Mindannyian tudjuk, hogy a párolgó folyadék hűti a környezetét. Ezért okoz átmeneti enyhülést például akkor, ha nagy melegben locsolókocsik járják az utcákat, és saját hűtőrendszerünk – a verejtékezés – is épp erre szolgál. A klímaberendezés hasonló elven működik. Csakhogy itt zárt rendszerről van szó, a készülék az elpárolgott folyadékot újrahasznosítja: a keletkezett gőzből folyadék lesz, ami ismét elpárologtatható. Ez az alapelve a klíma működésének.
Mint a hűtőszekrény
Nézzük kicsit részletesebben: a klimatizálás lényege, hogy a hűteni kívánt térből kivonjuk a hőt, majd azt egy jellemzően magasabb hőmérsékletű külső térben leadjuk. Ehhez hasonló dolog történik a hűtőszekrény működésekor is: a hűtőgép hátsó falán tekergő rézcsövekben hűtőfolyadék cirkulál, ami elvonja a hőt a szekrény belsejéből. Míg a hűtőben hideg képződik, a gép hátulján, a ventilátoron át hő távozik, ami a konyha levegőjét is felmelegíti. Ha azt szeretnénk, hogy a hűtés során keletkező hő ne maradjon a lakásban, akkor a hűtőszekrény hátulját a falon kívül kellene elhelyeznünk.
Pont így épülnek fel a beltéri és kültéri egységgel rendelkező klímák. A két egységet rézcsövek kötik össze egymással, amelyekben valamilyen hűtőközeg kering. Ez egy speciális, nagyon alacsony forráspontú vegyület, amely nyomásváltozás hatására átalakul cseppfolyósból gáz halmazállapotúba, így alkalmas a hő elvezetésére. Miközben a hűtőközeg az egyik egységből a másikba áramlik, az egyik helyen felveszi, a másikon leadja az energiát.
A klíma lelke: a kompresszor
Arra valószínűleg többen emlékeznek fizikaóráról, hogy a hő természetes módon a melegebb helyről a hidegebb felé halad. De akkor hogyan lehetséges, hogy a klímaberendezés a magas hőmérsékletű helyről egy még magasabb hőmérsékletű helyre viszi a hőt?
A megoldás a körfolyamatért felelős kompresszor, amelynek az a feladata, hogy összenyomja a gáz halmazállapotú hűtőközeget. A gáz ezáltal sokkal sűrűbb lesz, megemelkedik a hőmérséklete, és így már le tudja adni a hő jelentős részét a berendezés következő fontos részében, a kondenzátorban. Ez a hő lecsapatására szolgáló eszköz a kültéri egységben található. Innen a hűtőközeg ismét a beltéri egységben lévő elpárologtatóba áramlik, ahol a gyors párolgás közben hőt von el a környezetéből, vagyis lehűti a szobát.
Nemcsak hűt, fűt is
Az előbb megértettük, hogy a hőszivattyús klímaberendezések az egyik helyről a másikra szállítják a meleget. Ha ez így van, akkor a folyamat megfordításával (amihez egy négyjáratú szelepre van szükség) a beltér fűtésére is képesnek kell lenniük. Fűtés üzemmódra állítva a készülék kint hűteni fog, és a kültérben összeszedett meleget bent leadja, így a kompresszor segítségével felhalmozott hőenergia a lakás levegőjét fogja felfűteni.
A modern klímák már ebben is nagyon hatékonyak: 1 kW villamos energiából akár 5 kW hőenergiát képesek beszivattyúzni.
