Nine OK / Getty Images
Работа домашней системы кондиционирования воздуха загадочна для многих из нас. Печи просты для понимания - они нагревают воздух и обдувают его через воздуховод. Котлы производят горячую воду или пар и передвигают его по трубам. Но как системы кондиционирования дают хороший холодный, осушенный воздух в летние дни для собак? Чтобы понять это, вам нужно вернуться к принципу, который вы, возможно, выучили на уроках физики в средней школе или колледже: научный закон, согласно которому любой газ охлаждается по мере его увеличения в объеме.
Компоненты
Хотя это небольшое упрощение, вы можете думать о кондиционере как о машине, которая отбирает тепло у вашего дома и отводит его наружу, используя пять взаимосвязанных частей:
- ХладагентКомпрессорКонденсаторРасширительный клапанЗамена испарителя
Существует много типов систем кондиционирования воздуха, которые можно использовать в домашних условиях, в том числе оконные блоки, переносные кондиционеры, кондиционеры без воздуховодов и системы центрального кондиционирования. Однако, несмотря на их различия, физика их работы одинакова, и все они используют процесс охлаждения с прямым расширением. В принципе, это работает так же, как кухонный холодильник вашего дома.
холодильный
Хладагент - это «кровь», прокачивающая через охлаждающие трубки в системе кондиционера. Он меняет состояние с паров газа на жидкость, так как собирает тепло от вашего дома и выбрасывает это тепло на улицу. Хладагент является уникальным веществом в том смысле, что он имеет очень низкую температуру кипения. Это означает, что при низких температурах он превращается из жидкости в пар. Это ключ к безопасной работе системы кондиционирования без опасного уровня тепла. Хладагент, однако, не проходит через систему самостоятельно; это требует компрессора, чтобы накачать это.
компрессор
Представьте себе компрессор как «сердце» системы, компонент, который прокачивает хладагент через все компоненты охлаждения в большом медном контуре. Хладагент поступает в компрессор в виде теплого пара низкого давления и оставляет его в виде горячего пара высокого давления. Это преобразование станет возможным благодаря конденсатору .
Конденсатор
Из компрессора пары горячего хладагента поступают в конденсатор. Здесь пары горячего хладагента высокого давления охлаждаются, когда они проходят через конденсационные змеевики. Катушки имеют тонкие металлические ребра (аналогично конструкции на передней части автомобильного радиатора), которые отводят тепло от катушек. Вентилятор конденсатора продувает воздух через ребра, чтобы ускорить охлаждение пара внутри змеевиков. (Использование гребня с ребрами во время текущего обслуживания помогает поддерживать эти ребра в форме.) Когда хладагент охлаждается, он меняет состояние с горячего пара на горячую жидкость под высоким давлением и перемещается на расширительный клапан. Компрессор, змеевик конденсатора и вентилятор конденсатора - все это большая шумная коробка на вашем заднем дворе, которую часто называют блоком конденсации.
Расширительный клапан
Расширительный клапан - это то, что действительно выполняет работу охлаждения. Когда горячий жидкий хладагент проходит через крошечное отверстие под высоким давлением в клапане с одной стороны, он становится холодным туманом низкого давления с другой стороны. Это результат естественного свойства газов: когда газ расширяется, он охлаждается. Кондиционер на самом деле представляет собой не что иное, как устройство, предназначенное для принудительного расширения газа хладагента, и именно это создает его способность охлаждать воздух, выделяя его тепло.
Катушка испарителя
Следующий шаг - это когда ваш дом на самом деле остывает. Холодная жидкость низкого давления, которая теперь выходит из наружного расширительного клапана, проходит внутри помещения к змеевику испарителя, расположенному в камере вашей печи. (Пленум - это большая металлическая коробка между печью и воздуховодом.) Здесь более теплый воздух внутри вашего дома дует через змеевик испарителя и нагревает его, в то же время змеевик, несущий холодный, расширенный газообразный хладагент, охлаждает Воздух дует через испаритель. Этот охлажденный воздух затем циркулирует через воздуховод. Когда хладагент начинает нагреваться, он начинает кипеть и превращается из холодной жидкости в теплый пар (процесс испарения). Теплый пар хладагента затем возвращается в компрессор и наружный конденсаторный агрегат, когда он снова расширяется и охлаждается, продолжая цикл охлаждения.
Положить его вместе
В типичном центральном блоке кондиционирования воздуха цикл охлаждения представляет собой непрерывный процесс охлаждения хладагента, поглощающего тепло из воздуха в помещении и распространяющегося в теплый газ, который направляется к наружному блоку, где он отводит это тепло и возвращается в холодную жидкость, а затем возвращается обратно. в помещении, чтобы поглотить больше тепла и продолжить цикл. Несмотря на кажущуюся сложность компонентов, физика довольно проста - принцип, по которому газ всегда охлаждается при расширении. Любая система кондиционирования или охлаждения - это просто система, с помощью которой расширение и конденсация газообразного хладагента тщательно контролируются, чтобы использовать это физическое свойство.
