La climatizzazione è il trattamento termico ed igrometrico dell'aria di un ambiente, che inoltre provvede alla sua purificazione, filtraggio, distribuzione e ventilazione, per ottenere condizioni bioclimatiche ottimali, sia in estate che in inverno.
La differenza fondamentale, che tende sempre più a scomparire, tra condizionatore d'aria e climatizzatore è che il primo, tramite il cosiddetto "ciclo frigorifero", elimina il calore presente nell'ambiente, producendo refrigerazione che viene diffusa nell'ambiente grazie all'azione di una ventola, ed abbatte il tasso di umidità presente, producendo condizioni biomicroclimatiche ottimali nella stagione estiva. Il secondo, invece, oltre alla produzione di aria fresca ed alla deumidificazione, con il ciclo a pompa di calore, inverso al ciclo frigorifero, è in grado di estrarre il calore contenuto nell'aria esterna riscaldando gli ambienti.
Il funzionamento di base del ciclo frigorifero consiste nell'azione combinata di alcuni meccanismi, che sfruttano la proprietà di un elemento (fluido refrigerante) in grado di assorbire il calore presente nell'ambiente in fase di evaporazione, e di cederlo in fase di condensazione.
Infatti è possibile distinguere l'azione del fluido refrigerante all'interno del circuito in due fasi:
il fluido refrigerante passa dallo stato liquido a quello gassoso assorbendo dall'ambiente circostante una certa quantità di calore (corrispondente al calore latente di vaporizzazione), raffreddandolo. Ciò avviene in condizioni di temperatura e pressione ridotte.
il fluido refrigerante allo stato di vapore cede il calore assorbito, ritorna allo stato liquido e può ricominciare il ciclo descritto.
I principali componenti di un sistema di refrigerazione meccanica sono:
Compressore: la sua funzione è di aspirare il gas vapore surriscaldato proveniente dall'evaporatore e comprimerlo verso il condensatore dove diventerà nuovamente liquido. Il lavoro meccanico del compressore implica un aumento del calore contenuto nel vapore. Per effetto della compressione aumenta la pressione del vapore e quindi la sua temperatura.
Condensatore: assorbe il calore del gas che evapora nell'evaporatore (più il calore di compressione) permettendo così la condensazione. Negli impianti frigoriferi il condensatore è costituito da tubi alettati o da una serpentina contenenti un fluido refrigerante, e può essere raffreddato: ad aria, ad acqua, a fascio tubiero.
Valvola di espansione: ha la funzione di abbassare la pressione del gas proveniente dal condensatore in modo tale da abbassare il punto di ebollizione e quindi la temperatura di evaporazione.
Evaporatore: accumula il gas liquido che giunge dal condensatore attraverso l'organo di regolazione. Asportando calore dall'aria che attraversa l'evaporatore, il liquido refrigerante evapora mantenendo la pressione costante.
Ventilatori: vengono impiegati sia per la ventilazione interna , sia per quella esterna. All'interno aspirano aria dall'ambiente e la convogliano attraverso l'evaporatore per poi distribuirla refrigerata nuovamente nell'ambiente. All'esterno hanno lo scopo di raffreddare il refrigerante, forzando la circolazione dell'aria attraverso il condensatore.
All'interno di un refrigeratore il refrigerante viene utilizzato per assorbire calore da una zona e trasferirlo in un'altra. È perciò importante ottimizzare il tasso di trasferimento del calore. A questo proposito vengono in genere utilizzati materiali che hanno una buona conducibilità termica come il rame e l'alluminio. Un altro modo per migliorare il trasferimento del calore è quello di ampliare le superfici di condensatore ed evaporatore.
