How does an air conditioner actually work? - Anna Rothschild

Translator: Aida Jover Reviewer: traduceTED USC

Typically, with any piece of technology, you get out what you put in.

Con calquera peza de tecnoloxía, obtés o que pos dentro.

Pump one unit of energy into an electric toaster

Metes unha unidade de enerxía nun torrador eléctrico

and you get about one out in the form of heat.

e obtés aproximadamente unha en forma de calor.

That’s just the first law of thermodynamics:

Esta é só a primeira lei da termodinámica:

energy has to be conserved.

a enerxía ten que conservarse.

But there's a piece of technology called a heat pump,

Porén, hai un tipo de tecnoloxía chamada bomba de calor

where for every bit of energy you put in, you get 3 to 5 times as much heat out.

na que, por cada bit de enerxía que metes, obtés de 3 a 5 veces máis calor.

What wizardry is this?

Que maxia é esta?

Heat pumps have been hailed as a climate-friendly heating solution

As bombas de calor son máis respectuosas co clima que os calefactores tradicionais,

to traditional heaters,

most of which operate by burning fossil fuels.

que funcionan, a maioría, con combustibles fósiles.

So much so that in 2021,

Tanto é así que, en 2021,

heating buildings was responsible for about 10%

a calefacción dos edificios contribuíu nun 10 %

of global energy-related CO2 emissions.

das emisións globais de CO₂ relacionadas coa enerxía.

Heat pumps reduce emissions in two ways—

As bombas reducen as emisións de dúas formas.

first, they run on electricity,

Primeiro: empregan electricidade,

meaning less fossil fuel use as grids make the switch to renewable energy.

así que se usan menos combustibles fósiles porque as redes mudan á enerxía renovable.

And second, they're more efficient than their counterparts,

Segundo: son máis eficientes que os seus homólogos

using less energy to produce the same amount of heat.

por usar menos enerxía para producir a mesma cantidade de calor.

Where a typical oil or gas boiler is, at best, about 90% efficient,

Unha caldeira típica de gas ou gasóleo ten como máximo unha eficiencia do 90 %,

some heat pumps can achieve 500% efficiency.

pero hai bombas de calor que alcanzan unha eficiencia do 500 %.

Heat pumps rely on the same technology as air conditioners.

As bombas teñen a mesma tecnoloxía que os aires acondicionados.

And in fact, they often double as air conditioners,

Moitas tamén funcionan como aires acondicionados:

heating your home in the winter and cooling it in the summer.

quentan a casa no inverno e arrefríana no verán.

How? Air conditioners take heat from your home and move it outside.

Como? Os aires acondicionados extraen calor da casa e móvena cara a fóra.

To do so, they harness the second law of thermodynamics.

Para iso, usan a segunda lei da termodinámica,

That’s the one that says that heat will always move from a hotter object

a que di que a calor sempre se moverá dun obxecto máis quente

to a colder one.

a outro máis frío.

When you turn on your A/C,

Cando acendes o aire,

a fan blows the hot air from your home over coils

un ventilador empuxa o aire quente da túa casa sobre bobinas

containing a substance called a refrigerant.

que conteñen unha substancia chamada refrixerante.

A refrigerant’s molecules turn to gas at relatively low temperatures,

As moléculas do refrixerante convértense en gas a temperaturas baixas,

so as it collects thermal energy from the hot air in your home, it boils.

polo que, ao recoller enerxía térmica do aire quente da túa casa, ferve.

Then, it passes into a compressor,

Logo, pasa a un compresor,

which pushes the gas molecules closer together,

que empuxa as moléculas de gas máis preto

heating them up even more.

e quéntaas aínda máis.

Now that gas is hot— way hotter than the outside air.

Agora ese gas está quente, moito máis que o aire exterior.

So when a fan blows over the refrigerant,

Un ventilador bota aire sobre o refrixerante,

thermal energy transfers to the comparatively cold air outside.

e a enerxía térmica transfírese ao aire máis frío de fóra.

As the refrigerant releases heat, it starts to liquefy.

Ao liberar calor, o refrixerante comeza a licuarse.

It goes through an expansion valve, which decreases the pressure,

Pasa por unha válvula de expansión que reduce a presión,

causing it to get even colder.

o que produce un maior arrefriado.

Now, it’s ready to pick up more heat from your house and start the cycle again.

Agora, está listo para recoller máis calor da casa e comezar de novo o ciclo.

In winter, heat pumps work exactly the same way.

No inverno, as bombas de calor funcionan exactamente igual,

But this time they pick up heat from outside and move it into your home.

pero recollen calor do exterior e móvena á túa casa.

Of course, it’s sometimes freezing outside when you want to use your heater.

Por suposto, ás veces vai frío fóra cando queremos usar o calefactor,

But the air doesn’t need to be warm—

mais o aire pode non estar quente.

it just needs to be warmer than the refrigerant to transfer its heat.

Só ten que estar máis quente para que o refrixerante transfira a calor.

All this sounds great, but for now there are some drawbacks to this technology.

Todo isto soa xenial, pero, por agora, esta tecnoloxía ten algunhas desvantaxes.

First, refrigerants can be potent greenhouse gases.

Os gases dos refrixerantes poden ter un potente efecto invernadoiro.

Hydrofluorocarbons are some of the most popular refrigerants.

Os hidrofluorocarburos son un dos refrixerantes máis populares,

But a single hydrofluorocarbon molecule can have 2,000 times

pero unha molécula de hidrofluorocarburo pode ter 2000 veces

the global warming impact of CO2.

máis impacto no quecemento global que o CO₂.

While in use, the refrigerant stays contained in a closed loop.

Mentres está en uso, o refrixerante está nun circuíto pechado,

But when heat pumps, A/Cs, and refrigerators are improperly installed

pero cando as bombas de calor, os aires e os frigoríficos se instalan mal

or thrown into landfills, the refrigerant can leak out.

ou se botan en vertedoiros, o refrixerante pode filtrarse.

So scientists are trying to create new refrigerants

Así, os científicos tentan crear novos refrixerantes

that are better for the environment.

que sexan mellores para o contorno.

Also, the colder it is outside,

Ademais, canto máis frío vaia fóra,

the less efficient an air-to-air heat pump will be.

menos eficiente é unha bomba de calor aire-aire.

Nevertheless, over half the buildings in icy Norway use heat pumps.

Aínda así, máis da metade dos edificios da xeada Noruega utilizan bombas de calor.

Some people there have opted for pumps that draw heat from under the ground,

Algunhas persoas alí optaron por bombas que extraen calor do subsolo,

which stays more consistently warm, rather than heat from the air.

que se mantén máis cálido, en lugar de tomar calor do aire.

Finally, there's the cost.

Finalmente, está o custo.

In the US, installing a small heat pump usually costs several thousand dollars,

A instalación dunha bomba de calor pequena nos EUA custa varios miles de dólares,

though some people need more powerful systems,

aínda que hai quen precisa sistemas máis potentes,

depending on the size of their home or the temperature in winter.

dependendo do tamaño da súa casa ou da temperatura no inverno.

Often they’re only a little more expensive than installing a new A/C system,

Adoitan ser só un pouco máis caras que un novo sistema de aire acondicionado,

and the heat pump can save money on utilities in the long run.

e a bomba de calor aforra diñeiro en servizos públicos co tempo.

But replacing a working system requires an upfront investment

Pero substituír un sistema que funciona

require un investimento inicial que moita xente non ten.

that a lot of people just don’t have.

Still, as the risks of climate change loom,

Aínda así, cos riscos do cambio climático inminente,

many countries are offering subsidies to help with the costs.

moitos países ofrecen subvencións para axudar cos custos

And some cities are creatively harnessing seas, sewage, and data centers

e algunhas cidades aproveitan mares, augas residuais e centros de datos

as heat sources, using heat pumps in manufacturing,

como fontes de calor, usan bombas de calor nas fábricas

and even creating giant heat pumps for entire districts.

mesmo crean grandes bombas de calor para todo un distrito.

So, are heat pumps actually breaking the first law of thermodynamics?

Entón, as bombas de calor rompen a primeira lei da termodinámica?

Of course not.

Claro que non.

They’re just not using their electricity to make heat.

Non, so están usando a electricidade para crear calor.

They're using it to power the compressor and spin the fans.

Úsana para alimentar o compresor e facer funcionar os ventiladores.

They get the extra energy for free— from heat in the air or underground.

Obteñen a enerxía extra de balde da calor do aire ou do subsolo.

Which is how, by putting in 1 unit of energy,

Así é como, ao meter unha unidade de enerxía,

you get 3 to 5 units of heat out.

obteñen de 3 a 5 unidades de calor.

Seems like magic, but it's just physics.

Parece maxia, pero só é física.