На каком принципе работает кондиционер? - VITC33.RU

На каком принципе работает кондиционер?

Принцип работы кондиционера

Как устроен кондиционер (сплит-система)

Кондиционер – это прибор для регулировки и сохранения оптимальной температуры в бытовых помещениях, строительных объектах, на транспорте и других местах нахождения людей.

Наиболее популярными являются климатизеры компрессионного вида: они как охлаждают воздух, так его и нагревают.

Устройство кондиционера

В основе работы устройства находится способность впитывать в себя тепло при испарении и выводить его при конденсации.

Главными составными частями данного агрегата является:

  • Компрессор.
  • Испарительный элемент.
  • Вентиль терморегуляции.
  • Вентиляторы.

Внешний блок

В состав кондиционера входят внутренний и наружный модуль, последний размещается вне здания.

Это вызвано шумной работой вентилятора и компрессора, а также независимым отводом теплого воздуха в атмосферу.

Устройство наружного блока

  1. Компрессор. Он способен сжимать фреон и придавать определенное движение по контуру.
  2. Конденсатор, находящийся в наружном блоке. Он превращает хладагент в жидкое состояние.
  3. Испаритель. Радиатор расположен внутри аппарата – служит для преобразования фреона из водянистой фазы в газообразное положение.
  4. Терморегулирующий вентиль (ТРВ). Посредством прибора понижается напор хладагента.
  5. Вентиляторы. Задача этих устройств заключается в обдуве испарителя и конденсатора, чтобы создать более интенсивный теплообмен с атмосферой.
  6. Фильтры. Эти части кондиционера предохраняют контур от попадания посторонних частиц (грязи, пыли)

ВАЖНО! В случае работы кондиционера в режиме нагнетания теплого воздуха, внешний модуль снабжается четырех ходовым клапаном, который управляется от внутреннего модуля. Он отвечает за изменение режимов подачи теплого и холодного воздушного потока.

Работа кондиционера в режиме обогрева

Внутренний блок

Внутренний кондиционер необходим для получения охлажденного воздуха в помещении. Конструкция данного блока позволяет принимать поступивший воздух с улицы и равномерно распределять его в помещении. В связи с этим главными элементами внутреннего устройства являются:

Радиатор (испаритель). Такое название он получил потому, что в стадии охлаждения в трубках происходит испарение фреона, а на таком явлении основан принцип работы контура. От размеров этого прибора во многом зависит мощность агрегата: чем больше кондиционер, тем крупнее должен быть испаритель.

Он представляет собой переплетение трубок с пластинками, которые увеличивают плоскость теплообмена. По капиллярным сосудам движется хладагент с определенной скоростью и температурой.

Вентилятор (крыльчатка, вал). Для быстрого охлаждения помещения, необходимо воздушный поток принудительно прогнать через охлажденный радиатор. В этом и помогает данная крыльчатка.

У многих моделей испаритель как бы очерчивает конфигурацию вентилятора, тем самым делая компактной установку внутреннего модуля. При этом создается эффективная циркуляция воздушных масс.

Мотор вентилятора. Он крепится специальным кронштейном к коробке модуля и служит для вращения крыльчатки.

Дренажная ванночка. Во время работы кондиционера на радиаторе образуется конденсат. И вот для его сбора существует данный лоток. В нем, кроме влаги, собирается пыль, грязь и прочие посторонние частицы. Поэтому, для лучшего ухода за ним, данное приспособление съемное.

Вертикальные и горизонтальные жалюзи. Двигаются эти элементы от небольших моторов и крепятся под лотком для дренажа. При этом горизонтальные шторки регулируют воздушный поток вверх-вниз, а вертикальные – вправо-влево.

Командный блок. Данная микросхема представляет собой плату, к которой через провода подходят все значимые пусковые элементы двигателей и датчиков.

Фильтр грубой очистки. Он выглядит как сетка из пластмассы, к которой прилипают мелкие частицы пыли, грязи, шерсти. Очищать такой фильтр нужно один раз в две недели во избежание перегрузки двигателя.

Работа кондиционера

  1. В компрессор из радиатора поступает хладагент под низким давлением в 2-4 атмосферы и температурой около +15 градусов.
  2. Работая, компрессор сжимает фреон до 16 — 22 очков, в связи с этим он нагревается до +75 — 85 градусов и попадает в конденсатор.
  3. Испаритель охлаждается потоком воздуха, имеющим температуру ниже, чем у фреона, вследствие чего хладагент остывает и преобразуется из газа в водянистое состояние.
  4. Из конденсатора фреон попадает в терморегулирующий вентиль (в бытовых приборах он выглядит в виде спиральной трубки).
  5. При прохождении через капилляры, напор газа понижается до 3-5 атмосфер, и он остывает, при этом часть его испаряется.
  6. После ТРВ жидкий фреон поступает в радиатор, обдуваемый воздушным потоком. В нем хладагент полностью преобразуется в газ, забирает тепло, в связи с этим температура в помещении понижается.

Затем фреон с низким давлением двигается к компрессору, и вся работа компрессора, а значит и бытового кондиционера, повторяется вновь.

Работа кондиционера на холод

Типы кондиционеров

Кондиционеры сплит – системы

Устройства типа сплит прекрасно подходят для маленьких комнат.

Различают два вида таких устройств: разделительные системы и мульти разделяющиеся системы. Настенные аппараты вида сплит-система представляют собой два блока: маленький внутренний узел и крупный внешний модуль.

Во внешнем устройстве находятся самые шумные в работе устройства. Мульти сплит-система образована в результате объединения нескольких внутренних блоков к единому наружному модулю. Это разрешает оптимально сохранить дизайн дома.

Кондиционеры потолочного типа

В помещениях с большой площадью, как правило, выбирают агрегаты для установки на потолке. Их достоинство состоит в том, что охлажденный воздух равномерно распределяется горизонтально по комнате, не действуя напрямую на людей.

Массивный кондиционер потолочного вида почти незаметен, и он незаменим, когда нужен обширный поток воздуха для самых отдаленных частей помещения, при этом длина струи у некоторых моделей достигает до 55 метров.

Различают также канальные и кассетные потолочные кондиционеры. При этом первые устройства полностью спрятаны за натяжным потолком или в канале, а второго вида – кассетные блоки имеют вид потолочной плитки размером 600×600 мм.

Сплит-система

Хотя разъединительная система состоит из внутреннего и внешнего модулей, по принципу работы она не отличается от действия бытового потолочного кондиционера любого другого типа.

В самом корпусе внешнего блока расположен теплообменник, вентилятор и компрессор. Дополнительными элементами сплит – системы являются осушитель, расширительный клапан и присоединительные трубки.

А также для подключения агрегата к электросети, в нем расположены нужные пусковые и контролирующие приборы.

Промышленные кондиционеры

Такие устройства разрабатываются для обслуживания площадей более 350 метров и поэтому они имеют ряд особенностей, отличаясь тем самым от бытовых кондиционеров. Устройство прецизионного оборудования может быть различным.

Их нередко устанавливают в домах, где нужен особый микроклимат для каждого помещения – торговых центрах, банках, гостиницах.

Центральные и крышные кондиционеры

Данные устройства разнообразные по своему действию. Они применяются в виде агрегатов по теплообмену, вентиляторов, очистителей и увлажнителей воздуха.

Центральным его называют потому, что воздушная масса обрабатывается во внутреннем блоке и потом по трубам двигается по комнатам. Монтаж кондиционеров такого вида и проведение коммуникаций выделяется особой сложностью и ему требуется наружный источник холода.

По возможности лучше выбирать крышные моноблоки, которые более простые в установке.

Как работает кондиционер

Система работает по принципу замкнутого цикла. Воздух в помещении охлаждается, проходя через блок охлаждения, в котором испаряется хладагент. Рассмотрим схему работы устройства поэтапно.

  • Компрессор, установленный во внешнем блоке, перекачивает газ из испарителя внутреннего блока, который находится в помещении — в конденсатор.
  • В конденсаторе фреон обеспечивает отдачу тепла на улицу через теплообменник внешнего блока.
  • Газообразный фреон становится жидким в результате охлаждения.
  • Фреон переходит в дроссель, что приводит к понижению давления жидкого фреона. Часть жидкости переходит в газообразное состояние.
  • Когда фреон оказывается в испарителе, осуществляется переход из жидкого состояния в газообразное. В результате, в комнату поступает холодный воздух.

Из-за особенности работы кондиционера на испарителе образуются капли воды — конденсат. Обычно при монтаже системы для отвода конденсата устанавливают отдельную трубку. Она выходит на улицу или в канализацию, чтобы в помещении не было лишней влаги.

Выходящий воздух из внутреннего блока регулируется с помощью специальной шторки и жалюзи по горизонтали и вертикали.

Как устроен принцип работы инверторного кондиционера

Особенность данного агрегата в непрерывной работе, но не на пределе возможностей, как в обычном кондиционере. Инвертор экономит электроэнергию и продлевает срок жизни компрессора, поскольку он работает не рывками, а плавно. Плавность работы обеспечена отсутствием необходимости выключать устройство для экономии электроэнергии.

Инверторная модель будет экономичней, чем любое другое устройство, если она будет работать как минимум несколько часов без выключения. У инверторной модели есть два блока — внешний и внутренний. В наружном установлен компрессор, система с фреоном, вентилятор и конденсатор. Внутренний блок состоит из испарителя, вентилятора, жалюзи, фильтра и специального поддона для образовавшегося конденсата.

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Основная особенность сплит-системы заключается в том, что испаритель и конденсатор здесь расположены не в одном блоке, но соединены трубками для обмена хладагентом. Во внешнем блоке установлены следующие элементы:

  • дроссель;
  • конденсатор;
  • вентилятор;
  • компрессор.

Как правило, внешний блок довольно громко работает, примерно на уровне 45 децибел. Он устанавливается на внешней части стены дома.

Во внутреннем корпусе сплит-системы находится испаритель, электронные схемы, воздушные фильтры. Внешний и внутренний блоки соединены между собой теплоизолированными трубками из меди. На рынке представлены модели сплит-систем, которые работают как на охлаждение, так и на нагрев воздуха. В зависимости от модели существует ограничения на работу при минусовой погоде. Обычно инверторные модели способны функционировать до -15ºC. Более дорогие модели обогревают помещение при температуре -25ºС.

Особенности функционирования напольных кондиционеров

Эти модели используются редко, если нельзя установить стандартный сплит. Напольные кондиционеры могут быть мобильными и стационарными. Стационарные модели имеют аналогичный принцип работы, как обычный кондиционер, за исключением установки внутреннего блока. Он размещается не под потолком, а на высоте полуметра от пола. Внешний блок расположен на улице. Такие сплит-системы относятся к полупромышленной серии. Как правило, они отличаются большей производительностью, чем бытовые модели.

Читайте также  Как отключить таймер на кондиционере aeronik?

Особенности мобильных моделей

Мобильная модель имеет только один блок, располагающийся внутри помещения. В нем расположены компрессор, испаритель и конденсатор. Механизм функционирования основан на переработке воздуха, который находится внутри помещения.Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

Принцип работы кондиционера, его устройство и возможные причины плохой работы

Кондиционер является одним из самых технологичных бытовых приборов, который требует правильной установки и внимательного обращения. Чтобы он служил исправно, стоит иметь представление о его устройстве, принципах функционирования и возможных проблемах при эксплуатации. Только в этом случае вы сможете обеспечить здоровый микроклимат в помещении на долгое время.

Устройство кондиционера является общим для всех моделей. Любой кондиционер состоит из следующих основных узлов:

  • Компрессор. Предназначен для сжатия хладагента и поддержания его движения по холодильному контуру.
  • Воздушный теплообменник наружного блока. Выполняет функцию конденсатора при работе в режиме охлаждения. Он предназначен для конденсации и охлаждения хладагента.
  • Воздушный теплообменник внутреннего блока. Выполняет функцию испарителя при работе кондиционера в режиме охлаждения. При испарении хладагент переходит из жидкой в газообразную фазу.
  • Капиллярная трубка. Используется в качестве дросселирующего устройства, которое увеличивает давление хладагента в зоне высокого давления (в том числе — в воздушном теплообменнике наружного блока) и уменьшает в зоне низкого давления (в том числе — в воздушном теплообменнике внутреннего блока).
  • Вентилятор. Используется для создания потока воздуха, который обдувает испаритель и конденсатор.

Как работает кондиционер

Принцип работы кондиционера построен на переносе тепла из помещения на улицу. Кондиционеры Haier могут работать как в режиме охлаждения, так и в режиме обогрева.

Охлаждение

После включения кондиционера газообразный хладагент под низким давлением поступает в компрессор, где подвергается сжатию и нагревается до +70–90 o C, после чего поступает в конденсатор. В воздушном теплообменнике наружного блока происходит конденсация хладагента — переход из газообразного состояния в жидкое. Это сопровождается охлаждением хладагента и выделением тепла. Проходя через каппилярную трубку, хладагент дросселируется. В теплообменнике испарителя происходит обратный процесс, когда хладагент переходит из жидкого в газообразное состояние. При этом выделяется холод и поглощается тепло из помещения.

Обогрев

При работе кондиционера необходим отвод тепла от конденсатора. В бытовых кондиционерах старых моделей это тепло отводится за пределы помещения. Более сложные модели позволяют использовать это тепло для включения режима обогрева помещений.

Почему кондиционер может плохо работать

В некачественно выполненных или старых кондиционерах возможна утечка хладагента. Из-за нее может снизиться производительность кондиционера, появиться обмерзание вентиля или испарителя.

Если в контур попадают воздух и влага, со временем может выйти из строя компрессор и закупориться ледяными пробками капилляр. Чтобы этого не произошло, при монтаже кондиционера следует провести вакуумирование при помощи специального насоса.

На заметку!

Новые модели кондиционеров оснащены функцией автоматического выключения при достижении заданной температуры помещения. Если такой кондиционер постоянно работает, это может означать неправильную настройку или неисправность.

Если у вас перестал работать кондиционер, управляемый с пульта, прежде всего, проверьте исправность батареек. Вопрос, почему не работает кондиционер и что делать, может оказаться не таким уж и сложным. Во всех остальных случаях, когда плохо работает кондиционер, требуется вызывать специалиста.

Рекомендации по работе с кондиционером

Если хладагент в испарителе не успевает целиком перейти в газообразное состояние, на вход компрессора приходит жидкость, и он выходит из строя. Это может произойти как из-за недостатков самого кондиционера, так и из-за неправильной эксплуатации – в первую очередь, при включении кондиционера во время морозов на улице. Хотя многие современные модели кондиционеров работают на обогрев, они не могут заменить отопительную систему. Их удобно использовать в межсезонье во время внезапного похолодания, когда отопительный сезон уже окончен или еще не начался.

На заметку!

Чтобы не перегружать кондиционер постоянной работой на полную мощность, следует закрывать окна и двери, когда он включен – ведь холод способен так же теряться, как и тепло.

В солнечные жаркие дни завешивайте окна, чтобы избежать дополнительного нагрева помещения. Проветривать помещение обязательно надо, это элементарная санитарная норма, но кондиционер при этом должен быть выключен.

В современных кондиционерах всегда есть фильтры, на которых оседает пыль и другие мелкие частицы, загрязняющие воздух. Фильтры требуется периодически промывать и менять в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Если этого не делать, качество воздуха в помещении будет снижаться, а срок службы кондиционера сократится.

Всегда следует устанавливать ту температуру, до которой вы хотите охладить помещение, чтобы вам было комфортно. Обычно это чуть больше двадцати градусов тепла. Если на улице жарко, а вы установите минимальную температуру, для кондиционера это будет слишком большой нагрузкой, может произойти обмерзание теплообменника и утечка хладагента. При желании можно охладить помещение быстрее за счет повышения скорости вращения вентилятора.

Как работает кондиционер простыми словами

Как работает кондиционер простыми словами

В данной статье мы постараемся ответить простыми словами на вопросы:

Как работает кондиционер и «переносит» ли кондиционер уличный воздух в помещение?

Как работает кондиционер?

– Любой кондиционер воздуха состоит из компрессора и конденсатора в наружном блоке, а также испарителя во внутреннем.…

– Если проще то, кондиционер состоит из компрессора и двух теплообменников, т.е. труб изогнутой формы. Теплообменники и компрессор соединены между собой медными трубками (монтажники их называют медной трассой) и образуют замкнутый герметичный контур, по которому циркулирует хладагент – фреон.

– Почему именно так? Почему вообще газ в герметичной трубе охлаждает воздух в комнате?

– Дело в том, что сам принцип работы кондиционера основан на физической особенности – переход тела из жидкого состояния в газообразное происходит с поглощением тепла.

– Можно проще. Хладагент, при работе кондиционера в режиме охлаждения, поступает в испаритель в жидком состоянии (испаритель находится во внутреннем блоке, т.е. в помещении). Так как диаметр трубки испарителя больше, давление уменьшается и фреон, при таком давлении, переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется). При этом происходит потребление тепла из окружающей среды. Т.к. газ контактирует только со стенками трубок, то они охлаждаются. Вентилятор внутреннего блока кондиционера обдувает трубки испарителя и из внутреннего блока кондиционера поступает холодный воздух. Дальше газообразный фреон поступает в компрессор. Компрессор сжимает газ до 25 атмосфер. Сжимаясь, газ нагревается. После компрессора хладагент подается в конденсатор. Вентилятор наружного блока подает уличный воздух на конденсатор, тем самым охлаждая его. Таким образом, газ остывает и переходит в жидкое состояние, т.е. конденсируется. Затем фреон подается во внутренний блок и процесс повторяется.

– А что происходит в режиме обогрева кондиционера?

– Процессы происходят те же, только движение в обратную сторону.

Понимая физику процессов в кондиционере, можно сделать выводы:

1. Если кондиционер работает, но воздух из внутреннего блока идет теплый, то, скорее всего, недостаточно фреона. Низкая концентрация газа не позволяет компрессору его сжать, а затем перевести в жидкое состояние, а значит, процесса испарения не происходит. Есть еще одно промежуточное состояние, когда становится ясно, что фреона не хватает: это когда вроде и холодный воздух идет из внутреннего блока, но труба жидкостная обмерзает. Обмерзание жидкостной трубы говорит о том, что фреона в системе недостаточно, и он начинает вскипать (испаряться) еще до внутреннего блока. Вероятно, скоро его не останется совсем и придется заправлять кондиционер, предварительно устранив причину отсутствия фреона.

2. Чем выше температура уличного воздуха, тем ниже эффективность кондиционера, т.к. сложнее охладить фреон в конденсаторе. У большинства кондиционеров верхний диапазон рабочей температуры не превышает 45 градусов. И наоборот, чем ниже температура наружного блока, тем выше эффективность

3. Если, во время монтажа, в систему закачено слишком много фреона, то есть вероятность, что испарения не произойдет и жидкий хладагент попадет в компрессор, что неминуемо выведет его из строя, т.к. жидкость, в отличие от газа, не сжимается. Но это возможно, скорее, теоретически.

Что происходит с воздухом в помещении?

Как видно из примера, наружный и внутренний блоки кондиционера соединены только медными трубками заполонёнными хладагентом. Стандартный кондиционер не переносит уличный воздух. Другими словами, кондиционер прогоняет один и тот же воздух внутри помещения через внутренний блок, охлаждая его. Существуют кондиционеры с функцией притока свежего воздуха, но их единицы и в большинстве моделей она не предусмотрена.

За более подробной информацией по моделям кондиционеров можете обратиться к нашим менеджерам

История кондиционирования воздуха. Принцип работы кондиционера

С самого начало истории человечества люди хотели жить в комфортных условиях: спать по ночам и не просыпаться от невыносимой жары или не стучать зубами, закутавшись в шкуру мамонта. Современные условия жизни дают такую возможность. И во многом этим мы обязаны кондиционерам.

Читайте также  Как прочистить дренажную трубку кондиционера в домашних условиях?

В данной статье я бы хотел рассказать вам историю создания бытового кондиционера, принцип его работы и поделиться интересными фактами. И быть может, утром, придя на работу и налив себе свежего горячего кофе, вы отвлечетесь от рутинных дел и найдете для себя что-то новое и интересное в этой статье.

Перед тем как начать, дорогой читатель, я хотел бы представиться. Меня зовут Роман, и я работаю техническим специалистом в области кондиционирования воздуха. Я не претендую на звание эксперта, а просто хочу поделиться информацией. Возможно, вы дополните меня и поделитесь своим опытом и знаниями. Это моя первая статья на ХАБР, и я буду рад любой обратной связи

Кондиционирование воздуха в Персии

Бадгир представляет из себя башню, проходящую через всё здание от самых нижних помещений и возвышающуюся высоко над крышей. Внутренняя часть бадгира разделена двумя перпендикулярными и параллельными стенками. Бадгиры бывают разных видов: одно-, двух-, четырех- и восьминаправленные. Могут иметь в своём составе ёмкости с водой или каналы, в которых она протекает. Конструкция бадгира зависит от местности и направления движения ветра.

Но все конструкции имеют один тип работы: ветер попадает в верхние отверстия, которые идут внутрь здания. Под давлением ветра с наветренной стороны поток воздуха опускается в комнаты и вытесняет нагретый в этих помещениях воздух. Появляется постоянная естественная циркуляция воздуха, и она помогает создать более комфортные условия даже в условиях знойной пустыни. Отверстия в верхней части бадгира могут закрываться, когда температура днем становится невыносимой или надвигается песчаная буря.

В Египте её ещё называют «малькаф», а в ОАЭ — «барджиль».

Первые попытки создания кондиционера

Многие люди пытались создать устройство, которое бы охлаждало воздух в помещении. Например, Джон Горри, американский врач, изучавший тропические болезни, охлаждал больничные комнаты при помощи таза со льдом, подвешенного к потолку. Тяжелый холодный воздух направлялся в низ комнаты, к пациенту, а затем уходил через отверстие возле пола. Так изучали влияние воздуха на человека. Дело в том, что в то время существовала гипотеза, что причиной малярии является «плохой» воздух (от итальянского mala aria – «плохой воздух»). Джон Горри использовал труды Оливера Эванса, который работал с паровыми двигателями и заметил, что газ, расширяясь, «охлаждается». В то же время Джейкоб Перкинс продолжил совершенствовать эту идею и, улучшив конструкцию двигателя, получил патент на «Аппарат и средства для производства льда и охлаждающих жидкостей» в 1835 году. Поэтому Джон Горри смог получить патент на «улучшенную технологию производства искусственного льда» в 1851 году (https://patents.google.com/patent/US8080).

Однако все вышеперечисленные попытки большим успехом не увенчались. Настоящий прорыв произошел в 1902 году в Америке. И, как часто это бывает в жизни, создание кондиционера произошло не специально. Дело в том, что инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер в типографии Бруклина собрал машину для борьбы с влажностью воздуха. Высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество печати: летом бумага сохла или разбухала при изменении влажности, цветные чернила при этом расплывались, и изображение получалось размытым.

Знакомое нам слово кондиционер происходит от англ. Air conditioning («to condition» — «улучшать что-либо до желаемого состояния»). Использовал его инженер текстильной промышленности Стюарт Крэмер на съезде текстильных производителей в г. Шарлотта штата Северная Каролина в мае 1906 года по отношению к машине Уиллис Кэрриер: «Я использовал термин «кондиционирование воздуха», чтобы включить в него общие понятия в обработке воздуха — увлажнение , очистку , обогрев и вентиляцию воздуха».

1915 году Уиллис Кэрриер и шесть его друзей создали компанию Carrier Engineering, которая работает и по сей день. Они сделали настоящие первые шаги по созданию комфорта в помещениях. В 1924 году была установлена система кондиционирования воздуха в одном из крупных универмагов штата Детройта. В этом же году системы кондиционирования также были установлены в кинотеатрах г. Хьюстона в штате Техас. Поток людей в кинотеатры был просто умопомрачительным, в считанные дни оборот кинотеатров вырос более чем в три раза. В период с 1922 по 1930 год были кондиционированы уже свыше 300 кинотеатров по всей Америке.

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной

1929 году не менее известная компания General Electric (GE), основанная Томасом Эдисоном, выпускает первую сплит-систему (Split-system от анг. Split — разделять). В этом устройстве использовался АММИАК, пары которого небезопасны для здоровья человека, вследствие чего компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу.

Сплит-система– это система кондиционирования воздуха, которая состоит из двух частей: одного внешнего и одного внутреннего блоков, соединенных между собой медными трубками, в которых находится хладагент.

Первые кондиционеры использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были не безопасны при их утечке. Томас Мидгли Младший первым предложил в качестве хладагента использовать дифторхлорметан, названный впоследствии фреоном. К слову, FREON — это торговая марка компании Dupont для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов. Правильнее называть хладагент R (Refrigerant — охладитель, хладагент) В те годы Томас Мидгли Младший работал в компании General Electric, поэтому первая сплит-система, работающая на фреоне, появилась в 1931 году от компании General Electric.

Давайте рассмотрим холодильный контур холодильной машины:

Данный цикл применим для каждого кондиционера

Вентиляторы – располагаются во внутреннем и внешнем блоке кондиционера, создают потоки воздуха, обдувающие конденсатор и испаритель.

Дроссель – устройство для ограничения подачи жидкости или регулирования потока рабочего материала.

Испаритель – теплообменник, в котором хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное за счет теплоты воздуха в помещении; располагается он во внутреннем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через испаритель, охлаждается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и нагревается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда испаритель становится конденсатором).

Компрессор – поддерживает движение хладагента по холодильному контуру путем его сжатия и подачи под давлением.

Конденсатор – теплообменник, в котором за счет охлаждения наружным воздухом конденсируется хладагент; располагается он во внешнем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через конденсатор, нагревается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и охлаждается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда конденсатор становится испарителем).

Хладагент — переносит тепло из помещения на улицу за счёт своих свойств.

Как это работает?

Компрессор сжимает газообразный хладагент. Далее хладагент попадает на конденсатор (теплообменник наружного блока), где, обдуваясь вентилятором, охлаждается и конденсируется. Далее жидкая фаза хладагента попадает на дросселирующее устройство, уменьшает свое давление и дозируется. Затем попадает в испаритель (теплообменник внутреннего блока), где, обдуваясь вентилятором, хладагент испаряется, поглощая тепло из воздуха. После этого уже газообразный хладагент снова попадает в компрессор, где цикл повторяется. Так работает каждый кондиционер.

Устройство кондиционера и принцип работы

Из чего же состоит стандартная сплит-система? Как правило, внутри нее находится замкнутый контур, по которому движется жидкость — хладагент. Перетекая внутри контура, хладагент в одном месте поглощает тепло, для того чтобы выделить его в другом. Этот процесс протекает в специальных трубках – теплообменниках, которые изготавливаются из меди и содержат поперечные перегородки из алюминия. Для более быстрого протекания процессов в теплообменники нагнетают воздух, делая это при помощи специальных вентиляторов.

Исходя из названия процессов, протекающих в теплообменнике, один из них принято называть конденсатором, а другой – испарителем. Когда кондиционер работает «на тепло» в качестве конденсатора выступает внутренний испаритель (часть кондиционера, находящаяся в помещении), а при работе «на холод» – все происходит наоборот. Таков принцип работы кондиционера, но в чем суть?

Холод сам по себе не является законченным продуктом, а лишь производным от переноса тепла с помощью хладагента. Этот процесс в литературе именуется «тепловым насосом». Благодаря ему производительность кондиционера получается в три раза выше, чем его энергопотребление. На первый взгляд это может вызвать недоумение: КПД 300% — неужели такое возможно? Что такое хладагент и как его можно перенести из помещения, в котором температура около 20 градусов, наружу, где температура в два раза выше?

Оказывается все гораздо проще, чем это можно себе предположить. Перенос температуры напрямую зависит от давления, причем происходит он не линейно, а монотонно. Таким образом, в процессе транспортировки величина давления становится выше, чем температура фазового перехода. Закипевший хладагент меняет свое состояние из жидкого в парообразное и начинает поглощать из окружающего воздуха тепло, при этом в теплообменнике создается необходимое давление, при котором температура фазового перехода становится ниже окружающей. В обратном процессе хладагент отдает свое тепло воздуху, и температура перехода повышается.

Еще одной важной деталью в работе кондиционера является замкнутый контур, для создания которого необходимо хотя бы два элемента: компрессор — для повышения давления конденсации и дроссельное устройство — для его понижения. Первый из них устанавливается непосредственно перед конденсатором, а второй перед испарителем.

В целом, насчитывается пять элементов, обязательных в кондиционерах любого типа: замкнутый контур, наружный и внутренний теплообменник, компрессор и дросселирующее устройство. Они являются основной составляющей как самой простой, так и самой сложной сплит-системой.

Читайте также  Как в домашних условиях промыть кондиционер?

В наше время для полнофункциональной работы кондиционера в контур добавляют четырехходовой вентиль, благодаря которому он может вырабатывать как тепло, так и холод. Такая сплит-система получила название «кондиционер с реверсивным циклом», дополнительной функцией которого стал перенос тепла из помещения на улицу и обратно.

Наружный блок кондиционера

  • 3. Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Компрессор бывает поршневого или спирального (scroll) типа. Поршневые компрессоры дешевле, но менее надежны, чем спиральные, особенно в условиях низких температур наружного воздуха.
  • 5. Четырехходовой клапан — устанавливается в реверсивных (тепло — холод) кондиционерах. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.
  • 4. Плата управления — как правило, устанавливается только на инверторных кондиционерах. В не инверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке, поскольку
  • большие перепады температуры и влажности снижают надежность электронных компонентов.
  • 1. Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор.
  • В недорогих моделях имеет только одну скорость вращения.
  • Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.
  • 2. Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.
  • 7. Фильтр фреоновой системы — устанавливается перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера. Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не поможет.
  • 6. Штуцерные соединения — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.
  • 8. Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммник, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммник, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Устройство и принцип работы кондиционера

Кондиционер представляет собой электронное устройство, используемое для создания и поддержания на заданном уровне температурного режима в помещении. Срок службы кондиционера зависит от правильной эксплуатации, для обеспечения которой необходимо знать из каких частей состоит и как работает устройство.

Принцип работы кондиционера основан на замкнутом цикле, предусматривающем последовательную смену процессов конденсации и испарения рабочего вещества (фреона). Выработка холода или тепла в сплит-системах достигается за счет изменения давления и температуры фреона, вследствие чего меняется агрегатное состояние рабочего вещества. Таким образом, схема работы кондиционера состоит в прокачке воздуха с улицы через охлажденную поверхность испарителя-теплообменника.

Знание устройства и принципа действия оборудования позволит предотвратить поломки, например выход из строя при засорении дренажного отверстия кондиционера.

Из каких частей состоит устройство?

Для лучшего понимания, что такое кондиционер рассмотрим конструктивные элементы, входящие в состав каждой современной модели сплит-систем. Наиболее распространенные в быту устройства компрессорного типа состоят из:

  1. Компрессора, предназначенного для создания избыточного давления рабочей среды, в качестве которой чаще всего используется фреон R-410A и R-22. Нагнетая хладагент, компрессор обеспечивает его движение по охлаждающему контуру к теплообменнику (конденсатору).
  2. Конденсатора, располагающегося в наружном блоке кондиционера. При соприкосновении с охлаждёнными поверхностями теплообменника обеспечивается переход рабочей среды из газообразного в жидкое состояние, при этом тепло агента отводится на улицу.
  3. Дросселя, выполненного в виде капиллярной трубки, служит для понижения давления рабочей жидкости до ее поступления в испаритель.
  4. Испарителя, представляющего собой теплообменник, в котором происходит переход носителя из жидкого в газообразное состояние. Проходя испаритель при функционировании в режиме выработки холода, фреон в жидком состоянии впитывает в себя теплый воздух и вырабатывая холодный, поступающий в охлаждаемое помещение.
  5. Вентилятора, генерирующего поток воздуха, направленный на теплообменники.

Взаимодействие этих частей обеспечивает выполнение функций кондиционера при работе в режиме производства холода или тепла.

Составляющие части внутреннего и наружного блока

Согласно закону сохранения энергии для того, чтобы обеспечить охлаждение воздуха в пространстве комнаты, необходимо обеспечить отвод тепла, полученного в результате фазового перехода. Чтобы понять, как устроен кондиционер, необходимо рассмотреть основные узлы, входящие в состав внутреннего и наружного блоков устройства.

Современные кондиционеры оснащаются электронным блоком управления, который позволяет обеспечивать необходимый температурный режим, задавая требуемые технические характеристики кондиционера. Рассмотрим устройство наружного блока кондиционера.

В его состав входят такие узлы и механизмы, как:

  1. фильтр для фреона;
  2. компрессор;
  3. вентилятор;
  4. конденсатор;
  5. четырехходовой клапан, устанавливаемый для изменения направления движения фреона в моделях, работающих и на охлаждение и на нагрев;
  6. плата управления, которая располагается в наружном блоке в инверторных моделях устройств, в других модификациях электроника размещается во внутреннем блоке;
  7. штуцеры для подключения трубок из меди, обеспечивающие соединение внешнего и внутреннего блока;
  8. крышка для обеспечения защиты электрических разъемов и штуцеров.

Размеры наружного блока кондиционера зависят от его мощности и производительности, например при мощности 2,7 кВт, высота устройства будет в пределах 42–60 см, при ширине 66–80 см и глубине 23–30 см. Однако более точные параметры, с учетом присоединительных размеров лучше уточнить у консультанта при приобретении изделия.

Далее приведено описание устройства внутреннего блока кондиционера.

В его состав входят такие узлы, как:

  1. Передняя панель, имеющая возможность легкого демонтажа для проведения технического обслуживания, представляет собой решетку из пластика, откуда кондиционер берет воздух для направления внутрь блока.
  2. Вентилятор, обеспечивающий циркуляцию прошедшего очистку, нагрев или охлаждение воздуха.
  3. Сетка из пластика, выполняющая функцию фильтра, обеспечивающего отделение механических и биологических примесей, находящихся в воздухе.
  4. Фильтры тонкой очистки, обеспечивающие удаление из подаваемого воздуха патогенных микроорганизмов, пыли, неприятных запахов.
  5. Испаритель для передачи тепла холодному фреону и его испарению, при котором подаваемый через конструкцию воздух нагревается или охлаждается.
  6. Плата управления с микропроцессором.
  7. Горизонтальные и вертикальные жалюзи, обеспечивающие движение воздуха в необходимом пользователю направлении.
  8. Соединения из штуцеров, к которым монтируются трубки из меди, обеспечивающие соединение внутреннего и внешнего блока.

Размеры внутреннего блока кондиционера определяются площадью помещения, в котором необходимо обеспечить охлаждение воздуха. Например, для помещения площадью 25 м² достаточно использования устройства мощностью 2,7 кВт, для которого усредненная длина внутреннего блока составляет 77 см, а высота может колебаться в пределах 25–29 см.

Таким образом, создание комфортных условий осуществляется во внутреннем блоке, устанавливаемом в подготовленную нишу из гипсокартона или подвесной потолок помещения. Принцип работы кондиционера на обогрев отличается тем, что в этом режиме обеспечивается движение фреона в обратном направлении. Он может реализовываться в конструкциях сплит-систем или многочисленных моделях тепловых насосов.

Специалисты подчеркивают, что сам по себе кондиционер не создает ни холода, ни тепла, он обеспечивает перемещение энергии из внешней среды внутрь комнаты, предварительно охлаждая либо нагревая его. Основными характеристиками кондиционеров считается их холодопроизводительность и мощность охлаждения, выражаемая в количестве кВт, которое необходимо затратить на обогрев площади комнаты. При этом для помещения с высотой потолков 2,5–3м 1 кВт способен обеспечить холодом комнату площадью 10 м².

Принцип действия

Рассмотрим, как работает кондиционер, принцип действия которого основан на изменении фазового состояния носителя, достигаемого за счет охлаждения теплообменника и последующего пропускания воздуха с улицы через него.

Процесс кондиционирования воздуха включает в себя несколько этапов, среди которых специалисты выделяют:

  1. Подачу рабочего вещества, находящегося под низким давлением 3–5 бар в газообразном состоянии и имеющего температуру от +10 до +20 °C из внешнего блока через фильтр в компрессор.
  2. Сжатие в компрессоре, при котором давление фреона возрастает до 15–25 бар, что закономерно ведет к увеличению температуры вещества до +70—90 °C.
  3. Подачу хладагента в охлаждаемый при помощи воздуха, подаваемого вентилятором конденсатор, в результате чего при взаимодействии с охлажденными поверхностями теплообменника происходит переход рабочей среды в жидкое состояние.
  4. Прохождение находящегося под высоким давлением хладагента через медную трубку, выполненную в виде спирали. После терморегулирующего вентиля рабочее вещество имеет низкое давление и температуру, этот этап необходим для понижения температуры кипения хладагента, которое вместе с испарением частично наблюдается в самом дросселирующем устройстве.
  5. Поступление фреона, имеющего низкое давление и температуру в испаритель-теплообменник. В нем впитывая теплый воздух из помещения, хладагент переходит из жидкой формы в газообразную фазу, попутно отдавая холодный воздух, направляемый вентилятором в комнату.

Описанный цикл завершается тем, что фреон в форме газа, имеющего низкое давление, подается к входному патрубку компрессора и процесс повторяется.

В заключение

Кондиционер представляет собой устройство, используемое для создания комфортной температуры внутри помещения. Работает он по принципу циркуляции по замкнутому кругу рабочего вещества, воздействие на которое при помощи изменения температуры и давления приводит к фазовому превращению с выделением тепла или холода.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: