How does an air conditioner actually work? - Anna Rothschild

Fordító: Reka Lorinczy Lektor: Zsuzsa Viola

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

Általában bármilyen technológiával annyit kapsz vissza, amennyit befektettél.

Pump one unit of energy into an electric toaster

Tegyél egy energiaegységet egy elektromos kenyérpirítóba,

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

és kb. egy egységet kapsz vissza hő formájában.

That’s just the first law of thermodynamics:

Ez a termodinamika első törvénye az energiamegmaradásról.

energy has to be conserved.

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

Azonban a hőszivattyú technológiánál

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

minden bemenő energiaegység után 3-5-ször annyi hőt kapunk vissza.

What wizardry is this?

Milyen varázslat ez?

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

A hőszivattyú éghajlatbarát fűtési megoldás,

szemben a hagyományos fűtőberendezésekkel,

to traditional heaters,

most of which operate by burning fossil fuels.

melyek többsége fosszilis tüzelőanyagokat éget.

So much so that in 2021,

Olyannyira, hogy 2021-ben

heating buildings was responsible for about 10%

az épületek fűtése volt felelős a globális energiához köthető

of global energy-related CO2 emissions.

CO2-kibocsátás 10%-áért.

Heat pumps reduce emissions in two ways—

A hőszivattyúk kétféleképpen csökkentik a kibocsátást.

first, they run on electricity,

Először is villamos energiát használnak,

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

így egyre kevesebb fosszilist használnak, ahogy a hálózatok megújulóra térnek át.

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

Másodszor, hatékonyabbak a többi fűtőeszköznél,

using less energy to produce the same amount of heat.

kevesebb energiát használnak ugyanannyi hő előállításához.

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

Amíg egy tipikus olaj- vagy gázkazán hatékonysága kevesebb mint 90%,

some heat pumps can achieve 500% efficiency.

egyes hőszivattyúk 500%-os hatékonyságot is elérhetnek.

Heat pumps rely on the same technology as air conditioners.

A hőszivattyú technológia hasonló a légkondicionálóéhoz.

And in fact, they often double as air conditioners,

Valójában gyakran légkondicionálóként működnek,

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

télen fűtik otthonát, nyáron pedig hűtik.

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

Hogyan? A légkondicionálók felveszik a hőt az otthonában, és kijuttatják

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

a termodinamika második törvénye szerint,

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

amely kimondja, hogy a hő mindig a melegebb tárgyról

to a colder one.

a hidegebb tárgyra megy.

Amikor bekapcsolja a légkondicionálót,

When you turn on your A/C,

a fan blows the hot air from your home over coils

egy ventillátor az otthoni meleg levegőt

containing a substance called a refrigerant.

átfújja a hűtőközeges hőcserélőn.

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

A hűtőközeg molekulái viszonylag alacsony hőmérsékleten gázzá alakulnak,

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

így amikor hőenergiát kap az otthoni meleg levegőből, felforr.

Then, it passes into a compressor,

Ezután egy kompresszorba jut,

which pushes the gas molecules closer together,

amely sűríti a gázmolekulákat,

heating them up even more.

és még jobban felmelegíti őket.

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

Most ez a gáz sokkal melegebb, mint a külső levegő.

Tehát amikor egy ventillátor a hűtőközegre fújja,

So when a fan blows over the refrigerant,

thermal energy transfers to the comparatively cold air outside.

a hőenergia átkerül a külső, viszonylag hideg levegőbe.

As the refrigerant releases heat, it starts to liquefy.

Ahogy a hűtőközeg hőt bocsát ki, folyékony lesz.

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

Áthalad egy tágulási szelepen, ami csökkenti a nyomást,

causing it to get even colder.

ami még jobban lehűti.

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

Készen áll, hogy több hőt vegyen fel a házból, és újraindítsa a ciklust.

In winter, heat pumps work exactly the same way.

Télen a hőszivattyúk pontosan ugyanígy működnek.

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

De ezúttal kívülről veszik fel a hőt, és viszik át az otthonába.

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

Természetesen néha fagy kint, mikor használni akarja a fűtést.

But the air doesn’t need to be warm—

De a levegő nem kell, hogy meleg legyen,

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

csak melegebb, mint a hűtőközeg, hogy átadja a hőt.

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

Mindez nagyszerűen hangzik, de egyelőre vannak hátrányai ennek a technológiának.

First, refrigerants can be potent greenhouse gases.

Először is, a hűtőközegek erős üvegházhatású gázok lehetnek.

Hydrofluorocarbons are some of the most popular refrigerants.

A fluorozott-szénhidrogének a legnépszerűbb hűtőközegek.

But a single hydrofluorocarbon molecule can have 2,000 times

De egyetlen hidrofluorkarbon molekula globális felmelegedésre gyakorolt hatása

the global warming impact of CO2.

2000-szerese a CO2-nak.

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

Használat közben a hűtőközeg zárt hurokban kering.

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

De ha a hőszivattyúkat, légkondicionálókat

és hűtőszekrényeket helytelenül telepítik,

or thrown into landfills, the refrigerant can leak out.

vagy hulladéklerakókba dobják, a hűtőközeg kiszivároghat.

So scientists are trying to create new refrigerants

Ezért a tudósok új hűtőközegeket próbálnak létrehozni,

that are better for the environment.

amelyek jobbak a környezet számára.

Also, the colder it is outside,

Ezenkívül minél hidegebb van a szabadban,

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

annál kevésbé hatékony a levegő-levegő hőszivattyú.

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

Mindazonáltal a jeges Norvégia épületeinek több mint fele hőszivattyút használ.

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

Vannak olyan hőszivattyúk, amelyek a levegőből származó hő helyett

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

inkább a föld hőjét hasznosítják, amely állandóan meleg marad.

Finally, there's the cost.

Végül ott a költség.

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

Az USA-ban egy kis hőszivattyú telepítése általában többezer dollárba kerül,

though some people need more powerful systems,

bár néhány embernek erősebb rendszerre van szüksége

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

otthonuk méretétől vagy a téli hőmérséklettől függően.

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

Gyakran csak kicsit drágábbak egy új légkondicionáló rendszer telepítésénél,

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

és a hőszivattyú hosszú távon pénzt takaríthat meg a közműveken.

But replacing a working system requires an upfront investment

De egy működő rendszer cseréje olyan előzetes befektetést igényel,

that a lot of people just don’t have.

amennyi sokunknak egyszerűen nincs.

Still, as the risks of climate change loom,

Mivel az éghajlatváltozás kockázatai felmerülnek,

many countries are offering subsidies to help with the costs.

sok ország támogatást kínál a költségek fedezésére.

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

Egyes városok kreatívan hasznosítják a tengereket, a szennyvizet

és az adatközpontokat hőforrásként,

as heat sources, using heat pumps in manufacturing,

hőszivattyúkat használnak a gyártásban,

and even creating giant heat pumps for entire districts.

sőt, óriási hőszivattyúkat is telepítenek egész kerületek fűtésére.

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

Tehát a hőszivattyúk valóban megsértik a termodinamika első törvényét?

Of course not.

Persze, hogy nem.

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

Nem hő előállítására használják a villamos energiát.

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

A kompresszor ellátására és a ventilátorok forgatására használják.

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

Az extra energiát ingyen kapják: a levegőből vagy a föld alatti hőből.

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

Így egy egység energiából

you get 3 to 5 units of heat out.

3-5 egység hőt kapunk.

Seems like magic, but it's just physics.

Varázslatnak tűnik, de ez csak fizika.