Hoe werkt een airconditioning precies?
Om het begrip “koeling” beter te kunnen begrijpen moet eerst gezegd worden dat in de natuurkunde het begrip “koude” eigenlijk niet voorkomt; er zijn alleen maar temperaturen die “meer of minder warm zijn”. Dit betekent dat het absolute 0-punt dus als 0 graden betiteld moet worden; iedere waarde daarboven is warmer; deze schaal heet Kelvin, en is eigenlijk de meest logische schaalverdeling voor temperatuur-eenheid; nul is ook écht nul!
Wij gebruiken echter al zo lang Celsius als eenheid, en ook in ons bedrijf blijven we dat dus (voorlopig?) maar doen.
Celsius echter stelde dat 0°C gelijkligt bij smeltend ijs, en 100°C gelijkligt bij kokend water.
Stelling; kokend water is dus altijd 100°C? Nee dus;
Alléén bij atmosferische druk (stel even één bar (gewone luchtdruk)) is bovenstaande waar.
Misschien heeft u weleens wat hoger in de bergen gekampeerd, daar water aan de kook gebracht; de aardappelen werden maar niet gaar?
Dit komt omdat er daar in die hogere luchtlagen een lagere luchtdruk heerst; het water heeft daar een láger kookpunt, en kookt al bij (bv.) 85°C!!
En de snelkookpan dan? We zorgen er in deze pan voor dat de druk hóger gaat worden dan de atmosferische druk; het water gaat naar een kookpunt van (bv.) 130°C! De aardappelen zij nu een stuk sneller gaar.
Samengevat betekent dit dat door verandering in druk het kookpunt van (bv.) water verandert c.q. verschoven kan worden. Denk nog even aan de snelkookpan; de deksel op de pan wordt vergrendeld, en de pan zou uit elkaar klappen als er niet een ventiel in het deksel zat die ervoor zorgt dat de druk in de pan niet té hoog gaat worden. In de pan wordt water aan de kook gebracht, verdampt, en verlaat de pan middels het ventiel.
De damp die bóven het vloeistof-niveau aanwezig is drukt tegen het deksel;
De druk van deze damp wordt “verzadigde-damp-druk” genoemd.
Als we geen extra energie meer toevoeren (meestal aardgas) zal de temperatuur in de pan langzaam zakken tot de omgevingstemperatuur in de keuken. Het water zal echter ook nog na lange tijd verdampen, en zijn weg naar buiten proberen te vinden (een schaaltje water in de vensterbank “droogt toch óók gewoon op”?!).
In de natuurkunde zijn er veel stellingen omkeerbaar;
Licht d.m.v. energie opwekken (bv. gloeilamp). Energie úit licht opwekken (zonnecollector).
Zendstralen genereren (Zendmast). Beeld uit deze stralen opwekken (bv. tv).
Ook het proces in de snelkookpan is omkeerbaar;
We voeren dit keer geen (extra) energie toe onder de pan (gas), maar gaan de damp boven het water wegzuigen d.m.v. een pomp; de druk in de pan daalt. Zoals uit bovenstaande voorbeeld is gebleken (koken in de bergen) daalt nu ook het kookpunt van het nog aanwezige water; het water wil éérder gaan verdampen, en doet dit ook.
Als we de temperatuur aan de buitenkant van de pan meten blijkt dat deze daalt; het verdampen van het water kost energie, hetgeen natuurlijk logisch is; normaal voeren we dit toe met de vlam onder de pan!
Als we blijven doorgaan met het verlagen van de druk, en het wegzuigen van de ontstane damp stroomt er dus warmte via de buitenkant van de pan naar binnen, en wordt de omgeving koeler.
De pan in de keuken is dus in theorie een verdamper van een koelinstallatie geworden!
Zoals gezegd zijn veel begrippen omkeerbaar;
Probeer u dus voor te stellen dat als je de weggezogen damp uit de pan in de keuken naar een ándere pan (buiten) pompt, de damp wil daar condenseren, als de druk maar weer hoger is! De damp heeft warmte onttrokken aan de pan in de keuken, deze warmte wordt afgevoerd in de pan buiten; de pan wordt warm, en koelt af in de buitenlucht.
De pan buiten is dus in theorie een condensor van een koelinstallatie geworden!
** Denk ook aan het verschijnsel “zweten”, als we het te warm krijgen zorgt ons lichaam voor wat meer vocht op de huid; dit vocht verdampt, en onttrekt warmte aan de huid waardoor er een warmtetransport op gang is gekomen uit het lichaam naar de buitenlucht!!**
HET KOELTECHNISCH PRINCIPESCHEMA/WERKING AIRCO
De pan uit de keuken noemen we dus de verdamper. De verdamper zoals hieronder getekend is in de koeltechniek een lange koperbuis. De pan buiten is de condensor. De condensor zoals hieronder getekend is in de koeltechniek óók een lange koperbuis. De pomp is de compressor.