Chín hình ảnh OK / Getty
Hoạt động của một hệ thống điều hòa không khí gia đình đang làm bí ẩn nhiều người trong chúng ta. Lò rất dễ hiểu, họ làm nóng không khí và thổi xung quanh nhà bạn thông qua hệ thống ống dẫn. Nồi hơi làm nước nóng hoặc hơi nước và di chuyển xung quanh nhà của bạn trong đường ống. Nhưng làm thế nào để hệ thống điều hòa không khí làm cho không khí lạnh, hút ẩm tốt trong những ngày chó mùa hè? Để hiểu nó, bạn phải quay trở lại một nguyên tắc mà bạn có thể đã học trong một lớp vật lý ở trường trung học hoặc đại học: luật khoa học rằng bất kỳ khí nào nguội đi khi nó mở rộng về thể tích.
Các thành phần
Mặc dù nó là một đơn giản hóa nhỏ, bạn có thể nghĩ về một máy điều hòa không khí như một cỗ máy lấy nhiệt từ nhà bạn và đổ nó ra bên ngoài bằng cách sử dụng năm bộ phận liên quan đến nhau:
- Tủ lạnhCompressorCondenserExpansion van cuộn dây
Có nhiều loại hệ thống điều hòa không khí có thể được sử dụng trong nhà, bao gồm các đơn vị cửa sổ, điều hòa không khí cầm tay, điều hòa không khí và hệ thống điều hòa trung tâm. Mặc dù sự khác biệt của họ, tuy nhiên, vật lý về cách họ làm việc là như nhau, và tất cả họ đều sử dụng quá trình làm lạnh trực tiếp mở rộng. Về nguyên tắc, điều này hoạt động rất giống với tủ lạnh nhà bếp của nhà bạn.
Môi chất lạnh
Chất làm lạnh là "máu" bơm qua các ống làm mát trong hệ thống điều hòa không khí. Nó thay đổi trạng thái từ hơi khí sang chất lỏng khi nó thu nhiệt từ nhà bạn và đẩy nhiệt ra ngoài trời. Chất làm lạnh là một chất độc đáo ở chỗ nó có điểm sôi rất thấp. Điều này có nghĩa là nó thay đổi từ chất lỏng sang hơi ở nhiệt độ thấp. Đây là chìa khóa để làm cho một hệ thống điều hòa không khí hoạt động an toàn mà không tạo ra mức nhiệt nguy hiểm. Chất làm lạnh, tuy nhiên, không tự di chuyển qua hệ thống; nó đòi hỏi một máy nén để bơm nó
Máy nén
Hãy nghĩ về máy nén là "trái tim" của hệ thống, thành phần bơm chất làm lạnh qua tất cả các thành phần làm lạnh trong một vòng đồng lớn. Môi chất lạnh đi vào máy nén dưới dạng hơi ấm áp suất thấp và để lại dưới dạng hơi nóng áp suất cao. Sự chuyển đổi này sẽ được thực hiện bởi thiết bị ngưng tụ .
Tụ điện
Từ máy nén, hơi môi chất lạnh nóng di chuyển đến bình ngưng. Ở đây, hơi môi chất lạnh cao áp nóng được làm mát khi đi qua các cuộn dây ngưng tụ. Các cuộn dây có vây kim loại mỏng (tương tự cấu trúc ở mặt trước của bộ tản nhiệt xe hơi) dẫn nhiệt từ các cuộn dây. Một quạt ngưng tụ thổi không khí qua vây để tăng tốc độ làm mát hơi bên trong cuộn dây. (Sử dụng lược vây trong quá trình bảo dưỡng định kỳ giúp giữ cho các vây này có hình dạng.) Khi chất làm lạnh nguội đi, nó thay đổi trạng thái từ hơi nóng sang chất lỏng nóng ở áp suất cao và di chuyển lên van giãn nở. Máy nén, cuộn ngưng và quạt ngưng đều được đặt trong hộp ồn lớn ở sân sau của bạn, thường được gọi là bộ ngưng tụ.
Van mở rộng
Van mở rộng là những gì thực sự làm công việc làm mát. Khi chất làm lạnh lỏng nóng đi qua một lỗ nhỏ ở áp suất cao ở van ở một bên, nó nổi lên như một màn sương áp suất thấp mát mẻ ở phía bên kia. Đây là kết quả của một tính chất tự nhiên của khí: Khi khí nở ra, nó nguội đi. Máy điều hòa không khí thực sự không khác gì một thiết bị được thiết kế để buộc khí lạnh mở rộng, và đó là thứ tạo ra khả năng làm mát không khí bằng cách tỏa nhiệt.
Cuộn dây bị bay hơi
Bước tiếp theo là nơi ngôi nhà của bạn thực sự được làm mát. Chất lỏng lạnh áp suất thấp hiện đang rời khỏi van giãn nở ngoài trời chạy trong nhà đến cuộn dây bay hơi nằm trong hội nghị của lò của bạn. (Hội nghị này là hộp kim loại lớn giữa lò và ống dẫn.) Ở đây, không khí ấm hơn trong nhà bạn thổi qua cuộn dây bay hơi và làm nóng nó lên, đồng thời, cuộn dây mang khí lạnh, giãn nở làm lạnh không khí thổi qua thiết bị bay hơi. Không khí lạnh này sau đó được lưu thông qua ống dẫn. Khi chất làm lạnh bây giờ bắt đầu nóng lên, nó bắt đầu sôi và thay đổi từ chất lỏng lạnh sang hơi ấm (một quá trình bay hơi). Hơi môi chất lạnh ấm sau đó quay trở lại máy nén và thiết bị ngưng tụ ngoài trời, khi nó giãn nở và nguội đi một lần nữa, tiếp tục chu trình làm mát.
Đặt nó lại với nhau
Trong thiết bị điều hòa không khí trung tâm điển hình, chu trình làm mát là một quá trình liên tục của môi chất lạnh làm mát hấp thụ nhiệt từ không khí trong nhà và mở rộng thành khí ấm, đi đến một đơn vị ngoài trời, nơi nó tỏa nhiệt và trở về chất lỏng mát, sau đó quay trở lại Trong nhà để hấp thụ nhiệt nhiều hơn và tiếp tục chu trình. Mặc dù có vẻ phức tạp của các thành phần, nhưng vật lý liên quan khá đơn giản, theo nguyên tắc mà một khí luôn nguội đi khi nó giãn ra. Bất kỳ hệ thống điều hòa không khí hoặc làm lạnh chỉ là một hệ thống trong đó việc mở rộng và ngưng tụ khí lạnh được kiểm soát cẩn thận để tận dụng lợi thế của tài sản vật lý đó.
