به راحتی می توان یخچال و تهویه مطبوع ما را مسلم دانست. اما روزی روزگاری، آنها یک کالای تجملی برای ثروتمندان بودند. در حال حاضر، حدود 97 درصد از خانه ها در جنوب و 65 درصد از خانه ها در غرب ایالات متحده دارای سیستم خنک کننده هستند. اما، تهویه مطبوع دقیقا چگونه کار می کند؟
برای درک نحوه عملکرد یک کولر گازی، مهم است که در مورد پنج بخش اصلی آن و آنچه که انجام می دهند بدانید.
یک هواساز دارای 5 قسمت اصلی است:
1. مبرد
مبرد (همچنین به عنوان خنک کننده یا با نام تجاری Freon® شناخته می شود) یک سیال خاص است که برای فناوری خنک کننده و انجماد حیاتی است. این بر روی یک حلقه بسته عمل می کند و گرما را از داخل ساختمان شما به بیرون منتقل می کند. می توانید مبرد را به عنوان پیام رسان/مسافر در نظر بگیرید. ما از مبرد استفاده می کنیم زیرا در دمای مناسب برای چرخه تبرید، حالت را از مایع به بخار تغییر می دهد.
مبرد از طریق لوله های خنک کننده و کویل های مسی کولر گازی حرکت می کند و واحد داخلی را به واحد بیرونی متصل می کند. گرما را از هوای داخل خانه شما جذب می کند و حالت را از گاز به مایع تغییر می دهد. پس از جذب گرما از هوای داخل، مبرد به واحد بیرونی می رود که در آنجا گرما به بیرون رانده می شود.
هنگامی که مبرد گرمای خود را در خارج از منزل پخش کرد، به حالت گازی خود برمی گردد و به داخل خانه باز می گردد. پس از سرد شدن مجدد مبرد، یک فن داخلی هوا را روی کویل های سرد می دمد و سپس هوای سرد را در داخل خانه به گردش در می آورد. این چرخه هر بار که کولر گازی شما روشن است تکرار می شود.
2. کمپرسور
وظیفه کمپرسور فشار دادن مبرد است و در نتیجه دمای آن را بالا می برد. با توجه به قانون ترکیبی گاز (ترکیبی از قانون بویل، قانون چارلز و قانون گی-لوساک)، که بیان می کند اگر فشار افزایش یابد، دمای آن نیز افزایش می یابد، هنگامی که مبرد را فشرده می کنید، گرم می شود. این کار را با فشردن گاز بسیار محکم روی هم انجام می دهد.
ما مبرد را گرم می کنیم تا دمای آن بالاتر از دمای بیرون باشد. از آنجایی که گرما به طور طبیعی از اجسام گرمتر به اجسام سردتر جریان می یابد، برای انتشار گرما در فضای باز، مبرد باید گرمتر از هوای بیرون باشد. به همین دلیل است که ما به کمپرسور برای افزایش فشار و در نتیجه دمای آن نیاز داریم.
3. کویل کندانسور
فن کویل کندانسور در واحد تهویه هوای بیرونی قرار دارد. مبرد فشار بالا و دمای بالا را از کمپرسور دریافت می کند. می توانید آن را برخلاف سیم پیچ اواپراتور در نظر بگیرید. در حالی که کویل های اواپراتور حاوی مبرد سرد هستند، کویل های کندانسور حاوی مبرد داغ هستند.
کویل های کندانسور برای تسهیل انتقال حرارت به هوای بیرون طراحی شده اند. مبرد انرژی گرمایی را با کمک فن کندانسور آزاد می کند که هوا را روی کویل ها می دمد. همانطور که گرما مبرد را به محیط بیرون می‌گذارد، دوباره به مایع تبدیل می‌شود و سپس به سمت شیر انبساط جریان می‌یابد که باعث کاهش فشار مبرد و خنک شدن آن می‌شود.
4. شیر انبساط
هنگامی که مبرد از کندانسور در حالت مایع خارج می شود، گرما را پخش می کند، اما هنوز برای ورود به کویل های اواپراتور خیلی داغ است. قبل از اینکه مبرد به کویل های اواپراتور برسد، باید خنک شود. این جایی است که شیر انبساط (همچنین به عنوان یک دستگاه اندازه گیری شناخته می شود) وارد می شود که معمولاً یک شیر انبساط ترموستاتیک است.
مجدداً با استفاده از اصول پشت قانون ترکیبی گاز، که بیان می کند وقتی فشار کاهش می یابد دمای آن کاهش می یابد، شیر انبساط فشار مبرد را کاهش می دهد و آن را خنک می کند.
یک شیر انبساط فشار مبرد مایع را حذف می کند و اجازه می دهد مبرد از مایع به بخار/گاز در اواپراتور تبدیل شود. همچنین مقدار جریان مبرد/ولتاژ ورودی به اواپراتور را کنترل می کند.
5. کویل اواپراتور
کویل های اواپراتور هواران برای یک کولر گازی بسیار مهم هستند. اینجا جایی است که کولر گازی در واقع گرما را از داخل خانه شما می گیرد.
لوله های مسی مبرد کم فشار و مایع را از شیر انبساط دریافت می کنند. وقتی هوای داخل خانه شما روی کویل های سرد می دمد، گرمای داخل خانه جذب می شود. این به دلیل قانون دوم ترمودینامیک است که می گوید گرما به طور طبیعی از گرم به سرد جریان می یابد.
همانطور که کویل های کندانسور برای تسهیل انتقال حرارت به کمک فن کندانسور نیاز دارند، کویل های اواپراتور برای دمیدن هوا روی کویل ها به فن هواگیر داخلی (معروف به دمنده) متکی هستند.
همانطور که مبرد گرما را از هوای داخلی جذب می کند، شروع به تبخیر می کند تا بخار ایجاد کند.
خلاصه نحوه عملکرد چرخه تبرید
دریچه های برگشتی که در داخل خانه شما قرار دارند، هوای گرم را از داخل اتاق می مکند. مبرد با جریان هوا روی کویل های اواپراتور که بسیار سرد هستند، گرما را جذب می کند.
هنگامی که مبرد مقدار معینی گرما را از هوای داخلی جذب کرد، سپس آن را به کمپرسور تخلیه می کند، که مبرد را تحت فشار قرار می دهد و گرم می کند. پس از عبور از کمپرسور از سیم پیچ های کندانسور جریان می یابد. یک فن کندانسور بزرگ و اغلب با صدای بلند به فشار دادن هوا روی کویل های کندانسور کمک می کند تا انتقال حرارت در فضای باز را تسهیل کند.
مبرد سپس بر روی شیر انبساط برمی گردد و فشار آن را کاهش داده و خنک می کند. سپس همان فرآیند جذب گرما را بارها و بارها انجام می دهد.
