το ψυκτικό, αλλάζει κατάσταση από ένα θερμό ατμό σε ένα θερμό υγρό σε υψηλή πίεση και μετακινείται στη βαλβίδα εκτόνωσης. Ο συμπιεστής, το πηνίο συμπυκνωτή και ο ανεμιστήρας συμπυκνωτών βρίσκονται όλα εκείνο το μεγάλο θορυβώδες κουτί στο κατώφλι σας, το οποίο συχνά ονομάζεται μονάδα συμπύκνωσης.
Βαλβίδα επέκτασης
Η βαλβίδα επέκτασης είναι αυτό που κάνει πραγματικά το έργο της ψύξης. Καθώς το θερμό υγρό ψυκτικό μέσο περνά μέσα από ένα μικρό άνοιγμα με υψηλή πίεση στη βαλβίδα στη μία πλευρά, αναδύεται ως μια δροσερή ομίχλη χαμηλής πίεσης στην άλλη πλευρά. Αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας φυσικής ιδιότητας των αερίων: Καθώς το αέριο επεκτείνεται, ψύχεται. Το κλιματιστικό δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να εξαναγκάζει το ψυκτικό αέριο να επεκταθεί και αυτό δημιουργεί την ικανότητά του να ψύχει τον αέρα αποβάλλοντας τη θερμότητά του.
Πηνίο εξατμιστή
Το επόμενο βήμα είναι όπου το σπίτι σας κρυώνει πραγματικά. Το ψυχρό υγρό χαμηλής πίεσης που εξέρχεται τώρα από την εξωτερική βαλβίδα εκτόνωσης διατρέχει εσωτερικά το πηνίο του εξατμιστή που βρίσκεται στη δεξαμενή του φούρνου σας. (Η δεξαμενή είναι το μεγάλο μεταλλικό κιβώτιο μεταξύ του κλιβάνου και του αγωγού.) Εδώ, ο θερμότερος αέρας μέσα στο σπίτι σας φυσάει μέσα από το πηνίο του εξατμιστή και το θερμαίνει, ενώ ταυτόχρονα το πηνίο που μεταφέρει ψυχρό, επεκτεινόμενο ψυκτικό αέριο δροσίζει ο αέρας που πνέει 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 ένα ψυχρό υγρό σε ένα θερμό ατμό (διαδικασία εξάτμισης). Ο θερμός ατμός ψυκτικού μέσου επιστρέφει στη συνέχεια στον συμπιεστή και στην εξωτερική μονάδα συμπύκνωσης, όταν αυτός επεκταθεί και δροσιστεί για άλλη μια φορά, συνεχίζοντας τον κύκλο ψύξης.
Κάνοντας το μαζί
Στην τυπική κεντρική μονάδα κλιματισμού, ο κύκλος ψύξης είναι μια συνεχής διαδικασία ψυχρού ψυκτικού που απορροφά τη θερμότητα από τον εσωτερικό αέρα και επεκτείνεται σε ένα θερμό αέριο, ταξιδεύοντας σε μια εξωτερική μονάδα όπου εκπέμπει τη θερμότητα και επιστρέφει σε ένα δροσερό υγρό, στη συνέχεια επιστρέφοντας πίσω σε εσωτερικούς χώρους για να απορροφήσει περισσότερη θερμότητα και να συνεχίσει τον κύκλο. Παρά την φαινομενική πολυπλοκότητα των συστατικών, η φυσική που εμπλέκεται είναι αρκετά απλή - η αρχή με την οποία ένα αέριο ψύχεται πάντα καθώς επεκτείνεται. Οποιοδήποτε σύστημα κλιματισμού ή ψύξης είναι απλώς ένα σύστημα με το οποίο η επέκταση και η συμπύκνωση ψυκτικού αερίου ελέγχεται προσεκτικά ώστε να εκμεταλλευτεί αυτή τη φυσική ιδιότητα.
