Wat is mechanische koeling?
Mechanische koeling is een methode om warmte te verwijderen van waar het niet gewenst is en het elders af te geven. De overgrote meerderheid van huishoudelijke koelkasten, diepvriezers en airconditioners maakt gebruik van de mechanische koelcyclus om een koeleffect te produceren. Er zijn andere, niet-mechanische methoden die worden gebruikt om koeling te produceren, maar het gebruik ervan is meestal beperkt tot gespecialiseerde of industriële toepassingen.
Een mechanisch koelsysteem koelt door een vloeistof door een gesloten circuit van pijpen of buizen te laten circuleren. De vloeistof absorbeert warmte in de te koelen ruimte en voert deze weg naar waar het minder verwerpelijk is. De hele cyclus is gebaseerd op slechts enkele componenten en natuurkundige wetten om de temperatuur van een gebied te verlagen.
Het mechanische aspect van de cyclus begint met een compressor, een combinatie van elektromotor en pomp. In de compressor wordt een gasvormig koudemiddel onder lage druk geperst tot een sterk verminderd volume. Deze compressie verhoogt de temperatuur en druk van het koelmiddel en duwt het in de volgende component, de condensor. De condensor is slechts een spiraal buis waarover lucht kan stromen. In de condensor geeft het hoge druk / hoge temperatuur gas zijn warmte af en wordt een vloeistof.
Men zal vaak voelen dat de warmte wordt weggegooid door een condensor op de achterkant van een huishoudelijke koelkast of van het buitenelement van een centrale airconditioner. De uitgestoten warmte werd oorspronkelijk opgenomen door het koelmiddel in de ruimte met airconditioning. Het nu vloeibaar gemaakte koelmiddel stroomt door de condensor omdat de compressor erachter staat.
De volgende stop is een doseerapparaat, dit kan een mechanische klep zijn of gewoon een buis met een kleine diameter, die de koelmiddelstroom verstikt. Het vloeibare koelmiddel stroomt door het doseerapparaat in een andere spiraal die een verdamper wordt genoemd. Hier daalt de druk snel en begint het koelmiddel te koken bij een temperatuur die meestal niet wordt geassocieerd met koken: ongeveer nul graden Fahrenheit (minus-18 Celsius) in een typische huishoudelijke vriezer. Dit koken bij lage temperatuur is eigenlijk de absorptie van warmte door het koelmiddel. Het met warmte beladen, gasvormige koelmiddel stroomt terug in de compressor en de cyclus herhaalt zich totdat de thermostaat tevreden is.
De mechanische koelcyclus valt uiteen in vier fasen: compressie, condensatie, dosering en verdamping. Warmte stroomt in de verdamper en uit de condensor, waardoor beide spoelen soorten warmtewisselaars worden. Mechanische koeling is niet noodzakelijkerwijs de meest efficiënte of milieuvriendelijke manier van koeling, maar de eenvoud ervan garandeert vrijwel dat het de standaard zal zijn voor de nabije toekomst.