Mis on mehaaniline külmutus?

Mehaaniline jahutamine on üks viis soojuse eemaldamiseks sealt, kus seda ei soovi, ja selle mujale vabastamiseks. Valdav enamus kodumaistest külmikutest, sügavkülmikutest ja kliimaseadmetest kasutavad jahutava efekti saavutamiseks mehaanilist jahutustsüklit. Jahutuse tootmiseks kasutatakse ka muid mittemehaanilisi meetodeid, kuid nende kasutamine piirdub enamasti spetsiaalsete või tööstuslike rakendustega.

Mehaaniline jahutussüsteem jahutab, tsirkuleerides vedelikku läbi suletud torude või torude ahela. Vedelik neelab jahutatavas ruumis soojust ja kannab selle eemale, kus see on vähem ebameeldiv. Kogu tsükkel tugineb piirkonna temperatuuri vähendamiseks vaid mõnele komponendile ja füüsikaseadustele.

Tsükli mehaaniline aspekt algab kompressorist, kombineeritud elektrimootorist ja pumbast. Kompressoris surutakse madala rõhuga gaasiline külmutusagens oluliselt vähendatud mahuni. See kokkusurumine tõstab külmutusagensi temperatuuri ja rõhku ning surub selle järgmisse komponenti, kondensaatorisse. Kondensaator on lihtsalt toru mähis, millest õhk saab voolata. Kondensaatoris vabastab kõrgsurve/kõrge temperatuuriga gaas soojuse ja muutub vedelikuks.

Sageli on tunda soojust, mida eraldab kodumajapidamises kasutatava külmiku tagaküljel asuv kondensaator või keskkliimaseadme välisõhu spiraal. Väljaheidetava soojuse neelas algselt konditsioneeritud ruumi külmutusagens. Nüüdseks veeldatud külmutusagens voolab edasi läbi kondensaatori, kuna kompressor hoiab selle taga rõhku.

Järgmine peatus on mõõteseade, mis võib olla mehaaniline ventiil või lihtsalt väikese läbimõõduga toru, millest kumbki summutab külmutusagensi voolu. Vedel külmutusagens liigub läbi mõõteseadme teise spiraali, mida nimetatakse aurustiks. Siin langeb selle rõhk kiiresti ja külmutusagens hakkab keema temperatuuril, mida tavaliselt keemisega ei seostata: umbes null kraadi Fahrenheiti (miinus-18 Celsiuse järgi) tavalises majapidamises kasutatavas sügavkülmas. See madalal temperatuuril keemine on tegelikult soojuse neeldumine külmutusagensi poolt. Kuumusega koormatud gaasiline külmutusagens voolab tagasi kompressorisse ja tsükkel kordub, kuni termostaat on rahul.

Mehaaniline külmutustsükkel jaguneb neljaks faasiks: kokkusurumine, kondensatsioon, mõõtmine ja aurustamine. Soojus voolab aurustisse ja kondensaatorist välja, muutes mõlemat tüüpi soojusvahetiteks. Mehaaniline külmutus ei pruugi olla kõige tõhusam või keskkonnasõbralikum jahutusvahend, kuid selle lihtsus garanteerib praktiliselt, et see on lähitulevikus standard.