Baza — Principiul 2 Termodinamică
Căldura curge natural de la obiectul cald la obiectul rece. Niciodată invers — spontan.
Aer condiționat: forțează căldura să curgă invers — de la cald (camera) la mai cald (afara când e 35°C). Pentru asta, e nevoie de energie (electricitate).
Nu inventează căldura — o mută. Atunci când camera se răcește, aerul exterior de la aparat se încălzește (de aceea unitatea exterioară suflă aer cald).
4 etape — ciclul Carnot modificat
1. Compresie (Compressor)
Ce se întâmplă:
- Gaz refrigerant la presiune scăzută + temperatură joasă (~5°C) intră în compresor
- Compresorul îl comprimă → presiunea și temperatura cresc
- Ieșire: gaz la presiune mare + temperatură înaltă (~70-90°C)
Energie necesară: electricitate pentru motor compresor (~70% din consum).
2. Condensare (Condenser — unitate exterioară)
Ce se întâmplă:
- Gazul fierbinte intră în schimbătorul exterior
- Ventilatorul suflă aer atmosferic (35°C) peste lamele
- Căldura gazului (85°C) trece spre aer (diferență 50°C)
- Gazul se condensează → devine lichid la presiune mare
Rezultat: lichid cald (~40°C), presiune încă mare.
3. Expansiune (Expansion Valve — EEV)
Ce se întâmplă:
- Lichidul comprimat trece prin vana de expansiune
- Presiunea scade brusc
- Temperatura scade brusc (până la ~5°C)
- Începe evaporarea parțială
Rezultat: amestec lichid-vapori la presiune scăzută și temperatură joasă.
4. Evaporare (Evaporator — unitate interioară)
Ce se întâmplă:
- Amestecul rece intră în schimbătorul interior
- Ventilatorul suflă aer cameră (26°C) peste lamele
- Căldura aerului trece la refrigerant (la 5°C)
- Refrigerantul se evaporă complet → gaz rece, presiune joasă
- Camera se răcește (aerul suflat înapoi în cameră e rece)
Rezultat: gaz rece la presiune joasă → revine la compresor → ciclu se repetă.
Diagrama P-h (presiune - entalpie)
Pentru specialiști, ciclul se reprezintă pe diagrama presiune-entalpie:
Presiune
↑
| ┌────────→────────┐
| ↑ Condensare ↓
| │ │ Expansiune
| ↑ ↓
| Compresie │
| ↑ ↓
| └────────←──────────┘
| Evaporare
+─────────────────────────→ Entalpie
Fiecare etapă = transformare energetică măsurabilă.
COP — eficiență teoretică
COP Carnot (teoretic maxim):
COP_Carnot = T_cameră / (T_exterior - T_cameră)
Pentru cameră 22°C (295K) și exterior 35°C (308K):
COP_Carnot = 295 / (308 - 295) = 295 / 13 = 22.7
Realitate: COP practic 4-5 (mult sub teoretic). Motive:
- Pierderi în compresie
- Imperfecțiuni schimbătoare
- Pierderi frecare
- Standby componentelor electronice
Aparate moderne excelente ating COP 6-8 (70% din Carnot) — eficiență impresionantă.
De ce important pentru tine
Alegerea refrigerantului
Fiecare refrigerant (R22, R410A, R32, R290) are curbe proprii pe diagrama P-h.
R32 are curbă mai eficientă decât R410A → COP mai bun la același aparat.
Alegerea compresorului
- Rotativ: eficiență medie
- Scroll: eficiență superioară (zona lucru mai eficientă pe diagrama P-h)
Setări optime
Diferența mică între temperaturi (setat 22°C în cameră, afară 25°C) = COP foarte bun. Diferența mare (18°C în cameră, 40°C afară) = COP scăzut, consum mare.
Concluzie practică: setați temperatura rezonabilă (22-24°C). Nu exagerați cu 18°C — triplezi consumul pentru 2-3°C în plus.
Invers — Pompă de căldură
Același ciclu inversat:
- Vana inversor schimbă direcția freonului
- Schimbătorul interior devine condensator (încălzește camera)
- Schimbătorul exterior devine evaporator (extrage căldură din aer exterior, chiar la -15°C)
Magia heat pump: la -15°C în aer exterior există încă energie termică (absolute zero e -273°C). Pompa extrage această energie și o amplifică pentru încălzire.
Mitologie — „AC inventează frig"
NU. AC-ul mută căldura din cameră în afară. Dacă pui AC-ul într-o cameră închisă, camera se încălzește (motorul degajă mai multă căldură decât răcește).
Pentru răcire — trebuie unitate exterioară care transferă căldura în afara camerei.
Concluzie
Ciclul frigorific = aplicare directă a termodinamicii la nivel industrial. 100+ ani de perfecționare au făcut ca AC-ul să răcească eficient și economic.
Pentru consumator: înțelegerea aceasta te ajută să:
- Setezi temperatură rezonabilă (eficiență)
- Alegi refrigerant bun (R32 modern)
- Mentinezi schimbătoare curate (transfer termic optim)
- Nu „folosești AC în cameră închisă fără unitate exterioară" (nu merge)