29. 3. 2019
Srdcem každé běžně využívané klimatizační jednotky je kompresorový okruh.
Hlavním předpokladem pro chlazení libovolné místnosti je výroba chladu. Existují různé technologické principy, jakým způsobem lze chlad získat.
Adsorpce – tvorba chladu pomocí adsorpce kapaliny do tuhé látky
Absorpce – tvorba chladu pomocí chladivového roztoku a zdroje tepla o vysoké teplotě
Kompresorový okruh – využití fázových změn chladiva
Volné chlazení – využití chladného klima venkovního prostředí (nemůže sloužit jako samostatný plnohodnotný zdroj chladu)
Pro běžně používané klimatizační jednotky se využívá výhradně kompresorového cyklu. Jedná se o cyklicky se opakující proces proudění chladiva, které pomocí změny tlaku a skupenství přijímá a odebírá teplo. Soustava obsahuje čtyři základní prvky, kterými jsou výparník (ve vnitřní jednotce), kondenzátor (venkovní výměník), expanzní ventil a kompresor. Kompresorový okruh lze rozdělit na čtyři fáze.
Fáze 1 – komprese:
Jak již název napovídá, hlavní úlohu v této fázi hraje kompresor. Ten má za úkol stlačit páry chladiva proudící z výparníku na vysoký tlak. Jedná se o energeticky nejnáročnější část celého okruhu, a proto výrobci kladou vysoký důraz na jejich účinnost. Kompresor bývá umístěn buď v exteriéru nebo je součástí vnitřní jednotky. Nevýhodou umístění kompresu do vnitřní jednotky je jeho hlučnost. V běžných instalacích pro chlazení obytných prostor je proto toto řešení nevhodné a kompresor je zásadně součástí kondenzační jednotky. To ale neplatí pro technologické chlazení, kde nejsou kladeny přísné požadavky na hluk v místnostech. S výhodou tak může být kompresor součástí vnitřní jednotky, kde je méně namáhán klimatickými změnami a vlivy z venkovního prostředí.
Fáze 2 – kondenzace:
Kondenzátor nebo kondenzační jednotka (v případě, že obsahuje i kompresor) slouží k ochlazení stlačených par chladiva, které díky vysokému tlaku dokážou zkondenzovat i za vysokých venkovních teplot. Vhodná návrhová kondenzační teplota není více než o 10 °C vyšší než teplota vzduchu. Standardní návrhová teplota vzduchu je 35 °C. Kondenzační teplotu lze nejvíce ovlivnit velikostí teplosměnné plochy výměníku kondenzátoru. Při zvětšení této plochy dochází k výraznějšímu ochlazení par chladiva a kondenzační teplota proto klesá. V případě využívání chladicí jednotky i v zimním období může kondenzační teplota klesnout až k hodnotě výparné teploty, což zapříčiní vypnutí jednotky kvůli nízkému tlaku v systému (okruh se podchladí). Naopak při malé teplosměnné ploše (často způsobené nečistotami nebo nevhodným návrhem) nebo extrémně vysoké venkovní teplotě může dojít k výpadku jednotky na vysoký tlak.
Fáze 3 – škrcení:
Ve třetí fázi prochází zkapalněné chladivo expanzním ventilem. Tento ventil tvoří velice úzký prostor, který zapříčiní rozstřikování chladiva do výparníku, čímž se výrazně snižuje tlak.
Fáze 4 – vypařování:
Poslední fází je vypařování chladiva. Kvůli nízkému tlaku se chladivo dokáže i při relativně nízké okolní teplotě (pokojová teplota 20 °C) vypařovat. Při tomto procesu odebírá teplo vzduchu, který proudí přes výparník a výrazně ho tak ochlazuje. V naprosté většině běžných aplikací je teplota výparníku nižší, než je teplota rosného bodu. Tím dochází ke kondenzaci vodní páry na povrchu výparníku. Vzhledem k tomu, že je výparník umístěn v interiéru, je nutné tento kondenzát odvézt do kanalizace.
