Hogyan működik a klíma?

Egyszerűen, párolgó folyadék hűti környezetét:-) 
Például így hűti magát az is, aki ezt éppen olvassa, kiizzad, egy kis folyadékot a bőrére az ott elpárolog, és már hűl is! Ez alapján már az ókorban is hűtötték az ivóvizet, még pedig áram nélkül. Egy agyag edénybe vizet töltöttetek, de itt nem alkalmaztak mázat, hagyták, hogy egy kis mennyiség mindig ki tudjon szivárogni. Az szépen elpárolgott a bent maradt mennyiséget pedig hűtötte a párolgás. Ha huzatos helyre rakták, akkor még jobb volt a hatásfoka a hűtésnek. A klíma ezt az elvet használja ki, csak itt egy körfolyamatban megy a hűtés. Az egyszer már elpárolgott folyadékot nem hagyjuk, veszi. Hanem ez elpárolgás után keletkezett gőz lecsapatjuk, és újra felhasználjuk. Tesszük mindezt a takarékosság és a környezet védelem érdekében.
Ennyi rizsa után akkor egy kis műszakiság. (Fejből, ha hibát talál, kérem, írja meg!)

Egy klíma 4 fontos elemből áll. 
Kompresszor - ez felel a körfolyamat fenntartásáért.árologtató - itt párolog el a folyadék (beltéri egység)átor - itt csapódik le az elpárolgott folyadék (kültéri egységben az a bordás izé)ás - ez felel a nagy nyomású kondenzátor és a kis nyomású elpárologtató elválasztásáért.

Jöhet kérdés miért kis nyomás meg nagy nyomás? 
Azt gondolom azt már mindenki hallotta a víz forráspontja függ a nyomástól. A Mount Everest a-en a kis nyomás miatt már 100 C fok alatt forr a víz, míg az autókban 110 C fokon, sem mert nyomás alatt tartják a rendszert.
Akkor újra a klímáról. Tehát van egy rendszerünk, amiben olyan folyadék van, aminek a forráspontja légköri nyomáson -30C fok körül van. Tehát a szabadba kiengedve egy pillanat alatt elillan, de ezt kerülni kell, mert nagyon ózonrombolóak ezek a vegyi anyagok. Mind addig még a kompresszor el nem indítjuk azonos nyomás van a rendszerben. De ha beindítjuk, a kompresszort az elpárologtatóban elkezd csökkenni a nyomás, a kondenzátorban pedig emelkedni fog.

Na de miért? 
Mert van egy fojtásunk, amin keresztül a gőz nagyon kis mennyiségben tud át áramlani. Az is tény hogy egy folyadék elpárolgásakor a keletkezett gőz sokkal nagyobb térfogatot képes kitölteni, mint maga a folyadék. Erre sajnos példát nem tudok ide írni. (Kérem, ha tud, példát írja meg!) Tehát addig még a fojtáshoz gőz érkezik, csak kis mennyiség tud áthaladni, ezért a folyadék, amit most már inkább hűtőközegnek hívnák. Kezd feltorlódni a kondenzátorban és a nagy nyomáson cseppfolyósodni. Ha elég folyadék keletkezik, az elér a fojtáshoz, azon átlépve a kis nyomású elpároltatóba kerül. Ott a kis nyomás miatt párolgásnak indul, de inkább forrásnak. Nagyon heves ez a folyamat ilyenkor, akinek van, klímája az hallhatja is ezt a bugyogó hangot egy rövid ideig, ami természetes, nem hiba. Ha pedig egy folyadék elpárolog, akkor ugye hőt von el, és már hűtünk is. Az így keletkezett gőzt a kompresszor elszívja, és a kondenzátorba pumpálja. Ott a nagy nyomás miatt felmelegszik, és ha lehűtjük, akkor újra cseppfolyós lesz a hűtőközeg. És kezdődhet minden elölről.

Melegszik? 
Igen melegszik, mint a biciklipumpa mikor pumpáljuk a kereket.
 
A klímákban a kondenzátoron és az elpárologtatón keresztül ventilátorok juttatják át levegőt. Ezzel a klíma mérete kisebb lehet, és messzebb eljuttatjuk a hűvös levegőt mintha csak a levegő természetes áramlását használnánk ki. úgy is működne, a klíma csak jó nagydarab szerkezet lenne.

És ezek után jöhet, a kérdés miért van akkor olcsó és drága klíma, ha mind így működik? 
Az ördög a részletekben lakozik. A kompresszor lehet dugattyús, forgó (rotációs), csiga (Scroll, E-scroll), csavar. A csavart az nagy gépekben használják, a csiga a legmodernebb és kb. 5kW-os gépek felett használják. A forgó a legelterjedtebb és legolcsóbb, de nem a leghatékonyabb. A fojtás a legegyszerűbbnek tűnő szerkezet és mégis ezen lehet a legtöbbet nyerni vagy bukni. Az klímák csak egy kapilláris cső darabot kapnak a gyárban. Ez működik, de csak nagyon kicsi hőfoktartományban tud jól adagolni. Adagolónak is szokás hívni szakmai körökben nem fojtásnak. De miért kell adagolni? Mert nem mindig kell egy klímát teljes gázon menni-e. Van, amikor csak 26 fokos szobát kell hűteni, van, amikor 35 fokosat. Ha mindig ugyan annyi hűtőközeget engedünk az elpárologtatóba, akkor 26 foknál túl sok 35 s-nél pedig kevés lesz. Mert ugye minél melegebb van, annál többet el tudunk párologtatni és minél hidegebb van annál kevesebbet. És a kompresszor nem tud csak gőzt szállítani. Mert ugye a folyadékok összenyomhatatlanok. Ha kevés párolog el, mert hideg van a helységben akkor a kompresszor kisebb nyomás tud létre hozni az elpárologtatóban.

Az miért nem jó? 
Mert a klímákban érdemes 0 Celsius körül tartani a hőfokot, ha kisebb a nyomás, akkor kisebb az elpárolgási hőmérséklet is és ráfagy a levegő páratartalma az elpárologtatóra. A jég pedig szigetel, rontja a hatásfokot, illetve nem tudjuk cseppvíz formájában elvezetni. Ezért a modern gépek egy bonyolult logika szerint vezérlik elektronikusan az adagoló szelepet és a kompresszort is. Az adagoló az mindig csak annyit adagol, ami el is tud párologni, a kompresszor pedig csak azzal a sebességgel forog, hogy éppen 0 Celsius legyen az elpárolgási nyomás. Ezeket a gépeket INVERTER-es klímának szokás nevezni. Ezeknek is már két fajtája van az AC és DC inverteres. A DC inverter a legújabb, de már megfizethető technika. Egy inverteres klíma is a Váltakozó feszültségű (AC) hálózatról üzemel. De ahhoz hogy kompresszor fordulatszáma változzon meg kell változtatni annak frekvenciáját. Vagy még sem? A hagyományos AC inverteres klímák a váltó 220V hot egyen irányították, és abból készítettek egy más frekvenciájú feszültséget. A DC (egyenfeszültségű) klímák már nem alakítják vissza váltóvá a feszültséget, hanem ennek erejét szabályozzák. Ami sokkal gazdaságosabb, mint újra váltóvá alakítani.
És végül egy két szó az elpárologtató és a kondenzátorról. Ezek is furcsa szerkezetek, igaz ezek nem forognak, nem mozognak, de azért itt is profi technikák vannak manapság. Hogy minél kisebb legyen egy klíma ezért a hőcserélők csöveinek belsejét nem simára, hanem huzagoltra készítik. Ezzel is növelve a hatékonyságát. Az elpárologtató külső felületét különleges anyagokkal kell bevonni, ha nem, akarjuk, hogy a rácsapódott párában baktériumok telepedjenek meg. Ezek az anyagok általában valamilyen nemesfém azoknak van természetes baktériumölő hatásuk, de ugye ezek a fémek nem olcsók. Még ha nagyon vékony rétegben kerülnek is fel.

És hogyan fűt a klíma? 

 

Ugyan, úgy ahogyan hűt! Hogyan működik a klíma

Bután hangzik, de így van. Kint ugye azt mondjuk 0°C fokban hideg van. Nekünk, embereknek igen, a jegesmedvének kellemes. A fizikában a 0K=-273,15°C a-nál van hideg ott, amikor a molekulák már nem végeznek hő mozgást tehát a 0°C=+273,15K, ami meglehetősen meleg. A klíma meg ugye képes a meleget szállítani egyik helyről a másikra. Egy egyszerű 4 járatú szeleppel meg kell fordítani a folyamatot. Kint hűteni kell és a kint összeszedett meleget bent leadni. Röviden ennyi. Ezt a modern klímák nagyon hatékonyan tudják. 1kW/h villamos energiából akár 5kW/h hőenergiát képesek beszivattyúzni. A megfizethető klíma manapság 3,6kW/h-át ezeket nevezzük manapság "A" energiaosztályos klímának.

Hogyan fűt a hőszivattyú?

Ugyan úgy, mint a klíma, csak általában ezt valamilyen közvetítő közegbe teszi, nem közvetlen levegőt fűtenek vele. Vizet, fagyállós vizet, és keringetik radiátorban, padlófűtésben, falfűtésben vagy hőcserélőben.

Miért ajánlott fűteni a klímával, hőszivattyúval?

Mert a hideg idő nagy részében már most is versenyképes a földgáztüzeléssel. és ez a versenyképesség földgáz árak növekedésével tovább fog javulni. Az elektromos áram többféleképpen állítható elő, és lehet vele fűteni közvetlenül is. Lásd az ellenállás alapon működő fűtések olajradiátor, hajszárító, villanybojler, üvegkerámia főzőlapok és a többi. De ezek a gépek 1kW/h villamos energiából csak maximum 1kW/h hőenergiát képesek előállítani. Mivel a klíma és a hőszivattyú nem előállítja, hanem csak az egyik helyről a másikra szivattyúzza, ezért jóval hatékonyabb. Ha például az elektromos áramot megújuló vízi- szél napenergiával állítjuk elő egyértelmű a hasznossága a hőszivattyús fűtésnek.

Sajnos hazánkban jelenleg a földgázerőművek vannak többségben, így ez tompítja a versenyképességét a hőszivattyúnak. Nagyon összefügg a földgáz és a villamos energia ára. Ha megy fel a földgáz ára, akkor az áramé is, így később térül meg a hőszivattyú ára. De amint ez arány csökkenni fog, pl. új vízi vagy atomerőmű építésével, vagy a földgázerőművek visszaszorulásával. Egyértelműen a hőszivattyú látszik jelenleg a befutónak a földgáz kazánok helyett.