פעולותיה של מערכת מיזוג אויר ביתית הן המופתעות לרבים מאיתנו. קל להבין תנורים - הם מחממים אוויר ומפיצים אותו סביב ביתך באמצעות עבודות תעלה. דוודים מייצרים מים חמים או אדים ומעבירים אותם סביב ביתכם בצינורות. אבל איך מערכות מיזוג אוויר מייצרות אוויר קר וחסר לחות בימי הכלב של הקיץ? כדי להבין זאת, עליכם לחזור לעיקרון שלמדתם בשיעור פיסיקה בתיכון או במכללה: החוק המדעי שכל גז מתקרר ככל שהוא מתרחב בנפח.
הרכיבים
למרות שמדובר בפשטות קלה, אתה יכול לחשוב על מזגן כמכונה שלוקחת חום מהבית שלך ומשליכה אותו החוצה באמצעות חמישה חלקים קשורים זה בזה:
- קירור
- מדחס
- הקבל
- שסתום התפשטות
- סליל מאייד
ישנם סוגים רבים של מערכות מיזוג אוויר בהן ניתן להשתמש בבית, כולל יחידות חלונות, מזגנים ניידים, מזגנים חסרי צינורות ומערכות מיזוג מרכזיות. למרות ההבדלים ביניהם, הפיזיקה של אופן עבודתם זהה, וכולם משתמשים בתהליך של קירור של התפשטות ישירה. באופן עקרוני זה עובד ממש כמו מקרר המטבח של הבית שלכם.
קירור
הקירור הוא ה"דם "הנשאב דרך צינורות קירור במערכת המזגן. זה משנה מצב מאדי גז לנוזל כשהוא אוסף חום מהבית שלך ומפלט את החום לחוץ. קירור הוא חומר ייחודי בכך שיש לו נקודת רתיחה נמוכה מאוד. פירוש הדבר שהוא משתנה מנוזל לאדי בטמפרטורות נמוכות. זה המפתח ליצירת מערכת מיזוג אוויר בבטחה מבלי לייצר רמת חום מסוכנת. עם זאת, הקירור אינו עובר במערכת בכוחות עצמו; זה דורש מדחס כדי לשאוב אותו.
מדחס
חשוב על המדחס כאל "לב" המערכת, הרכיב הזורם את הקירור דרך כל רכיבי הקירור בלולאת נחושת גדולה. נוזל קירור נכנס למדחס כאדים חמים בלחץ נמוך ומשאירים אותו כאדים חמים בלחץ גבוה. טרנספורמציה זו תתאפשר על ידי הקבל .
הקבל
מהמדחס אדי קירור חם עוברים לקבל. כאן, מקורר אדי הקירור החם בלחץ גבוה כשהוא עובר דרך סלילי עיבוי. לסלילים סנפירי מתכת דקים (בדומה למבנה בחזית רדיאטור לרכב) המוליכים חום מהסלילים. מאוורר הקבל נושף אוויר על הסנפירים כדי להאיץ את קירור האדים בתוך הסלילים. (שימוש בסרק סנפיר במהלך תחזוקה שוטפת עוזר לשמור על סנפירים אלו בכושר.) כאשר קירור הקירור הוא משנה מצב מאדי חם לנוזל חם בלחץ גבוה ועובר לשסתום ההרחבה. המדחס, סליל הקבל ומאוורר הקבל נמצאים כולם באותה תיבה רועשת גדולה בחצר האחורית שלך, המכונה לעתים קרובות יחידת עיבוי.
שסתום הרחבה
שסתום ההרחבה הוא שבאמת עושה את עבודת הקירור. כאשר קירור הנוזל החם עובר דרך פתח זעיר בלחץ גבוה בשסתום בצד אחד, הוא מופיע כערפל בלחץ נמוך קריר בצד השני. זו תוצאה של תכונה טבעית של גזים: ככל שגז מתרחב הוא מתקרר. המזגן הוא ממש לא מכשיר שנועד לאלץ את גז הקירור להתפשט, וזה מה שיוצר את יכולתו לקרר את האוויר על ידי גירוש החום שלו.
סליל המאייד
השלב הבא הוא המקום בו הבית שלכם מתקרר. הנוזל הקר בלחץ נמוך שעוזב כעת את שסתום ההרחבה החיצוני זורם פנימה אל סליל האידוי הממוקם במליאת הכבשן שלך. (המליאה היא קופסת המתכת הגדולה בין הכבשן לעבודות התעלות.) כאן, האוויר החם יותר בביתך נושף על פני סליל האידוי ומחמם אותו, ובמקביל הסליל הנושא גז קירור קר ומורחב מקרר את אוויר נושף על פני המאייד. לאחר מכן מופר אוויר מקורר זה דרך עבודות התעלה. כאשר הקרר מתחיל להתחמם, הוא מתחיל להתבשל ומשתנה מנוזל קר לאדי חם (תהליך אידוי). אדי הקירור החם נעה חזרה אל המדחס ויחידת העיבוי החיצונית, כאשר הוא מתרחב ומתקרר שוב, ממשיך את מחזור הקירור.
לשים את זה ביחד
ביחידת המיזוג המרכזית הטיפוסית, מחזור הקירור הוא תהליך מתמשך של קירור קירור קולט חום מהאוויר הפנימי ומתרחב לגז חם, נסיעה ליחידה חיצונית שם הוא מגרש את החום וחוזר לנוזל קריר ואז חוזר חזרה בתוך הבית כדי לספוג יותר חום ולהמשיך את המחזור. למרות המורכבות לכאורה של המרכיבים, הפיזיקה המעורבת היא די פשוטה - העיקרון שבאמצעותו מתקרר גז תמיד כשהוא מתרחב. כל מערכת מיזוג או קירור היא בסך הכל מערכת שבאמצעותה נשלט בקפידה על התרחבות ועיבוי של גז קירור בכדי לנצל את אותו תכונה פיזית.