איך עובד המזגן??

אז איך עובד המזגן????

מעבה -1
שסתום התפשטות -2
מאייד - 3
מדחס - 4
עקרון הפעולה עליו מבוסס המזגן הוא חוק פיזיקלי לפיו לצורך הפיכת נוזל לגז (הרתחה) יש להשקיע בו חום ולצורך הפיכת גז לנוזל (עיבוי) יש לגרוע ממנו חום. החום הדרוש לשינוי מצב הצבירה מכונה גם "חום כמוס" מאחר שבתהליך שינוי מצב הצבירה (המבוצע בלחץ קבוע) אין שינוי בטמפרטורה. חוק פיזיקלי נוסף, שעליו מבוסס עיקרון הפעולה של המזגן, הוא שהטמפרטורה שבה מתרחש תהליך שינוי מצב הצבירה (מנוזל לגז או מגז לנוזל) תלויה בלחץ. ככל שהלחץ עולה, כך תהיה הטמפרטורה, שבה מתרחש שינוי מצב הצבירה, גבוהה יותר, ולהיפך.
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 בתוכו מעט שמן סיכה (לסיכת המדחס).
המבנה הסטנדרטי הוא כזה:

1. גז בלחץ נמוך ובטמפרטורה רגילה נכנס למדחס (4 באיור), שם מושקעת עבודה לדחיסת הגז באמצעות מנוע חשמלי. הגז יוצא בלחץ גבוה, ובטמפרטורה גבוהה (עקב חוק הגז האידאלי).
2. הגז הדחוס החם מוזרם בצינורות המעבה (1 באיור), כאשר אוויר (או לעתים מים) המוזרם בעזרת מאוורר מקרר את הגז הדחוס עד טמפרטורת שינוי מצב הצבירה (הגבוהה עקב הלחץ בו הוא שרוי) והופך אותו לנוזלי.
3. הנוזל היוצא מהמעבה נמצא בלחץ גבוה, והוא מוזרם דרך שסתום התפשטות (2 באיור), חריר או צינור נימי (קפילר), להורדת הלחץ.
4. 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 ו מים. 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 (chilled water) מסופקים ליחידת-קצה (יחידת טיפול באוויר, יחדית 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. מכיוון 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 – 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, ואז מזרימים את המים לאורך הצנרת למרחקים גדולים. בצד הקר, האוויר נושב על המים, וכך נפלט קור למקום הדרוש.
• 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 [1].

עוצמת המזגן

עוצמת המזגן נמדדת ביחידות BTU ‏(British Thermal Units), השוות ל- 1,055 ג'אול. 1 BTU הוא כמות האנרגיה הדרושה לחימום פאונד אחד של מים (בערך 0.45 קילוגרם) לטמפרטורה של פרנהייט אחד (בערך 0.56 מעלות צלזיוס). בנקיבת עוצמת הקירור של מזגנים משתמשים ביחידות של BTU בשעה (אם כי הנוהג הנפוץ והמטעה הוא לקרוא לכך רק "BTU"). כאשר מדובר במזגנים, טון קירור אחד שווה ל-12,000 BTU.
כדי לחשב את יעילות המזגן, מחלקים את כמות ה-BTU שהמזגן מפיק בהספק החשמלי שהוא צורך. לדוגמה: למזגן שמפיק 18,000 BTU ושצורך 2,250 ואט תהיה יעילות של 8 EER ‏(Energy Efficiency Ratio).
מדד אחר ליעילות המזגן הוא: COP - Coefficient Of Performance. ניתן להמיר את היעילות מ-EER ל-COP באמצעות חלוקה ב-3.413. לדוגמה מזגן בעל יעילות של 8 EER הוא למעשה בעל יעילות של 2.34 COP