Klimatizace je letní nezbytností, ale jen málokdo ví, jak fungují. Pojďme se podívat, jak cirkulace chladiva vytváří chladný vánek.
Když se řekne léto, představíme si spalující horko. Lidé dělají nejrůznější věci, aby se před horkem vyhnuli, například se sprchují studenou vodou a pijí osvěžující nápoje. Chlad je krátkodobý a pak se horko vrátí. Než se nadějete, sáhnete po dálkovém ovladači klimatizace a užíváte si chladivého vánku. Klimatizace se staly nepostradatelnými, ale i přes to, že je všichni milují, jen málokdo skutečně ví, jak fungují. V tomto článku se podíváme na konstrukci klimatizací a na to, jak fungují, abychom odhalili jejich tajemství.
Nejprve se podívejme na strukturu klimatizace. Klimatizace se dělí na vnitřní a venkovní jednotky, každá s jiným účelem. Klimatizace v zásadě využívají princip odpařování kapaliny. Jak se kapaliny odpařují, odebírají teplo svému okolí a klimatizace se tímto principem řídí. Pro jednoduchý příklad: když si na kůži nastříkáme líh, pocítíme okamžitý chladivý pocit. Alkohol se velmi snadno odpařuje a při odpařování odebírá pokožce teplo a my cítíme chlad. Klimatizace fungují na stejném principu, ale místo alkoholu používají speciální kapalinu (chladivo), která cykluje a opakuje čtyři procesy (odpařování, komprese, kondenzace a expanze). Než vysvětlíme, jak to funguje, je třeba mít na paměti jednu věc. Jediným plynem/kapalinou, která cirkuluje uvnitř klimatizace, je chladivo, kterému lépe porozumíte, pokud toto znáte a přečtete si vysvětlení.
Proces odpařování probíhá ve výparníku vnitřní jednotky, což je doslova proces odpařování chladiva. Jak se chladivo odpařuje, odebírá z cívky velké množství tepla. Uvnitř vnitřní jednotky se pak nachází ventilátor, který funguje jako dmychadlo, takže vzduch v místnosti se setkává s cívkou, která je ventilátorem ochlazována, a z ní vychází chladný vánek. Pokud tomu nerozumíte, dejte před ventilátor kostky ledu a zapněte ho. Jak již bylo zmíněno výše, vzduch uvnitř klimatizace nemá nic společného se vzduchem v místnosti a odpařené chladivo jde do kompresoru.
Protože klimatizace musí neustále vypouštět studený vzduch, musí neustále odpařovat chladivo. A protože odpařování je možné pouze v kapalném stavu, musí se chladivo, které se během odpařování změnilo na plyn, přeměnit zpět na kapalinu. Proto musí být chladivo, které se během odpařování změnilo na plyn, stlačeno. Komprese je proces stlačování chladiva v kompresoru. Všechny látky se skládají z atomů, a když jsou těsně stlačeny, jsou to pevné látky nebo kapaliny, a když jsou rozptýleny, jsou to plyny. To znamená, že chladiva v plynném stavu mají nízkou hustotu atomů a úkolem kompresoru je chladivo stlačit a usnadnit jeho přeměnu na kapalinu. Plyny se řídí Boyleovým-Charlesovým zákonem, který říká, že tlak a teplota (v Kelvinech, °K) plynu jsou přímo úměrné. Pokud tedy plyn stlačíte, jeho teplota se zvýší. Chladivo uvolňované z kompresoru (stále plyn) je plyn o vysoké teplotě a tlaku.
Dalším procesem je kondenzace. Horký plyn pod vysokým tlakem je z kompresoru veden potrubím do kondenzátoru. Kondenzátor je zodpovědný za přeměnu plynného chladiva na kapalinu. Protože plyn má vysokou teplotu a tlak a kondenzuje na kapalinu, má i kapalina vysokou teplotu. Po průchodu kondenzátorem putuje kapalné chladivo po cívkách k venkovní jednotce. Venkovní jednotka má také ventilátor, který ochlazuje horké chladivo. Snadno to pochopíte, když před ventilátor postavíte kbelík s horkou vodou. Jakmile ventilátor zapnete, voda se ochlazuje a vzduch kolem něj se stále více ohřívá. Venkovní klimatizace fungují stejným způsobem, a proto můžete cítit horký vánek, když jste v jejich blízkosti.
Ochlazené chladivo se přesouvá do expanzního ventilu, kde expanduje. Tento proces snižuje tlak chladiva, takže se při nižších teplotách snáze odpařuje. Pokud je komprese proces, který činí chladivo tekutějším, expanze je opakem. Kromě toho se zde reguluje i průtok chladiva. Když se odpaří velké množství chladiva, odebírá více tepla z okolí, takže cívky jsou chladnější a vy získáte chladnější vánek. Funkce regulace teploty na dálkovém ovladači klimatizace je určena průtokem chladiva. Jakmile je určen průtok chladiva, je nasměrován do výparníku a klimatizace opakuje čtyři procesy v kruhu.
Kromě toho se zavádějí různé technologie ke zvýšení účinnosti klimatizací. Například invertorová technologie umožňuje kompresoru klimatizace běžet s proměnlivou rychlostí, což snižuje spotřebu energie. Moderní klimatizace mají také filtrační systémy, které odstraňují prach a škodlivé látky ze vzduchu, čímž se vzduch v interiéru zpříjemňuje. Tyto technologické pokroky zlepšují výkon klimatizací a poskytují uživatelům zdravější prostředí.
Doposud jsme se ponořili do tajemství klimatizace. Klimatizace fungují na principu cyklování procesů odpařování, komprese, kondenzace a expanze, čímž nám poskytují chladný vánek. Častým omylem je, že klimatizace přeměňují horký vzduch na studený tím, že ho uvnitř klimatizace přeměňují. V tomto článku jsme však tento mýtus vyvrátili tím, že jsme ukázali, že je to pouze chladivo, které vytváří chladný vánek cyklováním procesů odpařování, komprese, kondenzace a expanze. Závěrem lze říci, že klimatizace jsou dobré stroje, které nám v létě pomáhají se ochladit, ale stejně jako i ten nejlepší lék může být škodlivý, pokud se s ním zneužívá, může být škodlivý i studený vánek z klimatizace, pokud se ho vdechuje příliš dlouho, proto jej používejte správně, abyste přežili horké léto.
