De werking van een airconditioningsysteem in huis is voor velen van ons raadselachtig. Ovens zijn gemakkelijk te begrijpen - ze verwarmen de lucht en blazen deze door uw huis in leidingwerk. Ketels maken heet water of stoom en verplaatsen het door uw huis in leidingen. Maar hoe zorgen airconditioningsystemen voor koude, ontvochtigde lucht tijdens de zomerdagen van de hond? Om het te begrijpen, moet je teruggaan naar een principe dat je misschien hebt geleerd in een klas op de middelbare school of hogeschoolfysica: de regel dat een gas afkoelt als het uitzet.
De onderdelen
Uitgaande van enige vereenvoudiging, kunt u een airconditioner zien als een machine die warmte van uw huis haalt en naar buiten stort door vijf onderling verbonden onderdelen te gebruiken:
- koelmiddel
- Compressor
- condensator
- Expansieklep
- Verdamperspiraal
Er zijn veel soorten airconditioningsystemen die thuis kunnen worden gebruikt, waaronder raamunits, draagbare airconditioners, ductloze airconditioners en centrale airconditioningsystemen. Ondanks hun verschillen is de fysica van hoe ze werken hetzelfde, en ze gebruiken allemaal het proces van directe expansiekoeling. In principe werkt dit vrijwel hetzelfde als de koelkast van uw huis.
koelmiddel
Het koelmiddel is het "bloed" dat door koelbuizen in het systeem van de airconditioner pompt. Het verandert de toestand van gasdamp in vloeistof, aangezien het warmte van uw huis verzamelt en die warmte naar buiten verspreidt. Een koelmiddel is een unieke stof omdat het een zeer laag kookpunt heeft.
Dit betekent dat het bij lage temperaturen verandert van een vloeistof in een damp. Dit is essentieel om een airconditioningsysteem veilig te laten werken zonder gevaarlijke hitte te veroorzaken.
Compressor
Beschouw de compressor als het "hart" van het systeem, waarbij het koelmiddel door alle koelcomponenten in een grote koperen lus wordt gepompt.
Koudemiddel komt de compressor binnen als een lagedruk warme damp en laat het achter als een hogedruk hete damp.
condensator
Van de compressor beweegt hete koelmiddeldamp naar de condensor. Hier wordt de hogedruk hete koelmiddeldamp gekoeld terwijl deze door condensatiespoelen stroomt. De spoelen hebben dunne metalen vinnen (vergelijkbaar met de structuur op de voorkant van een auto-radiator) die warmte van de spoelen geleiden. Een condensorventilator blaast lucht over de lamellen om de koeling van de damp in de spoelen te versnellen. (Gebruik een vinkam tijdens routine-onderhoud om deze vinnen in vorm te houden.) Naarmate het koelmiddel afkoelt, verandert het van staat van een hete damp in een hete vloeistof onder hoge druk en beweegt het naar de expansieklep. De compressor, condensorspiraal en condensorventilator bevinden zich allemaal in die grote lawaaierige box in uw achtertuin, die vaak een condensatie-eenheid wordt genoemd.
Expansieklep
Het expansieventiel is wat echt het werk van koeling doet. Aangezien het hete vloeibare koelmiddel door een kleine opening met hoge druk in de klep aan één zijde passeert, komt het naar voren als een koele lagedruknevel aan de andere kant. Dit is het resultaat van een natuurlijke eigenschap van gassen: als een gas expandeert, koelt het af. De airconditioner is eigenlijk niets meer dan een apparaat dat is ontworpen om het koelgas te laten expanderen, en dat zorgt voor zijn vermogen om de lucht te koelen.
Verdamperspiraal
De koude vloeistof onder lage druk die het expansieventiel verlaat, loopt door de verdamperspiraal in het plenum van uw oven. (Het plenum is de grote metalen doos tussen de oven en het kanaalwerk.) Hier blaast de warme lucht van uw huis over de verdamperspiraal en verwarmt deze, terwijl tegelijkertijd de spoel met koud, geëxpandeerd koelgas afkoelt van de lucht die over de verdamper blaast, en de gekoelde lucht wordt door het kanaalwerk gecirculeerd. Naarmate het koelmiddel warmer wordt, begint het te koken en verandert het van een koude vloeistof in een warme damp (een proces van verdamping). De koelmiddeldamp gaat vervolgens terug naar de compressor en de buitencondensatie-eenheid en de koelcycli gaan door.