במערכות קירור, סלילי המקרר הן המקום שבו מוסר חלק גדול מהחום במהלך הפעלה. כאשר הקומפרסור דוחף את החומר הקירור לצורת אדים חמים, הוא זורם ישירות לסלילים אלו. במהלך התהליך הזה, המערכת מאבדת חום לסביבה דרך מגע ישיר ותזוזת אוויר סביב הסלילים. העיצוב של מקררים מודרניים כולל שטח פנים גדול הודות לפלטות המתכת הקטנות שאנו רואים בולטות. חומרים כמו נחושת או אלומיניום משמשים לרוב בגלל היכולת שלהם להעביר חום בצורה טובה. לפי תקנים תעשייתיים, כשליש שני של כל החום שנאסף על ידי החומר הקירור עוזב את המערכת כאן. ליחידות מסחריות יש לרוב מאווררים גדולים יותר שפועלים על פני הסלילים, מה שמסייע לקרר מהר יותר כאשר נדרשת עבודה רבה יותר. הגדרה נכונה של שלב זה מבטיחה שהחומר הקירור יוצא בטמפרטורה הנכונה, כדי שיוכל להפוך חזרה לצורתו הנוזלית כראוי.
כאשר המקרר nguשך בתוך יחידת המאוורר, הוא משנה מצב ממצב אדים חזרה למצב נוזל. מה שנקרא קירור מוגזם (סאב-קולינג) מתרחש כאשר הנוזל הזה nguשך עוד יותר מעבר לנקודת הטמפרטורה המוסaturated. שלב הקירור הנוסף הזה מונע את היווצרות גז בוערת ממש לפני שמגיע לשסתום ההרחבה. עקרונות טובים של קירור מוגזם יכולים להגביר את הביצועים הכוללים של המערכת בכ-12 ועד אולי 15 אחוז, מכיוון שזה שומר על זרימת מקרר מתמדת דרך המערכת, לפי מחקר של מכון טכנאי HVAC בשנה שעברה. הסלילים במערכות אלו יוצרים טורבולנציה שעוזרת לפזר את החום באופן אחיד על פני המשטחים. לאחר שהמקרר הופך לגמרי לנוזל ו nguשך כראוי, הוא ממשיך לכיוון חלק המאדות. דגמים חדשים עם טכנולוגיית מיקרו-채נלים מצליחים להשיג קירור מוגזם הרבה יותר מהר בהשוואה לעיצובים הישנים, מה שאומר שמקפיאים מודרניים בדרך כלל צורכים פחות חשמל תוך כדי ביצוע אותה עבודה.
הדרך בה חום מועבר דרך סלילי המקרר תלויה בעיקר בשני תהליכים: הולכה והעברה. כשנוזל הקירור מחמם בתוך הסליל, הוא מעביר חום ישירות דרך דפנות המתכת. במקביל, האוויר שבסביבה אחראי על קירור קונווקטיבי, כלומר מסיר את החום העודף. חלק מהמערכות מסתמכות על תנועת אוויר טבעית, אך ברוב המערכות המודרניות ישנם מאווררים שמפיצים אוויר על פני הסלילים, מה שפועל הרבה יותר טוב לקירור. מחקרים מראים כי הרחבת שטח הפנים של המקרר בכ-30 אחוז עשויה להגביר את יעילות איבוד החום בטווח של 18–25 אחוז, אם כי התוצאות משתנות בהתאם לתנאים מסוימים. לכן, רבים מייצרי ציוד מעצבים את הסלילים שלהם בעזרת צינורות נחושת ארוכים וملتويים בצירוף ריבים רבים מאלומיניום הנצמדים לכל האורך. ריבים אלו מגדילים בצורה דרמטית את שטח המגע עם האוויר הקורן, ובכך מאפשרים למערכת כולה לפעול ביתר יעילות בהסרת החום.
הצורה והעיצוב של מקבלי החום חשובים באמת כשמדובר בכמה טוב הם מטפלים בחום. נחושת היא חומר מעולה לצורך זה מכיוון שהיא מוליכה חום בצורה יעילה מאוד, בערך 401 וואט למטר לקלווין. כלומר, חום עובר דרכו במהירות. לוחות אלומיניום שמחוברים לרכיבי הנחושת הללו עוזרים גם כן מכיוון שהם יוצרים שטח פנים גדול יותר, מה שמסייע לקרר את הדברים טוב יותר באמצעות הקונבקציה. לאחרונה אנו רואים יותר עיצובי מיקרו-kenalim, ואלו יכולים לצמצם את צורכי המקרר ב-25% עד 40% בהשוואה לדגמים ישנים יותר של צינורות ופינס. כשיצרנים מסדרים את דפוסי הלוחות בצורה מדורגת, הם למעשה יוצרים עוד טורבולנציה בזרימת האוויר, מה שמגדיל את קצב הדחייה של החום ב-12% עד 18% במערכות שבהן האוויר נשאב דרכן. מחקר מתוך דוח יעילות חומרי הסליל תומך בכך. כל השיפורים האלה משמעם שהיחידות הקטנות בבית עדיין יכולות להתפקד היטב, גם אם יש להן מעט מקום לפעולה.
במערכת קירור סלילית טיפוסית יש שלושה רכיבים עיקריים הפועלים יחד כדי להיפטר מהחום בצורה נכונה. הסלילים עצמם לרוב בצורת נחש ועשויים מנחושת או מאלומיניום, מכיוון שחומרים אלו מאפשרים שטח מגע טוב בהעברת חום החוצה מהמערכת. קיימים גם צינורות כניסה ויציאה המחוברים לצורך בקרת המהירות שבה המבריח נע דרך המערכת. זה עוזר לשמור על הפרש הלחץ הנכון בין המקום שבו הקומפרסור שולח את המבריח לבין המקום שבו הוא נאסף שוב במאוורר. מחקר אחרון של ASHRAE משנת 2023 הראה ששליטה נכונה בזרימת המבריח יכולה לצמצם את צריכה האנרגיה בכ-12 אחוז במודלי מקררים רגילים. מדובר בחיסכון משמעותי לאורך זמן הן לביתholds והן לעסקים.
רוב הבתים עדיין סומכים על צינורות נחושת לצורך מיזוג האוויר, ומחזיקים כשלושה רבעים מהשוק gratitude ליכולתם העברת חום. אלומיניום מתחיל לצבור תנופה במערכות מסחריות גדולות יותר, ותופס כ-22% מהמרחב הזה בזכות המסה הקלה בהרבה שלו, מה שמקל על הרכבה. בעת התקנת מערכות אלו, טכנאים בדרך כלל משלבים צינורות כניסה עם פלט של דחיסה בקוטר בין 1/4 אינץ' ל-3/8 אינץ', כדי לשמור על זרימה חלקה ולמנוע הצרות. הדרך שבה מכוונים את היציאות עוזרת לקרר את החומר הקירור בצורה מתאימה לפני שהוא מגיע לשסתום ההתפשטות. הגדרה נכונה של זה יוצרת את ההבדל הגדול לשמירה על תפעול יציב ומבטיחה שהשינויים בפזות יתרחשו בזמן הנכון.
מאווררים ציריים שנסעים על ידי מנועים חשמליים ללא فرش נושאים בין 150 ל-300 רגל מעוקב של אוויר לדקה לאורך הקולטים. זה למעשה בערך 40 אחוז טוב יותר מהעיצובים הישנים של מנועי קוטב משופע שהשתמשנו בהם בשנת 2018. להטחים של מאווררים אלה יש זוויות משתנות בין כ-22 מעלות ל-35 מעלות, מה שעוזר להעביר את החום בצורה יעילה יותר תוך שמירה על רמת הרעש מתחת ל-45 דציבלים ברוב המכשירים הביתיים כיום. מחקרים שנבדקו במערכות קירור מסחריות מצאו גם משהו מעניין. כאשר יצרנים עשו מעבר למאווררים במהירות משתנה במקום במהירות קבועה, הם ראו שצרכון האנרגיה השנתי שלהם ירד בכ-18%. המאווררים החכמים האלה פשוט מתאימים את כמות האוויר העוברת בהתאם לצורך האמיתי של המערכת בכל רגע נתון.
כ-92 אחוז ממערכות ה- HVAC המסחריות מסתמכות על מערכות זרימת אויר מאולצת, כיוון שהן צריכות לשמור על הפרש הטמפרטורה (ΔT) מעל 15 מעלות פרנהייט. בינתיים, כשליש מהבתים הקטנים עדיין משתמשים בשיטות של הובלה טבעית, שכן הן פשוטות וזולות יותר להתקנה. דגמי ההיבריד המודרניים שילבו את שתי השיטות, ומדליקים מאווררים נוספים רק כאשר הטמפרטורה בפנים עוקפת נקודות מסוימות. לפי נתוני Energy Star האחרונים משנת 2023, גישה חכמה זו מקטינה בכ-23% את תדירות הפעלתם והפסקתם של הקומפרסורים. פחות מחזורי עבודה פירושם שחלקים עמידים יותר לאורך זמן, וביצועי המערכת משתפרים עם הזמן.
כשאבק מצטבר על סלילי המבخر, יעילות העברת החום יורדת בכ-30%. כלומר, הקומפרסורים צריכים לעבוד קשה יותר, ופועלים בין 12 ל-18% זמן רב יותר, רק כדי לשמור על הטמפרטורה הנדרשת. התוצאה? יחידות מגורים צורכות בין 15 ל-25% יותר אנרגיה مما שהן צריכות. לעסקים שבהם הציוד פועל ללא הרף במהלך היום, המספרים הללו הופכים לרעים אף יותר. הסינפים הסתומים הפכו למעשה למלכודות חום קטנות, שמאפשרות לטמפרטורה לעלות מעבר לגבולות הבטיחות של המערכת. רוב הדרכות התחזוקה של מערכות קירור מסחריות יאמרו למפעילים שניקוי קבוע הוא ההבדל הגדול. לאחר ניקוי טוב, רוב המערכות חוזרות לתפעול תקין די מהר, בדרך כלל תוך יומיים בערך. זה שווה את המאמץ, כי שמירה על סלילים נקיים חוסכת כסף לאורך זמן ומונעת כשל ציוד מוקדם.
רמות קירור לא מתאימות גורמות לבעיות תפעול מובהקות:
נתוני שטח מצביעים על כך ש-42% מכשלים בקומפרסורים נובעים מאי-שוויון קירור ממושך. טעינה מופרזת מביאה לעצירת נוזל, אשר פוגעת בלוחות שסתומים ב-93% מהמקרים. טעינה חסרה מאיצה את התדרדרות השמן פי שלושה בהשוואה למערכות עם טעינה נכונה, מקטינה את יעילות השימון ומקצרת את חיי הקומפרסור.
טכנולוגיית הקונדנסר המיקרו-קנלית העדכנית מנצחת את מערכות הצלחת והצינור הישנות כשמדובר ביעילות של דחיקת חום, ומביאה שיפור בביצועים בכ-22% בממוצע. מה גורם לדגמים החדשים האלה להיות כל כך יעילים? ובכן, הם כוללים מסלולי רתיחה שהם כ-40% צרים יותר מאשר בעבר. בנוסף, הם מיוצרים מאלומיניום, אשר מוליך חום פי שלושה מחלקים חליפיים מפלדה. ואל נשכח את מדריכי זרימת האוויר החכמים שמאפשרים לחסוך בצריכת החשמל של המאוורר בכ-18%. כל השדרוגים האלה משמעם ביצועים טובים יותר של המערכת בכללותה. גם עלויות התפעול והתחזוקה יורדות, בין 60 ל-140 דולר לשנה לכל יחידה מותקנת. עבור מנהלי מפעלים שמנסים לעמוד בתקנות הקשות של משרד האנרגיה לשנת 2024, יעילות מסוג זה היא ההבדל שבין הישרדות לתחרות לבין פשיטת רגל.
EN
חדשות חמות