Dlaczego klimatyzacja osusza powietrze?
W klimatyzowanych pomieszczeniach zwłaszcza w biurowcach i centrach handlowych często skarżymy się na uczucie suchości powietrza oraz wysuszania oczu. Domyślamy się jedynie, że spowodowane jest to działaniem klimatyzacji. Sprawdźmy, dlaczego tak właśnie się dzieje i czym spowodowany jest ten proces.
Wszystkie obecnie dostępne klimatyzatory są wyposażone w pompę ciepła, czyli mogą pracować w opcji chłodzenia lub grzania. W urządzeniu klimatyzacyjnym następuje przemiana powietrza, która w zależności od osiągniętej temperatury końcowej jest zwana chłodzeniem lub grzaniem. Pomimo, że za pomocą klimatyzatora możemy ogrzewać powietrze, to jednak o wiele częściej wykorzystujemy go do chłodzenia.
Proces chłodzenia powietrza następuje na skutek kontaktu przepływającego powietrza z zimną powierzchnią wymiennika nazywanego parownikiem. Oziębianie powietrza do wymaganej temperatury może odbywać się w dwojaki sposób: bez wykroplenia wilgoci i z wykropleniem wilgoci. Związane jest to z zależnością pomiędzy temperaturą chłodnicy a temperaturą punktu rosy. Temperatura punktu rosy to temperatura, przy której wilgotność względna osiąga punkt nasycenia 100% i rozpoczyna się proces wykraplania pary wodnej z powietrza.
W przypadku, gdy temperatura powierzchni chłodnicy jest wyższa od temperatury punktu rosy powietrza przed chłodnicą, proces zachodzi bez wykroplenia wilgoci po linii stałej zawartości wilgoci x=const.
Gdy temperatura powierzchni parownika jest niższa od temperatury punktu rosy powietrza przed parownikiem, na skutek kontaktu powietrza wilgotnego z powierzchnią wymiennika zachodzi proces chłodzenia z wykropleniem wilgoci (osuszanie powietrza wilgotnego). Para wodna zawarta w powietrzu w postaci kropelek wody osadza się na powierzchni wymiennika, skrapla się i spływa do tacy ociekowej, z której jest odprowadzona jako skropliny (kondensat). Tak powstałe skropliny należy usunąć w sposób grawitacyjny lub przy użyciu pompki skroplin.
Poniższy wykres obrazuje przybliżony przebieg procesu chłodzenia z wykropleniem wilgoci.
1 – wyjściowy stan powietrza
2 – stan powietrza po procesie chłodzenia
Wszystko brzmi dość skomplikowane, ale w rzeczywistości to proste zjawisko. Na co dzień bardzo często spotykamy się z procesem wykraplania wilgoci podczas chłodzenia. Spójrzmy, że ten sam proces zachodzi na przykład, gdy wyciągniemy z lodówki schłodzony napój, to po chwili na powierzchni szkła wykrapla się wilgoć zawarta w powietrzu. Tak samo zimą, gdy wejdziemy w okularach z dworu do ciepłego pomieszczenia, zaraz pojawia się na nich para wodna.
Proces ten tłumaczy, dlaczego podczas używania klimatyzatora w trybie chłodzenia zachodzi osuszanie i w klimatyzowanych pomieszczeniach odczuwamy suchość powietrza. Usuwanie wilgoci z powietrza następuje poprzez przechodzenie powietrza poniżej punktu rosy. Na suche powietrze uskarżają się zwłaszcza osoby, które wiele godzin spędzają w klimatyzowanych pomieszczeniach, gdyż często mają problemy z oczami.