Ein Luftkondensator ist eine Komponente, die in vielen Klimaanlagen verwendet wird. Im weiteren Sinne handelt es sich um einen Schritt in Wärmepumpen- und Kältekreisläufen, die Wärme austauschen. In einer typischen Klimaanlage zirkuliert ein als Kältemittel bezeichnetes Fluid zwischen dem Innenraum und der Außenluft. Der Luftkondensator ist ein Teil dieses Weges und dient dazu, Wärme vom Kältemittel an die Außenatmosphäre zu übertragen. Es wird Kondensator genannt, weil das Kältemittel während dieses Schrittes kondensiert oder seine Phase von gasförmig zu flüssig ändert.
Alle Materie, einschließlich Flüssigkeiten und Gase, trägt eine gewisse Menge an Wärmeenergie in sich. Immer wenn Wärme verwendet wird, um die Temperatur eines Stoffes zu erhöhen, wird die Wärme im Stoff gespeichert. Ebenso wird bei jedem Phasenwechsel eines Stoffes – etwa von gasförmig zu flüssig – Wärme entweder abgegeben oder aufgenommen. Daher kann die innere Wärme eines Kältemittels verwendet werden, um Wärme von einem Innenraum weg und in Richtung der äußeren Umgebung zu transportieren. Wenn das Kältemittel von gasförmig zu flüssig wechselt, kann die interne Wärme vom Kältemittel an die Außenluft übertragen werden.
Klimaanlagen nutzen eine Druckdifferenz zwischen verschiedenen Teilen des Kältemittelkreislaufs, um die Flüssigkeit in Bewegung zu halten und ihr den Phasenwechsel zu ermöglichen. Diese Druckdifferenz wird durch einen elektrisch betriebenen Luftkompressor oder in einem Fahrzeug durch einen Verbrennungsmotor erzeugt. Hochdruck-Kältemittel, das an dieser Stelle des Kreislaufs größtenteils dampfförmig ist, wird dann durch ein Rohr in thermischen Kontakt mit der Außenumgebung gepresst. Ein Ventilator kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass frische Außenluft über das mit Kältemittel gefüllte Rohr strömt.
An diesem Punkt tritt das Kältemittel in den Luftkondensator ein. Flüssigkeiten mit höheren Drücken neigen dazu, bei niedrigeren Temperaturen einen Siede-/Kondensationspunkt zu haben. Klimaanlagen nutzen diese Eigenschaft, um Kältemittelwärme an die Außenumgebung abzugeben – selbst wenn die Außenluft bereits sehr heiß ist. Der Luftkondensator dient folglich dazu, Kältemitteldampf zu Flüssigkeit zu kondensieren, wodurch Wärme freigesetzt wird. Die bei Gas-Flüssig-Phasenänderungen freigesetzte Wärme wird als Verdampfungsenthalpie bezeichnet.
Um den Klimatisierungszyklus zu vervollständigen, passiert das hauptsächlich flüssige Kältemittel eine Drosselstelle, die als Expansionsventil bezeichnet wird. Dieses Ventil enthält den Hochdruck des Luftkondensators und ermöglicht einen neuen Niederdruckbereich. Der Niederdruckbereich hat eine dem Luftkondensator analoge Komponente, nur dass Kältemittel verdampft statt kondensiert. Dementsprechend nimmt diese Verdunstung Wärme auf – anstatt sie abzugeben. Der Verdampfer, der der Luft Wärme entzieht, sorgt dafür, dass sich die Luft einer Klimaanlage kalt anfühlt.