מערכות מיזוג
|
|
התקנת מערכות מיזוג בבאר שבע
מיזוג אוויר היא מערכת שנועדה לשפר את הנוחות האקלימית של אלו המאכלסים חלל כלשהו, את תנאי העבודה של ציוד. כל מערכת אוורור, חימום וקירור המשמשת למטרה זו יכולה להיות מוגדרת כמערכת מיזוג אוויר או כמערכת בקרת אקלים. הקירור מבוצע על ידי משאבת חום או על ידי התאיידות של מים. החימום מבוצע גם הוא על ידי משאבת חום או על ידי הסקה
עקרון הפעולה שעליו מבוסס המזגן נובע מעקרונות התרמודינמיקה, לפיהם בין היתר, הפיכת נוזל לגז (הרתחה) כרוכה בהשקעת אנרגיה והפיכת גז לנוזל (עיבוי) משחררת אנרגיה. אנרגיה זו בדרך כלל מבוטאת בצורה של חום
החום הדרוש לשינוי מצב הצבירה מכונה גם "חום כמוס" מאחר שבתהליך שינוי מצב הצבירה (המבוצע בלחץ קבוע) אין שינוי בטמפרטורה. על פי משוואת קלאוזיוס-קלפרון, הטמפרטורה בה מתרחש שינוי מצב הצבירה (מנוזל לגז או מגז לנוזל) תלויה בלחץ. כך בדרך כלל הגדלת הלחץ תגדיל את טמפרטורת הרתיחה של החומר ואילו הקטנתו תקטין את טמפרטורת הרתיחה
עקרון הפעולה של המזגן הוא למעשה העברת חום באמצעות שינוי מצב צבירה של קרר (נוזל קירור כגון אמוניה או פחמן כלורו-פלואורי (CFC) במזגנים מודרניים). הקרר מתעבה תחת לחץ גבוה בטמפרטורה גבוהה ומוסר חום לאוויר החיצוני. הוא מתאייד תחת לחץ נמוך בטמפרטורה נמוכה וגורע חום מהאוויר בחדר. הגז מכיל מעט שמן סיכה (לסיכת המדחס
המבנה הסטנדרטי
גז בלחץ נמוך ובטמפרטורת החדר נכנס למדחס (4 באיור), שם מושקעת עבודה לדחיסת הגז באמצעות מנוע חשמלי. הגז יוצא בלחץ גבוה, ובטמפרטורה גבוהה (עקב חוק הגז האידאלי
הגז הדחוס והחם מוזרם בצינורות המעבה (1 באיור). המעבה מזרים אוויר (או לעתים מים) בעזרת מאוורר דרך הצינורות, ומקרר את הגז הדחוס עד שהוא מתעבה לנוזל. עקב הלחץ הגבוה, הגז מתעבה גם בטמפרטורה גבוהה בהרבה מזו שבה הוא היה מתעבה אילו היה נתון בלחץ אטמוספירי, כך שדי בטמפרטורה של האוויר לשם כך
הנוזל היוצא מהמעבה נמצא בלחץ גבוה, והוא מוזרם דרך שסתום התפשטות (2 באיור), חריר או צינור נימי (קפילר), להורדת הלחץ
הנוזל שכעת בלחץ נמוך, מוזרם למאייד (3 באיור), שם באופן טבעי עובר התאיידות עקב ההפחתה של הלחץ. היות שנוזל מתאדה סופח בו חום, האוויר הבא במגע עם הנוזל מתקרר. מאוורר משמש לזירוז התפשטות האוויר המקורר בחדר. הגז יוצא מהמאייד בלחץ נמוך ובטמפרטורה רגילה וחוזר למדחס לסיבוב נוסף
תהליך הקירור של המזגן מבוצע באמצעות הרתחה (איוד) של נוזל בלחץ נמוך. המאייד הוא מחליף חום. מאיידים מטיפוס התפשטות ישירה (Direct expansion) מורכבים מצינורות שבתוכם מוזרם קרר, במצב הצבירה הנוזלי בלחץ נמוך. כאשר הלחץ נמוך, נמוכה גם הטמפרטורה שבה מתרחש שינוי מצב הצבירה. מחוץ לצינורות מוזרם אוויר מהחדר ומים. לצינורות מחוברות צלעות לצורך הגדלת השטח ושיפור מעבר החום. הנוזל בתוך הצינורות סופח חום מהאוויר המוזרם על פני הדפנות החיצוניות של הצינורות והופך לגז. האוויר מהחדר, המוזרם על פני הצינורות, מעביר חום לנוזל שרותח ועקב כך מתקרר
במאיידים מוצפים (flooded) זורם הקרר מחוץ לצינורות, ואילו בתוך הצינורות זורמים מים או אוויר. המים מוסרים חום לקרר וכך הם מתקררים. המים המקוררים מסופקים ליחידת-קצה (יחידת טיפול באוויר, יחידת מפוח נחשון או יחידת Air water) שבה סליל קירור נוסף, שמשמש כמחליף חום בין האוויר המטופל למים המקוררים
מזגן חלון – כל רכיבי המזגן ארוזים בתוך אותה מעטפת. מזגן זה הוא חלש יחסית, כי בגלל מגבלת מקום, החלקים שלו קטנים. התכונה המרכזית של המזגן היא קלות ההתקנה, כיוון שניתן להתקין אותו על ידי הנחתו בחלון, וסגירת שאר הרווח באמצעות החלון
מזגן מפוצל – מזגן בו הרכיבים מפוצלים לשני מארזים: מארז אחד לצד הקר, ומארז אחד לצד החם. בצד הקר מצויים כפתורי ההפעלה, מקרן הקירור ומאוורר. ובצד החם מצויים המדחס, מקרן החימום והמאוורר הנוסף. בין שני המארזים יש צינור המוביל את הגז הקר והחם, כבל חשמלי וכן צינור לניקוז המים שנוצרים מההתעבות בחלק הקר. מזגן זה יכול להיות בעל עוצמה רבה, כאשר גורם הרעש העיקרי נמצא מחוץ למבנה. מזגנים מסוג זה מסוגלים למזג את האוויר גם בשטחים גדולים מאוד כמו קניונים ובנייני משרדים
מערכת קירור מים (צ'ילר) – במקומות בהם צריך להעביר את הגז הקר למרחק גדול בין המדחס לבין החלק הקר, משתמשים במערכת קירור מים. במקומות כאלו מזגן מפוצל רגיל מאבד את יעילותו. ולכן, מצננים מים לטמפרטורה נמוכה בעזרת הגז ביחידת הקירור, ואז מזרימים את המים לאורך הצנרת למרחקים גדולים. בצד הקר, האוויר נושב על המים, וכך נפלט קור למקום הדרוש. יחידת הקצה נקראת "יחידת טיפול באוויר". יחידות טיפול באוויר קטנות נקראות יחידות מפוח נחשון או יחידות אוויר-מים (AW)
מגדל קירור – כדי לייעל את תהליך פיזור החום מהמקרן החם ניתן להשתמש במים מקוררים. את המים מקררים בתהליך התאדות בו המים מטפטפים ועליהם מוזרם אוויר – מה שגורם לצינון המים. קירור המקרן החם באמצעות המים תורם לחסכון באנרגיה חשמלית לטווח הארוך. בתהליך ההתאדות פוחתת כמות המים במערכת ויש לפצות על כך בהוספת מים חדשים. במדינת ישראל, דלת מקורות המים, מהווים מגדלי הקירור צרכני מים גדולים, ואינם תורמים, בסופו של דבר לחסכון
עקרון הפעולה שעליו מבוסס המזגן נובע מעקרונות התרמודינמיקה, לפיהם בין היתר, הפיכת נוזל לגז (הרתחה) כרוכה בהשקעת אנרגיה והפיכת גז לנוזל (עיבוי) משחררת אנרגיה. אנרגיה זו בדרך כלל מבוטאת בצורה של חום
החום הדרוש לשינוי מצב הצבירה מכונה גם "חום כמוס" מאחר שבתהליך שינוי מצב הצבירה (המבוצע בלחץ קבוע) אין שינוי בטמפרטורה. על פי משוואת קלאוזיוס-קלפרון, הטמפרטורה בה מתרחש שינוי מצב הצבירה (מנוזל לגז או מגז לנוזל) תלויה בלחץ. כך בדרך כלל הגדלת הלחץ תגדיל את טמפרטורת הרתיחה של החומר ואילו הקטנתו תקטין את טמפרטורת הרתיחה
עקרון הפעולה של המזגן הוא למעשה העברת חום באמצעות שינוי מצב צבירה של קרר (נוזל קירור כגון אמוניה או פחמן כלורו-פלואורי (CFC) במזגנים מודרניים). הקרר מתעבה תחת לחץ גבוה בטמפרטורה גבוהה ומוסר חום לאוויר החיצוני. הוא מתאייד תחת לחץ נמוך בטמפרטורה נמוכה וגורע חום מהאוויר בחדר. הגז מכיל מעט שמן סיכה (לסיכת המדחס
המבנה הסטנדרטי
גז בלחץ נמוך ובטמפרטורת החדר נכנס למדחס (4 באיור), שם מושקעת עבודה לדחיסת הגז באמצעות מנוע חשמלי. הגז יוצא בלחץ גבוה, ובטמפרטורה גבוהה (עקב חוק הגז האידאלי
הגז הדחוס והחם מוזרם בצינורות המעבה (1 באיור). המעבה מזרים אוויר (או לעתים מים) בעזרת מאוורר דרך הצינורות, ומקרר את הגז הדחוס עד שהוא מתעבה לנוזל. עקב הלחץ הגבוה, הגז מתעבה גם בטמפרטורה גבוהה בהרבה מזו שבה הוא היה מתעבה אילו היה נתון בלחץ אטמוספירי, כך שדי בטמפרטורה של האוויר לשם כך
הנוזל היוצא מהמעבה נמצא בלחץ גבוה, והוא מוזרם דרך שסתום התפשטות (2 באיור), חריר או צינור נימי (קפילר), להורדת הלחץ
הנוזל שכעת בלחץ נמוך, מוזרם למאייד (3 באיור), שם באופן טבעי עובר התאיידות עקב ההפחתה של הלחץ. היות שנוזל מתאדה סופח בו חום, האוויר הבא במגע עם הנוזל מתקרר. מאוורר משמש לזירוז התפשטות האוויר המקורר בחדר. הגז יוצא מהמאייד בלחץ נמוך ובטמפרטורה רגילה וחוזר למדחס לסיבוב נוסף
תהליך הקירור של המזגן מבוצע באמצעות הרתחה (איוד) של נוזל בלחץ נמוך. המאייד הוא מחליף חום. מאיידים מטיפוס התפשטות ישירה (Direct expansion) מורכבים מצינורות שבתוכם מוזרם קרר, במצב הצבירה הנוזלי בלחץ נמוך. כאשר הלחץ נמוך, נמוכה גם הטמפרטורה שבה מתרחש שינוי מצב הצבירה. מחוץ לצינורות מוזרם אוויר מהחדר ומים. לצינורות מחוברות צלעות לצורך הגדלת השטח ושיפור מעבר החום. הנוזל בתוך הצינורות סופח חום מהאוויר המוזרם על פני הדפנות החיצוניות של הצינורות והופך לגז. האוויר מהחדר, המוזרם על פני הצינורות, מעביר חום לנוזל שרותח ועקב כך מתקרר
במאיידים מוצפים (flooded) זורם הקרר מחוץ לצינורות, ואילו בתוך הצינורות זורמים מים או אוויר. המים מוסרים חום לקרר וכך הם מתקררים. המים המקוררים מסופקים ליחידת-קצה (יחידת טיפול באוויר, יחידת מפוח נחשון או יחידת Air water) שבה סליל קירור נוסף, שמשמש כמחליף חום בין האוויר המטופל למים המקוררים
מזגן חלון – כל רכיבי המזגן ארוזים בתוך אותה מעטפת. מזגן זה הוא חלש יחסית, כי בגלל מגבלת מקום, החלקים שלו קטנים. התכונה המרכזית של המזגן היא קלות ההתקנה, כיוון שניתן להתקין אותו על ידי הנחתו בחלון, וסגירת שאר הרווח באמצעות החלון
מזגן מפוצל – מזגן בו הרכיבים מפוצלים לשני מארזים: מארז אחד לצד הקר, ומארז אחד לצד החם. בצד הקר מצויים כפתורי ההפעלה, מקרן הקירור ומאוורר. ובצד החם מצויים המדחס, מקרן החימום והמאוורר הנוסף. בין שני המארזים יש צינור המוביל את הגז הקר והחם, כבל חשמלי וכן צינור לניקוז המים שנוצרים מההתעבות בחלק הקר. מזגן זה יכול להיות בעל עוצמה רבה, כאשר גורם הרעש העיקרי נמצא מחוץ למבנה. מזגנים מסוג זה מסוגלים למזג את האוויר גם בשטחים גדולים מאוד כמו קניונים ובנייני משרדים
מערכת קירור מים (צ'ילר) – במקומות בהם צריך להעביר את הגז הקר למרחק גדול בין המדחס לבין החלק הקר, משתמשים במערכת קירור מים. במקומות כאלו מזגן מפוצל רגיל מאבד את יעילותו. ולכן, מצננים מים לטמפרטורה נמוכה בעזרת הגז ביחידת הקירור, ואז מזרימים את המים לאורך הצנרת למרחקים גדולים. בצד הקר, האוויר נושב על המים, וכך נפלט קור למקום הדרוש. יחידת הקצה נקראת "יחידת טיפול באוויר". יחידות טיפול באוויר קטנות נקראות יחידות מפוח נחשון או יחידות אוויר-מים (AW)
מגדל קירור – כדי לייעל את תהליך פיזור החום מהמקרן החם ניתן להשתמש במים מקוררים. את המים מקררים בתהליך התאדות בו המים מטפטפים ועליהם מוזרם אוויר – מה שגורם לצינון המים. קירור המקרן החם באמצעות המים תורם לחסכון באנרגיה חשמלית לטווח הארוך. בתהליך ההתאדות פוחתת כמות המים במערכת ויש לפצות על כך בהוספת מים חדשים. במדינת ישראל, דלת מקורות המים, מהווים מגדלי הקירור צרכני מים גדולים, ואינם תורמים, בסופו של דבר לחסכון