De fyra huvudkomponenterna

En kylteknisk maskin eller värmepump kan bestå av väldigt många komponenter men det är egentligen bara fyra stycken som är helt nödvändiga för att processen ska fungera:

  • Kompressor
  • Kondensor
  • Stryp organ (ofta kallad expansionsventil)
  • Förångare

Dessa komponenter utgör den enklaste typen av kylkrets. Givetvis består ofta en maskin av betydligt fler komponenter för att till exempel göra produkten säkrare eller mer energieffektiv. Vi kommer att komma in på en del av dessa komponenter senare.

Bilden beskriver en liten kylkrets med fler komponenter än vad vi går igenom här. Men vi kommer att återkomma till denna bild många gånger längre fram i kursen.

Kompressor

Kompressorn är den komponent som får köldmediet att cirkulera i kretsen i och med att vi tillför effekt t.ex. i form av el från elnätet så får vi kompressorn att snurra. Då komprimeras köldmediegasen ihop vilket resulterar i att trycket stiger i den ena halvan av maskinen. Värmen som vi får när vi komprimerar köldmediet kommer vi att kunna använda för att t.ex. värma hus med.

Kompressorn bygger upp ett högt tryck i maskinen, eftersom den komprimerar köldmediet så är det viktigt att mediet befinner sig i gasform när det kommer in i kompressorn eftersom det är väldigt svårt att komprimera vätska medans det går lättare att komprimera just gas. Om det kommer in vätska i kompressorn kan den råka ut för ett så kallat vätskeslag vilket betyder att det tar stopp när kompressorn försöker komprimera något som den inte har kapacitet till och risken för skador på kompressorn är då stor. Men köldmediet får inte heller komma in som för varm gas till kompressorn eftersom mediet också används för att kyla av kompressorn så att den får rätt arbetstemperaturer. Skulle den gå utan kylning längre perioder så riskerar vi istället att den går sönder på grund av detta, som vi då kallar för “kompressor burnout” då går den istället så varmt att motorns lindningar brinner upp.

Kondensor

Den väldigt varma gas som kompressorn trycker ut kommer att ta sig till Kondensorn som är den del av maskinen som ska få köldmediet att kondensera. Det som händer här är att vi skickar varm gas till en värmeväxlare som avger effekt genom att vi blåser bort värmen från växlaren med hjälp av t.ex. en fläkt. Växlaren kyls då ner med hjälp av omgivande luft som tar med sig en del värme därifrån. Den varma gasen tappar då temperatur vilket kommer göra att det bildas kondens inne i rören. Köldmediet byter alltså fas från gas till vätska här på grund av att vi avger värmen till omgivningen. Det är såklart väldigt viktigt att kondensorn är varmare än omgivningen där den befinner sig eftersom det är luften runt om som kommer att kyla ner värmeväxlaren.

Trots att kondensorn avger effekt och tappar i temperatur så påverkar inte detta trycket inne i kretsen. Vi kallar det för att kondenseringstrycket är konstant. Eftersom kompressorn hela tiden pumpar och håller uppe trycket så sker det en fas omvandling från gas till vätska, men trycket är lika högt på väg in i kondensorn som det är på väg ut.

Förstrypnings organ

Till nästa komponent kommer det med andra ord kondenserad vätska med högt tryck. Här sitter stryp organet/expansions ventilen placerad. Det höga trycket däms nu upp mot en väldigt liten passage där mediet ska sippra igenom. Detta resulterar i en stor tryckdifferens den lilla mängd köldmedium som tar sig igenom den väldigt trånga passagen i ventilen kommer helt plötsligt in i ett utrymme som blir mycket större då blir trycket i kretsen lågt helt plötsligt. När man kraftigt sänker trycket på ett medium så kommer det att bli kallare. Tänk dig en sprayflaska som du håller in munstycket fullt på. När du gör det så kommer det att ske en trycksänkning i bruken och på grund av detta så blir den kall. Så köldmediet som vi sprayar ut genom expansionsventilens munstycke kommer att få rören i värmeväxlaren att bli väldigt kalla helt plötsligt. Om du provar att släppa ut luften i ett bildäck så kommer du också känna att luften som kommer ut genom munstycket är kallare och även själva däckventilen blir kallare ju längre du låter luften strömma igenom. På stora lastbilsdäck kan det till och med bli frost på ventilen när man pyser ut luften.

Eftersom vi nu helt plötsligt får en kyleffekt efter expansionsventilen så kan vi skicka denna gas/vätske blandning vidare in till förångaren.

Förångare

Förångaren är den komponent som kommer att ta emot köldmediet som nu är i vätskeform med lågt tryck. Vätskan sprayas in i den här värmeväxlaren och eftersom trycket är lågt så kan vi få mediet att börja koka och övergå till gas med hjälp av att uppta energi från omgivningen.

(Vatten kokar vid 100 grader Celsius om vi har atmosfärstryck, men vi kan få vatten att koka mycket tidigare genom att sänka trycket. Då skulle vatten kunna koka på 10 grader Celsius eller ännu tidigare)

När vi får köldmediet att koka inne i förångaren så finns möjligheten att frigöra energi i gasform som vi kan suga med oss tillbaka till kompressorn för att komprimeras återigen så att vi ännu en gång kan avge energi i kondensorn och så fortsätter systemet ända tills vi nått våran mål temperatur.

Video: Beskrivning över hur en krets på en värmepump fungerar

Detta är en maskin som inte använder sig av fläktar och luftburna värmeväxlare utan istället vätskebärande värmeväxlare likt en luft/vatten värmepump.