Kuinka kodin ilmastointijärjestelmä toimii?

Kodin ilmastointijärjestelmän toiminta on mystistä monille meistä. Uunit on helppo ymmärtää - ne lämmittävät ilmaa ja puhaltavat sitä kotisi ympärille kanaviston kautta. Kattilat tuottavat kuumaa vettä tai höyryä ja siirtävät sitä kodissasi putkissa. Mutta miten ilmastointijärjestelmät tuottavat mukavaa kylmää, kosteutta poistavaa ilmaa kesän koiranpäivinä? Sen ymmärtämiseksi sinun on palattava takaisin periaatteeseen, jonka olet ehkä oppinut lukion tai yliopiston fysiikan luokassa: tieteellinen laki, jonka mukaan mikä tahansa kaasu jäähtyy, kun se laajenee.

Komponentit

Vaikka se on pieni yksinkertaistaminen, voit ajatella ilmastointilaitetta koneena, joka ottaa talosi lämmön ja tyhjentää sen ulkopuolelle käyttämällä viittä toisiinsa liittyvää osaa:

• Kylmäaine
• Kompressori
• Lauhdutin
• Paisuntaventtiili
• Höyrystimen kela

Kodissa voidaan käyttää monenlaisia ilmastointijärjestelmiä, mukaan lukien ikkunayksiköt, kannettavat ilmastointilaitteet, kanavattomat ilmastointilaitteet ja keskusilmastointijärjestelmät. Eroista huolimatta fysiikka niiden toiminnasta on kuitenkin sama, ja ne kaikki käyttävät suoran laajenemisen jäähdytysprosessia. Periaatteessa tämä toimii hyvin samalla tavalla kuin kodin keittiön jääkaappi.

Kylmäaine

Kylmäaine on "veri" pumppaus läpi jäähdytysputkia ilmastointilaitteen järjestelmä. Se muuttaa tilaa kaasuhöyrystä nestemäiseksi, kun se kerää talosta lämpöä ja työntää lämpöä ulos. Kylmäaine on ainutlaatuinen aine, koska sen kiehumispiste on hyvin alhainen. Tämä tarkoittaa, että se muuttuu nestemäisestä höyryksi alhaisissa lämpötiloissa. Tämä on avain, jotta ilmastointijärjestelmä toimisi turvallisesti tuottamatta vaarallista lämpöä. Kylmäaine ei kuitenkaan liiku järjestelmän läpi yksin; se vaatii kompressorin pumppaamaan sitä.

Kompressori

Ajattele kompressoria järjestelmän "sydämenä", komponenttina, joka pumppaa kylmäaineen kaikkien jäähdytyskomponenttien läpi isossa kuparisilmukassa. Kylmäaine tulee kompressoriin matalapaineisena lämpimänä höyrynä ja jättää sen korkeapainekuumana. Lauhdutin tekee tämän muutoksen mahdolliseksi.

Lauhdutin

Kuuma kylmäainehöyry siirtyy kompressorista lauhduttimeen. Tällöin korkeapaineinen kylmäainehöyry jäähdytetään kulkiessaan kondenssikäämin läpi. Käämeissä on ohuet metallirivat (samanlainen kuin auton jäähdyttimen edessä), jotka johtavat lämpöä keloista. Lauhduttimen puhallin puhaltaa ilmaa evien yli nopeuttamaan kelojen sisällä olevan höyryn jäähdytystä. (Siipikampauksen käyttö rutiinihuollon aikana auttaa pitämään nämä evät kunnossa.) Kun kylmäaine jäähtyy, se vaihtaa tilan kuumasta höyrystä kuumaan nesteeseen korkeassa paineessa ja siirtyy paisuntaventtiiliin. Kompressori, lauhdutinkäämi ja lauhduttimen tuuletin sijaitsevat kaikki takapihallasi olevassa suuressa meluisassa laatikossa, jota kutsutaan usein lauhdutinyksiköksi.

Paisuntaventtiili

Paisuntaventtiili tekee jäähdytyksen todella. Kun kuuma nestemäinen kylmäaine kulkee pienen aukon läpi korkeassa paineessa venttiilissä toisella puolella, se ilmestyy viileänä matalapainesumuna toisella puolella. Tämä on seurausta kaasujen luonnollisesta ominaisuudesta: Kun kaasu laajenee, se jäähtyy. Ilmastointilaite ei todellakaan ole muuta kuin laite, joka on suunniteltu pakottamaan kylmäainekaasu laajenemaan, ja se luo sen kyvyn jäähdyttää ilma poistamalla sen lämpöä.

Höyrystimen kela

Seuraava vaihe on se, missä kotisi todella jäähtyy. Ulkopaisuntaventtiilistä nyt poistuva matalapaineinen kylmä neste kulkee sisätiloissa höyrystimen kelalle sijaitsee uunisi liitäntälaatikossa. (Liitäntälaatikko on iso metallirasia uunin ja kanaviston välillä.) Täällä kodin sisällä oleva lämpimämpi ilma puhaltaa höyrystinkelan yli ja lämmittää sen, samalla kun kylmä, paisutettua kylmäainekaasua kuljettava kela jäähdyttää ilma puhaltaa höyrystimen yli. Tämä jäähdytetty ilma kierrätetään sitten kanaviston läpi. Kun kylmäaine alkaa lämmetä, se alkaa kiehua ja muuttuu kylmästä nesteestä lämpimäksi höyryksi (haihtumisprosessi). Lämmin kylmäainehöyry kulkeutuu sitten takaisin kompressoriin ja ulkokondensaattoriyksikköön, kun se laajenee ja jäähtyy vielä kerran, jatkaen jäähdytysjaksoa.

Yhdistämällä se

Tyypillisessä keski-ilmastointilaitteessa jäähdytysjakso on jatkuva prosessi, jossa kylmä kylmäaine absorboi sisäilman lämpöä ja laajenee lämpimäksi kaasuksi ja kulkee ulkoyksikköön, jossa se poistaa lämmön ja palaa viileään nesteeseen ja palaa sitten takaisin sisätiloissa absorboimaan enemmän lämpöä ja jatkamaan sykliä. Huolimatta komponenttien näennäisestä monimutkaisuudesta, fysiikka on melko yksinkertainen - periaate, jolla kaasu aina jäähtyy laajentuessaan. Mikä tahansa ilmastointi- tai jäähdytysjärjestelmä on vain järjestelmä, jolla kylmäainekaasun paisumista ja lauhdutusta ohjataan huolellisesti kyseisen fyysisen ominaisuuden hyödyntämiseksi.