Yksi ensimmäisistä asioista, jotka jokainen HVAC/R-opiskelija oppii, on se, että ilmastointilaitteet eivät luo viileää ilmaa. Se, mitä ne itse asiassa tekevät, on lämmön poistaminen tietystä alueesta.

Kaikki jäähdytysjärjestelmät toimivat siirtämällä lämpöä ympäriinsä, siirtämällä sitä määrätystä alueesta jonnekin muualle ja jäähdyttämällä näin kyseistä määrättyä aluetta pois ja kääntämällä luonnollisen lämpövirtauksen päinvastaiseksi energian käytön avulla. Se, miten tämä tapahtuu, vaihtelee kuitenkin neljän erityyppisen jäähdytysjärjestelmän välillä.

Mitkä ovat erityyppiset jäähdytysjärjestelmät?

Mikäli neljällä erityyppisellä jäähdytysjärjestelmällä on monia yhtäläisyyksiä, niillä on yhtä paljon eroja. Auttaaksemme sinua pääsemään edelle, olemme eritelleet jokaisen jäljempänä olevissa tiivistelmissä.

Mekaanisen kompression jäähdytysjärjestelmät

Mekaanisen kompression jäähdytysjärjestelmät

Laajimmin käytetty jäähdytyskiertomenetelmä on mekaaninen kompressio. Sitä käytetään sekä ilmastoinnissa että kaupallisessa ja teollisessa jäähdytyksessä.

Kuten nimestä voi päätellä, tämäntyyppiset järjestelmät siirtävät lämpöä puristamalla kylmäaineen mekaanisesti matalapaineiseksi, kylmäksi nesteeksi ja paisuttamalla sen korkeapaineiseksi, kuumaksi kaasuksi. Kylmäaineet ovat aineita, jotka voivat kiehua monenlaisissa lämpötiloissa painetta käytettäessä tai poistettaessa.

Kuten kaikki nesteet, ne imevät lämpöä kiehuessaan kaasuksi ja luovuttavat sitä lauhduttuaan takaisin nesteeksi.

Prosessin perusteet käsittelevät jäähdytysaineen siirtämistä suljetun järjestelmän matalapaineiselta puolelta korkeapaineiselle puolelle. Nestemäinen kylmäaine kiehuu 40°F:n lämpötilassa matalapainepuolella ja imee lämpöä lämpimästä sisäilmasta.

Järjestelmän korkeapainepuolella lämpö siirtyy 110°F:n lämpötilassa olevasta höyrymäisestä kylmäaineesta viileämpään ulkoilmaan, ja prosessi toistuu.

Absorptiokylmätekniikka

Lämpöä siirretään myös absorptiokylmätekniikalla toimivissa järjestelmissä puristamalla ja paisuttamalla kylmäainetta.

Nämä järjestelmät luottavat absorptio- ja lämpöprosessiin sähkökäyttöisen mekaanisen kompressorin sijasta, kun kylmäainetta siirretään matalapainepuolelta korkeapainepuolelle. Toisin kuin mekaanisen kompression jäähdytysjärjestelmissä, joissa käytetään tyypillisesti R-22- ja R-410A-kylmäaineita, absorptiokylmäjärjestelmissä käytetään kylmäaineita, jotka vetävät puoleensa muita aineita ja absorboivat niitä.

Esimerkiksi asuinrakennusten LVAC-kylmäkoneissa käytetään usein ammoniakkia kylmäaineena ja vettä absorboivana aineena. Vesi sijaitsee absorbaattoriksi kutsutussa komponentissa, jossa se imee ammoniakkia järjestelmän matalapainepuolelta ja poistaa lämpöä imiessään sitä. Pumppu lähettää vesi-ammoniakkiliuoksen generaattoriin, joka keittää sen ja erottaa ammoniakin vedestä ennen kuin se lähetetään korkeapainepuolelle.

Absorptioprosessin lisäksi lämpöä käytetään myös kylmäaineen siirtämiseen koko järjestelmässä. Lämpö voi olla peräisin kuumasta vedestä, höyrystä, maakaasusta tai muista polttoainelähteistä.

Haihdutusjäähdytys

Haihdutusjäähdytys ei käytä perinteistä jäähdytyskiertoa toisin kuin edellä käsitellyt mekaanisen kompression ja absorptiokylmäjärjestelmät. Sen sijaan näissä laitteissa, joita usein kutsutaan suo-jäähdyttimiksi, jäähdytetään lämpimämpää ulkoilmaa puhaltamalla se vedellä kasteltujen tyynyjen yli, kun se tulee kotiin.

Vesi imee lämpöä ilmasta ja haihtuu. Viileämpi ilma kanavoituu sisälle kotiin ja lämmin ilma ulos sieltä.

Haihdutusjäähdyttimet voivat alentaa ilman lämpötilaa 15°-40°F, mutta ne soveltuvat parhaiten kuivaan ilmastoon, kuten Yhdysvaltojen lounaisosissa. Ne ovat myös edullisempia asentaa, ja ne kuluttavat noin neljänneksen keskusilmastointilaitteiden energiasta.

Termosähköinen jäähdytys

Termosähköiset jäähdytysjärjestelmät eroavat kolmesta muusta jäähdytystyypistä siinä, että niissä ei käytetä kylmäainetta tai vettä. Näissä järjestelmissä käytetään sähkövirtaa ja termoparia.

Termopari koostuu kahdesta eri metallilangasta, jotka on yhdistetty molemmista päistään. Eriste erottaa loput johdot toisistaan. Kun termopariin kohdistetaan virta, toinen pää kuumenee ja toinen jäähtyy.

Virran suunnan kääntäminen vaikuttaa siten, että kylmät ja kuumat liitoskohdat vaihtuvat. Kuuma pää sijoitetaan tyypillisesti jäähdytettävän alueen ulkopuolelle, ja siihen kiinnitetään jäähdytyselementti, jotta se pysyy samassa lämpötilassa kuin ympäröivä ilma.

Kylmä puoli, joka on huoneenlämpötilan alapuolella, sijoitetaan jäähdytettävään alueeseen, jolloin se houkuttelee lämpöä ilmasta.

Tätyyppistä jäähdytystä käytetään yleensä pieniin jäähdytyskuormiin, joihin voi olla vaikea päästä käsiksi, kuten elektroniikkajärjestelmiin.

Kylmätekniikan laaja maailma

Kylmätekniikka on vain yksi osa kokonaista teollisuutta, joka on rakennettu pitämään sisäilma viihtyisänä ja terveellisenä ja jota kutsutaan lämmitykseksi, ilmastoinniksi, ilmanvaihdoksi ja jäähdytykseksi (HVAC/R).

Kokonaisen tieteen maailmankaikkeus on olemassa niiden tapojen takana, joilla kylmätekniikka toimii pitääkseen maailman viileänä. Lue lisää faktoja siitä, miten jäähdytys toimii.