Устройство кондиционера – устройство. Как работает кондиционер на охлаждение? Откуда он берет воздух? Режимы работы и комплектация

Содержание

Устройство кондиционера и принцип работы

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. Рассмотрим более наглядно, как происходит эта процедура в сплит – системе.

Принципиальная схема кондиционера

Главными составными частями данного агрегата является:

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

Устройство кондиционера

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

Несмотря на разнообразие кондиционеров, их внешний модуль всегда имеет одинаковые составные части:

  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

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

Все компоненты агрегата соединяются друг с другом трубками из меди и тем самым формируют холодильный контур. Внутри его циркулирует фреон с небольшой толикой компрессионного масла.


Устройство кондиционера позволяет совершать следующий процесс:

  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

Работа кондиционера на холод

Типы кондиционеров

Изготовители производят всякие виды кондиционеров, вкладывая значительные средства в свое дело. В результате чего современный потребитель может выбрать всякую модель по любым параметрам.

Кондиционеры сплит – системы

Устройства типа сплит прекрасно подходят для маленьких комнат.

НА ЗАМЕТКУ! По установке агрегаты делятся на напольные, оконные, настенные и потолочные кондиционеры.

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. Промышленные кондиционеры подразделяются на следующие системы:

Мультизональные устройства. Эти узлы кондиционирования VRF и VRV включают в себя до 64 внутренних модулей и до трех наружных блоков. Суммарно они располагаются на коммуникациях длиной до 300 метров.

Для всякого внутреннего модуля допускается устанавливать отдельную температуру и обеспечить свой микроклимат в каждой комнате. Погрешность устанавливаемой температуры составляет всего 0,05 градуса.

«Чиллер-фанкойл». Устройства с этой системой отличаются тем, что внутри контура применяется не фреон, а вода или антифриз. Центральный холодильный аппарат называется «чиллером», а теплообменные элементы – «фанкойлами».

Схема чиллер-фанкойл 2

Схема чиллер-фанкойл 2

Преимущество такого агрегата в том, что расстояние между этими компонентами может быть любое, так как вода течет по обычным трубам.

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.

Неисправности кондиционеров

Сегодняшнее климатическое оборудование снабжено функцией оповещения о возможных поломках. Стоит лишь расшифровать диагностическую информацию.

Агрегат не включается

Это самая распространенная поломка у кондиционера и наверняка каждый пользователь с ней встречался. Эти проблемы происходят обычно из-за электрической части:

  • Устройство не подключено.
  • Неисправна командная микросхема.
  • Отсутствует связь между наружным и внутренним блоками.
  • Не работает пульт управления.
  • Сработал автомат защиты.
  • Ошибочная коммутация при подаче сигналов.

И наконец, устройство может производить сбой в силу банального износа деталей.

Отключение сплит-системы после непродолжительной работы

Такое явление происходит из-за перегрева компрессора, а также по причине поломки защитного реле. Нагревается установка по причине загрязнения радиатора на внешнем модуле.

В таких случаях следует произвести профилактическую чистку решетки. А также после заправки может нарушиться баланс в контурах радиатора и конденсатора.

Течь конденсата из внутреннего блока

В летнее время владельцы кондиционеров могут наблюдать переполнение емкостей с конденсатом. Причиной этого может быть обмерзание теплообменника, который следует утеплить. Если протекание появляется в стыках, то нужно подкрутить гайки. В случае забивания грязью дренажной трубки, ее также следует прочистить.

Кондиционер работает не на полную мощность

Такая неисправность случается в основном летом. Аппарат во время эксплуатации потребляет большое количество энергии, но не в состоянии обеспечить необходимый температурный режим. Причина здесь чаще всего кроется в загрязненных воздушных фильтрах.

ВНИМАНИЕ!

Тонкие очистители, озонаторы, лампы ультрафиолетового света хотя и улучшают воздух, но при этом ощутимо влияют на стоимость агрегата.

Запахи

Если от устройства стал появляться неприятный душок, то для этого есть несколько причин. В случае горелого запаха нужно проверять проводку, причем делать это рекомендуется в сервисных центрах.

Когда зловонье отдает сыростью или плесенью, это значит, что внутри агрегата образовалась колония бактерий. Избавиться от него можно с помощью антигрибкового препарата.

Польза и вред от кондиционера

>Плюсы от устройства

Главным преимуществом климатизеров является то, что они создают в помещении подходящий для человека микроклимат. Это повышает, в свою очередь, производительность труда, улучшает настроение и самочувствие.

Следовательно, основным достоинством этого кондиционера является создание благоприятных условий для работы или отдыха. Основной задачей таких агрегатов является понижение температуры в жаркое время, и нагрев воздуха в холодный период.

К тому же установка кондиционеров в сервисных центрах или в интернет-залах позволяет миновать преждевременных поломок компьютерного оборудования из-за перегрева.

А также некоторые модели таких агрегатов способны выполнить еще несколько полезных функций:

  1. Очищение воздушного пространства от неприятных запахов. Например, часто оконные кондиционеры монтируют на кухне и в туалете.
  2. Увлажнение или осушение воздушной среды в помещении.

Минусы устройств

Однако при неправильном использовании кондиционера, от него может исходить определенный вред для здоровья человека:

  • Есть вероятность, что в этих устройствах размножаются вредные бактерии.
  • Климатическое оборудование благоприятствует распространению вирусов.
  • Кондиционеры, пропуская через себя воздух, убивают в нем полезные элементы.
  • Компрессоры создают шум во время работы.

На самом деле, в большинстве случаев, это относится к мифам, и такие утверждения не соответствуют действительности. Во избежание неприятных явлений, не нужно находиться под холодной струей воздушного потока.

Систематические чистки агрегата и его профилактический ремонт помогут избежать неправильной работы устройства. И если соблюдать эти элементарные правила, то кондиционер создаст в помещении приятный микроклимат, так необходимый человеку для приятного отдыха и плодотворной работы.

Кондиционер — Википедия

Наружные блоки сплит-систем. Яузский бульвар — жилой дом.

Кондиционе́р (англ. conditioner) — устройство для поддержания оптимальных климатических условий в помещениях строительных сооружений, транспортных средств и другой техники.

В простейшей форме, кондиционер предназначен для регулирования и поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Наиболее широко кондиционеры используются для снижения температуры воздуха внутри помещений в жаркое время года и круглогодично в помещениях, где образуется избыточное тепло (информационно-вычислительные центры, вагоны метро, салоны самолётов, аудитории, зрительные залы и т. д.) или требуется поддержание определённой температуры (продуктовые склады, операционные). Кондиционеры с функцией теплового насоса наряду с охлаждением позволяют повышать температуру воздуха в холодное время года и могут использоваться как охлаждающий и отопительный прибор. Более сложные установки кондиционирования снабжены механизмами очистки воздуха от загрязняющих частиц, притока свежего воздуха, увлажнения воздуха, обогащения воздуха кислородом и другими функциями, повышающими качество воздуха.

Современное понятие «кондиционер» (air conditioner, от англ. air — воздух и condition — условие) как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух ещё в 1815 году. Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Собственно говоря, для английского языка глагол to condition является вполне стандартным и означает в том числе и «улучшать что-либо до желаемого состояния», в данном случае — воздух до состояния, комфортного для человека с точки зрения температуры, влажности и прочих параметров; таким образом, conditioner по правилам словообразования в английском языке — это просто то или тот, кто такое приведение чего-либо в определённое состояние осуществляет, а не какой-либо неологизм. Отсюда же — кондиционер для волос и белья, которые являются уже не приборами, а средствами бытовой химии.

Кондиционирование воздуха (Аэрорефрижирация[1]) применялось в пороховых погребах военных судов.

Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер (Willis Carrier) собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, сильно ухудшавшей качество печати.

«Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric ещё в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года, когда был синтезирован безопасный для человеческого организма первый фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни.

Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х — начале 60-х годов XX века инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата.

В 1958 году японская компания Daikin предложила первый тепловой насос, тем самым научив кондиционеры подавать в помещение не только холод, но и тепло.

В 1961 году произошло событие, в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха — это начало массового выпуска сплит-систем японской компанией Toshiba. Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделённый на два блока, и популярность этого типа климатического оборудования стала постоянно расти. Благодаря тому что наиболее шумная часть кондиционера — компрессор теперь была вынесена на улицу, в помещениях, оборудованных сплит-системами, стало намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Уровень шума был значительно уменьшен. Вторым плюсом стала возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.

Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок — кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна — различные типы внутренних блоков позволяют создавать оптимальное распределение охлаждённого воздуха в помещениях определённой формы и назначения.

В 1968 году на рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до девяти внутренних блоков различных типов.

Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95 % японского рынка.

В 1982 году компанией Daikin, в результате доработки мультисплит-системы, появился её вариант с возможностью регулировки мощности для каждого отдельного внутреннего блока и был зарегистрирован под торговым названием VRV (Variable Refregerant Volume, переменный объём хладагента), другими производителями именуемый как VRF (Variable Refrigerant Flow, переменный поток хладагента).

Центральные кондиционеры — промышленные агрегаты, которые применяются для обработки воздуха в крупных коммерческих и административных зданиях, плавательных бассейнах, промышленных предприятиях и других. Центральный кондиционер является неавтономным, то есть для работы ему необходим внешний источник холода: вода от чиллера, фреон от внешнего компрессорно-конденсаторного блока или горячая вода от системы центрального отопления, бойлера. Основными целевыми функциями данных систем являются: комфортная вентиляция с рекуперацией тепла, нагревом и охлаждением; вентиляция и осушение в помещениях плавательных бассейнов; промышленная вентиляция с рекуперацией и без рекуперации тепла. Обработанный центральными кондиционерами воздух по сети воздуховодов распределяется по всему помещению.

Прецизионные кондиционеры — применяется в помещениях, требующих поддержания заданных параметров с высокой надёжностью и точностью, таких как медицинские учреждения, производственные помещения, лаборатории, посты управления, узлы связи, залы электронных вычислительных машин, диспетчерские пункты и другие помещения. Представляет собой моноблок, который содержит вентиляционный агрегат, фильтр, холодильную машину с хладоновым воздухоохладителем, водяной воздухонагреватель и электрический калорифер. Применяется кондиционер как в системах с рециркуляцией воздуха, так и в системах со 100 % приточным воздухом.

Винные кондиционеры — используются в погребах и помещениях для хранения дорогих вин, где всегда должен поддерживаться строго определенный микроклимат. Температура воздуха — 12°C, влажность воздуха 60–70 %. Только в этом случае вина могут храниться в течение долгого времени. Вино в правильно оборудованных погребах с каждым годом становится все более выдержанным и дорогим.

Автономные системы кондиционирования воздуха снабжаются извне только электрической энергией, например, шкафные кондиционеры и тому подобное. Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины, работающие на фреоне — R-22, R-134a, R-407C[en], R-32. Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных машин, а в переходное или зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или методом реверсирования работы холодильной машины, по циклу так называемого «теплового насоса».

Большинство бытовых кондиционеров не могут работать при отрицательных наружных температурах, особенно в режиме подогрева, поэтому в средних широтах использовать их вместо обычных систем отопления можно только в переходный период. Кондиционеры, адаптированные к работе и при отрицательных температурах, называются всесезонными (тепловыми насосами «воздух-воздух»).

Для охлаждения небольших объёмов (например, внутренних полостей какого-либо оборудования, процессоров ПК) иногда используют кондиционеры, основанные на элементах Пельтье. Такие кондиционеры бесшумны, легки, не имеют движущихся деталей, надёжны и компактны. Но имеют очень ограниченную холодопроизводительность, дороги и менее экономичны.

Кондиционер воздуха, работающий на наружном воздухе, называется приточным; на внутреннем воздухе — рециркуляционным; на смеси наружного и внутреннего воздуха — кондиционером с рекуперацией.

  1. Мобильные — кондиционеры, не требующие монтажа. Делятся на моноблочные и мобильные сплит-системы. В моноблочных кондиционерах для использования достаточно вывести гибкий шланг[2] или, для мобильных сплит-систем, особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера. У подобных систем упрощен монтаж и обслуживание, так как отсутствуют разъёмные соединения фреоновой магистрали. Недостаток систем: высокая цена, большие габариты, ограничения по установке
  2. Оконные — состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма, низкая производительность. Преимущества: дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений в хладоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.
  3. Сплит-системы (англ. split «расщепление») — состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок — испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие. Так же сплит системы бывают: инверторные и неинверотные (обычные).
  4. Мультисплит-системы — состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Как и обычные, сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков; они имеют раздельное управление.
  5. Системы с изменяемым расходом хладагента (VRF, VRV и так далее) состоят из одного наружного блока (при необходимости увеличения общей мощности могут использоваться комбинации наружных блоков) и из некоторого количества внутренних блоков. Особенность систем состоит в том, что наружный блок меняет свою холодопроизводительность (мощность) в зависимости от потребностей внутренних блоков по данной мощности.

Наибольшее распространение имеют кондиционеры компрессионного типа. Кроме этого существуют также кондиционеры абсорбционного и испарительного типов. Компрессионные кондиционеры в большинстве случаев могут работать как на охлаждение, так и на нагрев воздуха. Испарительные кондиционеры кроме охлаждения осуществляют также увлажнение воздуха и вентиляцию.

Компрессионный кондиционер[править | править код]

Устройство компрессионного кондиционера в «оконной» компоновке

Основными узлами любого местного автономного кондиционера компрессионного типа (как и любой холодильной установки) являются:

Испарительный кондиционер[править | править код]

Устройство кондиционера с прямым испарением

Конструкция кондиционера сравнительно проста и не содержит потенциально опасных веществ. Основными узлами кондиционера испарительного типа являются:

  • Корпус и поддон, изготавливаемые из металла или прочной пластмассы, которая устойчива не только к водяной среде, суточным перепадам температуры, но и выдерживает минусовые температуры наружного воздуха;
  • Испарительные фильтры, изготавливаемые из специальной целлюлозы и имеющие форму сот, что позволяет максимально увеличить площадь контакта воды с подаваемым воздухом. Степень насыщения фильтров водой может достигать более 90%;
  • Электродвигатель и вентилятор влагозащищенного исполнения позволяющий изменять частоту вращения и тем самым регулировать количество подаваемого воздуха;
  • Водяной насос и клапаны подачи и слива воды. Кондиционер испарительного типа оснащается водяным насосом, который постоянно насыщает фильтры водой. Забор воды осуществляется из поддона кондиционера, уровень которой поддерживается автоматически. Клапан слива воды предназначен для периодического слива воды из поддона для удаления всех отфильтрованных из воздуха частиц.

Конструкция кондиционера с непрямым испарением несколько совершеннее в результате чего испаряемая влага не попадает в помещение.

Кондиционер компрессионного типа[править | править код]


1 — конденсатор
2 — терморегулирующий вентиль
3 — испаритель
4 — компрессор

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными (в последнее время иногда и алюминиевыми) трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент (традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается, в современных кондиционерах наиболее часто используются фреоны R-22, R-410A, R-32).

В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона R22). На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3—5 атмосфер и температурой от +10 до +20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15—25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70—90 °C, после чего поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10—20 °C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.

Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора (или горячего спая элемента Пельтье) принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое.

Кондиционер испарительного типа[править | править код]

Принцип работы кондиционера испарительного типа с прямым испарением

Как следует из названия, кондиционеры этого типа работают за счёт испарения. В качестве испаряемой жидкости применяется вода.Тёплый наружный воздух с помощью вентилятора проходит через влажные фильтры и охлаждаясь попадает в кондиционируемое помещение. Эффективность охлаждения зависит от влажности наружного воздуха. Чем ниже влажность тем сильнее идёт испарение воды из фильтров, тем эффективнее работает кондиционер[3].

Достоинства.

  • Испарительные кондиционеры потребляют во много раз меньше электроэнергии чем компрессионные кондиционеры с такой же охлаждающей мощностью, что позволяет использовать их для охлаждения очень больших площадей.
  • Относительно простая конструкция состоящая из одного наружного блока.
  • Постоянный приток в помещение свежего наружного воздуха.

Недостатки.

  • Низкая эффективность во влажном климате.
  • Повышение влажности охлаждённого воздуха может быть нежелательно для некоторых видов помещений. Кондиционеры с непрямым испарением лишены этого недостатка.
  • Необходим подвод воды к кондиционеру.

Одна из наиболее серьёзных неисправностей связана с устройством кондиционера и возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, в результате чего компрессор выходит из строя из-за гидроудара. Причин, по которым фреон не успевает испариться, может быть несколько, но самые распространённые вызваны неправильной эксплуатацией плохо спроектированного кондиционера. Во-первых, причиной неисправности могут стать загрязнённые фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен), во-вторых — включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха. При отрицательных температурах (ниже −10 °C) существует реальная угроза попадания жидкого фреона в полость компрессора, что приводит к его поломке.[4] В более дорогих, правильно спроектированных системах присутствуют дополнительные датчики, ёмкости, исключающие попадание жидкого фреона на вход компрессора. В таких системах наиболее вероятной поломкой становится отказ одного из датчиков, что, впрочем, оставляет холодильную систему жизнеспособной. В бытовых оконных кондиционерах БК-1500, БК-2500 производства СССР (Бакинский завод [5]), для устранения данного явления применялся докипатель (он применяется во многих моделях среднего и верхнего ценового диапазона кондиционеров).

Утечка хладагента также может повлечь за собой неправильную/неэффективную работу кондиционера. В основном причиной утечки является выполненный с нарушениями монтажа фреоновой магистрали, например, некачественная развальцовка трубок. Со временем, наиболее заметным внешним проявлением утечки, кроме снижения производительности, является обмерзание вентиля (сторона низкого давления) на внешнем блоке сплит-системы, либо (реже) — обмерзание испарителя, что обуславливается понижением давления хладагента, которое в норме для кондиционеров на хладагенте R22 составляет 4,3 (на стороне низкого давления) бар при наружной температуре воздуха + 25 °C. Однако обмерзание может наблюдаться и по другим причинам, например при попадании влаги в контур, или при попадании мусора.

Наличие воздуха и влаги в контуре со временем может привести к выходу из строя компрессора, закупориванию капилляра ледяными пробками. Причиной попадания воздуха в контур также является некачественный монтаж сплит-системы. При правильном монтаже после сборки контура производится его вакуумирование в течение определённого времени (зависит от объёма контура, и для бытовых систем обычно составляет от 20 минут до часа) специальным вакуумным насосом, с целью удаления воздуха и испарения влаги, присутствующей в контуре.

Конденсация влаги в системе кондиционирования приводит к быстрому развитию микроорганизмов на влажных поверхностях внутреннего блока с последующим попаданием их в помещение. Насыщенность воздуха микроорганизмами способствует развитию заболеваний дыхательных путей и кожи.

Сегодня существуют смарт-кондиционеры или «умные» кондиционеры — которые имеют встроенный компьютер и подключаются к сети Интернет или системе умного дома, и могут контролироваться и управляться с помощью смартфона, интернет-планшета или компьютера либо ноутбука подключенных к сети Интернет. С помощью программного приложения на смартфоне можно контролировать работу «умного» кондиционера дистанционно (не находясь в помещении). Это даёт возможность, находясь на значительном расстоянии от места установки кондиционера, включать или выключать его, изменять режим работы или устанавливать необходимую температуру воздуха в помещении. И таким образом, к моменту приезда домой или в офис, параметры воздуха в кондиционируемом помещении будут соответствовать вашим требованиям. С помощью данной технологии можно задать четкую программу кондиционеру, в соответствие с которой он будет работать в течение дневного или недельного периода эксплуатации[6].

Кондиционер: схема и принцип работы

Несмотря на то что кондиционеры есть почти в каждом доме, лишь немногие пользователи правильно представляют себе схему такого устройства и то, как оно работает, подключается. В данной статье постараемся развернуто раскрыть эту тему.

Общая схема работы кондиционера

Вся система построена на способности веществ поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Такая схема кондиционера и заложена в работу современной сплит-системы. Основным веществом внутри замкнутой системы устройства является фреон. Имея возможность изменять его агрегатное состояние путем изменения температуры и давления, мы сможем охлаждать радиатор и прогонять через него воздух с улицы.

Но для начала ознакомимся с основными элементами сплит-системы. Схема и принцип работы кондиционера предполагают использование двух блоков: наружного и внутреннего. Для чего они нужны?

Наружный блок

Данный блок устанавливается на улице и главным образом служит для охлаждения перегретого фреона ( воздух с улицы он не забирает, кондиционер служит для охлаждения воздуха в помещении. Для забора уличного воздуха используются вентустановки). Он состоит из следующих узлов:

  • Вентилятор.
  • Конденсатор. В этой части осуществляется охлаждение фреона и его конденсация. Воздух, который проходит через конденсатор, нагревается и отводится на улицу.
  • Компрессор. Главный элемент кондиционера, который сжимает фреон и обеспечивает его циркуляцию по всему контуру.
  • Блок управления. Обычно он используется в наружных блоках инверторных систем. В обычных кондиционерах вся электроника чаще всего находится во внутреннем блоке.
  • 4-ходовой клапан. Применяется в моделях, которые могут работать на обогрев (большинство современных кондиционеров). Этот элемент при активации функции обогрева изменяет направление движения хладагента. В результате наружный и внутренний блоки меняются местами: внутренний работает на обогрев, наружный — на охлаждение.
  • Различные штуцерные соединения, посредством которых происходит подключение медных труб между внутренним и наружным блоками.
  • Фильтр хладагента. Устанавливается перед компрессором с целью защиты последнего от грязи, которая при монтаже может попасть в систему.

Внутренний блок

Он включает в себя элементы:

  • Передняя панель, через которую внутрь поступает воздух. Она легко снимается, чтобы пользователь мог добраться до фильтров.
  • Фильтр грубой очистки — это обычная пластиковая сетка, которая задерживает крупную пыль (например, шерсть животных, пух и т. д.). Эту сетку нужно чистить 1 раз в месяц.
  • Система фильтров, состоящая из угольного, антибактериального, электростатического фильтров. В зависимости от модели кондиционера, некоторых фильтров может не быть вообще.
  • Вентилятор для циркуляции чистого воздуха в помещении — холодного или подогретого.
  • Испаритель. Представляет собой радиатор, куда попадает ледяной хладагент. Этот радиатор сильно охлаждается фреоном, и вентилятор прогоняет через него воздух, который вмиг становится холодным.
  • Жалюзи регулировки направления потока воздуха.
  • Индикаторная панель показывает, в каком режиме работает кондиционер.
  • Плата управления. На ней находятся центральный процессор и блок электроники.
  • Штуцерные соединения — к ним подключаются трубы соединения внутреннего и наружного блоков.

Схема кондиционера проста и логична, но некоторым пользователям непонятно, для чего нужно два блока? Ведь можно брать теплый воздух из помещения и прогонять его через кондиционер, охлаждая его. Но не все так просто: нельзя произвести холод, не производя тепло. А тепло нужно отвести наружу. Для этой цели идеально подходит двухблочная система. Есть также и другие системы, например одноблочные. Там тепло отводится наружу по специальному воздуховоду, выведенному за пределы квартиры.

Детализированная схема работы кондиционера

Теперь, когда вы знаете основные элементы, можно рассмотреть более подробно схему работы данной системы. Итак, при активации режима охлаждения с пульта управления в системе включается компрессор. Он нагнетает давление и гонит газ через радиатор. Пройдя радиатор (в наружном блоке), газ становится жидким и горячим (если помните, при конденсации он выделяет теплоту).

Теперь горячий жидкий фреон (который до радиатора был газом) поступает на терморегулирующий вентиль, где давление фреона понижается. В результате этого происходит испарение фреона, и на испаритель поступает газожидкостная холодная смесь (фреон становится холодным при испарении). Испаритель охлаждается, и вентилятор сдувает с него холод в помещение. Затем газообразный фреон снова попадает в конденсатор, и на этом этапе круг замыкается.

Эта принципиальная схема кондиционера справедлива для всех типов. Вне зависимости от модели, мощности и функционала системы все кондиционеры построены именно по такому принципу, включая автомобильные, промышленные и бытовые.

Подключение кондиционера

Схема установки кондиционера проста, а вот сама установка достаточно сложна. Произвести ее могут только специалисты, у которых есть соответствующее оборудование. Вся сложность заключается в монтаже наружного блока и закачке фреона внутрь. Также требуется проделать огромную дыру в стене, а если дом панельный, то сложность работ возрастает.

Что касается подключения к электросети, то достаточно просто подсоединить внутренний блок устройства к розетке, не более того. А вот схема подключения кондиционера по питанию — это документ, в котором отображено расположение различных компонентов и информация для сервисных центров. Он в большей степени интересует инженеров, которые занимаются ремонтом и подключением техники. В контексте этой статьи нельзя привести единую схему подключения кондиционера, так как она для различных моделей может быть разной.

Соединение блоков

После того как были установлены внешний и внутренний блоки кондиционера, их необходимо соединить между собой. Делается это с помощью медного четырехжильного кабеля. Жилы должны иметь сечение не менее 2,5 мм2. Схема подключения кондиционера, которая идет вместе с самим устройством, является в некоторой степени инструкцией. Обычно соединительный кабель прокладывается вместе с фреоновой магистралью, хотя его можно проложить и в отдельной пластиковой коробке.

Подключение по выделенной линии

После соединения двух блоков между собой необходимо подключить внутренний блок к сети. Можно использовать ближайшую розетку, однако, учитывая довольно высокую мощность установки, специалисты рекомендуют выделять для нее отдельную линию питания, которая будет идти непосредственно до счетчика. Это позволит снять большую нагрузку с общей линии электросистемы квартиры. Прокладка кабеля до щитка может быть произведена по специальной штробной канавке или в пластиковом коробе. Не оставляйте провод открытым.

Щиток, в который будет заходить линия питания кондиционера (и общая линия электросистемы квартиры), должен быть заземлен. При этом питание кабеля должно быть подключено через автомат определенной мощности. Она рассчитывается по специальной формуле: мощность кондиционера, деленная на напряжение (220 или 230 В). К полученному значению нужно прибавить 30 % для запаса по мощности.

Подключение к общей системе электропитания квартиры

Подключение устройства к обычной розетке, которая принадлежит общей линии питания, возможно только в том случае, если ваш кондиционер не мощный и не создаст большую нагрузку на сеть. При потребляемой мощности кондиционера 1 кВт и менее его можно подключать к обычной розетке. Обычно такую мощность имеют модели, предназначенные для охлаждения 20 квадратных метров.

Устройство и принцип работы кондиционера (сплит-системы)


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.

Внутреннее устройство блоков кондиционера

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.

Устройство наружного блока

Устройство наружного блока

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.

Устройство внутреннего блока

Устройство внутреннего блока

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.

Схема и принцип работы кондиционера

Схема и принцип работы кондиционера

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.

Принцип работы кондиционера, устройство внутреннего и наружного блока

Создавать в помещении комфортные условия можно не только с помощью проветривания и нагрева. С этой задачей отлично справляется климатическая техника, в частности — кондиционеры. Установить и настроить некоторые модели таких приборов можно своими руками. Но даже при обращении к профессионалам полезно заранее узнать не только технические характеристики, но и принцип работы кондиционера, его устройство, а также виды и возможности климатического оборудования данного типа. Обо всем  этом пойдет речь в данном материале.

Как работает система кондиционирования

Принцип действия кондиционера основан на способности веществ менять свое агрегатное состояние в зависимости от давления. Все жидкости при испарении (переходе из жидкого состояния в газообразное) поглощают тепло из окружающего их пространства. При конденсации (переходе из газообразного состояния в жидкое) тепло, наоборот, выделяется. Функционирование системы кондиционирования воздуха невозможно без газообразных углеводородов, которые содержат фтор, их называют фреонами. В общем случае вещества, которые при кипении эффективно отнимают тепло, а при конденсации — отдают, называют хладагентами. Благодаря им работают не только кондиционеры, но и любая другая холодильная техника.

Кондиционер в интерьере

На заметку! В кондиционерах чаще всего применяются фреоны R-22 и R-410A. Однако первый вид постепенно выходит из употребления, так как установлено, что он разрушает озоновый слой. Второй хладон не содержит хлора, он не опасен для земной атмосферы, поэтому производители отдают предпочтение именно ему.

Температура кипения фреона R-22 — -40,9 градусов по шкале Цельсия, у R-410A — -51,5. Достичь таких значений на практике непросто, потребуется дополнительное охлаждение. Но на этот показатель напрямую влияет давление: чем оно выше, тем больше температура, при которой жидкость начинает кипеть. Поэтому для перехода хладонов из одного состояния в другое их давление изменяют до нужного уровня при помощи специальных приспособлений.

Описание работы кондиционера на охлаждение

Главные составные части аппарата — компрессор, конденсатор, испаритель и терморегулирующий вентиль (ТРВ) или электронный расширительный клапан. Эти компоненты соединены в замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент.

Газообразный фреон поступает в компрессор из испарителя. Хладон находится под небольшим давлением, всего в несколько атмосфер, его температура на входе — +10-20 градусов. Устройство компрессора может быть разным, в зависимости от типа узла (винтовой, поршневый, роторный или спиральный), но его назначение всегда неизменно: втягивать газ, сжимать его и нагнетать в следующий элемент контура — конденсатор. Давление фреона при этом достигает полутора-двух десятков атмосфер и больше (для автомобильного кондиционера — около 12 атм.), а температура поднимается до нескольких десятков градусов выше нуля (+70-900).

Принцип работы кондиционера

На заметку! Конденсатор — это радиатор или теплообменник из трубок с оребрением, которые обдуваются вентилятором.

В конденсаторе нагретый газ проходит по трубкам и остывает, так как его температура гораздо выше, чем у воздуха, который омывает многочисленные элементы теплообменника. В результате этого фреон конденсируется и сбрасывает тепло. Так из радиатора выходит жидкий хладон, давление которого остается высоким, а температура снижается и становится всего на десяток-другой градусов выше, чем у наружного воздуха.

Потом вещество проходит через ТРВ/расширительный клапан, который еще называют дросселирующим устройством. Он регулирует количество хладона, которое необходимо, чтобы поддерживать определенный уровень испарения для охлаждения помещения до конкретного температурного показателя. В этом узле давление и температура фреона снижаются, в результате чего он превращается в смесь жидкости и газа.

Дальше хладагент поступает в испаритель, теплообменник которого может состоять из трубок под кожухом или пластин с каналами, где перемещается фреон. Здесь жидкость переходит в газообразное состояние и поглощает тепло из окружающего пространства. Напротив этого теплообменника также находится вентилятор, поэтому поток воздуха, который проходит через испаритель, охлаждается. Затем газ опять направляется в компрессор.

Описание работы кондиционера на обогрев

Кондиционеры, которые работают по описанному выше циклу, охлаждают воздух. Но бывают также модели, которые поддерживают нагрев — в них есть четырехходовой клапан, который перенаправляет движение фреона в системе. Испаритель и конденсатор при этом меняются местами, так что теплый воздух попадает в помещение, а холодный наоборот — выводится наружу.

На заметку! Климатические агрегаты, которые работают на обогрев, стоят дороже охлаждающих.

Кондиционер работает на обогрев

Откуда кондиционер берет воздух

Чтобы ответить на вопрос, откуда берет воздух кондиционер, нужно рассмотреть следующие виды приборов:

  • приточные — забирают воздух с улицы;
  • рециркуляционные — используют внутренний воздух;
  • кондиционеры с рекуперацией — используют смесь внутреннего и наружного воздуха.

Перед покупкой климатического оборудования следует уточнить, как именно выбранная модель забирает воздух. В первом и третьем случае помещение не требуется регулярно проветривать, во втором, напротив, нужно будет периодически открывать окна или двери, чтобы поддерживать количество кислорода в комнате на комфортном уровне.

Как устроены блоки кондиционера

В самом простом варианте все части прибора находятся в одном корпусе. Та часть аппарата, в которой расположены компрессор и конденсатор, выставляется наружу, а испаритель размещается внутри помещения. Это характерно для оконных кондиционеров. Но наибольшей популярностью пользуются сплит-системы, которые состоят из двух блоков (внутреннего и наружного) с разными функциями. Чтобы нагляднее понять, как устроен такой климатический прибор, нужно рассмотреть его конструкцию по блокам.

Внутренний блок кондиционера

Устройство внутреннего блока

Эта часть устанавливается непосредственно в помещении, где нужно создавать подходящую атмосферу: в квартире, офисе, торговом зале.  Устройство внутреннего блока состоит из таких компонентов, как:

  • вентилятор — направляет воздух внутрь;
  • испаритель;
  • система фильтров грубой и тонкой очистки — задерживают сор, пыль, песок с улицы;
  • электронная плата управления;
  • штуцерные соединения — связывают внутренний и наружный блоки;
  • горизонтальные и вертикальные жалюзи — направляют воздушный поток по вертикали и горизонтали;
  • индикаторная панель — отображает состояние и режим работы прибора с помощью светодиодов и/или ЖК-дисплея;
  • передняя панель — решетка из пластика, через которую в блок поступает воздух.

Устройство внутреннего блока

На заметку! Производители выпускают внутренние блоки разных форм и расцветок.

Устройство наружного блока

В состав блока, который монтируется снаружи, входят:

  • компрессор;
  • конденсатор;
  • вентилятор — обдувает предыдущий компонент;
  • фильтр для фреона — не позволяет попасть посторонним частицам в компрессор;
  • штуцерные соединения;
  • крышка для защиты штуцерных соединений и электроразъемов.

Наружный блок

Строение климатических приборов разных видов может отличаться.

На заметку! Устройство наружного блока кондиционера, предназначенного также для обогрева, предполагает размещение в этой части еще и четырехходового клапана. А в инверторных моделях плата управления находится во внешнем блоке, а не во внутреннем.

Особенности работы кондиционеров разных видов

Системы кондиционирования воздуха, для работы которых достаточно только постоянного электроснабжения, называются автономными. В таких агрегатах своя холодильная установка, в отличие от центральных и прецизионных кондиционеров с внешним источником холода. Первые  (центральные) нужны для поддержания установленной температуры на производстве и в больших зданиях. Без прецизионного аппарата не обойтись там, где требуется точность: в лабораториях, больницах, дата-центрах. В таких помещениях нельзя допускать, чтобы температура отклонялась от установленных параметров, поэтому охлаждение в них обеспечивает отдельное устройство.

На заметку! Бытовые кондиционеры бывают стационарными и мобильными, моноблочными и состоящими из нескольких блоков. Они отличаются по способам установки и технологиям, которые используют в работе.

Инверторные модели

Эти устройства могут менять частоту, с которой вращается двигатель компрессора, чтобы влиять на производительность кондиционера. В них происходит инвертирование переменного тока от сети: сначала он преобразуется в постоянный, а затем — снова в переменный, но уже другой частоты. Электроэнергия в таких приборах расходуется гораздо экономнее, нужная температура в помещении достигается вдвое быстрее и меньше отклоняется от заданного значения. Они долговечнее, тише в работе, хорошо функционируют даже при таких наружных температурах, которые могут вывести из строя обычные кондиционеры.

Принцип работы инверторного кондиционера

Сплит- и мульти-сплит-системы

Это конструкции из двух и более блоков: наружного и одного или нескольких внутренних. Они позволяют создать оптимальный микроклимат в одном либо нескольких помещениях. Схема размещения частей может быть любой, она зависит от планировки и предпочтений пользователей. При этом не придется устанавливать внешние блоки для каждой комнаты. Компоненты соединяются друг с другом посредством теплоизолированных трубок из меди.

На заметку! В мульти-сплит-системах может быть один или два-три компрессора.

Схема работы сплит-системы

Напольные кондиционеры

Большинство моделей кондиционеров при установке крепятся к стенам или потолкам, но некоторые сплит-системы предназначены для монтажа на расстоянии, которое не превышает полуметра. Такие приборы проще устанавливаются и демонтируются: для этого не нужно вставать на стремянки и удерживать внутренние блоки на большой высоте.

Мобильные напольные кондиционеры вообще не требуют установки: их можно размещать там, где нужно, а при необходимости переставлять или переносить в другое помещение. Они оснащаются колесиками для передвижения по полу, а также удобными ручками для переноски.

Принцип работы напольного кондиционера

Мобильные кондиционеры

Это напольные модели, о преимуществах которых говорилось выше. Они бывают двух видов:

  • с воздуховодом:
  • без воздуховода.

Первые отличаются наличием гибкого гофрированного шланга, который нужно вывести наружу, например, направить в окно или форточку и закрепить. При желании можно проделать отверстие в стене здания. Воздух для последующей обработки такие устройства забирают прямо из комнаты. Минус этих аппаратов — шум во время работы.

У вторых нет необходимости сбрасывать горячий воздух, так как они не вырабатывают избыточного тепла. Это кондиционеры испарительного типа: в них нет компрессора, не образуется конденсат. Вместо фреона используется вода, которая сначала попадает на пористые фильтры, а затем, при прохождении теплого воздуха, превращается в пар. В такие приборы нужно периодически доливать воду.

Оконные кондиционеры

Это один из самых привычных вариантов для домашнего или офисного использования. Такой прибор закрепляют в оконной раме: конденсатором наружу, испарителем внутрь. Установка подходит даже «для чайников» и тех, кому некогда смотреть видео с подробными инструкциями — нужно только тщательно закрыть промежутки между кондиционером и оконным проемом. Основные недостатки данных устройств — шум (у старых моделей) и лишнее затемнение комнаты.

Оконный кондиционер

Возможности кондиционеров

Изначально предназначение оборудования для кондиционирования воздуха было в охлаждении атмосферы определенного помещения. По мере развития технического прогресса возможности приборов постоянно расширялись. На сегодняшний день кондиционеры обладают таким функционалом.

  1. Обработка воздуха включает в себя не только охлаждение, но и обогрев, вентиляцию, осушение, а в некоторых моделях — ионизацию.
  2. Ко многим моделям прилагается пульт ДУ, который позволяет менять установки прибора из любой точки помещения.
  3. Таймер дает возможность создать нужный микроклимат к определенному времени.
  4. В ночном режиме прибор будет работать значительно тише, чтобы не нарушить сон жильцов.
  5. В режиме «Swing» воздух будет равномерно распределяться по всему объему комнаты.
  6. Настроить можно не только температуру и скорость обдува, но и угол поворота жалюзи, чтобы задать направление воздушного потока.

Подводя итог, следует отметить, что кондиционеры из разряда дорогой техники перешли в категорию доступных приборов, без которых нельзя обойтись. В быту и на производстве, в жару и межсезонье, в машине и помещении они облегчают жизнь людей, создают комфортные условия. Выше приводилось описание работы данного климатического оборудования и его характеристики, из чего видно, что приборы не требуют особой подготовки перед использованием: достаточно прочитать инструкцию и рассмотреть пиктограммы на пульте управления.

Самые лучшие сплит-системы

Сплит-система Mitsubishi Electric MSZ-LN25VG / MUZ-LN25VG на Яндекс Маркете

Сплит-система Ballu BSVP-07HN1 на Яндекс Маркете

Сплит-система Panasonic CS/CU-BE25TKE на Яндекс Маркете

Сплит-система General Climate GC/GU-EAF09HRN1 на Яндекс Маркете

Сплит-система Ballu BSD-09HN1 на Яндекс Маркете

Из чего состоит кондиционер? Устройство, схема и принцип работы кондиционера

Вернуться к полной версии

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации.

Перечень основных узлов и деталей, из которых состоит любой кондиционер:

  • печатная плата управления и индикации
  • датчики температуры (термисторы)
  • пульт дистанционного управления
  • фильтры
  • электродвигатели и крыльчатки вентиляторов
  • сервисные и 4-х-ходовые клапаны
  • контакторы и реле
  • термостаты
  • конденсаторы

Внутренний блок кондиционера состоит из следующих узлов:

  • Передняя панель — представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.)
  • Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую электростатическую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.
  • Испаритель — радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.
  • Горизонтальные жалюзи — регулируют направление воздушного потока по вертикали. Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления. Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.
  • Индикаторная панель (дисплей) — на передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.
  • Фильтр тонкой очистки — бывает различных типов: угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие или отсутствие фильтров тонкой очистки никакого влияния на работу кондиционера не оказывает.
  • Вентилятор — электродвигатель с турбиной, обеспечивает обдув испарителя и имеет несколько скоростей вращения.
  • Вертикальные жалюзи — служат для регулировки направления воздушного потока по горизонтали. В бытовых кондиционерах положение этих жалюзи можно регулировать только вручную. Возможность регулировки с пульта ДУ есть только в некоторых моделях элитных кондиционеров.
  • Поддон для конденсата — расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя). Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.
  • Плата управления  — обычно располагается с правой стороны внутреннего блока. На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.
  • Штуцерные соединения  — расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Наружный блок кондиционера состоит из следующих узлов:

  • Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Подробнее о компрессорах к кондиционерам можно ознакомиться в разделе Компрессоры.
  • 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.
  • Плата управления — как правило, устанавливается только на инверторных, мульти-сплит-системах и кондиционерах кассетного или канального типа. В обычных сплит-системах всю электронику размещают только во внутреннем блоке.
  • Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор. В слбомощных моделях имеет только одну скорость вращения. Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса и мощности, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.
  • Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.
  • 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.
  • Штуцерные соединения — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.
  • Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммный разъем, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммный разъем, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Принцип работы

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Рассмотрим, как происходит этот процесс в сплит-системе:


Принцип работы кондиционера

Основными узлами любого кондиционера являются:

  • Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.
  • Конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).
  • Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).
  • ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление фреона перед испарителем.
  • Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Они используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:

  • В компрессор из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 — 5 атмосфер и температурой 10 — 20°С.
  • Компрессор сжимает фреон до давления 15 — 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 — 90°С и поступает в конденсатор.
  • Конденсатор обдувается воздухом, имеющим температуру ниже температуры фреона, в результате фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. При этом воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. На выходе из конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением, температура фреона на 10 — 20°С выше температуры атмосферного воздуха.
  • Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который в бытовых кондиционерах выполняется в виде капилляра (длинной тонкой медной трубки, свитой в спираль). В результате прохождения через капилляр давление фреона понижается до 3 — 5 атмосфер и фреон остывает, часть фреона может при этом испариться.
  • После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением и низкой температурой поступает в испаритель, который обдувается комнатным воздухом. В испарителе фреон полностью переходит в газообразное состояние, забирая у воздуха тепло, в результате воздух в комнате охлаждается. Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан (на схеме не показан), который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.

Отметим, что одна из наиболее серьезных проблем при работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. Тогда на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате происходит гидроудар и компрессор выходит из строя. Причин, по которым фреон может не успевать испариться, может быть несколько. Самые распространенные — загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и работа кондиционера при низких температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает переохлажденный фреон).

Решим любую задачу по ремонту и обслуживанию климатической техники в Москве и области.

Скидка при звонке с интернета — 5%. Назовите кодовое слово: «сервис».

+7 (495) 769-56-11

Есть вопросы? Наши специалисты знают ответы:


Смотрите далее:

Устройство и принцип работы кондиционера сплит-системы

Многие из нас пользуются дома или на работе агрегатами для охлаждения воздуха в помещениях – кондиционерами. Но о том, как они функционируют, знает далеко не каждый. Задача данной статьи – объяснить устройство и принцип работы сплит-системы, что наиболее часто встречаются в нашей повседневной жизни.

Содержание статьи:

Устройство бытового кондиционера

Современная сплит – система разделена на две части – наружный и внутренний блоки. Каждый из них выполняет свою функцию и содержит набор соответствующего оборудования. Внутри корпуса наружного блока находится теплообменник – конденсатор, вентилятор, призванный прогонять через него воздух, и компрессор – нагнетатель давления. Из более мелких, но не менее важных функциональных элементов следует выделить осушитель, расширительный клапан и соединительные трубки из меди. Кроме того, устройство данного узла предусматривает запитку от электросети, для чего в нем имеется необходимые электротехнические элементы, а также средства автоматизации.

Примечание. В случае когда конструкцией предусматривается работа сплит-системы на обогрев, в наружном блоке дополнительно установлен четырехходовой клапан с электроприводом, подогреватель компрессора и регулятор давления конденсации.

Внутренняя часть кондиционера помимо корпуса содержит теплообменник – испаритель с вентилятором центробежного типа, фильтрующие элементы, жалюзи для направления потока воздуха и ванночку для сбора конденсата. Между внутренним и наружным блоком прокладываются 2 магистрали для хладоносителя, по трубе с большим диаметром он движется в виде газа, с меньшим – в жидком состоянии. Ниже на рисунке показано устройство сплит-системы с указанием основных элементов:

1 – компрессор; 2 – четырехходовой клапан для переключения режимов «зима – лето»; 3 – электронный блок; 4 – осевой вентилятор; 5 – теплообменник – конденсатор; 6 – магистрали для хладагента; 7 – центробежный вентилятор; 8 – теплообменник – испаритель; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – фильтр тонкой очистки.

Принцип работы

Сплит – система, как и всякая холодильная машина, отличается очень высокой эффективностью. Для примера: охладитель, потребляющий электрическую мощность в размере 1 кВт, обладает холодопроизводительностью ориентировочно 3 кВт. При этом никакие законы сохранения энергии не нарушаются и КПД установки вовсе не 300%, как можно подумать.

Следует понимать, что принцип работы кондиционера заключается не в производстве холода, а в переносе тепловой энергии из одного места в другое посредством хладагента, называемого рабочим телом.

В качестве рабочего тела выступает фреон, чья температура кипения почти на 100 ºС ниже того же показателя у воды. Хитрость состоит в том, что для парообразования любая жидкость должна получить большое количество тепловой энергии, ее рабочее тело и отнимает у комнатного воздуха в испарителе. В физике эта энергия называется удельной теплотой парообразования.

Испаренный во внутреннем блоке фреон по трубке большого диаметра поступает в компрессор, создающий давление в сплит-системе и далее, в теплообменник – конденсатор. Рабочее тело, находящееся под давлением, интенсивно конденсируется в нем при контакте с наружным воздухом, высвобождая в атмосферу ранее поглощенное тепло. Только теперь это называется удельной теплотой конденсации, при постоянном количестве фреона в системе ее величина равна затраченной энергии парообразования. Как происходит описанный процесс, показывает схема работы кондиционера сплит-системы:

После перехода в жидкую фазу хладагент проходит через осушитель с целью отделения влаги и входит в расширительный клапан. Здесь за счет резкого увеличения размера канала (сопла) снижается давление и рабочее тело снова возвращается в испаритель за очередной порцией тепла.

Из электрооборудования, потребляющего значительную мощность, на схеме можно увидеть два вентилятора и компрессор, остальные источники энергопотребления ничтожно малы. То есть, приведенный в примере 1 кВт электричества расходуется лишь на вращение осей вентиляторов и компрессора, всю остальную работу проделывает фреон.

Все прочие функции – за системами автоматики. По достижении установленной температуры в помещении датчик подает сигнал на блок управления, а тот останавливает компрессор и вентиляторы, процесс прекращается. Воздушная среда в комнате нагрелась, — и датчик снова инициирует запуск охладителя, такая циклическая работа идет непрерывно. В то же время инверторные сплит – системы, чья конструкция немного отличается от устройства обычных кондиционеров, никогда не останавливают процесс. Такие агрегаты характеризуются плавным изменением температуры и тихим режимом работы компрессора.

 Примечание. При интенсивных процессах теплообмена на ребрах испарителя и конденсатора выпадает влага, содержащаяся в воздухе, для ее сбора и отвода конструкция кондиционера предусматривает ванночку и систему трубок.

Для перехода установки в режим подогрева воздуха происходит переключение направления движения рабочего тела, вследствие чего теплообменники меняются функциями, наружный становится испарителем и отбирает теплоту из окружающей среды, а внутренний действует как конденсатор, передавая эту энергию в помещение. Для перераспределения потоков в схему введен четырехходовой клапан, чтобы не приходилось мудрить с компрессором.

Заключение
Сплит – система, как и другие холодильные машины, является очень экономичной в силу эффективности своей работы. Именно по этой причине они получили широкую популярность для создания комфортных условий в зданиях различного назначения.

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).

Рекомендуем:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о