Obecné informace

Klimatizační zařízení pro vytvoření tepelné pohody v místnosti využívá několika fyzikálních principů, konkrétně pak:

1. komprese
2. kondenzace (zkapalnění plynů)
3. vypařování

V 1. fázi jsou páry chladící látky přivedeny do kompresoru, kde jsou stlačovány (a důsledkem stlačování i zahřívány).

Ve 2. fázi je chladící médium o vysoké teplotě a tlaku přivedeno do výměníku — kondenzátoru, kde je ochlazováno okolním vzduchem (médium kondenzuje). Uvolněné teplo je odváděno do venkovního prostoru ventilátorem.

Ve 3. fázi je kapalina transportována přes kapiláru nebo expanzní ventil, za kterým se prudce sníží tlak, a tím i teplota. Médium pokračuje do dalšího výměníku — výparníku. Kapalina se začne odpařovat a dále ohřívat, čímž odebírá teplo z prostoru výparníku, zpravidla ochlazované místnosti. Pro distribuci studeného vzduchu do místnosti slouží ventilátor, který je umístěn u výparníku. Poté je chladivo v plynném skupenství přiváděno do kompresoru a cyklus se opakuje.

Vytápění

Klimatizace umožňuje pracovat i v opačném režimu – vytápěcím. Z jednotky se stane tepelné čerpadlo, kdy se odpadní teplo přivádí zpět do místnosti. Z kondenzátoru se stává výparník a z výparníku kondenzátor. Vnější jednotka je tak ochlazována a vnitřní naopak topí. Tohoto způsobu ohřevu vzduchu v místnosti se v podmínkách ČR i Evropy využívá minimálně, ve větší míře pak v období jara, podzimu a velmi mírné zimy (při teplotách nad cca 4 °C).

Nízké rozšíření je dáno především konzervativním přístupem k vytápění a rovněž i všeobecným chybným předpokladem, že klimatizace je energeticky i ekonomicky neefektivní a že nedokáže topit v mrazech. Moderní klimatizace střední cenové kategorie běžně topí do -15 °C při zachování vysoké efektivity (tzn. vysokého COP).Tyto mají COP srovnatelný s tepelnými čerpadly vzduch-voda, ovšem při násobně nižší pořizovací ceně.

Rozšíření tohoto způsobu vytápění napomáhají zejména budovy s nízkou potřebou energie na vytápění buď v podobě nástěnné jednotky (u domů s otevřenou dispozicí), nebo jednotky zabudované do systému řízeného větrání. Nevýhodou tohoto způsobu vytápění je produkce hluku ve vnitřním a vnějším prostoru (např. uvnitř 32 dB) a dále potřeba topit téměř nepřetržitě na stejnou teplotu po celý den pro dosažení dobrých provozně-ekonomických výsledků (např. při snižování teploty vzduchu během nepřítomnosti obyvatel domu se snižuje COP a roste hluk, protože jednotka pracuje krátkodobě na vysoký výkon, při kterém produkuje více hluku a je méně efektivní).

Chladící médium

Chladící médium je tekutina, která proudí skrz zařízení, aby ho ochránila před přehřátím a přenášela teplo produkované tímto zařízením do jiného zařízení, kde se využije nebo rozptýlí. Ideální médium má velkou tepelnou kapacitu, nízkou viskozitu, je levné, chemicky inertní, nehořlavé a nezpůsobuje ani nepodporuje korozi chladicího systému. Některé aplikace navíc vyžadují, aby bylo chladicí médium elektrickým izolantem.

Typ chladícího média se liší od použití pro konkrétní aplikaci. Běžnými chladivy jsou amoniak, CO², fluorovodíky a fluoruhlovodíky (HFC). Použití chladiv na bázi freonů (CFC) je na základě Vídeňské úmluvy na ochranu ozonové vrstvy a Montrealského protokolu regulováno a postupně vylučováno.