מדריך | מזגנים חלק א' (2) איך המזגן פועל- למתקדמים

תלת פאזי

חלק זה של המדריך נועד בעיקר למי שרוצה להעשיר את הידע, ולהבין טוב כל שלב בתהליך הקירור [והחימום]
וכן למי שיש לו עדיין שאלות [אחרי החלק הראשון של המדריך]

זה הרבה חומר והסברים מדעיים ופיזיקאים, שהרבה לא יודעים אותם, ולכן יש הרבה שאלות,
רוב הידע הזה, קיבלתי מאבא של @יעקב-מ.-פינס, שהוא גם נתן לי הרבה ידע, וגם לימד אותי הרבה איך לחקור דברים
וכן קרדיט ל- @נייטרון-חפשי, שהרבה סוגיות נידונו איתו

נעזרתי [ודורבנתי] הרבה ע"י @שטיגליץ בעריכת הדברים, סגנונן וסידורן על הצד היותר טוב, רוב תודות לו!

לפני שנסביר איך להתקין מזגן וכן איך לאתר תקלות ולתקן אותם, נתחיל קודם כל עם "איך המזגן עובד"- כי ברגע שמבינים היטב את תוכן פעולתו- ניתן יותר בקלות להתקין את המזגן נכון, לאתר תקלות, ולפתור אותם על הצד היותר טוב.

בעזהי"ת
עריכה: תוך כדי לימוד הסוגיות בשב"ק האחרונה (נשא) התחדש לנו שהשורש מ.ז.ג. הינו לערב ולאחד שני דברים (ע"מ שיהיו נוחים).
מזיגת הכוס למזוג יין- הפירוש בכל הש"ס: לערב מים ביין ע"מ שיהיה נוח לשתותו [ואין כזה מושג של "למזוג סודה לכוס"
מזג אוויר- (ככל הנראה) נקרא כך ע"ש שהאוויר הקר מתערב באוויר חם (עד כדי מידת נוחותו לאדם....)

עפ"ז, מזגן נקרא כך בפי העם, ע"ש שהוא ממזג את האוויר החם באוויר קר, ע"מ שיהיה לנו נוח ונעים בחדר.

מזגן- זה השם של התוצאה שהוא עושה לנו/ לאוויר שסביבנו - מזג אויר נוח
מחליף חום- בשמו המקצועי- לפי אופן פעולתו, כי בעצם לא שייך לקחת 'אנרגיה' ולכלות אותה.

חום זה אנרגיה לכל דבר, ויש חוק פיזיקאי שנקרא "חוק שימור אנרגיה"- והיינו הך- שלא שייך להעלים אותו

הדבר היחיד שניתן לעשות כדי שלא יהיה לנו חם- זה לקחת את החום ולהעביר אותו למקום אחר.

ומסיבה הזאת חימום ע"י מזגן הוא האמצעי הזול ביותר לחימום- כי הוא לא מייצר אנרגיה אלא לוקח את האנרגיה שקיימת בחוץ ומכניס אותה הביתה.
כן- גם כשיש בחוץ מינוס 5 מעלות וכו' , עדיין יש אנרגיה עד שנגיע ל-0 המוחלט!
ובקצרצרה, מדידת המעלות בצלזיוס- נעשתה ע"פ מידות המים: מתחת ל-0 מעלות המים הם מוצק- קרח, בין-0 ל-100 (באטמוספירה 1 ואכמ"ל) המים הם במצב נוזלי, ומעל 100 מעלות המים נהפכים ל- גז- אדים {גז זה שם של מצב צבירה, כמו נוזל ומוצק}
(וב-פרנהייט המידות נקבעו לפי שמן וכנ"ל)
כך ש-0 מעלות צלזיוס, זה לא 0 אמיתי אלא ביחס למים, ויש סוג מדידה לפי אנרגיה, זה נקרא: קלווין, שם ה0- הוא אפס מוחלט

כך שהדרך היעילה ביותר לחימום והיחידה לקירור- זה לשאוב את האנרגיה ולהעביר אותה למקומה הראוי לה.

נוזל הקירור בשמו המקצועי: קרר (קרדיט: @יצחק-e) [ובשמו העממי- גז ]
הוא חומר אשר ניתן בקלות יחסית לדחוס אותו, וכן הוא מקבל ומוציא את האנרגיה בקלות.]
קרדיט: אבא של @יעקב-מ-פינס
(הערה: קיבלתי מספר תגובות לגבי ההסבר וההבנה של קטעים אלו, ואני משתדל לערוך אותם מחדש)

עריכה: נוזל הקירור המצוי כיום ברוב המזגנים נקרא: R410a [זהו תערובת של שני גזים שונים]

(בעבר היו משתמשים למזגנים בקרר: R22, ולמקררים משתמשים בקרר: R134 וכן לרכבים, מצוי גם מקררים ומקפיאים שעובדים עם קרר R600 (שדרך אגב הוא דליק- והוא מצריך רישיון עבודה עם גז, ושמעתי שהמזגנים היום הולכים לעבור ג"כ לגז הנ"ל, וזה בעיקרון נזק גדול למי שרוצה להתקין לבד ואולי גם לכל מי שירצה מזגן בבית יצטרכו תקנים וחיישנים ו...ו...ו...ו... [לא לפתוח פה לשטנים] ואולי אדרבא זה בשורה, שיהיה תקנים מחמירים בעניין ולא יהיה תקלות של חור בצנרת/ דליפת גז- שזה בעיה מאוד מרכזית במקררים ומקפיאים
ההבדלים בין הקררים השונים, מתבטא הן מבחינת יעילותו לקירור וכמובן חסכון באנרגיה (וכן הפעלה שקטה וכדו') והן מבחינת יעילותו לסביבה [פגיעה בשכבת האוזון וכדו']

כמו כל חומר בעולם, הוא יכול להיות בכל אחד משלושת מצבי הצבירה: מוצק/ נוזלי/ גז.
בטמפרטורה נמוכה (-מנקודת הקיפאון/ התכה)- הוא יהיה מוצק=קפוא
בטמפרטורה בינונית(- בין נקודת הקיפאון/ התכה לנקודת הרתיחה/ התעבות)- הוא יהיה נוזלי=מופשר
בטמפרטורה גבוהה (-מנקודת הרתיחה/ התעבות)- הוא יהיה גז=רותח
כל זה נכון כשהחומר נמצא בלחץ רגיל= באוויר הפתוח שזה נקרא אטמוספירה 1, ככל שהלחץ יקטן נקודת הרתיחה תהיה בטמפרטורה יותר נמוכה, וככל שהלחץ יגבר- נקודת הרתיחה תהיה בטמפרטורה גבוהה יותר
ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר כך צפיפות החומר יורדת [כלומר החומר מתרווח] ובהתאם הלחץ שלו עולה

נקודת הרתיחה של גז R410a היא 51.6- באטמוספירה 1
מכיוון שאנו מחזיקים את הקרר בתוך צנרת אטומה, ויש בה לחץ גבוה בפנים (כ- 8>15 אטמוספירות) לכן נקודת הרתיחה היא גבוהה בהרבה [ורק בסביבות טמפרטורת החדר הקרר יהפוך מנוזל לגז]

המעבה (יחידה חיצונית)

מדחס

מה קורה כשלוקחים ליטר חומר בטמפרטורת החדר (נניח 30 מעלות) ודוחסים אותו נניח ל-רבע ליטר, האנרגיה שיש בו (כשמדדנו אתו בטמפרטורות הוא היה לנו- 30 מעלות) וכעת הוא הצטופף מאוד אז נהיה לנו מעט חומר עם הרבה אנרגיה בטמפרטורות של- 120 מעלות (חוק שימור אנרגיה, זוכרים?)
הלחץ של החומר- גבוה
בטמפרטורה זו- הנוזל קירור- הוא כבר לא נוזל- הוא נהפך ל-גז,
כעת החומר מעוניין לפלוט את האנרגיה העצומה שיש בו, ויש לו שני אפשרויות- או להתרווח או לפלוט את האנרגיה(=חום) שיש בו החוצה, מכיוון שהחומר לא יכול לבחור באפשרות הראשונה, אז הוא יבחר באפשרות השנייה- לפלוט את האנרגיה= חום שבו- וכך הוא יתקרר.

רדיאטור+ מאורר חיצוני

בשביל לקרר את הנוזל קירור בזמן קצר- נזרים אותו בתוך צינור ארוך ארוך [נקרא בשפה המקצועית: סוללה/ [רדיאטור] עם משב רוח נעים מטמפרטורת החוץ,
האוויר שזורם סוחב איתו את האנרגיה אל העולם הגדול, והטמפרטורה של החומר ירדה [נניח לסביבות ה-40 מעלות]
כעת כשהחומר מתקרר- הוא נהפך לנוזל , (מכיוון שבטמפרטורה נמוכה הוא במצב נוזלי)- ולחץ החומר- יורד.
בתהליך המעבר מגז לנוזל- יש צורך באנרגיה- כך 'מתבזבזת' לנו אנרגיה מיותרת.

קפילר

כעת מעבירים את הגז בקפילר [זה חתיכת צינור דקיקה מאוד]
[כדי לגרום לאפשרות של דחיסת החומר- אנחנו חייבים שהפתח יהיה צר- ובעצם, לכן הוא נדחס], ולאחריו הצינור מתרחב בחזרה, כאן זה נקרא נקודת שבירת הלחץ והנוזל מתחיל להתרווח ולהתפשט, האנרגיה שבו [כ- 40 מעלות (משהו בין הרתיחה שהייתה לו במדחס לבין טמפרטורת החוץ)] מתפזרת והחומר צונח ל- 10 מעלות [חשבון פשוט, לא?!]
ומכיוון שכעת הלחץ יורד הרבה- נקודת הרתיחה יורדת לטמפרטורות נמוכות- ונוזל הקירור- הופך בחזרה ל'גז'- ובתהליך ההמרה לגז הוא שוב דורש אנרגיה- ו'מבזבז' לנו עוד קצת אנרגיה= חום

צנרת בין יחידות- הצינור הדק

עכשיו אנחנו לוקחים את הנוזל קירור, מזרימים אותו אל תוך הבית [ליחידה הפנימית]

המאייד יחידה פנימית

הנוזל קירור- כעת שהוא קר מאוד- נכנס לבית לתוך המאייד.

מאיץ

כעת נזרים עליו שוב את האוויר של הבית [מאיץ- שזה בעצם המאוורר הפנימי שזורק את האוויר] והנוזל קירור יסחוב אליו את האנרגיה שבאוויר שלנו

חוק שגורם לשוויון באנרגיה- כנראה שזה החוק השני של התרמודנמיקה

ועכשיו נהיה לנו נעים בתוך הבית.

אם נעשה חשבון, עדיין יהיה לנו חם
כי האוויר היה 30 מעלות וכעת הוא התחלק עם הנוזל קירור שהיה 10 מעלות, אז האוויר הוא בערך-20 מעלות,
והרי אנחנו אוהבים 16 מעלות (עם פוך)
התשובה היא: תעשו לנוזל קירור סיבוב נוסף
20 מעלות- נדחוס=80 מעלות, נקרר בחוץ= 30מעלות, נרווח בפנים 7.5 מעלות, נזרים עליו את האוויר שהוא כבר 20 מעלות, ונגיע בערך ל-13.25 מעלות
עכשיו נגיד שלא דייקנו בנתונים, ונעשה לנוזל קירור עוד סיבוב
טמפרטורה קלאסית של האוויר ביציאה מהמאייד: 4 מעלות

צנרת בין יחידות- הצינור העבה

נשאר רק להחזיר את הנוזל קירור שהספיק להתחמם מעט, אל תוך המדחס [המעבה], זה עושים בצינור העבה שבין היחידות.

לתגובות, שאלות, השגות, הערות והארות
רצוי ומומלץ להגיב, בתגובות למדריך

רוב המידע והחומר: אבא של @יעקב-מ-פינס