Słyszałem pytanie: „Dlaczego mogę uruchomić moją klimatyzację na pełnej mocy przez całe lato i nie mieć rachunku za prąd tak wysokiego, jak jeden miesiąc zimowego grzania?”.

Odpowiedź: FIZYKA!

CO TO JEST KLIMATYZATOR?

Pomyśl o klimatyzatorze jako o urządzeniu typu „umieść ciepło gdzie indziej”. Czy wiesz, że nie można „dodać chłodzenia” do pomieszczenia? Ciepło to energia; niższe temperatury to brak energii cieplnej. Jeśli chłodzisz swój dom, zbierasz energię cieplną wewnątrz i przenosisz ją na zewnątrz. Klimatyzator wykorzystuje energię elektryczną do usuwania ciepła z domu. To obniża temperaturę i sprawia, że w lecie jest bardziej komfortowo.

Uproszczony cykl chłodniczy

Magia klimatyzatora kryje się w cyklu chłodniczym.

Klimatyzator wykorzystuje energię elektryczną do zamiany czynnika chłodniczego z cieczy na gaz, który przechwytuje ciepło wewnątrz pomieszczeń i wyrzuca je na zewnątrz. W rezultacie w domu jest chłodniej. Chłodziarka lub zamrażarka działa w ten sam sposób, ale na znacznie mniejszą skalę.

Aby uzyskać więcej szczegółów: Wyobraź sobie system z zamkniętą pętlą, w kształcie koła. Z jednej strony okręgu znajduje się wnętrze domu, a z drugiej strony – otoczenie zewnętrzne. Celem jest gromadzenie energii cieplnej w domu i wyrzucanie jej na zewnątrz. Klimatyzator wykorzystuje energię elektryczną do sprężania czynnika chłodniczego, co zwiększa ciśnienie, a tym samym jego zdolność do zatrzymywania ciepła. W kolejnym kroku, skraplacz powoduje uwolnienie energii cieplnej z czynnika chłodniczego do powietrza zewnętrznego, co obniża jego temperaturę. Dzięki temu czynnik chłodniczy skrapla się i staje się cieczą. Ten czynnik chłodniczy jest następnie transportowany miedzianymi rurkami do domu. Wewnątrz ciepłego domu powietrze jest nawiewane na przewody czynnika chłodniczego, podnosząc jego temperaturę. Wskutek gromadzenia się ciepła czynnik chłodniczy odparowuje i zmienia swój stan skupienia z cieczy na gaz. Kończąc cykl, gaz ten jest następnie sprężany przy użyciu energii elektrycznej, a energia cieplna uwalniana na zewnątrz.

Klimatyzacja może być realizowana wyłącznie przy użyciu energii elektrycznej.

Z drugiej strony, istnieje wiele sposobów na ogrzewanie domu. Można spalać drewno lub pelety, które uwalniają energię cieplną; można używać gazu ziemnego lub propanu, który jest paliwem spalanym w piecu w celu uwolnienia ciepła; można używać energii elektrycznej w listwach przypodłogowych, grzejnikach ściennych lub piecach elektrycznych, lub można używać energii elektrycznej w pompie ciepła, która jest zasadniczo klimatyzatorem, który może działać w odwrotnym kierunku (przenosząc ciepło do wewnątrz zamiast na zewnątrz).

Używając gazu ziemnego do ogrzewania domu, w zależności od wydajności systemu grzewczego, można uzyskać od 60% do 98% energii cieplnej z paliwa. Sprawność piecyków na propan i pelety wynosi około 70%. W przypadku drewna jest to około 60%. W przypadku stosowania energii elektrycznej w ogrzewaniu podłogowym, grzejnikach ściennych lub piecach elektrycznych z wymuszonym obiegiem powietrza, współczynnik sprawności wynosi 100%

Brzmi to całkiem nieźle, dopóki nie weźmie się pod uwagę, że klimatyzator lub pompa ciepła są wydajne nawet do 250%! Dzieje się tak, ponieważ wykorzystuje się zmianę fazy czynnika chłodniczego (z gazu w ciecz i z powrotem), co daje mu możliwość gromadzenia i uwalniania energii w bardziej efektywny sposób.

Dodatkowo, każdy klimatyzator lub system pompy ciepła ma inny poziom ogólnej wydajności. Ocena efektywności systemu nazywana jest współczynnikiem wydajności. Im wyższy współczynnik, tym bardziej wydajny system i tym niższe koszty jego eksploatacji.

Szacunki efektywności systemu nie uwzględniają metody „dostarczania” energii cieplnej. W przypadku belek przypodłogowych, grzejników ściennych, bezkanałowych pomp ciepła, kominków lub pieców na pelety, można powiedzieć, że uzyskuje się 100% ocenę efektywności dostarczania ciepła, ponieważ zazwyczaj są one obsługiwane w tym samym pomieszczeniu co użytkownik. Jeśli twój dom używa pracy kanałowej, w zależności od stanu i konstrukcji kanałów, możesz zobaczyć 70% lub mniej kary za wydajność.

Porównując klimatyzator (lub pompę ciepła) z elektrycznym piecem z wymuszonym obiegiem powietrza lub innym elektrycznym ogrzewaniem oporowym, oczywiste jest, że klimatyzator jest znacznie bardziej wydajny przy przemieszczaniu energii cieplnej.

Innym ważnym czynnikiem wpływającym na niski koszt chłodzenia w porównaniu z ogrzewaniem jest różnica temperatur. Największym czynnikiem decydującym o tym, ile BTU (energii cieplnej) należy wprowadzić (lub usunąć) z pomieszczenia podczas ogrzewania lub chłodzenia, jest różnica temperatur między powietrzem zewnętrznym a wewnętrznym, ustawiona przez termostat.