Η λειτουργία του ψυγείου είναι να απορροφά αυτή τη θερμότητα και στη συνέχεια να τη διαχέει μέσα ή έξω από το πλαίσιο για να διασφαλίσει ότι η θερμοκρασία των εξαρτημάτων του υπολογιστή είναι κανονική. Τα περισσότερα θερμαντικά σώματα απορροφούν θερμότητα έρχονται σε επαφή με την επιφάνεια των θερμαντικών εξαρτημάτων και στη συνέχεια μεταφέρουν τη θερμότητα σε μακρινά μέρη με διάφορες μεθόδους, όπως ο αέρας μέσα στο πλαίσιο. Στη συνέχεια, το πλαίσιο μεταφέρει τον ζεστό αέρα στο εξωτερικό του πλαισίου για να ολοκληρώσει την απαγωγή θερμότητας του υπολογιστή.
Τα καλοριφέρ θερμαίνουν κυρίως το δωμάτιό σας χρησιμοποιώντας μεταφορά. Αυτή η μεταφορά τραβάει δροσερό αέρα από το κάτω μέρος του δωματίου και καθώς περνά πάνω από τα φλάουτα, ο αέρας θερμαίνεται και ανεβαίνει. Αυτή η κυκλική κίνηση εμποδίζει τον κρύο αέρα από τα παράθυρά σας και διασφαλίζει ότι το δωμάτιό σας παραμένει φρυγανισμένο και ζεστό.
Σε αυτοκίνητα και μοτοσικλέτες με υγρόψυκτο κινητήρα εσωτερικής καύσης, ένα ψυγείο συνδέεται με κανάλια που διατρέχουν τον κινητήρα και την κυλινδροκεφαλή, μέσω των οποίων αντλείται ένα υγρό (ψυκτικό). Αυτό το υγρό μπορεί να είναι νερό (σε κλίματα όπου το νερό είναι απίθανο να παγώσει), αλλά πιο συχνά είναι ένα μείγμα νερού και αντιψυκτικού σε αναλογίες κατάλληλες για το κλίμα. Το ίδιο το αντιψυκτικό είναι συνήθως αιθυλενογλυκόλη ή προπυλενογλυκόλη (με μικρή ποσότητα αναστολέα διάβρωσης).
Ένα τυπικό σύστημα ψύξης αυτοκινήτου περιλαμβάνει:
· μια σειρά από στοές χυτές στο μπλοκ κινητήρα και την κυλινδροκεφαλή, που περιβάλλουν τους θαλάμους καύσης με υγρό που κυκλοφορεί για να μεταφέρει τη θερμότητα.
· ένα ψυγείο, που αποτελείται από πολλούς μικρούς σωλήνες εξοπλισμένους με μια κηρήθρα πτερυγίων για να διαχέει τη θερμότητα γρήγορα, που δέχεται και ψύχει ζεστό υγρό από τον κινητήρα.
· μια αντλία νερού, συνήθως φυγοκεντρικού τύπου, για την κυκλοφορία του ψυκτικού μέσω του συστήματος.
· έναν θερμοστάτη για τον έλεγχο της θερμοκρασίας μεταβάλλοντας την ποσότητα του ψυκτικού που πηγαίνει στο ψυγείο.
· Ένας ανεμιστήρας για να τραβήξει δροσερό αέρα μέσα από το ψυγείο.
Η διαδικασία καύσης παράγει μεγάλη ποσότητα θερμότητας. Εάν η θερμότητα αφεθεί να αυξηθεί χωρίς έλεγχο, θα προέκυπτε έκρηξη και τα εξαρτήματα έξω από τον κινητήρα θα αστοχούσαν λόγω υπερβολικής θερμοκρασίας. Για να καταπολεμηθεί αυτό το φαινόμενο, το ψυκτικό υγρό κυκλοφορεί μέσω του κινητήρα όπου απορροφά τη θερμότητα. Μόλις το ψυκτικό απορροφήσει τη θερμότητα από τον κινητήρα, συνεχίζει τη ροή του προς το ψυγείο. Το ψυγείο μεταφέρει θερμότητα από το ψυκτικό στον αέρα που περνά.
Τα θερμαντικά σώματα χρησιμοποιούνται επίσης για την ψύξη υγρών του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων, ψυκτικού μέσου κλιματιστικού, αέρα εισαγωγής και μερικές φορές για την ψύξη λαδιού κινητήρα ή υγρού υδραυλικού τιμονιού. Ένα ψυγείο είναι συνήθως τοποθετημένο σε μια θέση όπου δέχεται ροή αέρα από την κίνηση του οχήματος προς τα εμπρός, όπως πίσω από μια μπροστινή σχάρα. Όταν οι κινητήρες είναι τοποθετημένοι στο μέσο ή στο πίσω μέρος, είναι σύνηθες να τοποθετείτε το ψυγείο πίσω από μια μπροστινή σχάρα για να επιτευχθεί επαρκής ροή αέρα, παρόλο που αυτό απαιτεί μακρούς σωλήνες ψυκτικού. Εναλλακτικά, το ψυγείο μπορεί να αντλεί αέρα από τη ροή πάνω από το πάνω μέρος του οχήματος ή από μια πλάγια σχάρα. Για μεγάλα οχήματα, όπως λεωφορεία, η πλευρική ροή αέρα είναι πιο κοινή για την ψύξη του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων και η ροή αέρα στην κορυφή είναι πιο συνηθισμένη για την ψύξη του κλιματιστικού.
Μια παλαιότερη μέθοδος κατασκευής ήταν το κυψελοειδές καλοριφέρ. Οι στρογγυλοί σωλήνες τοποθετήθηκαν σε εξάγωνα στα άκρα τους, στη συνέχεια στοιβάστηκαν μεταξύ τους και συγκολλήθηκαν. Καθώς ακουμπούσαν μόνο στα άκρα τους, αυτό σχημάτισε αυτό που στην πραγματικότητα έγινε μια δεξαμενή στερεού νερού με πολλούς σωλήνες αέρα μέσα από αυτήν.[2]
Ορισμένα vintage αυτοκίνητα χρησιμοποιούν πυρήνες ψυγείου κατασκευασμένους από τυλιγμένο σωλήνα, μια λιγότερο αποτελεσματική αλλά πιο απλή κατασκευή
Μια παλαιότερη μέθοδος κατασκευής ήταν το κυψελοειδές καλοριφέρ. Οι στρογγυλοί σωλήνες τοποθετήθηκαν σε εξάγωνα στα άκρα τους, στη συνέχεια στοιβάστηκαν μεταξύ τους και συγκολλήθηκαν. Καθώς ακουμπούσαν μόνο στα άκρα τους, αυτό σχημάτισε αυτό που στην πραγματικότητα έγινε μια δεξαμενή στερεού νερού με πολλούς σωλήνες αέρα μέσα από αυτήν.[2]
Ορισμένα vintage αυτοκίνητα χρησιμοποιούν πυρήνες ψυγείου κατασκευασμένους από τυλιγμένο σωλήνα, μια λιγότερο αποτελεσματική αλλά πιο απλή κατασκευή.
Τα θερμαντικά σώματα χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά καθοδική κατακόρυφη ροή, οδηγούμενη αποκλειστικά από ένα φαινόμενο θερμοσύφωνα. Το ψυκτικό θερμαίνεται στον κινητήρα, γίνεται λιγότερο πυκνό και έτσι ανεβαίνει. Καθώς το ψυγείο ψύχει το υγρό, το ψυκτικό υγρό γίνεται πιο πυκνό και πέφτει. Αυτό το αποτέλεσμα είναι αρκετό για σταθερούς κινητήρες χαμηλής ισχύος, αλλά ανεπαρκές για όλα εκτός από τα παλαιότερα αυτοκίνητα. Όλα τα αυτοκίνητα εδώ και πολλά χρόνια χρησιμοποιούν φυγοκεντρικές αντλίες για την κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού του κινητήρα επειδή η φυσική κυκλοφορία έχει πολύ χαμηλούς ρυθμούς ροής.
Ένα σύστημα βαλβίδων ή διαφραγμάτων, ή και τα δύο, συνήθως ενσωματώνεται για να λειτουργεί ταυτόχρονα ένα μικρό ψυγείο μέσα στο όχημα. Αυτό το μικρό ψυγείο, και ο σχετικός ανεμιστήρας, ονομάζεται πυρήνας του θερμαντήρα και χρησιμεύει για τη θέρμανση του εσωτερικού της καμπίνας. Όπως το ψυγείο, ο πυρήνας του θερμαντήρα δρα αφαιρώντας τη θερμότητα από τον κινητήρα. Για το λόγο αυτό, οι τεχνικοί αυτοκινήτων συχνά συμβουλεύουν τους χειριστές να ανάβουν τη θερμάστρα και να την ρυθμίζουν σε υψηλή θερμοκρασία εάν ο κινητήρας υπερθερμαίνεται, για να βοηθήσουν το κύριο ψυγείο.
Η θερμοκρασία του κινητήρα στα σύγχρονα αυτοκίνητα ελέγχεται κυρίως από έναν θερμοστάτη τύπου κεριού-σφαιριδίου, μια βαλβίδα που ανοίγει μόλις ο κινητήρας φτάσει στη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας του.
Όταν ο κινητήρας είναι κρύος, ο θερμοστάτης κλείνει εκτός από μια μικρή ροή παράκαμψης, έτσι ώστε ο θερμοστάτης να αντιμετωπίζει αλλαγές στη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού καθώς ο κινητήρας ζεσταίνεται. Το ψυκτικό του κινητήρα κατευθύνεται από τον θερμοστάτη στην είσοδο της αντλίας κυκλοφορίας και επιστρέφει απευθείας στον κινητήρα, παρακάμπτοντας το ψυγείο. Η κατεύθυνση του νερού να κυκλοφορεί μόνο μέσω του κινητήρα επιτρέπει στον κινητήρα να φτάσει στη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας όσο το δυνατόν γρηγορότερα, αποφεύγοντας τα τοπικά "καυτά σημεία". Μόλις το ψυκτικό φτάσει στη θερμοκρασία ενεργοποίησης του θερμοστάτη, ανοίγει, επιτρέποντας στο νερό να ρέει μέσα από το ψυγείο για να αποτρέψει την αύξηση της θερμοκρασίας.
Μόλις φτάσει στη βέλτιστη θερμοκρασία, ο θερμοστάτης ελέγχει τη ροή του ψυκτικού του κινητήρα προς το ψυγείο, έτσι ώστε ο κινητήρας να συνεχίσει να λειτουργεί στη βέλτιστη θερμοκρασία. Υπό συνθήκες αιχμής φορτίου, όπως η αργή οδήγηση σε έναν απότομο λόφο ενώ είναι φορτωμένος με βαριά φορτία μια ζεστή μέρα, ο θερμοστάτης θα πλησιάζει πλήρως ανοιχτός επειδή ο κινητήρας θα παράγει σχεδόν τη μέγιστη ισχύ ενώ η ταχύτητα ροής αέρα στο ψυγείο είναι χαμηλή. (Όντας εναλλάκτης θερμότητας, η ταχύτητα της ροής του αέρα στο ψυγείο έχει μεγάλη επίδραση στην ικανότητά του να διαχέει τη θερμότητα.) Αντίθετα, όταν κάνετε γρήγορη κατηφόρα σε αυτοκινητόδρομο μια κρύα νύχτα με ελαφρύ γκάζι, ο θερμοστάτης θα είναι σχεδόν κλειστός επειδή ο κινητήρας παράγει λίγη ισχύ και το ψυγείο είναι σε θέση να διαχέει πολύ περισσότερη θερμότητα από αυτή που παράγει ο κινητήρας. Η υπερβολική ροή ψυκτικού στο ψυγείο θα είχε ως αποτέλεσμα ο κινητήρας να υπερψυχθεί και να λειτουργεί σε θερμοκρασία χαμηλότερη από τη βέλτιστη, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση καυσίμου και αυξημένες εκπομπές καυσαερίων. Επιπλέον, η ανθεκτικότητα, η αξιοπιστία και η μακροζωία του κινητήρα μερικές φορές διακυβεύονται, εάν κάποια εξαρτήματα (όπως τα ρουλεμάν στροφαλοφόρου άξονα) έχουν σχεδιαστεί ώστε να λαμβάνεται υπόψη η θερμική διαστολή για να ταιριάζει με τα σωστά διάκενα. Μια άλλη παρενέργεια της υπερβολικής ψύξης είναι η μειωμένη απόδοση του θερμαντήρα καμπίνας, αν και σε τυπικές περιπτώσεις εξακολουθεί να φυσά αέρα σε πολύ υψηλότερη θερμοκρασία από το περιβάλλον.
Επομένως, ο θερμοστάτης κινείται συνεχώς σε όλη την εμβέλειά του, ανταποκρινόμενος στις αλλαγές στο φορτίο λειτουργίας του οχήματος, την ταχύτητα και την εξωτερική θερμοκρασία, για να διατηρεί τον κινητήρα στη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας του.
Σε vintage αυτοκίνητα μπορεί να βρείτε έναν θερμοστάτη τύπου φυσούνας, ο οποίος έχει κυματοειδές φυσούνα που περιέχει ένα πτητικό υγρό όπως αλκοόλ ή ακετόνη. Αυτοί οι τύποι θερμοστατών δεν λειτουργούν καλά σε πιέσεις του συστήματος ψύξης πάνω από περίπου 7 psi. Τα σύγχρονα μηχανοκίνητα οχήματα λειτουργούν συνήθως με περίπου 15 psi, γεγονός που αποκλείει τη χρήση του θερμοστάτη τύπου φυσούνας. Σε κινητήρες απευθείας αερόψυκτους, αυτό δεν είναι ανησυχητικό για τον θερμοστάτη φυσούνας που ελέγχει μια βαλβίδα πτερυγίου στις διόδους αέρα.
Άλλοι παράγοντες επηρεάζουν τη θερμοκρασία του κινητήρα, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους του ψυγείου και του τύπου του ανεμιστήρα του ψυγείου. Το μέγεθος του ψυγείου (και συνεπώς η ικανότητα ψύξης του) επιλέγεται έτσι ώστε να μπορεί να διατηρεί τον κινητήρα στη θερμοκρασία σχεδιασμού κάτω από τις πιο ακραίες συνθήκες που είναι πιθανό να συναντήσει ένα όχημα (όπως η αναρρίχηση σε ένα βουνό ενώ είναι πλήρως φορτωμένο μια ζεστή μέρα) .
Η ταχύτητα ροής αέρα μέσω ενός καλοριφέρ είναι μια σημαντική επίδραση στη θερμότητα που διαχέει. Η ταχύτητα του οχήματος επηρεάζει αυτό, σε χονδρική αναλογία με την προσπάθεια του κινητήρα, δίνοντας έτσι ακατέργαστη αυτορρυθμιστική ανατροφοδότηση. Όταν ένας πρόσθετος ανεμιστήρας ψύξης κινείται από τον κινητήρα, παρακολουθεί επίσης την ταχύτητα του κινητήρα με παρόμοιο τρόπο.
Οι ανεμιστήρες που κινούνται με κινητήρα συχνά ρυθμίζονται από έναν συμπλέκτη ανεμιστήρα από τον ιμάντα κίνησης, ο οποίος γλιστρά και μειώνει την ταχύτητα του ανεμιστήρα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό βελτιώνει την απόδοση καυσίμου μη σπαταλώντας ισχύ στην άσκοπη οδήγηση του ανεμιστήρα. Στα σύγχρονα οχήματα, περαιτέρω ρύθμιση του ρυθμού ψύξης παρέχεται είτε από ανεμιστήρες μεταβλητής ταχύτητας είτε από ποδηλατικούς ανεμιστήρες ψυγείου. Οι ηλεκτρικοί ανεμιστήρες ελέγχονται από έναν θερμοστατικό διακόπτη ή τη μονάδα ελέγχου κινητήρα. Οι ηλεκτρικοί ανεμιστήρες έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι παρέχουν καλή ροή αέρα και ψύξη στις χαμηλές στροφές του κινητήρα ή όταν είναι ακίνητοι, όπως σε αργή κίνηση.
Πριν από την ανάπτυξη των ιξωδών και ηλεκτρικών ανεμιστήρων, οι κινητήρες ήταν εξοπλισμένοι με απλούς σταθερούς ανεμιστήρες που τραβούσαν αέρα μέσα από το ψυγείο ανά πάσα στιγμή. Τα οχήματα των οποίων ο σχεδιασμός απαιτούσε την εγκατάσταση ενός μεγάλου ψυγείου για να αντεπεξέλθουν σε βαριές εργασίες σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως επαγγελματικά οχήματα και τρακτέρ, συχνά λειτουργούσαν δροσερά σε κρύο καιρό κάτω από ελαφρά φορτία, ακόμη και με την παρουσία θερμοστάτη, όπως το μεγάλο ψυγείο και σταθεροποιημένο Ο ανεμιστήρας προκάλεσε γρήγορη και σημαντική πτώση της θερμοκρασίας του ψυκτικού μόλις άνοιξε ο θερμοστάτης. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί τοποθετώντας μια περσίδα (ή κάλυμμα ψυγείου) στο ψυγείο που μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να εμποδίζει μερικώς ή πλήρως τη ροή του αέρα μέσω του ψυγείου. Στην πιο απλή του μορφή, το στόρι είναι ένα ρολό υλικού όπως καμβάς ή καουτσούκ που ξεδιπλώνεται κατά μήκος του καλοριφέρ για να καλύψει το επιθυμητό τμήμα. Ορισμένα παλαιότερα οχήματα, όπως τα μονοκινητήρια μαχητικά S.E.5 και SPAD S.XIII της εποχής του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, διαθέτουν μια σειρά από παντζούρια που μπορούν να ρυθμιστούν από το κάθισμα του οδηγού ή του πιλότου για να παρέχουν έναν βαθμό ελέγχου. Ορισμένα σύγχρονα αυτοκίνητα διαθέτουν μια σειρά από παντζούρια που ανοίγουν και κλείνουν αυτόματα από τη μονάδα ελέγχου κινητήρα για να παρέχουν μια ισορροπία ψύξης και αεροδυναμικής όπως απαιτείται.
