Kodin ilmastointijärjestelmän toiminta on salaperäistänyt monille meistä. Uunit ovat helppo ymmärtää - ne kuumentavat ilmaa ja puhaltavat sitä kodin ympärillä kanavien kautta. Kattilat tekevät kuumaa vettä tai höyryä ja liikuttavat sitä putkissa kodin ympäri. Mutta kuinka ilmastointijärjestelmät tekevät mukavasta kylmästä, kosteutetusta ilmasta koiran kesäpäivinä? Ymmärtääksesi sitä, sinun on palattava takaisin periaatteelle, jonka olet ehkä oppinut lukion tai korkeakoulun fysiikan luokassa: tieteelliseen lakiin, jonka mukaan mahdollinen kaasu jäähtyy, kun se laajenee tilavuutena.
Komponentit
Vaikka se on pieni yksinkertaistaminen, voit ajatella ilmastointilaitetta koneena, joka ottaa lämpöä talostasi ja siirtää sen ulkopuolelle käyttämällä viittä toisiinsa liittyvää osaa:
- Jäähdytysaine
- Kompressori
- lauhdutin
- Paisuntaventtiili
- Höyrystimen kela
Kodissa voidaan käyttää monentyyppisiä ilmastointijärjestelmiä, kuten ikkunayksiköt, kannettavat ilmastointilaitteet, kanavattomat ilmastointilaitteet ja keskusilmastointijärjestelmät. Eroistaan huolimatta niiden työskentelyfysiikka on kuitenkin sama, ja he kaikki käyttävät suoraa paisuntajäähdytystä. Periaatteessa tämä toimii hyvin samalla tavalla kuin kotisi keittiön jääkaappi.
Jäähdytysaine
Kylmäaine on "verta", joka pumppaa ilmastointijärjestelmän jäähdytysputkien läpi. Se muuttaa tilan kaasuhöyrystä nestemäiseksi, koska se kerää lämpöä talostasi ja työntää sen ulkoon. Kylmäaine on ainutlaatuinen aine, koska sen kiehumispiste on erittäin alhainen. Tämä tarkoittaa, että se muuttuu nesteestä höyryksi alhaisissa lämpötiloissa. Tämä on avain ilmastointijärjestelmän toimimiseen turvallisesti tuottamatta vaarallista lämpöä. Kylmäaine ei kuitenkaan liiku yksinään järjestelmän läpi; se vaatii kompressorin pumppaamaan sitä.
Kompressori
Ajattele kompressoria järjestelmän "sydämenä", komponenttina, joka pumppaa kylmäainetta kaikkien kylmäkomponenttien läpi isossa kuparisilmukassa. Jäähdytysaine tulee kompressoriin matalapaineisena lämpimänä höyrynä ja jättää sen korkean paineen kuumana höyrynä. Lauhdutin mahdollistaa tämän muutoksen.
lauhdutin
Kompressorista kuuma kylmäainehöyry siirtyy lauhduttimeen. Tässä korkeapaineinen kuuma kylmäainehöyry jäähdytetään, kun se kulkee lauhdutuskelojen läpi. Käämeissä on ohuet metallisuvat (samanlaiset kuin auton jäähdyttimen etuosassa oleva rakenne), jotka johtavat lämpöä keloista. Lauhdutinpuhallin puhaltaa ilmaa evien yli nopeuttaakseen höyryn jäähtymistä kelajen sisällä. (Evän kamman käyttäminen rutiinihuollon aikana auttaa pitämään nämä evät kunnossa.) Kun kylmäaine jäähtyy, se muuttaa tilan kuumasta höyrystä kuumaksi nesteeksi korkeapaineessa ja siirtyy paisuntaventtiilille. Kompressori, jäähdytyskäämi ja lauhdutinpuhallin sijaitsevat kaikki takapihallasi siinä suuressa meluisassa laatikossa, jota usein kutsutaan lauhdutusyksiköksi.
Paisuntaventtiili
Paisuntaventtiili on mitä todella tekee jäähdytyksen. Kun kuuma nestemäinen jäähdytysaine kulkee pienen aukon läpi korkeassa paineessa venttiilissä toisella puolella, siitä tulee kylmää matalapaineista sumua toiselta puolelta. Tämä on seurausta kaasujen luonnollisesta ominaisuudesta: Kaasun laajentuessa se jäähtyy. Ilmastointilaite ei todellakaan ole muuta kuin laite, joka on suunniteltu pakottamaan kylmäainekaasu paisumaan, ja juuri se luo sen kyvyn jäähdyttää ilmaa poistamalla sen lämpö.
Höyrystimen kela
Seuraava askel on missä kotisi todella jäähtyy. Matalapaineinen kylmä neste, joka on nyt poistumassa ulkopaisuntaventtiilistä, valuu sisätiloissa höyrystinkäämiin, joka sijaitsee uunisi täyttöalueella. (Liitäntälaatikko on iso metallirasia uunin ja kanavavälin välillä.) Täällä kodin lämpimämpi ilma puhaltaa höyrystimen kelan läpi ja lämmittää sen, samalla kun kylmää, paisutettua kylmäainekaasua kuljettava kela jäähtyy ilma puhalletaan haihduttimen läpi. Tämä jäähdytetty ilma kiertää sitten kanavaputken läpi. Kun kylmäaine alkaa kuumentua, se alkaa kiehua ja muuttuu kylmästä nesteestä lämpimäksi höyryksi (haihtumisprosessi). Lämmin kylmäainehöyry kulkee sitten takaisin kompressoriin ja ulkoilman lauhdutusyksikköön, kun se laajenee ja jäähtyy jälleen, jatkaen jäähdytysjaksoa.
Laittamalla se yhteen
Tyypillisessä keskusilmastointiyksikössä jäähdytyskierros on jatkuva prosessi, jossa jäähdytysneste absorboi lämpöä sisäilmasta ja laajenee lämpimäksi kaasuksi, kulkee ulkoyksikköön, jossa se poistaa lämmön ja palautuu viileään nesteeseen, palaa sitten takaisin sisätiloissa absorboidaksesi enemmän lämpöä ja jatkaaksesi jaksoa. Komponenttien näennäisestä monimutkaisuudesta huolimatta mukana oleva fysiikka on melko yksinkertaista - periaate, jonka mukaan kaasu jäähtyy aina laajentuessaan. Mikä tahansa ilmastointi- tai jäähdytysjärjestelmä on vain järjestelmä, jolla kylmäainekaasun paisumista ja tiivistymistä valvotaan huolellisesti kyseisen fyysisen ominaisuuden hyödyntämiseksi.