aer conditionat

Aerul condiționat , adesea abreviat ca A/C sau AC , este procesul de îndepărtare a căldurii și de control al umidității aerului într-un spațiu închis pentru a obține un mediu interior mai confortabil prin utilizarea de „aparate de aer condiționat” alimentate sau o varietate de alte metode, inclusiv racirea pasiva si racirea ventilativa . Aerul condiționat este un membru al unei familii de sisteme și tehnici care asigură încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) .

Aparatele de aer condiționat, care utilizează în mod obișnuit refrigerarea cu compresie a vaporilor , variază în dimensiune de la unități mici utilizate în vehicule sau camere individuale până la unități masive care pot răci clădirile mari. Pompele de căldură cu sursă de aer , care pot fi folosite atât pentru încălzire, cât și pentru răcire , devin din ce în ce mai frecvente în climatele mai reci.

Răcirea în sistemele tradiționale de curent alternativ se realizează folosind ciclul de compresie a vaporilor, care utilizează circulația forțată și schimbarea de fază a agentului frigorific între gaz și lichid pentru a transfera căldură. Ciclul de compresie a vaporilor poate avea loc în cadrul unui echipament unitar sau ambalat; sau într-un răcitor care este conectat la echipamentul terminal de răcire (cum ar fi o unitate ventiloconvector într-un dispozitiv de tratare a aerului) pe partea sa de evaporator și la echipamentul de respingere a căldurii, cum ar fi un turn de răcire pe partea sa de condensator. O pompă de căldură cu sursă de aer împarte multe componente cu un sistem de aer condiționat, dar include o supapă de inversare care permite ca unitatea să fie folosită atât pentru a încălzi cât și pentru a răci un spațiu.

Echipamentele de aer condiționat vor reduce umiditatea absolută a aerului procesat de sistem dacă suprafața serpentinei evaporatorului este semnificativ mai rece decât punctul de rouă al aerului din jur. Un aparat de aer condiționat proiectat pentru un spațiu ocupat va atinge de obicei o umiditate relativă de 30% până la 60% în spațiul ocupat.

Majoritatea sistemelor moderne de aer condiționat au un ciclu de dezumidificare în timpul căruia compresorul funcționează în timp ce ventilatorul este încetinit pentru a reduce temperatura evaporatorului și, prin urmare, a condensa mai multă apă. Un dezumidificator folosește același ciclu de refrigerare , dar încorporează atât evaporatorul, cât și condensatorul în aceeași cale de aer; aerul trece mai întâi peste serpentina evaporatorului unde este răcit și dezumidificat înainte de a trece peste serpentina condensatorului unde este încălzit din nou înainte de a fi eliberat din nou în cameră.

Răcirea liberă poate fi selectată uneori atunci când aerul exterior se întâmplă să fie mai rece decât aerul intern și, prin urmare, compresorul nu trebuie utilizat, rezultând eficiențe ridicate de răcire pentru aceste perioade. Acest lucru poate fi combinat și cu stocarea sezonieră a energiei termice .

Încălzire

Unele sisteme de aer condiționat au opțiunea de a inversa ciclul de refrigerare și de a acționa ca pompă de căldură sursă de aer , producând astfel încălzire în loc de răcire în mediul interior. Ele sunt, de asemenea, denumite în mod obișnuit „aparate de aer condiționat cu ciclu invers”. Pompa de căldură este semnificativ mai eficientă din punct de vedere energetic decât încălzirea cu rezistență electrică , deoarece transferă energia din aer sau apa subterană în spațiul încălzit, precum și căldura din energia electrică achiziționată. Când pompa de căldură este în modul de încălzire, serpentina interioară a evaporatorului schimbă rolurile și devine serpentina condensatorului, producând căldură. Unitatea de condensare exterioară schimbă, de asemenea, rolurile pentru a servi ca evaporator și evaporă aer rece (mai rece decât aerul din exterior).

Pompele de căldură cu sursă de aer sunt mai populare în climatele de iarnă mai blânde, pompele de căldură devin ineficiente pe frig mai extrem. Acest lucru se datorează parțial pentru că se formează gheață pe serpentina schimbătorului de căldură a unității exterioare, care blochează fluxul de aer peste serpentină. Pentru a compensa acest lucru, sistemul pompei de căldură trebuie să treacă temporar înapoi în modul obișnuit de aer condiționat pentru a comuta din nou serpentina exterioară a evaporatorului la serpentina condensatorului, astfel încât să se poată încălzi și dezgheța. Unele sisteme cu pompe de căldură vor avea, așadar, o formă de încălzire cu rezistență electrică pe calea aerului interior care este activată numai în acest mod pentru a compensa răcirea temporară a aerului din interior, care altfel ar fi incomodă iarna.

Problema cu gheața devine mult mai gravă odată cu temperaturile exterioare mai scăzute, astfel încât pompele de căldură sunt instalate în mod obișnuit în tandem cu o formă mai convențională de încălzire, cum ar fi un încălzitor electric, un încălzitor pe gaz natural , ulei de încălzire sau șemineu cu lemne sau încălzire centrală , care este utilizat în locul pompei de căldură în timpul temperaturilor de iarnă mai aspre. În acest caz, pompa de căldură este utilizată eficient în timpul temperaturilor mai blânde, iar sistemul este comutat la sursa de căldură convențională atunci când temperatura exterioară este mai scăzută.

Performanță

Coeficientul de performanță , raportul de eficiență energetică sezonieră și raportul european de eficiență energetică sezonieră
Coeficientul de performanță (COP) al unui sistem de aer condiționat este un raport dintre încălzirea sau răcirea utilă furnizată și munca necesară.  COP mai mari echivalează cu costuri de operare mai mici. COP depășește de obicei 1; cu toate acestea, valoarea exactă depinde foarte mult de condițiile de funcționare, în special de temperatura absolută și temperatura relativă dintre chiuvetă și sistem și este adesea reprezentată grafic sau mediată în funcție de condițiile așteptate. Puterea echipamentului de aer condiționat în SUA este adesea descrisă în termeni de „ tone de refrigerare ”, fiecare fiind aproximativ egală cu puterea de răcire a unei tone scurte (910 kg) de gheață care se topește într-o perioadă de 24 de ore). Valoarea este egală cu 12.000 BTUIT pe oră sau 3.517 wați .  Sistemele de aer central rezidențial au o capacitate de obicei de la 1 până la 5 tone (3,5 până la 18 kW).

Eficiența aparatelor de aer condiționat este adesea evaluată în funcție de raportul de eficiență energetică sezonieră (SEER), care este definit de Institutul pentru Aer Condiționat, Încălzire și Refrigerare în standardul său din 2008 AHRI 210/240, Evaluarea performanței unitare a aerului condiționat și a sursei de aer. Echipament pentru pompa de caldura .