Che cos'è un condensatore ad aria?
Un condensatore d'aria è un componente utilizzato in molti sistemi di condizionamento dell'aria. Più in generale, è un passaggio nei cicli di pompa di calore e refrigerazione che scambiano calore. In un tipico condizionatore d'aria, un fluido chiamato refrigerante circola tra lo spazio interno e l'aria esterna. Il condensatore d'aria fa parte di questo percorso e serve a trasferire il calore dal refrigerante all'atmosfera esterna. Si chiama condensatore perché il refrigerante si condensa o cambia fase da gas a liquido, durante questa fase.
Tutta la materia, compresi liquidi e gas, trasporta una certa quantità di energia termica all'interno. Ogni volta che il calore viene utilizzato per aumentare la temperatura di una sostanza, il calore viene immagazzinato all'interno della sostanza. Allo stesso modo, ogni volta che una sostanza cambia fase, ad esempio da gas a liquido, il calore viene rilasciato o assorbito. Pertanto, il calore interno di un refrigerante può essere utilizzato per trasportare il calore lontano da uno spazio interno e verso l'ambiente esterno. Provocare il passaggio del refrigerante da gas a liquido può consentire il trasferimento del calore interno dal refrigerante all'aria esterna.
I condizionatori d'aria fanno uso di una differenza di pressione tra le diverse parti del percorso di circolazione del refrigerante per mantenere il fluido in movimento e permettergli di cambiare fase. Questo differenziale di pressione viene creato utilizzando un compressore d'aria alimentato da elettricità o, in un veicolo, da un motore a combustione. Il refrigerante ad alta pressione, che è principalmente vapore a questo punto del ciclo, viene quindi spinto attraverso un tubo a contatto termico con l'ambiente esterno. È possibile utilizzare un ventilatore per garantire che l'aria esterna fresca passi sopra il tubo pieno di refrigerante.
A questo punto, il refrigerante entra nel condensatore d'aria. I fluidi a pressioni più elevate tendono ad avere un punto di ebollizione / condensazione a temperature più basse. I condizionatori d'aria utilizzano questa proprietà per trasferire il calore del refrigerante nell'ambiente esterno, anche se l'aria esterna è già molto calda. Il condensatore d'aria, di conseguenza, funziona per condensare il vapore del refrigerante in liquido, rilasciando così calore. Il calore rilasciato durante i cambi di fase gas-liquido è chiamato entalpia di vaporizzazione.
Per completare il ciclo di condizionamento dell'aria, il refrigerante principalmente liquido attraversa un punto di strozzamento chiamato valvola di espansione. Questa valvola contiene l'alta pressione del condensatore ad aria e consente una nuova regione di bassa pressione. La regione a bassa pressione ha un componente analogo al condensatore ad aria, tranne per il fatto che il refrigerante evapora anziché condensarsi. Di conseguenza, questa evaporazione assorbe, anziché rilasciare, il calore. L'evaporatore che aspira calore dall'aria è ciò che rende fredda l'aria di un condizionatore d'aria.