Delovanje domačega klimatskega sistema je moteče za mnoge od nas. Peči so enostavne za razumevanje - segrevajo zrak in ga vdirajo v kanal. Kotli segrejejo vročo vodo ali paro in jo potujejo po ceveh. Toda kako klimatske naprave naredijo lep hladen, dehumidiran zrak v poletnih dnevih psov? Če želite to razumeti, se morate vrniti k načelu, ki ste se ga morda naučili v fizičnem razredu srednje šole ali šole: pravilo, da se kateri koli plin ohladi, ko se širi.
Komponente
Ob predpostavki, da je nekaj poenostavitve, si lahko zamislite klimatsko napravo kot stroj, ki vzame toploto iz vaše hiše in jo odlaga zunaj z uporabo petih med seboj povezanih delov:
- Hladilno sredstvo
- Kompresor
- Kondenzator
- Razširitveni ventil
- Izparilna tuljava
Obstaja veliko vrst klimatskih sistemov, ki jih lahko uporabljate doma, vključno z okenskimi enotami, prenosnimi klimatskimi napravami, brezvodnimi klimatskimi napravami in centralnimi klimatskimi napravami. Kljub razlikam pa je fizika, kako delujejo, enaka, vsi pa uporabljajo proces hladilnika z direktnim ekspanzijo. Načeloma to deluje zelo podobno kot hladilnik vašega doma.
Hladilno sredstvo
Hladilno sredstvo je "krvna" črpalka skozi hladilne cevi v sistemu klimatske naprave. Spreminja stanje iz plinskega hlapa v tekočino, ko zbira toploto iz vaše hiše in izžareva to toploto na prostem. Hladilno sredstvo je edinstvena snov, ker ima zelo nizko vrelišče.
To pomeni, da se pri nizkih temperaturah spremeni iz tekočine v paro. To je ključnega pomena za varno delo s klimatsko napravo, ne da bi pri tem ustvarili nevarne ravni toplote.
Kompresor
Pomislite na kompresor kot "srce" sistema, s črpanjem hladilnega sredstva prek vseh hladilnih komponent v veliko bakreno zanko.
Hladilna tekočina vstopi v kompresor kot nizko-tlačna topla para in jo pusti kot visokotlačni vroči hlapi.
Kondenzator
Iz kompresorja se vroča hladilna tekočina premakne v kondenzator. Voda pod visokim pritiskom hladilne tekočine se ohladi, ko gre skozi kondenzacijske tuljave. Tuljave imajo tanke kovinske plavuti (podobno strukturi na sprednji strani avtomobilskega radiatorja), ki vodijo toploto iz tuljav. Ventilator kondenzatorja piha zrak čez plavuti, da pospeši hlajenje hlapov znotraj tuljav. (Uporaba finega glavnika med rutinskim vzdrževanjem pomaga ohranjati te plavuti v obliki.) Ko se hladilno sredstvo ohladi, spremeni stanje iz vročega hlapov v vročo tekočino pri visokem tlaku in se premakne na ekspanzijski ventil. V kompresorju, kondenzatorju in ventilatorju kondenzatorja se nahaja ta velika hrupna škatla v dvorišču, ki se pogosto imenuje kondenzacijska enota.
Razširitveni ventil
Razširitveni ventil je tisto, kar res deluje hlajenje. Ker vroče tekoče hladilno sredstvo prehaja skozi majhno odprtino pri visokem tlaku v ventilu na eni strani, se na drugi strani izkaže kot hladna tla z nizkim tlakom. To je posledica naravne lastnosti plinov: ko se plin širi, se ohladi. Klimatska naprava je resnično nič drugega kot naprava, namenjena razširjanju plinastega plina, in to ustvarja svojo sposobnost ohladitve zraka.
Izparilna tuljava
Nizka tlačna hladna tekočina, ki zapušča ekspanzijski ventil, poteka skozi tuljavo uparjalnika, ki je nameščena v plenumu vaše peči. (Plenum je velika kovinska škatla med pečjo in cevovodom.) Vroč zrak vašega doma piha čez tuljavo uparjalnika in ga segreje, hkrati pa tuljava, ki prenaša hladno, ekspandiran hladilni plin ohladi zrak, ki piha čez uparjalnik, hlajeni zrak pa kroži skozi cevovod. Ko se hladilno sredstvo segreje, se začne vreti in se spremeni iz hladne tekočine v toplo pare (postopek izhlapevanja). Hlapi hlapov nato potujejo nazaj v kompresor in zunanjo kondenzacijsko enoto, hlajenje pa se nadaljuje.