Після того, як речовина поглинає або віддає тепло, її стан може змінитися, наприклад, з газоподібного в рідке. Для більш наочного уявлення принципу дії кондиціонера як ілюстрацію можна взяти знайомі всім нам ефекти, які спостерігаються під час проведення щеплень. Перед уколом шкіру протирають спиртом. Спирт випаровується (переходить із рідкого стану в газоподібний), при цьому охолоджує поверхню руки.
Те саме явище спостерігається в кондиціонері. В системі охолодження кондиціонера замість води або спирту як холодоагент використовується газ фреон, який безпечний для людини. Цей газ кипить у спеціальному пристрої - випарнику, що знаходиться у внутрішньому блоці кондиціонера. Процес кипіння фреону відбувається із поглинанням тепла з навколишнього повітря приміщення. У процесі кипіння фреону випарник охолоджується. Вентилятор внутрішнього блоку обдуває випарник, при цьому повітря приміщення, стикаючись з холодною поверхнею випарника, віддає своє тепло випарнику і при цьому охолоджується.
Далі фреон переміщається компресором по фреонопроводу в конденсатор, розташований у зовнішньому блоці кондиціонера, де конденсується з газоподібного стану в рідке. Процес переходу фреону з газоподібної фази в рідку відбувається з виділенням тепла, що призводить до нагрівання поверхні конденсатора. Повітря, яке подається спеціальним вентилятором, відбирає тепло від конденсатора, розміщеного у зовнішньому блоці кондиціонера, і видаляє його в навколишнє середовище.
Кондиціонер "виробляє" тепла або холоду приблизно в 3 рази більше, ніж споживає електроенергії - факт, що викликає подив у людей, не обтяжених знанням холодильної техніки. Що за диво – машина із ККД 300%? І чому ця загадкова речовина «холодоагент» то поглинає, то віддає тепло, адже зі шкільного курсу фізики відомо, що воно завжди переходить від нагрітого тіла до менш нагрітого? Що змушує холодоагент переносити тепло з приміщення, де трохи більше 20 градусів на вулицю, де часом буває під +40°С?
Все не просто, а просто! З тієї ж шкільної фізики відомо, що температура фазового переходу (випаровування або конденсація рідини) залежить від тиску, при якому відбувається процес. Залежність нелінійна та монотонна – чим більший тиск, тим більша температура фазового переходу. Далі більше! Для того, щоб рідкий холодоагент кипів, перетворюючись на пару і поглинаючи з навколишнього повітря тепло, в теплообміннику необхідно створити тиск, при якому температура фазового переходу буде нижчою, ніж температура навколишнього повітря. І навпаки, пароподібний холодоагент буде віддавати тепло повітрю, перетворюючись на рідину, якщо створити тиск, при якому температура фазового переходу буде вищою за температуру повітря.
Але для того, щоб кондиціонер запрацював, у замкнутий контур потрібно вбудувати ще як мінімум два елементи. Це компресор, що підвищує тиск до тиску конденсації, який встановлений в контурі перед конденсатором, і пристрій, що дроселює, знижує тиск до тиску випаровування, перед випарником.
Для того, щоб кондиціонер міг працювати не тільки на холод, а й на тепло, до контуру необхідно додати чотириходовий вентиль. Його завдання "перетворювати" випарник на конденсатор і навпаки. Такий кондиціонер називають кондиціонером з реверсивним циклом, який може переносити тепло не лише із приміщення на вулицю, а й навпаки.
|