Klimatyzator – jak to działa?
Klimatyzator - jak to działa?
Próbując w ogólnym skrócie wytłumaczyć zasadę działania klimatyzatora proponuję wymienić główne 4 elementy, w które wyposażone jest każde urządzenie chłodnicze (nie tylko klimatyzator) a następnie na schemacie objaśnić zjawiska termodynamiczne w nim zachodzące.
Budowa klimatyzatora
– sprężarka (compressor)
– parownik (evaporator)
– skraplacz (condenser)
– element dławiący/ rozprężny (expansion valve)
Przebieg procesu "chłodzenia" pomieszczenia
Tak naprawdę winno się go nazywać procesem “pobierania ciepła” z pomieszczenia. Czynnik chłodniczy powracający z parownika w postaci pary (Gas) zasysany jest przez sprężarkę. Zostaje on sprężony w efekcie czego jego ciśnienie i temperatura znacznie wzrastają. Gorący czynnik chłodniczy (Gas) przewodem tłocznym przepływa przez skraplacz gdzie oddając ciepło ulega skropleniu. Opuszczając skraplacz w postaci cieczy (liquid) napotyka na swej drodze element dławiący (expansion valve). Następuje zdławienie od wysokiego ciśnienia skraplania do niskiego ciśnienia parowania. W efekcie tego procesu czynnik chłodniczy jako ciecz łatwowrząca odparowuje przy niskiej temperaturze pobierając ciepło z pomieszczenia. Zostaje on ponownie zassany przez sprężarkę i proces zaczyna się od nowa.
I Zasada Termodynamiki Newtona:
W układzie zamkniętym energia nie może zniknąć, a jedynie zamienić się w inną formę energii. Energia cieplna i mechaniczna są równoważne.1
II Zasada Termodynamiki Newtona:
Ciepło przepływa zawsze tylko z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze, nigdy odwrotnie, gdyż potrzebny byłby do tego pewien wydatek energii.2
Znajomość I jak i II Zasady Termodynamiki ułatwiają zrozumienie procesów występujących w obiegu chłodniczym gdyż obniżając temperaturę w parowniku urządzenia chłodniczego zapewniony jest odbiór ciepła z chłodzonego pomieszczenia.
Obecnie klimatyzatory w standardzie wyposażone są w opcję grzania. Polega ona na odwróceniu obiegu zachodzącego w urządzeniu chłodniczym za pomocą zaworu rewersyjnego. Przebieg procesu odbywa się tak samo, różnica polega na tym, że wymiennik na zewnątrz pełni rolę parownika, wymiennik wewnętrzny rolę skraplacza.
Zarówno parownik jak i skraplacz w klimatyzatorze wyposażone są w wentylatory. Ułatwia to opisaną wyżej wymianę ciepła w obu wymiennikach. Mówiąc o elemencie dławiącym w klimatyzatorach wyróżnić możemy kapilarę lub zawór rozprężny (termostatyczny lub elektroniczny). W zależności od stopnia zaawansowania urządzenia oraz jego przeznaczenia stosowany jest jeden z wyżej wymienionych elementów. Sama sprężarka również występuje w wielu odmianach jednak w przypadku mniejszych urządzeń (lodówki, klimatyzatory domowe) mamy do czynienia ze sprężarką hermetyczną tłokową bądź rotacyjną.
Funkcje klimatyzatora dostępne na pilocie:
– chłodzenie
– grzanie
– wentylacja
– osuszanie