Contrairement à la perception populaire, la climatisation (AC) ne consiste pas à ajouter de l’air frais dans la pièce, mais plutôt à en évacuer la chaleur. Le résultat final est un espace avec beaucoup moins de chaleur, ce qui le rend plus frais pour les occupants. La climatisation tire parti des effets de l’évaporation, tout comme un tampon d’alcool rend la peau d’une personne plus fraîche lorsque le liquide s’évapore. L’alcool n’abaisse pas la température de la peau de la personne, mais évacue plutôt la chaleur de l’air qui se transforme en gaz.
Les climatiseurs contiennent un produit chimique spécial appelé réfrigérant, qui a la capacité unique de passer d’un gaz à un liquide en peu de temps. Un réfrigérant appelé fréon est couramment utilisé dans les unités AC, bien qu’il existe d’autres réfrigérants commerciaux disponibles. Le réfrigérant est pompé dans l’unité en usine, avec une petite quantité d’huile de graissage pour le compresseur.
Les parties d’une unité AC typique forment généralement un système fermé composé d’un compresseur, d’un condenseur, d’un détendeur et d’un thermostat. Les ventilateurs motorisés aident à faire circuler l’air conditionné, tandis que les fines ailettes métalliques permettent à la chaleur de se dissiper rapidement. La partie la plus lourde d’une climatisation typique est souvent le compresseur, car il doit être suffisamment solide pour résister à une pression importante.
Le processus de refroidissement d’une zone commence par l’entrée du réfrigérant dans le compresseur, généralement situé au bas de l’unité. À ce stade, le réfrigérant est un gaz froid. Lorsque le gaz pénètre dans la chambre interne du compresseur, le compresseur comprime le réfrigérant et le gaz devient un gaz très chaud sous haute pression. Ce gaz chaud traverse une série de serpentins de condensation placés à l’extérieur de la pièce à refroidir. La chaleur se dissipe dans l’air extérieur, un peu comme le radiateur d’une voiture dissipe la chaleur du liquide de refroidissement du moteur. Une fois que le réfrigérant atteint l’extrémité de ces serpentins, il est nettement plus froid et sous forme liquide.
Ce liquide est encore sous haute pression, comme le contenu d’une bombe aérosol. Dans le cas de la climatisation, le réfrigérant liquide est forcé à travers une très petite ouverture appelée détendeur. Le réfrigérant liquide sort de l’autre extrémité de l’expansion une très petite quantité à la fois. Parce que le réfrigérant s’évapore à une température beaucoup plus basse que l’eau, il commence à s’évaporer en traversant un autre ensemble de serpentins. C’est cette action d’évaporation qui aspire la chaleur de l’air ambiant, y compris l’air contenu dans la pièce. Le ventilateur de l’unité souffle sur des ailettes métalliques placées sur ces serpentins, provoquant une sensation de refroidissement dans la pièce.
À ce stade, le réfrigérant liquide est redevenu un gaz froid et rentre dans le compresseur, où l’ensemble du processus recommence jusqu’à ce qu’un thermostat enregistre une température spécifique et arrête le compresseur. Lorsque la pièce se réchauffe, le thermostat détecte la chaleur ajoutée et le compresseur se remet en marche pour créer plus de gaz chaud sous pression. À un moment donné, la température de la pièce peut égaler la puissance de refroidissement du climatiseur et le compresseur s’éteindra à nouveau. Les systèmes de climatisation de la plupart des maisons bénéficient de mesures d’économie d’énergie telles que l’utilisation de stores et de portes fermées, car ils n’ont pas à travailler aussi dur pour maintenir la pièce à un niveau de fraîcheur acceptable.