Nouă imagini OK / Getty
Funcționarea unui sistem de aer condiționat acasă este mistificătoare pentru mulți dintre noi. Cuptoarele sunt ușor de înțeles - încălzesc aerul și îl aruncă în jurul casei prin conducte. Cazanele fac apă fierbinte sau abur și o mută în jurul casei în conducte. Dar cum sistemele de aer condiționat fac un aer rece, dezumidificat rece în zilele de vară ale câinelui? Pentru a înțelege, trebuie să reveniți la un principiu pe care l-ați putut învăța într-o clasă de fizică la liceu sau colegiu: legea științifică conform căreia orice gaz se răcește pe măsură ce se extinde în volum.
Componentele
Deși este o simplificare ușoară, vă puteți gândi la un aparat de aer condiționat ca la o mașină care preia căldura din casa dvs. și o aruncă afară folosind cinci părți interrelaționate:
- RefrigerantCompresorCondenserVanja de expansiune bobina de evaporator
Există multe tipuri de sisteme de aer condiționat care pot fi utilizate în casă, inclusiv unități de ferestre, aparate de aer condiționat portabile, aparate de aer condiționat fără duct și sisteme centrale de aer condiționat. În ciuda diferențelor lor, fizica modului de funcționare este aceeași și toate folosesc procesul de refrigerare cu expansiune directă. În principiu, aceasta funcționează la fel ca și frigiderul din bucătăria de acasă.
refrigerent
Refrigerantul este "sângele" care pompează prin tuburile de răcire din sistemul de climatizare. Schimbă starea de la vaporii de gaz la lichid, deoarece colectează căldura din casa ta și scoate căldura la exterior. Un agent frigorific este o substanță unică prin faptul că are un punct de fierbere foarte scăzut. Aceasta înseamnă că se schimbă de la un lichid la un vapor la temperaturi scăzute. Acest lucru este esențial pentru ca un sistem de aer condiționat să funcționeze în siguranță, fără a genera un nivel periculos de căldură. Refrigerantul, însă, nu se mișcă singur prin sistem; este nevoie de un compresor care să-l pompeze.
Compresor
Gândiți-vă la compresor ca „inima” sistemului, componenta care pompează agentul frigorific prin toate componentele frigorifice dintr-o buclă mare de cupru. Refrigerantul intră în compresor sub formă de vapori calzi de joasă presiune și îl lasă sub formă de vapori calzi de înaltă presiune. Această transformare va fi posibilă prin condensator .
Condensator
Din compresor, vaporii de refrigerare fierbinți se deplasează în condensator. Aici, vaporii de refrigerent fierbinte de înaltă presiune sunt răciți pe măsură ce trec prin bobine de condensare. Bobinele au aripioare metalice subțiri (similare cu structura din fața unui calorifer auto) care conduc căldura din bobine. Un ventilator de condensator suflă aer peste aripioare pentru a accelera răcirea vaporilor în interiorul serpentinelor. (Folosirea unui pieptene de aripioare în timpul întreținerii de rutină ajută la menținerea acestor aripioare în formă.) Pe măsură ce agentul frigorific se răcește, acesta schimbă starea de la un vapor fierbinte la un lichid fierbinte la presiune mare și se deplasează pe supapa de expansiune. Compresorul, bobina de condensator și ventilatorul de condensare sunt toate localizate în acea mare cutie zgomotoasă din curtea ta, care este adesea numită unitate de condensare.
Valva de expansiune
Supapa de expansiune este ceea ce funcționează cu adevărat la răcire. Pe măsură ce agentul frigorific lichid fierbinte trece printr-o deschidere minusculă la presiune ridicată în supapă pe o parte, el apare ca o ceață rece de joasă presiune pe cealaltă parte. Acesta este rezultatul unei proprietăți naturale a gazelor: Pe măsură ce un gaz se extinde, acesta se răcește. Aparatul de aer condiționat nu este altceva decât un dispozitiv conceput pentru a forța gazul refrigerant să se extindă și asta creează capacitatea sa de a răci aerul prin expulzarea căldurii sale.
Bobina de evaporator
Următorul pas este locul în care casa ta se răcește de fapt. Lichidul rece de joasă presiune care părăsește acum supapa de expansiune exterioară se deplasează în interiorul bobinei de evaporator situată în plinul cuptorului dumneavoastră. (Plenul este cea mai mare cutie metalică dintre cuptor și conductă.) Aici, aerul mai cald din interiorul casei suflă peste bobina evaporatorului și îl încălzește, în același timp, bobina care transportă gaz frigorific expandat și rece se răcește aerul care sufla prin evaporator. Acest aer răcit este apoi circulat prin conductă. Deoarece refrigerentul începe acum să se încălzească, acesta începe să fiarbă și se schimbă de la un lichid rece la un vapor cald (un proces de evaporare). Vaporii calizi de refrigerent se deplasează apoi la compresorul și la unitatea de condensare exterioară, când acesta se extinde și se răcește încă o dată, continuând ciclul de răcire.
Punând laolaltă
În unitatea tipică de climatizare centrală, ciclul de răcire este un proces continuu de refrigerare răcoritoare care absoarbe căldura din aerul interior și se extinde într-un gaz cald, călătorind într-o unitate în aer liber, unde expulza căldura și se întoarce la un lichid rece, apoi se întoarce înapoi în interior pentru a absorbi mai multă căldură și a continua ciclul. În ciuda complexității aparente a componentelor, fizica implicată este destul de simplă - principiul prin care o cale de răcire a gazelor se răcește pe măsură ce se extinde. Orice sistem de climatizare sau refrigerare este doar un sistem prin care expansiunea și condensarea gazului frigorific sunt controlate cu atenție pentru a profita de proprietatea fizică.
