Devet OK / Getty slik
Delovanje domače klimatske naprave mistificira mnoge od nas. Peči so enostavne za razumevanje - segrevajo zrak in pihajo po vašem domu skozi kanalizacijo. Kotli naredijo toplo vodo ali paro in ga po ceveh premikajo po vašem domu. Toda kako imajo klimatske naprave lep hladen, izpraznjen zrak v pasjih dneh poletja? Če ga želite razumeti, se morate vrniti k načelu, ki ste se ga morda naučili v razredu fizike v srednji šoli ali na fakulteti: znanstveni zakon, da se kateri koli plin hladi, ko se poveča.
Sestavni deli
Čeprav gre za rahlo poenostavitev, si lahko klimatsko napravo predstavljate kot stroj, ki odvaja toploto iz vaše hiše in jo odvaja zunaj s pomočjo petih medsebojno povezanih delov:
- Hladilno sredstvoKompresorCondenserEkspanzijski ventilEvoparjeva tuljava
Obstaja več vrst klimatskih sistemov, ki jih lahko uporabljamo doma, vključno z okenskimi enotami, prenosnimi klimatskimi napravami, brezvodnimi klimatskimi napravami in centralnimi klimatskimi napravami. Kljub razlikam pa je fizika njihovega dela enaka in vsi uporabljajo postopek hlajenja z neposrednim raztezanjem. Načeloma to deluje povsem enako kot kuhinjski hladilnik vašega doma.
Hladilno sredstvo
Hladilno sredstvo je "kri" črpanje skozi hladilne cevi v sistemu klimatske naprave. Spreminja stanje iz plinske pare v tekočino, saj zbira toploto iz vaše hiše in odvaja toploto na prostem. Hladilno sredstvo je edinstvena snov, saj ima zelo nizko vrelišče. To pomeni, da se pri nizkih temperaturah spremeni iz tekočine v hlape. To je ključnega pomena za varno delovanje klimatske naprave brez ustvarjanja nevarne ravni toplote. Hladilno sredstvo pa se skozi sistem ne premika sam; za črpanje je potreben kompresor .
Kompresor
Zamislite kompresor kot "srce" sistema, komponento, ki črpa hladilno sredstvo skozi vse hladilne komponente v veliki bakreni zanki. Hladilno sredstvo v kompresor vstopi kot toplota nizkega tlaka in ga pušča kot vroča para z visokim pritiskom. To pretvorbo bo omogočil kondenzator .
Kondenzator
Iz kompresorja se vroča hladila hladilnega sredstva premaknejo v kondenzator. Tu se visokotlačna vročina hladiva hladi, ko se prehaja skozi kondenzacijske tuljave. Tuljave imajo tanke kovinske plavuti (podobno strukturi na sprednjem delu avtomobilskega radiatorja), ki odvajajo toploto iz tuljav. Ventilator kondenzatorja piha zrak nad plavuti, da pospeši hlajenje hlapov znotraj tuljav. (Uporaba glavnika za plavuti med rutinskim vzdrževanjem pomaga ohraniti te plavuti v obliki.) Ko se hladilno sredstvo hladi, spremeni stanje iz vroče pare v vročo tekočino pri visokem tlaku in se premakne na ekspanzijski ventil. Kompresor, kondenzatorska tuljava in ventilator kondenzatorja sta nameščeni v tistih velikih hrupnih škatlah na vašem dvorišču, ki jih pogosto imenujemo kondenzacijska enota.
Ekspanzijski ventil
Razširitveni ventil je tisto, kar resnično deluje pri hlajenju. Ko vroče tekoče hladilno sredstvo prehaja skozi drobne odprtine pri visokem tlaku v ventilu na eni strani, se na drugi strani pojavlja kot hladna meglica z nizkim tlakom. To je posledica naravne lastnosti plinov: Ko se plin širi, se hladi. Klimatska naprava v resnici ni nič drugega kot naprava, ki je namenjena temu, da se plin hladilnega sredstva razširi, in to je tisto, kar ustvarja njegovo sposobnost hlajenja zraka, tako da izloči toploto.
Izparivalna tuljava
Naslednji korak je, kje se vaš dom dejansko ohladi. Nizkotlačna hladna tekočina, ki zdaj zapušča zunanji ekspanzijski ventil, teče v zaprtih prostorih do tuljave uparjalnika, ki se nahaja v plenumu vaše peči. (Plenum je velika kovinska škatla med pečjo in kanalizacijskim sistemom.) Tukaj toplejši zrak v vašem domu piha skozi tuljavo uparjalnika in ga segreva, hkrati pa tuljava, ki nosi hladen, razširjen hladilni plin, hladi zrak, ki piha čez uparjalnik. Nato ohlajen zrak kroži skozi kanalizacijo. Ko se hladilno sredstvo zdaj segreva, začne vreti in se spreminja iz hladne tekočine v toplo paro (proces izhlapevanja). Topla hlapa hladilnega sredstva nato odide nazaj v kompresor in zunanjo kondenzacijsko enoto, ko se ta še enkrat ohladi in ohladi, in nadaljuje hladilni cikel.
Sestavljanje skupaj
V tipični centralni klimatski enoti je hladilni cikel stalni proces, ko hladilno sredstvo, ki absorbira toploto iz zraka v zaprtih prostorih in se razširi v topel plin, potuje do zunanje enote, kjer to toploto odpelje in se vrne v hladno tekočino, nato pa se vrne nazaj v zaprtih prostorih, da absorbirajo več toplote in nadaljujejo cikel. Kljub navidezni zapletenosti komponent je vključena fizika dokaj preprosta - načelo, po katerem se plin vedno ohladi, ko se širi. Vsaka klimatska naprava ali hladilni sistem je zgolj sistem, s katerim se skrbno nadzira širjenje in kondenziranje hladilnega plina, da se izkoristi fizična lastnost.
