Jak funguje klimatizace: princip činnosti klimatizace, její zařízení a technické schéma

Zárukou dlouhodobého a efektivního provozu klimatizace je její správné používání a pravidelná údržba. Souhlasíte? Aby se však předešlo poruchám tohoto velmi nákladného zařízení, je vhodné se seznámit s jeho zařízením a také prozkoumat princip činnosti klimatizace.

Právě tyto otázky probereme v našem materiálu – podrobně rozebereme hlavní konstrukční prvky typického klimatizačního zařízení. A také si povíme o principu a zvláštnostech jeho fungování, uvedeme typické schéma. Článek doplníme názornými fotografiemi a užitečnými videodoporučeními.

Zařízení typické klimatizace

Těžko si představit pohodlný život moderního člověka bez klimatizace. A aby při jejím používání uživatel neměl problémy a poruchy, je vhodné se v obecných rysech seznámit se zařízením a principem činnosti tohoto typu klimatizačního zařízení. O hlavních uzlech a konstrukčních prvcích klimatizace si povíme dále.

Hlavní konstrukční prvky zařízení

Pokud by uživatel viděl klimatizaci, která zvyšuje komfort jeho bydlení, v řezu, našel by tam poměrně mnoho konstrukčních prvků a uzlů. Část z nich slouží k ovládání jednotky, pomáhá standardní elektronice a uživateli kontrolovat situaci.

A hlavními prvky, které ovlivňují funkčnost, jsou tyto konstrukční prvky:

• výparník, který se nachází ve vnitřní jednotce klimatizace a je určen k zajištění absorpce tepla používaným chladivem při přeměně do plynného stavu;
• kondenzátor – tento konstrukční prvek je umístěn ve venkovní jednotce klimatizace a je určen k zajištění přechodu stávajícího chladiva do kapalného stavu, a to s současným uvolňováním tepla.

Oba prvky jsou v podstatě radiátory. Zaujímají významnou část konstrukce bloků klimatizace. To je nezbytné pro zajištění efektivního přenosu tepla mezi chladivem a vzduchem.

Na schématu je zobrazena vnitřní jednotka typické klimatizace, a to bez ohledu na značku, model a výkon. Jejím hlavním prvkem je vždy výparník, který zabírá většinu těla jednotky.

Výparník a kondenzátor představují konstrukci sestávající z měděných trubek malého průměru s nasazenými příčnými hliníkovými lamelami, které mají zvýšit rychlost výměny tepla.

Co dalšího ovlivňuje funkčnost klimatizací?

Kromě výše uvedeného výparníku a kondenzátoru existuje ještě několik konstrukčních prvků, které zajišťují účinnost klimatizačního zařízení.

K nim patří:

• ventilátory;
• kompresor;
• termostatický expanzní ventil (ventil).

Takové součásti, jako jsou ventilátory, jsou instalovány v každé jednotce klimatizace. Jejich úkolem je zesílit proudění vzduchu, které obtéká výparník nebo kondenzátor. To výrazně zvyšuje výkon celého systému.

Kompresor lze bez nadsázky nazvat srdcem každé moderní klimatizace. Důvodem je, že právě on zajišťuje pohyb chladiva po chladicím okruhu, který je obvykle tvořen měděnými trubkami.

Na schématu je zobrazena vnější jednotka moderní klimatizace. Jejím hlavním prvkem je tradičně kondenzátor, který je označen modrou barvou. Vedle tohoto konstrukčního prvku je umístěn ventilátor, bez kterého nelze dosáhnout efektivního provozu systému.

Kromě toho je kompresor určen ke stlačování chladiva za výparníkem. To také zvyšuje výkon každé klimatizace.

O diagnostice kompresoru a specifikách odstraňování poruch jsme hovořili v tomto materiálu.

Termostatický expanzní ventil je určen ke snížení tlaku chladiva před výparníkem. Tato vlastnost zajišťuje lepší výměnu tepla.

Role chladiva v provozu klimatizačního zařízení

Každá moderní klimatizace je technický systém sestávající z řady uzlů a částí. Všechny by ale byly zbytečné bez chladiva, což je látka, která snadno přechází z kapalného do plynného skupenství a naopak, přičemž uvolňuje nebo pohlcuje značné množství tepla.

Existuje více než čtyři desítky druhů chladiv, ale jako chladivo se používá jen několik z nich. Nejpoužívanějším je v současnosti R-22 – právě jím je naplněno více než 98 % klimatizací. Je však třeba mít na paměti, že jeho dny jsou již sečteny, a to je třeba vzít v úvahu při nákupu klimatizačního zařízení.

Jako chladivo se již po mnoho desetiletí používají různé druhy látky zvané freon – jedná se především o směs etanu a metanu. Hlavní vlastností uvedené substance je nízký bod varu. K tomu dochází při 5–10 °C. Během odpařování se freon může zahřát až na 70–90°. Tyto jeho vlastnosti umožňují odvádět obrovské množství tepla, a to poměrně rychle.

A uvedené chladivo je bezbarvé, bez zápachu a, co je nejdůležitější, neškodné pro zdraví uživatelů. Zároveň nejžádanější druh freonu (R-22) má negativní vliv na ozonovou vrstvu atmosféry. Pokud vám tedy nejsou lhostejné ekologické problémy, měli byste si pořídit klimatizace pracující s chladivem R-410, které neničí ochranné vrstvy atmosféry.

Na fotografii je zachyceno doplňování klimatizace freonem. Je však třeba mít na paměti, že podle tzv. Montrealského protokolu má být používání freonu R-22 ukončeno do roku 2030. A to je velmi důležitý moment. Protože čím méně času do uvedeného termínu zbývá, tím méně je vhodné pořizovat klimatizace pracující s škodlivým chladivem.

V praxi doplňování klimatizace freonem se provádí poměrně zřídka. Například po opravě, údržbě, úniku. A v žádném z těchto případů uvedené chladivo (R-410) nepoškodí zdraví uživatelů ani jejich domácích mazlíčků.

Princip činnosti a schéma klimatizace

Klimatizace se zdá být poměrně jednoduchým zařízením, jehož hlavní konstrukční uzly nepředstavují žádnou zvláštní složitost. Proto si detailně rozebereme její princip fungování, který je také velmi jednoduchý.

Jak funguje typická klimatizace?

Kapaliny při odpařování absorbují teplo, a to aktivně, a při kondenzaci (přechodu z plynného skupenství zpět do kapalného) ho uvolňují. A uvedené fyzikální jevy jsou tradičně základem principu fungování klimatizací.

Přesvědčit se, že uvedený způsob odvodu tepla je účinný, lze i v domácích podmínkách. Například nanesením na povrch své kůže jakéhokoli alkoholového roztoku, který se rychle odpařuje a zanechává po sobě pocit chladu. Protože teplo z povrchu těla je pohlcováno a odváděno stranou.

Jednoduše řečeno, základem fungování každé moderní klimatizace jsou procesy varu (s absorpcí tepla) a kondenzace (s uvolňováním tepla). Při uvedených procesech dochází k pohlcování/uvolňování tepla podle vzorců zobrazených na grafu. Kde Q je množství tepla, L je měrné skupenské teplo vypařování a m označuje hmotnost látky.

Stejně tak se to děje i uvnitř místnosti. Důvodem je, že kapalné chladivo, které se dostane do vnitřní jednotky klimatizace, aktivně a ve velkém množství pohlcuje přebytečné teplo, přičemž jeho teplota výrazně stoupá.

V důsledku toho se odpařuje a přesouvá do venkovní jednotky (obvykle umístěné mimo budovu). Tam pod vlivem chladnějšího vzduchu, který je ve velkém množství vháněn ventilátorem, probíhá opačný proces.

Na fotografii je zobrazen výparník klimatizace. Svým vzhledem připomíná běžný radiátor. A skutečně tomu tak je. Konstrukce tohoto prvku zajišťuje co nejefektivnější ofukování teplým vzduchem z místnosti, ze kterého chladivo pohlcuje teplo, a proto je v místnosti chladněji.

Tedy dochází ke kondenzaci, v jejímž důsledku se chladivo opět stává kapalným, přičemž se uvolňuje teplo. A poté následuje nový cyklus, a tak do nekonečna.

Principiální schéma činnosti zařízení

Bez ohledu na druh, typ a název klimatizace je proces ochlazování vzduchu vždy stejný. Po zapnutí je chladivo přiváděno do výparníku. Jeho tlak je 3-5 atmosfér a teplota se pohybuje v rozmezí 10-20 °C.

Dále se freon v plynném stavu přesouvá do kompresoru. A ihned je stlačen na 15-20 atmosfér. Kromě toho dochází k zahřátí chladiva na 70-90 °C.

Na schématu je zjednodušeně znázorněn princip činnosti jakékoli moderní klimatizace. Na obrázku je ukázáno, že chladivo ochlazené v kondenzátoru vstupuje do regulátoru průtoku (termostatický expanzní ventil). Kde se snižuje jeho tlak, což umožňuje kapalině dále vychladnout. Poté je chladivo dopraveno do výparníku, kde probíhá hlavní proces. Tedy ochlazování vzduchu se současným ohřevem chladiva.

Poté je plyn dopraven do kondenzátoru, který je aktivně ofukován ventilátorem. V důsledku působení vháněného vzduchu s nižší teplotou freon uvolňuje teplo, což vede k jeho přechodu do kapalného stavu.

Přesto však jeho teplota zůstává o 10-20 °C vyšší než obdobný ukazatel okolního vzduchu. Tento problém je řešen v okamžiku, kdy kapalina prochází termostatickým expanzním ventilem. Kde se tlak chladiva opět snižuje na malých 3-5 atmosfér. To umožňuje freonu dále vychladnout a je připraven na nový cyklus pohlcování tepla, proto je opět přiváděn do výparníku.

Na obrázku je znázorněno principiální schéma klimatizace. Jeden blok, vybavený výparníkem, je umístěn uvnitř místnosti. Druhý s kondenzátorem je venku. To umožňuje, aby byl proces výměny tepla co nejefektivnější. Kromě toho je ve venkovním bloku vždy umístěn kompresor, který je nejhlučnější částí konstrukce.

Zvláštnosti fungování klimatizace

Pro provoz klimatizace je potřeba elektrická energie, ale je to výhodné, protože má poměrně vysokou účinnost.

Pokud však v síti dochází k pravidelným výkyvům napětí, je třeba, aby se předešlo poruše tohoto typu klimatizačního zařízení, okamžitě nainstalovat také stabilizátor.

Navzdory jednoduchému a účinnému způsobu výměny tepla je třeba vždy pamatovat na to, že klimatizace bude odpovídat udávaným parametrům pouze při pravidelném technickém servisu.

Závěry a užitečné video k tématu

Níže přiložené video pomůže prohloubit a upevnit získané znalosti k tématu:

Princip fungování každé klimatizace, bez ohledu na značku, typ, je poměrně jednoduchý, protože je založen na nejjednodušších fyzikálních jevech. Zároveň je třeba si uvědomit, že klimatizační zařízení má různé technické parametry. Kromě toho se klimatizace liší spolehlivostí, účinností a pohodlím ovládání. To je třeba zohlednit, stejně jako budoucí přechod na bezpečné freony, protože tato vlastnost může vést k finančním ztrátám.

Chcete doplnit výše uvedený materiál užitečnými informacemi nebo připomínkami? Nebo máte dotazy k tématu našeho článku? Zeptejte se našich odborníků a ostatních návštěvníků webu v bloku zpětné vazby umístěném níže.