Ni OK / Getty Images
Arbeidet med et klimaanlegg til hjemmet er mystifiserende for mange av oss. Ovnene er enkle å forstå - de varmer luft og blåser den rundt hjemmet ditt gjennom kanalarbeid. Kjeler lager varmt vann eller damp og flytter det rundt i hjemmet ditt i rør. Men hvordan sørger klimaanlegg for kald, avfuktet luft i løpet av sommerens hundedager? For å forstå det, må du gå tilbake til et prinsipp som du kanskje har lært i en fysikklasse på en videregående skole:
Komponentene
Selv om det er en liten forenkling, kan du tenke på et klimaanlegg som en maskin som tar varme fra huset ditt og dumper det utenfor ved å bruke fem sammenhengende deler:
- KølemiddelKompressorKondenserEkspansjonsventilEndamperspiral
Det er mange typer klimaanlegg som kan brukes i hjemmet, inkludert vindusenheter, bærbare klimaanlegg, kanaløse klimaanlegg og sentrale klimaanlegg. Til tross for forskjellene deres, er imidlertid fysikken i hvordan de jobber den samme, og de bruker alle prosessen med direkte ekspansjonskjøling. I prinsippet fungerer dette veldig mye som hjemmets kjøleskap.
kjølemiddel
Kuldemediet er "blodet" som pumper gjennom kjølerør i klimaanlegget. Den skifter tilstand fra gassdamp til væske når den samler varme fra huset ditt og kaster ut varmen til utendørs. Et kjølemedium er et unikt stoff ved at det har et veldig lavt kokepunkt. Dette betyr at det skifter fra en væske til en damp ved lave temperaturer. Dette er nøkkelen til å få et klimaanlegg til å fungere trygt uten å generere et farlig nivå på varmen. Kuldemediet beveger seg imidlertid ikke gjennom systemet på egen hånd; den krever en kompressor for å pumpe den.
kompressor
Tenk på kompressoren som "hjertet" til systemet, komponenten som pumper kjølemediet gjennom alle kjølekomponentene i en stor kobbersløyfe. Kuldemedium kommer inn i kompressoren som en lavtrykks varm damp og etterlater den som en høytrykks varm damp. Denne transformasjonen vil bli muliggjort av kondensatoren .
kondensator
Fra kompressoren beveger varm kuldemediumdamp seg til kondensatoren. Her avkjøles den høye trykk varme kjølemediumdampen når den passerer gjennom kondensatorer. Spolene har tynne metall finner (ligner strukturen på fronten av en bilradiator) som leder varme fra spolene. En kondensatorvifte blåser luft over finnene for å få hurtig avkjøling av dampen inne i spolene. (Å bruke en finnekam under rutinemessig vedlikehold hjelper med å holde disse finnene i form.) Når kjølemediet avkjøles, skifter det tilstand fra en varm damp til en varm væske ved høyt trykk og beveger seg over på ekspansjonsventilen. Kompressoren, kondensatoren og kondensatorviften er alle plassert i den store støyende boksen i hagen din, som ofte kalles en kondensasjonsenhet.
Ekspansjonsventil
Ekspansjonsventilen er det som virkelig gjør arbeidet med kjøling. Når det varme flytende kjølemediet passerer gjennom en ørliten åpning ved høyt trykk i ventilen på den ene siden, fremstår det som en kjølig lavtrykksmist på den andre siden. Dette er resultatet av en naturlig egenskap ved gasser: Når en gass ekspanderer, avkjøles den. Klimaanlegget er egentlig ikke annet enn en enhet designet for å tvinge kjølemedium til å ekspandere, og det er det som skaper dens evne til å avkjøle luften ved å utvise varmen.
Fordamperspole
Neste trinn er hvor hjemmet ditt faktisk blir avkjølt. Den kalde væsken med lavt trykk som forlater den utvendige ekspansjonsventilen, løper innendørs til fordamperspolen som er plassert i plenumet til ovnen din. (Plenumet er den store metallboksen mellom ovnen og kanalen.) Her blåser den varmere luften inne i huset over fordamperspolen og varmer den opp, samtidig som spolen som fører kald, utvidet kjølemedium avkjøler luft som blåser over fordamperen. Denne avkjølte luften sirkuleres deretter gjennom kanalverket. Når kjølemediet nå begynner å varme opp, begynner det å koke og skifter fra en kald væske til en varm damp (en prosess med fordampning). Den varme kjølemediedampen beveger seg deretter tilbake til kompressoren og utendørskondenseringsenheten, når den utvides og avkjøles en gang til, og fortsetter kjølesyklusen.
Sette det sammen
I den typiske sentrale luftkondisjoneringsenheten er kjølesyklusen en pågående prosess med kjølig kjølemedium som absorberer varme fra inneluften og ekspanderer til en varm gass, og reiser til en utendørsenhet der den utviser den varmen og går tilbake til en kjølig væske og deretter returnerer tilbake innendørs for å absorbere mer varme og fortsette syklusen. Til tross for komponentenes tilsynelatende kompleksitet, er fysikken som er involvert ganske enkel - prinsippet som en gass alltid avkjøler når den utvides. Ethvert klimaanlegg eller kjølesystem er bare et system der ekspansjonen og kondenseringen av kjølemediumgass kontrolleres nøye for å dra nytte av den fysiske egenskapen.
