Een van de eerste dingen die elke HVAC/R-student leert, is dat airconditioners geen koele lucht produceren. Alle koelsystemen werken door warmte te verplaatsen van een bepaald gebied naar een ander, waardoor dat gebied wordt afgekoeld en de natuurlijke warmtestroom wordt omgekeerd door de toepassing van energie. De manier waarop dit gebeurt, verschilt echter tussen de vier verschillende soorten koelsystemen.

Wat zijn de verschillende soorten koelsystemen?

De vier soorten koelsystemen hebben veel overeenkomsten, maar er zijn evenveel verschillen. Om u op weg te helpen, hebben we ze hieronder in enkele samenvattingen onderverdeeld.

Mechanische-compressie koelsystemen

De meest gebruikte koelcyclusmethode is de mechanische compressie. Deze methode wordt zowel in de airconditioning als in de commerciële en industriële koeling toegepast.

Zoals de naam al aangeeft, wordt bij dit soort systemen warmte overgedragen door het koelmiddel mechanisch samen te persen tot een koude vloeistof onder lage druk en het uit te breiden tot een heet gas onder hoge druk. Koudemiddelen zijn stoffen die bij een groot temperatuurbereik kunnen koken door het toepassen of wegnemen van druk.

Zoals alle vloeistoffen nemen ze warmte op wanneer ze koken tot een gas en geven ze die af wanneer ze weer condenseren tot een vloeistof.

De grondbeginselen van het proces hebben betrekking op het verplaatsen van het koelmiddel van de lagedrukzijde van het gesloten systeem naar de hogedrukzijde. Het vloeibare koudemiddel kookt bij 40°F aan de lagedrukzijde en absorbeert warmte uit de warme binnenlucht.

Aan de hogedrukzijde van het systeem gaat de warmte van het 110°F verdampte koudemiddel naar de koelere buitenlucht, en het proces herhaalt zich.

Absorptiekoeling

Warmte wordt ook overgebracht in absorptiekoelsystemen door samenpersing en expansie van het koelmiddel.

Deze systemen berusten op het proces van absorptie en warmte, in plaats van een elektrisch aangedreven mechanische compressor, om het koelmiddel van de lagedrukzijde naar de hogedrukzijde te verplaatsen. In tegenstelling tot mechanische compressiekoelsystemen, die meestal R-22 en R-410A als koelmiddel gebruiken, gebruiken absorptiekoelsystemen koelmiddelen die door andere stoffen worden aangetrokken en geabsorbeerd.

Zone HVAC-koelmachines gebruiken bijvoorbeeld vaak ammoniak als koelmiddel en water als absorptiemiddel. Het water bevindt zich in een onderdeel dat absorber wordt genoemd, waar het ammoniak aan de lagedrukzijde van het systeem aanzuigt en warmte onttrekt terwijl het wordt geabsorbeerd. Een pomp stuurt de water-ammoniakoplossing naar een generator, die het aan de kook brengt en de ammoniak van het water scheidt alvorens het naar de hogedrukzijde te sturen.

Naast het absorptieproces wordt ook warmte gebruikt om het koelmiddel door het systeem te verplaatsen. De warmte kan afkomstig zijn van warm water, stoom, aardgas of andere brandstofbronnen.

Verdampingskoeling

In tegenstelling tot de hierboven besproken mechanische-compressie- en absorptiekoelsystemen maakt verdampingskoeling geen gebruik van de traditionele koelcyclus. In plaats daarvan koelen deze apparaten, die vaak moeraskoelers worden genoemd, warmere buitenlucht door deze over met water doordrenkte pads te blazen wanneer deze het huis binnenkomt.

Het water absorbeert de warmte uit de lucht en verdampt. De koelere lucht wordt naar binnen geleid en de warme lucht naar buiten.

Verdampingskoelers kunnen de luchttemperatuur met 15° tot 40°F verlagen, maar zijn het meest geschikt voor droge klimaten, zoals die in het zuidwesten van de VS. Ze zijn ook minder duur om te installeren en verbruiken ongeveer een kwart van de energie van centrale airconditioners.

Thermo-elektrische koeling

Thermo-elektrische koelsystemen zijn uniek ten opzichte van de drie andere soorten koeling, omdat er geen koelmiddel of water wordt gebruikt. Deze systemen maken gebruik van een elektrische stroom en een thermokoppel.

Een thermokoppel bestaat uit twee verschillende metalen draden die aan beide uiteinden met elkaar zijn verbonden. Isolatie scheidt de rest van de draden van elkaar. Wanneer de stroom op het thermokoppel wordt gericht, zal het ene uiteinde heet worden en het andere koel.

Het omkeren van de stroomrichting heeft tot gevolg dat de koude en warme knooppunten worden verwisseld. Het hete uiteinde zal typisch buiten het te koelen gebied worden geplaatst met een koellichaam eraan vast om het dezelfde temperatuur te houden als de omringende lucht.

De koude kant, die onder kamertemperatuur is, wordt in het te koelen gebied geplaatst, waarbij warmte uit de lucht wordt aangetrokken.

Dit type koeling wordt over het algemeen gebruikt voor kleine koelbelastingen die moeilijk toegankelijk kunnen zijn, zoals elektronische systemen.

Wide wereld van koeling

Koeling is slechts een onderdeel van een hele industrie die is opgebouwd rond het comfortabel en gezond houden van de binnenlucht, genaamd verwarming, airconditioning, ventilatie en koeling (HVAC/R).

Er bestaat een heel universum van wetenschap achter de manieren waarop koeling werkt om de wereld koeler te houden. Leer meer feiten over de werking van koeling.