Klimatyzacja działa podobnie jak lodówka: nie wytwarza „zimna”, lecz odbiera ciepło z pomieszczenia i oddaje je na zewnątrz. Za transport energii odpowiada czynnik chłodniczy krążący w zamkniętym obiegu między jednostką wewnętrzną a zewnętrzną.
Jak działa klimatyzacja?
Podczas chłodzenia ciepłe powietrze z pomieszczenia przepływa przez wymiennik znajdujący się w jednostce wewnętrznej. Czynnik chłodniczy pochłania jego energię cieplną, a wentylator nawiewa do wnętrza powietrze o niższej temperaturze. Odebrane ciepło trafia przewodami do jednostki zewnętrznej i zostaje oddane do otoczenia.
Cały proces wykorzystuje przemiany fazowe czynnika chłodniczego, czyli jego parowanie i skraplanie. Dzięki temu ta sama substancja może wielokrotnie odbierać ciepło w jednym miejscu i oddawać je w innym. Układ jest zamknięty, więc czynnik nie powinien być zużywany podczas normalnej pracy urządzenia.
Obieg czynnika chłodniczego krok po kroku
Chłodzenie pomieszczenia odbywa się w czterech powtarzających się etapach:
- Sprężanie – sprężarka zasysa czynnik w postaci gazu i podnosi jego ciśnienie. W wyniku sprężania rośnie także jego temperatura.
- Skraplanie – gorący czynnik trafia do skraplacza w jednostce zewnętrznej. Oddaje ciepło powietrzu na zewnątrz budynku i przechodzi ze stanu gazowego w ciekły.
- Rozprężanie – ciekły czynnik przepływa przez zawór rozprężny. Jego ciśnienie gwałtownie spada, a wraz z nim obniża się temperatura.
- Parowanie – zimny czynnik dociera do parownika w jednostce wewnętrznej. Pobiera ciepło z powietrza w pomieszczeniu i odparowuje, po czym jako gaz wraca do sprężarki.
Po zakończeniu czwartego etapu cykl zaczyna się od nowa. W czasie chłodzenia ciepło jest odbierane z pomieszczenia przy parowniku, a oddawane na zewnątrz przy skraplaczu. Wentylatory wymuszają przepływ powietrza przez oba wymienniki.
Za co odpowiadają główne podzespoły?
Najważniejsze elementy układu pełnią różne funkcje, ale razem tworzą jeden obieg chłodniczy:
| Element | Funkcja |
|---|---|
| Sprężarka | Podnosi ciśnienie i temperaturę gazowego czynnika chłodniczego, wprawiając go w ruch. |
| Skraplacz | Oddaje ciepło do otoczenia i powoduje skroplenie czynnika. |
| Parownik | Pobiera ciepło z powietrza w pomieszczeniu podczas parowania czynnika. |
| Zawór rozprężny | Obniża ciśnienie i temperaturę czynnika przed jego wejściem do parownika. |
W klimatyzatorach typu split parownik i wentylator znajdują się w jednostce wewnętrznej. Jednostka zewnętrzna zawiera zwykle sprężarkę, skraplacz, zawór rozprężny oraz wentylator. Obie części łączy instalacja, w której krąży czynnik chłodniczy.
Jak klimatyzacja działa w trybie grzania?
Klimatyzator z funkcją grzania jest rewersyjną pompą ciepła. Dzięki zaworowi czterodrogowemu może odwrócić kierunek obiegu czynnika. Wtedy urządzenie pobiera energię cieplną z powietrza zewnętrznego, a następnie przekazuje ją do pomieszczenia.
W tym trybie jednostka zewnętrzna pełni funkcję parownika, ponieważ odbiera ciepło z otoczenia. Jednostka wewnętrzna staje się skraplaczem i oddaje energię do wnętrza. Nawet chłodne powietrze zewnętrzne zawiera pewną ilość energii cieplnej, którą układ może wykorzystać, choć wydajność ogrzewania zależy między innymi od temperatury na zewnątrz i konstrukcji urządzenia.
Poza zmianą temperatury klimatyzator może oferować także inne funkcje:
- Filtracja – filtry zatrzymują część kurzu, pyłów i innych zanieczyszczeń, zależnie od ich rodzaju.
- Osuszanie – podczas chłodzenia para wodna może skraplać się na zimnym wymienniku, co obniża wilgotność powietrza.
- Jonizacja – jonizator wytwarza jony, a jego działanie zależy od zastosowanej technologii i konstrukcji urządzenia.
- Wentylacja – wentylator może wymuszać obieg powietrza bez aktywnego chłodzenia lub grzania, ale typowy klimatyzator nie zawsze zastępuje system doprowadzający świeże powietrze.
Czy klimatyzator split i przenośny działają tak samo?
Podstawowa zasada fizyczna pozostaje taka sama. W obu urządzeniach czynnik chłodniczy krąży między parownikiem i skraplaczem, przenosząc ciepło. Różnica dotyczy rozmieszczenia podzespołów.
W systemie split wymienniki znajdują się w dwóch połączonych jednostkach, a ciepło jest odprowadzane przez jednostkę zewnętrzną. Klimatyzator przenośny mieści główne elementy w jednej obudowie i wykorzystuje rurę wyrzutową do odprowadzania gorącego powietrza za okno. Zasada działania się nie zmienia, ale konstrukcja monoblokowa zwykle wiąże się z większym hałasem i innym sposobem wymiany powietrza.
Najważniejszy wniosek jest prosty: klimatyzator nie tworzy chłodu, tylko przenosi ciepło. Czynnik chłodniczy odbiera energię z pomieszczenia w parowniku, a następnie oddaje ją na zewnątrz w skraplaczu.
