Budowa i zasada działania klimatyzatora

Budowa klimatyzatorów jest zróżnicowana, zależy od typu. wyjaśnimy ją na przykładzie klimatyzatorów typu split, które najczęściej są używane w naszych domach.

Niezależnie od budowy klimatyzatory mają wspólną zasadę działania. Aby ją zrozumieć, warto poznać kilka zasad fizycznych. Podstawową właściwością czynnika chłodniczego jest jego zmiana stanu skupienia pod wpływem ciśnienia i temperatury. Może on parować, przechodzić w ciecz lub być stanie gazowym. Podczas parowania każda substancja pobiera ciepło z otoczenia, natomiast podczas skraplania oddaje ciepło do otoczenia. Zwiększenie ciśnienia czynnika chłodniczego powoduje wzrost jego temperatury parowania/skraplania, a obniżenie ciśnienia powoduje zmniejszenie jego temperatury parowania/skraplania. Pomocne w zrozumieniu działania klimatyzatora będzie przyrównanie go do lodówki. Klimatyzator składa się ze sprężarki, parownika z wentylatorem, skraplacza z wentylatorem i zaworu rozprężnego oraz instalacji rurowej łączącej te elementy, w której krąży czynnik chłodniczy. Odpowiednikiem zamrażalnika jest parownik, chłodzący powietrze i oddający je do pomieszczenia. Skraplacz oddaje ciepło do otoczenia. W lodówce jest to czarna kratka znajdująca się z tyłu lodówki. Sprężarka i zawór rozprężny umożliwiają przejście czynnika roboczego w fazę ciekłą lub gazową przez zmianę jego ciśnienia.

W klimatyzatorach typu split skraplacz, sprężarka i zawór rozprężny oraz wentylator są umieszczone w jednostce zewnętrznej i są źródłem największego hałasu. Dlatego są umieszczane na zewnątrz klimatyzowanego pomieszczenia. W pomieszczeniu pozostaje jedynie jednostka wewnętrzna, zawierająca parownik, i dmuchawa (wentylator), która wymusza przepływ schłodzonego powietrza. Obie jednostki wymagają do swojej pracy zasilania energią elektryczną. W klimatyzatorach przenośnych wszystkie podzespoły znajdują się w jednej obudowie. Wentylator parownika wymusza obieg powietrza na parowniku umieszczonym wewnątrz chłodzonego pomieszczenia. Powietrze z pomieszczenia ochładza się na parowniku, oddając ciepło czynnikowi chłodniczemu, który ogrzewając się, zaczyna parować. W sprężarce para zostaje sprężona, wskutek czego wzrasta jej temperatura, a następnie jest kierowana dalej do skraplacza, który znajduje się na zewnątrz mieszkania. W skraplaczu ciepło z czynnika zostaje oddane do powietrza zewnętrznego, gaz skrapla się i staje cieczą o niższej temperaturze, lecz nadal pod dużym ciśnieniem. Ciecz dostaje się do zaworu rozprężnego, który powoduje zmniejszenie jej ciśnienia i temperatury. Schłodzony czynnik w postaci cieczy ponownie zostaje podany na parownik, gdzie się ogrzewa od powietrza w pomieszczeniu i przechodzi w stan gazowy.

Skutkiem ubocznym cyklu pracy klimatyzatora jest skraplanie się pary wodnej na parowniku. Powietrze przepływające przez skraplacz ulega schłodzeniu, w wyniku czego część pary wodnej w nim zawartej ulega kondensacji, czyli skropleniu. Kropelki wody spływają do instalacji odprowadzenia skroplin. Po pewnym czasie instalacja ta może ulec zatkaniu i woda nie będzie odprowadzana. Dochodzi wtedy do jej kapania lub wycieku z urządzenia. Dodatkowo zalegająca w niedrożnej instalacji woda wydziela nieprzyjemny, często intensywny zapach.

Okresowa kontrola stanu i oczyszczanie instalacji odprowadzania skroplin gwarantują funkcjonowanie urządzeń w sposób zgodny z oczekiwaniami. Jeżeli nie ma możliwości grawitacyjnego odprowadzenia skroplin, stosuje się pompkę skroplin.