يعمل المكيف بطريقة تشابه طريقة عمل البرادات. الفرق هو المساحة التي يبردها كل من المكيف والبراد، فالبراد يقوم بتبريد مكان صغير معزول، بينما المكيفات تشمل مساحات واسعة مثل غرفة في منزل أو مكتب ما.
المبدأ الأساسي للتبريد هو دخول مادة كيميائية إلى المكيف تسمى بالمبرد وخروجها بشكل متكرر، لامتصاص وطرد الحرارة. ويعد R-22 و R-410A من أكثر أنواع المبردات شيوعاً، يعرفان كيميائياً بالهيدروكلوروفلوروكربونات أو HCFCs. ما يميز هذه المواد هو انتقالها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بسهولة. يمكن تقريب الفكرة بمقارنتها مع تحول الماء من حالته السائلة إلى حالته الغازية عند تسخين الماء، حيث تقوم المبردات بامتصاص الحرارة بحالتها السائلة متحولةً إلى غاز، بعد ذلك تضطر المبردات لطرد الحرارة التي امتصتها لتعود لحالتها السائلة وبالتالي تعود قادرة لامتصاص الحرارة مرة أخرى.
للأسف استعمال مبردات الهيدروكلوروفلوروكربونات HCFCs والكلوروفلوروكربونات CFCs يسببان في استنزاف طبقة الأوزون في غلافنا الجوي مما يسمح لإشعاعات خطيرة دخول الأرض مسببةً في العديد من الإصابات مثل الحروق والسرطانات وأمراض إشعاعية أخرى، ولحسن الحظ يتم تطوير العديد من المبردات الصديقة لطبقة الأوزون مثل R-410A التي ستستبدل مبردات مثل R-11 و R-12 و R-22.
ما هي المبردات ؟
المبرد هو مادة مائعة تُستعمل في المكيفات والبرادات، تأخذ الحرارة من مكونات البراد أو الغرفة لتطلقها في الغلاف الجوي. إن أكثر أنواع المبردات شيوعاً هي:
- كلوروفلوروكربونات Chlorofluorocarbons: واختصاراً CFC. هي المبردات التي تحتوي على الكلور. تم حظرها في التسعينات بسبب تأثيرها السلبي على البيئة وبالأخص تأثير البيت الأخضر أو الزجاجي. لم تكتمل عملية تبديل هذه المبردات بعد وتقدر نسبة أنظمة التكييف التي مازالت تستعمل الCFCs ب50% تقريباً. من الأمثلة عليها R-11 و R-12 و R-115.
- هيدروكلوروفلوروكربونات HydroChloroFluoroCarbons: اختصاراً HCFC. تحوي هذه المبردات نسبة أقل من الكلور مما يعني ضرر أقل في طبقة غاز الأوزون أمثلة عن مبردات HCFCs هي R-22 و R-123 و R-124.
- هيدروفلوروكربونات HydroFluoroCarbons: أو HFC. لا تتضمن الكلور نهائياً وغير ضارة بطبقة الأوزون، ويتم استعمالها عوضاً عن R-22، كما أن المكيفات التي تعمل باستعمال R-410A والذي هو نوع من الHFCs، تكون أكثر كفاءة وجديرة بالاعتماد وتزيد من الراحة.
- فلوروكربونات FluoroCarbons: تُختصر FC، لا تحتوي الكلور وغير ضارة لطبقة الأوزون، وهي مستقرة للغاية.
بالنهاية إن كنت شخص يهتم بالاحتباس الحراري وتوفير الطاقة، فعليك استعمال مكيفات ذات مبردات تسبب ضرر قليل أو معدوم.
كيف يعمل المكيف ؟
يتألف نظام التكييف من أربعة أجزاء أساسية ضاغط غاز compressor وصمّام تمدد حراري expansion device وملفان (وشيعتان) مرتبطتان سوياً، يتدفق بداخلهما مائع لمبرد بشكل مستمر. تسمى الوشيعة داخل الغرفة بالمبخار أو المبخر evaporator، بينما الوشيعة خارج المنزل تسمى بالمكثف condenser، والمبدأ الأساسي لعملهما بسيط للغاية، على المبخر أن يكون أبرد من حرارة الغرفة وعلى المكثف أن يكون أسخن مما يحيطه.
- المبخر Evaporator: يكون دوره جمع الحرارة من الغرفة باستعمال المبرد حيث يقوم المبرد في حالته السائلة بامتصاص الحرارة فيتبخر متحولاً إلى غاز.
- ضاغط غاز Compressor: في هذا الجزء يتم تعريض المبرد للضغط وهو في حالته الغازية.
- المكثّف Condenser: يستلم المكثّف المبرد الذي تبخّر في الضغّاط ليحوله إلى سائل ويطرد الحرارة إلى الخارج.
- صمّام التمدد الحراري Expansion Device: يتركّز الصمام بين الملفات الباردة للمبخار والملفات الساخنة للمكثف، دوره مراقبة كمية المبرد المتجه نحو المبخار.
بعد معرفة عمل كل جزأ في المكيف لا بد من معرفة كيف تعمل جميعها سوياً:
يقوم المكيف بجمع الهواء الساخن من مساحة معينة، ثم يعالجه بمساعدة مادة مبردة ومجموعة من الوشائع، على عكس ما يُعتقد وهو أن المكيف ينتج هواءً بارداً.
يبدأ الأمر عند تشغيل المكيف واختيار الحرارة المرغوبة، فيستشعر الثرموستات (ضابط الحرارة) وجود تباين بين حرارة الغرفة والحرارة التي تم اختيارها، حينها يتم سحب الهواء الساخن في الغرفة عبر شبكة في قاعدة وحدة التكييف الداخلية ليتدفق خلال أنابيب -(أي في المبخر)- تحوي سائل المبرد الذي بدوره يقوم بامتصاص الحرارة من الهواء متحولاً لغاز ساخن، ولا يقتصر دور المبخر على امتصاص الحرارة بل له دور في إزالة الرطوبة من الغرفة أيضاً.
يمر غاز المبرد الساخن على ضاغط الغاز الموجود في الوحدة الخارجية، فيضغط الغاز ليصبح حاراً للغاية، ثم عبر المكثّف الذي يقوم بتكثيف الغاز ليحوله إلى سائل وذلك بسبب تبديد حرارة الغاز ونقلها إلى المحيط بواسطة زعانف معدنية.
بعد مغادرة المبرد للمكثف وخسارته لحرارته وتحوله لسائل بارد، يتدفق خلال صمام التمدد الحراري، فوهة صغيرة للغاية في شبكة أنابيب النحاس، ينظم عبور المبرد إلى المبخر.
تقوم وحدة التكييف بسحب الهواء الساخن وطرده حتى لا يتبقى أية هواء ساخن في الغرفة، أي تستمر العملية مراراً وتكراراً حتى يتم تحقيق الحرارة المطلوبة.
عوامل يجب أخذها بعين الاعتبار قبل شراء المكيف :
بعض العوامل المهمة:
- الطنية Tonnage: هي قدرة المكيف على التبريد، وتعبر عن كمية الحرارة اللازمة لإذابة طن واحد من الجليد خلال 24 ساعة، وتقاس بالوحدة الحرارية البريطانية التي تعرف على أنها كمية الطاقة اللازمة لتسخين رطل واحد من الماء درجة فهرنهايت واحدة. يجب أخذ الطنية بعين الاعتبار لأنه على سبيل المثال غرفة مساحتها 13 فيها مكيف ذو قدرة 1 طن سيكون أكثر من كافي.
- كفاءة الطافة: من الأفضل شراء مكيف بتبريد جيد مع أقل استهلاك ممكن للطاقة.
- الرطوبة: اختيار مكيف يحوي على وحدة إزالة رطوبة جيدة يوفر راحة أكثر عند الجلوس في الغرفة المكيفة.
المصادر:
