Co to jest mechaniczne chłodzenie?
Mechaniczne chłodzenie jest jedną z metod usuwania ciepła z miejsca, gdzie nie jest ono pożądane i uwalniania go gdzie indziej. Zdecydowana większość domowych lodówek, zamrażarek i klimatyzatorów wykorzystuje mechaniczny cykl chłodzenia do uzyskania efektu chłodzenia. Istnieją inne, niemechaniczne metody stosowane do produkcji chłodzenia, ale ich zastosowanie ogranicza się głównie do zastosowań specjalistycznych lub przemysłowych.
Mechaniczny układ chłodniczy chłodzi się poprzez cyrkulację płynu przez zamknięty obwód rur lub rurek. Płyn pochłania ciepło w chłodzonej przestrzeni i przenosi go tam, gdzie jest mniej niepożądany. Cały cykl opiera się tylko na kilku elementach i prawach fizyki w celu obniżenia temperatury w danym obszarze.
Mechaniczny aspekt cyklu rozpoczyna się od sprężarki, złożonego silnika elektrycznego i pompy. W sprężarce gazowy czynnik chłodniczy o niskim ciśnieniu jest wyciskany do znacznie zmniejszonej objętości. Ta kompresja podnosi temperaturę i ciśnienie czynnika chłodniczego i przepycha go do następnego komponentu, skraplacza. Skraplacz jest jedynie cewką rurki, nad którą może przepływać powietrze. W skraplaczu gaz o wysokim ciśnieniu / wysokiej temperaturze uwalnia ciepło i staje się cieczą.
Często można poczuć ciepło wyrzucane przez skraplacz z tyłu lodówki domowej lub z zewnętrznej cewki komponentu centralnego klimatyzatora. Wyrzucane ciepło zostało pierwotnie pochłonięte przez czynnik chłodniczy w klimatyzowanej przestrzeni. Skroplony czynnik chłodniczy przepływa przez skraplacz, ponieważ sprężarka utrzymuje za nim ciśnienie.
Następnym przystankiem jest urządzenie dozujące, którym może być zawór mechaniczny lub tylko rura o małej średnicy, z których każde dławi przepływ czynnika chłodniczego. Ciekły czynnik chłodniczy przechodzi przez urządzenie dozujące do innej cewki zwanej parownikiem. Tutaj jego ciśnienie gwałtownie spada, a czynnik chłodniczy zaczyna wrzeć w temperaturze zwykle nie związanej z gotowaniem: w przybliżeniu zero stopni Fahrenheita (minus 18 stopni Celsjusza) w typowej domowej zamrażarce. To gotowanie w niskiej temperaturze jest w rzeczywistości absorpcją ciepła przez czynnik chłodniczy. Obciążony cieplnie, gazowy czynnik chłodniczy przepływa z powrotem do sprężarki, a cykl powtarza się, aż termostat będzie zadowolony.
Mechaniczny cykl chłodzenia dzieli się na cztery fazy: sprężanie, kondensację, dozowanie i parowanie. Ciepło wpływa do parownika i skraplacza, tworząc wymienniki ciepła obu typów cewek. Chłodzenie mechaniczne niekoniecznie jest najbardziej wydajnym lub przyjaznym dla środowiska sposobem chłodzenia, ale jego prostota praktycznie gwarantuje, że będzie standardem w dającej się przewidzieć przyszłości.