Hvordan ditt klimaanlegg hjemme fungerer?

Arbeidet til et hjemmeklimaanlegg er mystisk for mange av oss. Ovner er enkle å forstå - de varmer luft og blåser den rundt hjemmet ditt gjennom kanaler. Kjeler lager varmt vann eller damp og flytter det rundt i hjemmet ditt i rør. Men hvordan lager klimaanlegg fin, kald, avfuktet luft i løpet av hundedagene på sommeren? For å forstå det, må du gå tilbake til et prinsipp som du kanskje har lært i en videregående skole eller høyskolefysikklasse: den vitenskapelige loven om at enhver gass avkjøles når den utvides i volum.

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:

• Kjølemiddel
• Kompressor
• Kondensator
• Ekspansjonsventil
• Fordamper spole

Det er mange typer klimaanlegg som kan brukes i hjemmet, inkludert vindusenheter, bærbare klimaanlegg, kanalfrie klimaanlegg og sentrale klimaanlegg. Til tross for forskjellene er imidlertid fysikken i hvordan de fungerer den samme, og de bruker alle prosessen med direkteekspansjonskjøling. I prinsippet fungerer dette veldig mye det samme som kjøkkenets kjøleskap.

Kjølemiddel

Det kjølemiddel er den "blod" pumping gjennom kjølerør i varmepumpens system. Det endrer tilstand fra gassdamp til væske når det samler opp varmen fra huset ditt og skyver den varmen ut. Et kjølemiddel er et unikt stoff ved at det har et veldig lavt kokepunkt. Dette betyr at den skifter fra væske til damp ved lave temperaturer. Dette er nøkkelen til å få et klimaanlegg til å fungere trygt uten å generere et farlig nivå av varme. Kjølemediet beveger seg imidlertid ikke alene gjennom systemet; det 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 kobberløkke. Kjølemiddel kommer inn i kompressoren som en lavtrykk varm damp og etterlater den som en høytrykks varm damp. Denne transformasjonen blir muliggjort av kondensatoren.

Kondensator

Fra kompressoren flytter varm kjølemediumdamp til kondensatoren. Her avkjøles høytrykks varmt kjølemediumdamp når det passerer gjennom kondenseringsspoler. Spolene har tynne metallfinner (ligner strukturen foran på en bilradiator) som leder varme fra spolene. En kondensatorvifte blåser luft over finnene for å få raskere kjøling av dampen i spiralene. (Ved å bruke en finnekam under rutinemessig vedlikehold kan du holde disse finnene i form.) Når kjølemediet avkjøles, endres det fra varm damp til varm væske ved høyt trykk og beveger seg på ekspansjonsventilen. Kompressoren, kondensatorspolen og kondensatorviften er alle plassert i den store støyende boksen i hagen din, som ofte kalles kondenseringsenhet.

Ekspansjonsventil

Ekspansjonsventilen er det som virkelig fungerer med kjøling. Når det varme flytende kjølemediet passerer gjennom en liten åpning ved høyt trykk i ventilen på den ene siden, fremstår det som en kjølig lavtrykkståke på den andre siden. Dette er resultatet av en naturlig eiendom av gasser: Når en gass utvides, avkjøles den. Klimaanlegget er egentlig ikke noe annet enn en enhet designet for å tvinge kjølemediegassen til å ekspandere, og det er det som skaper evnen til å kjøle luften ved å drive ut varmen.

Fordamper spole

Det neste trinnet er hvor hjemmet ditt faktisk blir avkjølt. Lavtrykkskaldvæske som nå forlater ekspansjonsventilen utendørs, kjører innendørs til fordamperspolen plassert i ovnens plenum. (Plenumet er den store metallboksen mellom ovnen og kanalen.) Her blåser den varmere luften i hjemmet over fordamperspolen og varmer den opp, samtidig som den spolen som bærer kald, utvidet kjølemediumgass, kjøler seg ned fra luft som blåser over fordamperen. Denne avkjølte luften sirkuleres deretter gjennom kanalene. Når kjølemediet nå begynner å varme opp, begynner det å koke og skifter fra en kald væske til en varm damp (en fordampningsprosess). Den varme kjølemediumdampen går deretter tilbake til kompressoren og kondenseringsenheten utendørs, når den utvides og avkjøles igjen, og fortsetter kjølesyklusen.

Sette det sammen

I den typiske sentrale klimaanlegget er avkjølingssyklusen en kontinuerlig prosess med kjølig kjølemiddel som absorberer varme fra inneluften og utvider seg til en varm gass, reiser til en utendørs enhet hvor den driver ut 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 den involverte fysikken ganske enkel - prinsippet som en gass alltid avkjøles når den utvides. Ethvert klimaanlegg eller kjølesystem er bare et system der utvidelse og kondensering av kjølemediegass blir nøye kontrollert for å dra nytte av den fysiske egenskapen.