Devět OK / Getty Images
Fungování domácího klimatizačního systému je pro mnohé z nás mystifikující. Pece jsou snadno srozumitelné - zahřívají vzduch a foukají ho kolem vašeho domu potrubím. Kotle vytvářejí horkou vodu nebo páru a pohybují se kolem vašeho domu v potrubí. Jak ale klimatizační systémy vytvářejí pěkný chladný a odvlhčený vzduch během psích letních dnů? Abyste tomu porozuměli, musíte se vrátit k principu, který jste se možná naučili na střední škole nebo na vysoké škole fyziky: vědecké právo, které jakýkoli plyn ochlazuje, jak se rozšiřuje.
Komponenty
I když se jedná o mírné zjednodušení, můžete uvažovat o klimatizační jednotce jako o stroji, který odebírá teplo z vašeho domu a odvádí jej ven pomocí pěti vzájemně propojených částí:
- ChladivoKompresorKondenzorExpanzní ventilVinutí výparníku
Existuje mnoho typů klimatizačních systémů, které lze použít v domácnosti, včetně okenních jednotek, přenosných klimatizačních jednotek, bezkanálových klimatizačních systémů a centrálních klimatizačních systémů. Navzdory jejich rozdílům je však fyzika jejich práce stejná a všichni používají proces chlazení s přímou expanzí. V zásadě to funguje téměř stejně jako kuchyňská lednička vašeho domova.
Chladivo
Chladivo je „krev“ čerpající chladicí trubice v systému klimatizace. Mění stav z plynných par na kapalinu, protože shromažďuje teplo z vašeho domu a vypouští toto teplo do venku. Chladivo je jedinečná látka v tom, že má velmi nízkou teplotu varu. To znamená, že se při nízkých teplotách mění z kapaliny na páru. To je klíčem k tomu, aby klimatizace fungovala bezpečně, aniž by generovala nebezpečnou úroveň tepla. Chladivo se však systémem nepohne samo; k jeho načerpání je zapotřebí kompresor .
Kompresor
Kompresor považujte za „srdce“ systému, součásti, která čerpá chladivo skrz všechny chladicí komponenty ve velké měděné smyčce. Chladivo vstupuje do kompresoru jako nízkotlaká teplá pára a ponechává jej jako vysokotlaká horká pára. Tuto transformaci umožní kondenzátor .
Kondenzátor
Z kompresoru se horká pára chladicího média dostává do kondenzátoru. Zde se vysokotlaká horká pára chladiva chladí, když prochází kondenzačními cívkami. Cívky mají tenká kovová žebra (podobná struktuře na přední straně automobilu), která odvádí teplo z cívek. Kondenzátor fouká vzduch přes žebra, aby zrychlil chlazení páry uvnitř cívek. (Používání hřebenového žebra během běžné údržby pomáhá udržovat tyto ploutve ve tvaru.) Jak chladivo chladí, mění stav z horké páry na horkou kapalinu při vysokém tlaku a přechází na expanzní ventil. Kompresor, kondenzátorová cívka a ventilátor kondenzátoru jsou umístěny ve velké hlučné krabici ve vašem dvorku, která se často nazývá kondenzační jednotka.
Expanzní ventil
Expanzní ventil je to, co opravdu funguje při chlazení. Když horké kapalné chladivo prochází malým otvorem při vysokém tlaku ve ventilu na jedné straně, objevuje se jako chladná nízkotlaká mlha na druhé straně. Toto je výsledek přirozené vlastnosti plynů: Jak se plyn rozšiřuje, ochlazuje se. Klimatizace není ve skutečnosti nic jiného než zařízení navržené k tomu, aby donutilo chladicí plyn expandovat, a to je to, co vytváří jeho schopnost ochlazovat vzduch vylučováním jeho tepla.
Odpařovací cívka
Dalším krokem je ochlazení vašeho domu. Nízkotlaká studená kapalina, která nyní opouští venkovní expanzní ventil, běží uvnitř vinutí výparníku umístěného v přetlaku vaší pece. (Plenární komora je velká kovová skříň mezi pecí a potrubím.) Zde teplejší vzduch uvnitř vašeho domu fouká přes cívku výparníku a ohřívá ji, zatímco současně cívka nesoucí studený, expandovaný chladicí plyn ochlazuje vzduch fouká přes výparník. Tento chlazený vzduch pak cirkuluje potrubím. Jakmile se chladivo začíná zahřívat, začne se vařit a mění se ze studené kapaliny na horkou páru (proces odpařování). Teplá pára chladicího média se poté, co se expanduje a znovu ochlazuje, vrátí zpět do kompresorové a venkovní kondenzační jednotky a pokračuje v chladicím cyklu.
Společně
V typické centrální klimatizační jednotce je chladicí cyklus probíhající proces, kdy chladicí médium absorbuje teplo z vnitřního vzduchu a expanduje do teplého plynu, cestuje do venkovní jednotky, kde vypouští toto teplo a vrací se do chladicí kapaliny, poté se vrací zpět uvnitř absorbovat více tepla a pokračovat v cyklu. Navzdory zdánlivé složitosti složek je zúčastněná fyzika poměrně jednoduchá - princip, kterým se plyn, který se neustále rozšiřuje, chladí. Jakýkoli systém klimatizace nebo chlazení je pouze systém, pomocí kterého je pečlivě řízena expanze a kondenzace chladicího plynu, aby se využila výhoda této fyzické vlastnosti.
