Deväť OK / Getty Images
Fungovanie domáceho klimatizačného systému je pre mnohých z nás zmätených. Pece sú ľahko zrozumiteľné - ohrievajú vzduch a fúkajú ho okolo vášho domu potrubím. Kotly vyrábajú horúcu vodu alebo paru a pohybujú sa po potrubí v domácnosti. Ale ako klimatizačné systémy vytvárajú pekný chladný a odvlhčený vzduch počas letných psích dní? Aby ste tomu porozumeli, musíte sa vrátiť k zásade, ktorú ste sa možno naučili na strednej alebo vysokej škole fyziky: vedecký zákon, ktorý akýkoľvek plyn ochladzuje, keď sa rozširuje.
Komponenty
Aj keď ide o mierne zjednodušenie, môžete si predstaviť klimatizáciu ako stroj, ktorý odoberá teplo z vášho domu a odvádza ho von pomocou piatich vzájomne prepojených častí:
- ChladivoKompresorKondenzorExpanzný ventilVinutie výparníka
V domácnosti existuje veľa typov klimatizačných systémov, vrátane okenných jednotiek, prenosných klimatizačných zariadení, klimatizačných systémov bez vzduchovodov a centrálnych klimatizačných systémov. Napriek ich rozdielom je však fyzika ich práce rovnaká a všetci používajú proces chladenia s priamym rozpínaním. V zásade to funguje takmer rovnako ako chladnička v domácnosti.
osviežujúci
Chladivo je „krv“ čerpaná cez chladiace trubice v systéme klimatizácie. Mení stav z plynnej pary na kvapalinu, keď zhromažďuje teplo z vášho domu a vypúšťa toto teplo do vonku. Chladivo je jedinečná látka v tom, že má veľmi nízku teplotu varu. To znamená, že sa pri nízkych teplotách mení z kvapaliny na paru. To je kľúčové pre bezpečné fungovanie klimatizačného systému bez vytvárania nebezpečnej úrovne tepla. Chladivo sa však nepohybuje samotným systémom; na jeho čerpanie je potrebný kompresor .
kompresor
Kompresor považujte za „srdce“ systému, komponentu, ktorý čerpá chladivo cez všetky chladiace komponenty vo veľkej medenej slučke. Chladivo vstupuje do kompresora ako nízkotlaková teplá para a ponecháva ho ako vysokotlaková horúca para. Táto transformácia bude možná pomocou kondenzátora .
kondenzátor
Z kompresora sa horúca para chladiva presunie do kondenzátora. Tu sa vysokotlaková horúca para chladiva ochladzuje, keď prechádza kondenzačnými cievkami. Cievky majú tenké kovové rebrá (podobné štruktúre na prednej časti automobilu), ktoré vedú teplo z cievok. Ventilátor kondenzátora fúka vzduch cez rebrá, aby urýchlil chladenie pary vo vnútri cievok. (Použitie hrebeňa rebier počas bežnej údržby pomáha udržiavať tieto rebrá v tvare.) Keď chladivo chladí, mení stav z horúcej pary na horúcu kvapalinu pri vysokom tlaku a presúva sa na expanzný ventil. Kompresor, cievka kondenzátora a ventilátor kondenzátora sa nachádzajú vo veľkej hlučnej skrinke vo vašom záhrade, ktorá sa často nazýva kondenzačná jednotka.
Expanzný ventil
Expanzný ventil je to, čo skutočne robí chladenie. Keď horúce tekuté chladivo prechádza cez malý otvor pri vysokom tlaku vo ventile na jednej strane, objavuje sa ako chladná nízkotlaková hmla na druhej strane. Je to dôsledok prirodzenej vlastnosti plynov: Keď sa plyn rozširuje, ochladzuje sa. Klimatizácia v skutočnosti nie je nič iné ako zariadenie určené na to, aby prinútilo chladiaci plyn expandovať, a to vytvára jeho schopnosť ochladzovať vzduch vylučovaním jeho tepla.
Odparovacia cievka
Ďalším krokom je ochladenie vášho domu. Nízkotlaková studená kvapalina, ktorá teraz opúšťa vonkajší expanzný ventil, beží vo vnútri do výparníka, ktorý sa nachádza v komore vašej pece. (Priesvitná komora je veľká kovová skrinka medzi pecou a potrubím.) Tu teplejší vzduch vo vnútri vášho domu fúka cez cievku výparníka a ohrieva ju, zatiaľ čo cievka prenášajúca studený, expandovaný chladiaci plyn ochladzuje vzduch vyfukujúci cez výparník. Tento ochladený vzduch potom cirkuluje potrubím. Keď sa chladivo začína zahrievať, začína vrieť a mení sa zo studenej kvapaliny na teplú paru (proces odparovania). Teplá para chladiva sa potom vracia späť do kompresora a vonkajšej kondenzačnej jednotky, keď sa rozširuje a znova ochladzuje, čím pokračuje v chladiacom cykle.
Zostavenie dohromady
V typickej centrálnej klimatizačnej jednotke je chladiaci cyklus prebiehajúci proces chladenia chladiva, ktoré absorbuje teplo z vnútorného vzduchu a expanduje do teplého plynu, cestuje do vonkajšej jednotky, kde vylučuje toto teplo a vracia sa do chladiacej kvapaliny, potom sa vracia späť vnútri absorbovať viac tepla a pokračovať v cykle. Napriek zdanlivej zložitosti komponentov je zúčastnená fyzika pomerne jednoduchá - princíp, ktorým sa plyn pri jeho expanzii ochladzuje. Akákoľvek klimatizácia alebo chladiaci systém je iba systém, pomocou ktorého sa starostlivo reguluje expanzia a kondenzácia chladiaceho plynu, aby sa využila výhoda tejto fyzikálnej vlastnosti.
