Come funziona un condizionatore?

Il condizionatore è una macchina che sfrutta alcuni principi fisici dei fluidi per poter raffrescare e togliere umidità ad un ambiente.

L’acqua, quale esempio tipco di un fluido, può essere liquida oppure gassosa (vapore). Cio’ che ne determina lo stato e’ una combinazione di temperatura e pressione. Per capire come funziona un condizionatore bisogna tenersi a mente questo: un fluido che passa da liquido a gassoso (cioe’ quando evapora) assorbe calore dall’ambiente circostante, viceversa quando condensa, cede il calore in egual misura.

Questo è il principio base, di funzionamento di un condizionatore.

Tutti abbiamo un condizionatore portatile: e’ l’acqua di cui siamo fatti! Quando il nostro corpo sente caldo, attraverso la sudorazione, parte della nostra acqua va sulla pelle e, a contatto con l’aria, evapora raffrescando la nostra pelle ed il nostro corpo. Quando in estate c’e’ tanta umidità, l’acqua che noi sudiamo fa piu’ fatica ad evaporare (l’aria non riesce a contenerla) ed e’ per questo che ci sentiamo a disagio, siamo inzuppati di sudore e il nostro corpo non si raffresca a sufficienza. Se invece l’aria e’ secca sudiamo piu’ facilmente e il nostro corpo riesce a regolare più efficacemente la nostra temperatura.

 

circuito frigoriferoNel condizionatore, invece dell’acqua, si usa un altro fluido, quello che viene comunemente chiamato “fluido refrigerante”. (le scelte sul tipo di refrigerante vertono soprattutto sulla sua capacità di svolgere il lavoro in termini di efficienza e rapporto spesa/resa che non e’ oggetto di quest’articolo).

Questo fluido, nel condizionatore, viaggia all’interno delle tubazioni, e a seconda di dove si trova viene fatto evaporare (da liquido a gas) o condensare (da gas a liquido). Se vogliamo rinfrescare un locale, bisognerà che il fluido evapori quando si trova dentro il locale.

Come fa il fluido ad evaporare?
E’ qui che entra in gioco il discorso pressione temperatura. Dicevamo prima che per evaporare, il fluido ha bisogno di calore… beh siamo fortunati!: l’aria calda all’interno del locale e’ proprio cio’ che abbiamo.

Si parlava anche di pressione: a seconda della pressione, piu’ o meno temperatura e’ richiesta per poter cambiare di stato. Chi ha già sentito dire che in cima al monte bianco l’acqua bolle a 97° anziché a 100? Questo perchè lassù la pressione atmosferica e’ minore infatti a volte capita che sanguini anche il naso. Nel nostro impianto, invece di portare l’unità interna a 4810 metri, cosa abbastanza scomoda ed inutile, e’ stata inserita una “strozzatura” all’interno del circuito del fluido. In questo modo il fluido avrà una pressione piu’ alta prima della strozzatura, per poi calare drasticamente di pressione una volta passata la strozzatura. (e’ un po’ come quando si e’ tutti in fila prima dell’incidente in autostrada, e una volta passato l’incidente, come per magia, il traffico si dirada). Ecco, mettere questa strozzatura poco prima che si arrivi alla nostra macchina interna, fa si che da li’ in poi il fluido cominci ad evaporare assorbendo calore dalla nostra aria e raffrescandola.

Una volta evaporato, questo fluido ora gassoso ritorna al compressore che lo prende e lo comprime….. Bene ora ci troviamo con un fluido che ha una pressione abbastanza alta, ma che e’ ancora gassoso e in quello stato non ci è utile (ricordiamo che e’ il cambio di stato da liquido a gassoso, ad assorbire calore)…. Bisogna che il fluido torni ad essere liquido prima di arrivare alla “strozzatura”.

Per fare questo, la pressione e’ gia’ alta a causa della compressione e quindi lo dobbiamo mettere in condizione di poter cedere il suo calore. E’ per questo che c’e’ bisogno delle unità esterne, ove viene fatto passare il fluido, che a contatto con l’aria esterna cede ad essa il suo calore e cambia di stato, da gassoso a liquido. Ecco che così potrà ripresentarsi alla “strozzatura” di prima, pronto ad evaporare di nuovo e fornendo nuovamente il suo scopo e cioè migliorare il comfort di chi ha speso denaro per acquistarlo.

Nota: se a volte avete sentito parlare di calore latente, beh ora sapete di che si tratta: e’ il calore necessario alla evaporazione, o alla condensazione di un determinato fluido con determinate caratteristiche di composizione, temperatura e pressione.

Nota2: esistono condizionatori monoblocco. Hanno la parte esterna ed interna combinate insieme ma il principio di funzionamento e’ lo stesso. Parlerò di vantaggi e svantaggi di queste macchine in un articolo a parte.

di Mario Balella