Klima Nasıl Çalışır?

Sıcak bir günde klimasız bir odada oturmak çok zordur. Serinleyebilmek için kapıları ve pencereleri açsak da, vantilatör kullansak da bunların hiçbiri klimanın yerini tutmaz. Peki bizi sıcaklardan kurtaran klima nasıl çalışır ve soğutma işlemini nasıl gerçekleştirir?

Klimalar soğutma işlemini gerçekleştirebilmek için üç temel fizik kuralını kullanırlar. Bunlardan birincisi ısı transferidir. Bilindiği üzere iki farklı sıcaklıktaki nesne aynı sıcaklıkta olana kadar ısısını, sıcak olandan soğuk olana gidecek şekilde, diğer nesneye iletir (sıcak çorbanızın bir süre sonra soğuyarak oda sıcaklığına gelmesi gibi).

İkinci fizik kuralı, sıvıların faz değişimidir. Maddeler katı, sıvı ve gaz olarak 3 fazda bulunurlar. Katı haldeki madde ısıtıldıkça önce sıvıya daha sonra ise gaza gönüşür (buzulların eriyerek suya dönüşmesi ya da çaydanlıkta ısttığınız suyun buhara dönüşmesi gibi).

Üçüncü fizik kuralı ise sıvıların kaynama noktalarının basınç ile değişmesidir. Bir sıvıya ne kadar fazla basınç uygulanırsa kaynama noktası da o kadar yükselir (su deniz seviyesinde 100 derecede kaynar iken, dağda daha az basınç altında olduğu için daha düşük derecede kaynar).

Klimalar soğutma işlemini içlerinde bulundurdukları kimyasal bir soğutkan madde sayesinde gerçekleştirirler. Özel soğutkan maddenin kullanılmasının sebebi, bu maddenin kaynama noktasının oldukça düşük olmasından dolayı çok düşük sıcaklıklarda bile kaynayıp buharlaşarak gaz haline dönüşebilmesinden kaynaklanır. Bu soğutkan madde klimanın içerisinde faz değişikliğine uğratılırak gaz ve sıvı halleri arasında sürekli dönüşüm gerçekleştirmesi sağlanır. İşte bu sürekli dönüşüm sayesinde klimalar soğuk hava üflerler.

Klimanın dört ana parçası vardır:

1-Buharlaştırıcı bobin (evaporatör)

2-Genişleme vanası

3-Yoğuşturucu bobin (kondansör)

4-Kompresör

Buharlaştırıcı bobin ve genişleme vanası iç ünitede, yoğuşturucu bobin ve kompresör ise dış ünitede yer alır.

Şimdi soğutkanın faz dönüşümünün yukarıdaki fizik kuralları ışığında klima içerisinde nasıl gerçekleştiğini adım adım açıklayalım.Soğutkanın Faz Dönüşümü

  • Klima çalıştırıldığında içindeki fan vasıtasıyla odanın içindeki havayı kendi içine çeker.
  • Klimanın buharlaştırıcı bobini içinde sıvı halde bulunan soğutkan, dışarıdan çekilen havanın sıcaklığının etkisiyle ısınır (birinci fizik kuralı: ısı transferi) ve buharlaşarak gaz haline dönüşür (ikinci fizik kuralı: faz değişimi).Bu faz değişimi sonucunda odadaki sıcaklık soğutkanın sıvıdan gaza geçerek faz değiştirmesi için kullanıldığından azalır. Soğutkanın gaza dönüşmesi sonucunda ve buharlaştırıcı bobininin içinde dolaşmaya başlamasıyla beraber bobinin etrafındaki hava da soğur (cildimize sürdümüz kolonya buharlaşınca bize ferahlık verir, çünkü sıvı halden gaz haline geçerken bizim vücudumuzun ısısını kullanmıştır) ve fan vasıtası ile bu soğuk hava odanın içerisine geri üfürülür. Klimanın açık olduğu süre zarfında soğutmaya devam edebilmesi için bu işlemi sürekli yapması gerekir çünkü gaz haline gelen soğutkan daha fazla ısı transferi gerçekleştiremez. Bu nedenle gaz haline gelen soğutkanı tekrar sıvıya ve sonrasında tekrar gaza dönüştürülmesi gerekir.
  • Gaz halindeki soğutkanı sıvıya çevirme işini dış ünite içindeki kompresör gerçekleştirmektedir. Kompresör metal bobinlerden kendisine gelen gazı sıkıştırarak basıncını ve sıcaklığını arttırır.
  • Kompresörden çıkan yüksek basınçlı ve sıcak gaz soğutulup tekrar sıvı hale geçebilmesi için yoğuşturucu adı verilen metal bobinlerden geçirtilir. Bu metal bobinlerden geçirtilerek ve dış ünitedeki fan vasıtasıyla bu gaz soğutularak sıvı hale dönüştürülür (sıvının yüksek sıcaklığı ve fan ile sıcak havanın dışarıya atılması sebebiyle dış ünite çok ısınır ve bu nedenle evin dışına konur).
  • Tekrar sıvı hale dönüşen soğutkanın iç ünitedeki buharlaştırıcı bobine gaz halinde gelebilmesi için genişleme vanasından geçirtilerek basıncı düşürülür (üçüncü fizik kuralı: sıvıların kaynama noktalarının basınç ile değişmesi). Aksi takdirde yüksek basınçtaki sıvı buharlaştırıcı bobin içinde kaynayıp gaza dönüşemez. Basıncı düşen ve soğuyan sıvı haldeki soğutkan buharlaştırıcı bobininin içine gelerek burada tekrar gaz haline dönüşür.
  • Daha sonra tekrar sıvı hale dönüşürülmek üzere kompresöre gider ve bu döngü klima kapatılana kadar sürekli devam eder.