Кондиціонери працюють за принципом теплового насоса, переміщуючи тепло з одного місця в інше. Джерелом повітря для кондиціонерів є:
- Внутрішнє повітря приміщення:
У більшості побутових систем кондиціонування повітря забирається безпосередньо з приміщення через повітрозабірник. Повітря проходить через фільтри, очищується від пилу та інших часток, потім охолоджується або нагрівається і повертається назад у приміщення. Це називається рециркуляція повітря. - Зовнішнє повітря:
Деякі системи вентиляції і кондиціонування (особливо центральні або промислові) можуть забирати свіже повітря ззовні. Зовнішнє повітря змішується з внутрішнім, проходить фільтрацію і температурну обробку, після чого подається в приміщення.
Як це працює з наукової точки зору:
Робоче середовище (холодоагент) циркулює у замкненій системі кондиціонера. У випарнику холодоагент поглинає тепло з повітря, охолоджуючи його. Тепло переноситься до зовнішнього блоку, де воно віддається в навколишнє середовище через конденсатор. Цей процес підтримується компресором, який забезпечує циркуляцію холодоагенту. Таким чином, кондиціонер не “створює” холодне або свіже повітря, а змінює температуру і, в деяких випадках, якість повітря, яке він обробляє.
Кондиціонер у режимі охолодження працює за принципом теплового насоса, переміщуючи тепло з приміщення в зовнішнє середовище. Основу цього процесу становить цикл стиску і розширення холодоагенту (робочої рідини), який змінює свій агрегатний стан і ефективно переносить тепло.
Етапи роботи кондиціонера в режимі охолодження:
- Випарювання (забір тепла з приміщення)
Повітря з приміщення надходить до внутрішнього блоку кондиціонера за допомогою вентилятора. У випарнику холодоагент перебуває у вигляді рідини з низькою температурою і низьким тиском. Під час проходження через випарник холодоагент поглинає тепло з повітря, переходячи з рідкого стану в газоподібний. Це знижує температуру повітря, яке повертається у приміщення.
- Стиснення (підвищення тиску і температури)
Газоподібний холодоагент надходить до компресора, розташованого у зовнішньому блоці. Компресор стискає холодоагент, значно підвищуючи його тиск і температуру.
- Конденсація (віддача тепла у зовнішнє середовище)
Нагрітий холодоагент під високим тиском проходить через конденсатор у зовнішньому блоці. В конденсаторі холодоагент віддає тепло в навколишнє середовище (зазвичай за допомогою вентилятора). Після цього він охолоджується і повертається у рідкий стан.
- Дроселювання (зниження тиску)
Рідкий холодоагент проходить через розширювальний клапан (дросель), де його тиск і температура різко падають. Це підготовляє холодоагент до наступного циклу випаровування.
Енергетичний баланс і принцип роботи:
Кондиціонер не створює холод як такий. Він переносить тепло з приміщення назовні. Компресор споживає електричну енергію для стискання холодоагенту і підтримки циркуляції в системі. Ефективність роботи вимірюється коефіцієнтом продуктивності (COP), який показує, скільки тепла переміщується порівняно з витраченою електроенергією.
Чому це працює:
Цей процес базується на фізичних принципах теплопередачі: тепло завжди переміщується з області з вищою температурою в область із нижчою; зміна агрегатного стану холодоагенту дозволяє ефективно переносити тепло.
Типи холодоагентів:
Сучасні кондиціонери використовують екологічно безпечні холодоагенти (наприклад, R32 або R410A), які мають високий коефіцієнт теплопередачі та низький вплив на озоновий шар. Цикл роботи повторюється безперервно, доки температура у приміщенні не досягне заданого рівня.
Отже кондиціонери не створюють нове повітря, а працюють з тим, що вже є в приміщенні або на вулиці. У двох словах:
- У приміщенні: Кондиціонер забирає повітря з кімнати, охолоджує або нагріває його та повертає назад.
- З вулиці: Деякі системи можуть брати свіже повітря зовні та змішувати його з кімнатним, але це залежить від моделі.
В основному, кондиціонер просто “перекачує” і змінює температуру повітря.
