Тепловое и климатическое оборудование, системы вентиляции и отопления
+375 (17) 256-94-92
+375 (17) 204-53-45
+375 (17) 204-10-44
+375 (44) 530-10-98
+375 (29) 374-65-07

оборудование станки отопление
Главная страница О компании Цены Контакты Новости Отправить сообщение

Работа и устройство кондиционера



Работа и устройство кондиционера
Работа и устройство кондиционера.

Самым эффективным средством летом спастись от жары, а зимой согреться в помещении является бытовой кондиционер, но многие, не зная, как именно он работает, не покупают его, так как не уверены в способности этого прибора создать комфортные для жизни человека климатические условия или используют его не в полную силу. Многие обыватели, встретив понятия кондиционер и сплит-система, начинают думать ,что это разные устройства контроля за климатом в помещении, но это не так. Оба термина обозначают оборудование, имеющее одинаковый принцип работы и функции, только кондиционер состоит из одного настенного блока, а сплит-система – из двух (в помещении и на улице). В этой статье вы узнаете основные принципы работы кондиционеров (сплит-системы) во всех температурных режимах.

Устройство кондиционера

Основная часть населения для регулирования микроклимата в своих жилых и рабочих помещениях использует кондиционеры сплит-системы, так как они эффективно охлаждают и нагревают воздух.
Такие кондиционеры состоят из двух частей:

- внешний блок состоит из вентилятора, компрессора, четырехходового клапана (для смены направления фреона), конденсатора, фильтра и штуцерных соединений;
- внутренний блок - передней панели, двух фильтров, испарителя, поддона для конденсата, индикаторной панели, вентилятора, платы управления, штуцерных соединений. Одноблочные настенные кондиционеры для выведения тепла используют воздухопроводы, выведенные на улицу.

Принцип работы бытового кондиционера


Весь процесс работы кондиционера построен на основе свойстве жидкости (фреона) поглощать и отдавать тепло, при изменении температуры. Поэтому и говорят, что они не производят холод или тепло, а просто его переносят с одного места (комнаты) в другое (на улицу). Как это происходит можно увидеть на следующем рисунке

1.Начинается процесс охлаждения во внешнем блоке, где фреон находится в газообразном состоянии.
2.Потом он перемещается в компрессор, который увеличивает давление, газ сжимается и повышается его температура.
3. Фреон переходит в конденсатор (теплообменник – состоящий из медных трубок с тонкими алюминиевыми пластинками), где всасываемый воздух с помощью вентилятора продувает его, при этом охлаждая, это приводит к тому, что происходит переход газа в жидкое состояние.
4. Дальше он в виде жидкости попадает в терморегулирующий вентиль (тонкая медная трубочка в виде спирали), который уменьшает давление в системе, чем понижает температуру кипения фреона. Это провоцирует его кипение и начало испарения.
5. Попав потом в испаритель (теплообменник во внутреннем блоке), где фреон обдувается теплым воздухом из комнаты. Поглощая тепло, он переходит опять в газообразное состояние, а охлажденный воздух выходит из кондиционера через решетку в помещение.
6. Фреон в виде газа перемещается опять во внешний блок на вход компрессора уже с низким давлением и цикл работы кондиционера повторяется.

Работа кондиционера зимой на обогрев помещения

По такому же принципу осуществляется и нагрев воздуха в помещении. Отличие этих процессов заключается в том, что благодаря установленному во внешнем блоке кондиционера четырехходовому клапану, газообразный хладагент (то есть фреон) меняет направление движения и теплообменники меняются местами – во внутреннем теплообменнике происходит отдача тепла, а в наружном – нагревание.

Надо очень осторожно использовать кондиционер при низких температурах, так как в процессе работы жидкий хладагент может не успеть полностью перейти в газообразное состояние (нагреться) и в компрессор попадет жидкость, что приведет к поломке всего устройства.

Термодинамика и фреон в кондиционерах


Мы уже обмолвились об изохорных процессах, и половина читателей приготовилась листать вниз. Туда, где будут более знакомые термины. Не стоит. Поговорим простыми словами о сложном.

Принципиальная схема кондиционера включает следующие основные части (пока этот список можно пропустить, возвращайтесь к нему по мере дальнейшего чтения):

- корпус;
- внутренний змеевик (испаритель);
- внешний змеевик (конденсор);
- компрессор;
- капиллярная трубка;
- соединительные магистрали.

Вот как работает кондиционер. Все в природе стремится к равновесию, это означает, что меняя один параметр среды, мы немедленно вызываем ответную реакцию. Вот как это происходит. Каждый кто пользовался насосом для велосипеда (машинный будет плохим примером), в курсе, что цилиндр достаточно сильно нагревается. Почему это происходит? Дело в том, что при движении поршня вперед воздух, находящийся внутри, сильно сжимается, повышается его давление. Это вызывает в свою очередь увеличение температуры. А цилиндр начинает отдавать тепло окружающей среде. Ничего не напоминает? Правильно, схожим качеством обладает змеевик кондиционера, находящийся за окном и отдающий тепло окружающей среде.

Отличие в том, что внутренний объем змеевика не меняется, остается постоянным. Именно такой процесс и называется в термодинамике изохорным. То есть идущим при постоянном объеме. Компрессор нагнетает фреон во внешний змеевик (конденсатор) под давлением, повышая температуру хладагента до 65 градусов Цельсия. В этих условиях тепло начинает активно уходить в окружающую среду. Исключением будет случай, когда температура воздуха за окном также равна 65 градусов Цельсия. Итак, резкое повышение давления вызывает нагрев фреона и конденсатора (правильно называть его конденсором). Тепло уходит на улицу за счет разницы температур змеевика и окружающего воздуха.

Охлажденный фреон становится жидким. И устремляется (все еще под давлением) к внутреннему змеевику (испарителю). Однако на пути ему попадается капиллярная трубка, через которую жидкость сочится с трудом.

Теперь посмотрите, что получается. Из испарителя фреон активно выкачивается компрессором, а попасть обратно через капиллярную трубку хладагенту весьма сложно. За счет этого на внутреннем змеевике образуется пониженное давление. Это тоже изохорный процесс, и он сопровождается резким понижением температуры до 2 градусов Цельсия.

Охлажденный змеевик забирает тепло у воздуха в помещении и отдает его фреону. Последний испаряется, становится газом и засасывается компрессором. В этом заключается принцип работы кондиционера. А теперь о том, за счет чего стало возможным все это диво.

Зачем в кондиционере фреон

Каждый слышал, что любой фреон в той или иной мере опасен для окружающей среды, и это вызывает необходимость утилизации кондиционеров (и холодильников) специальным образом. Мы можем к этому добавить, что первые холодильники и кондиционеры были и вовсе опасны для жизни. Любая утечка четырехвалентного оксида серы грозила жизни обитателей дома. Хотя фреоны также были опасны, но кондиционеры обязаны своему широкому распространению в быту именно открытию в 20-х годах нового класса веществ. Они были не столь смертоносны, как те, что применяли в холодильниках ранее. Класс веществ получил название фреоны.
Фреон для кондиционера

Сегодня эти соединения, название которых начинается буквой R и оканчивается трехзначным числом, содержат в своем описании гордый термин озонобезопасные. Это значит, что они не причиняют вреда тому ценному слою атмосферы, который, несмотря на толщину в несколько миллиметров, поглощает львиную долю ультрафиолетового излучения, делая возможным существование жизни на планете. Разрушение озонового слоя вызывает рак кожи и многие другие патологии. Вот почему все организации, ратующие за сохранность окружающей среды, так накинулись на изготовителей кондиционеров и холодильников.

И не зря. Мы не можем сказать, что любой фреон полностью безопасен, но для окружающей среды он приносит достаточно мало вреда. А некоторые хладагенты вдобавок даже не воспламеняются. Поэтому кондиционеры уже можно считать чем-то достаточно безопасным. Почему этому придается такое важное значение? Дело в том, что первые оконные кондиционеры выпускались в едином корпусе. Моноблоки существуют и сегодня, но уходят в прошлое, уступая место сплит-системам. В чем особенность этих новинок с непривычным для уха названием? Такие кондиционеры состоят из двух блоков:

- наружного.
- внутреннего.

Заправка кондиционера фреоном
Собственно, из этого новые кондиционеры и получили свое название. Так вот! Между блоками проложена магистраль для фреона. Обычно это утепленный и защищенный шланг. Какова бы ни была степень герметизации составных частей кондиционера, фреон потихоньку утекает в окружающую среду. Кроме того возможен и разрыв магистрали, при котором этот процесс пройдет намного быстрее. Кондиционер выйдет из строя, а город получит очередную дозу вредного фреона.

Сплит происходит от английского разделять. При этом в режиме охлаждения наружный блок содержит конденсор, а внутренний — испаритель. А бывают еще какие-то режимы? Конечно! Современный кондиционер (сплит-система) может работать и на обогрев. Это достигается наличием четырехклапанного переключателя, благодаря которому конденсор и испаритель меняются местами. То есть фреон начинает течь в обратном направлении.

Вам, наверное интересно, зачем вообще связываться с фреоном, если он такой опасный. Почему бы не строить кондиционеры на основе обычного воздуха? Дело в том, что фреон обладает одним важным свойством — он легко меняет свое агрегатное состояние. То есть превращается из жидкости в газ, забирая при этом гигантское количество тепла. Обратный процесс сопровождается поглощением изрядного количества энергии. Причем все это происходит при весьма удачных температурах: 2 градуса на испарителе и 65 градусов на конденсоре. Это уникальное сочетание, иначе фреоны никогда не стали бы использоваться для производства кондиционеров.

Разновидности кондиционеров

Управление кондиционером
Мы уже обмолвились о том, что моноблоки уходят в прошлое. Сегодня в сегменте кондиционеров доминируют сплит-системы. Новое название им дано только для того, чтобы как-то отличать от того, что было раньше. Чем был плох моноблок? Под него приходилось дорабатывать окно, реже стену. Это было мягко говоря не удобно. Кроме того зимой зачастую приходилось устройство убирать, чтобы избежать утечки тепла. В южных районах США, где изобрели новинку, это не очень актуально.

Разделение кондиционера на два блока, внутренний и внешний, позволило проложить соединительную магистраль раз и навсегда, а также утеплить ее как следует. Более того, конденсор стало возможным разместить, например, в тени. При этом работа кондиционера становится более стабильной.

Уместно сказать еще об одной особенности этих приборов. Мы уже упоминали, что любая бытовая техника сушит воздух, и кондиционеры не только не являются исключением. Наоборот, они делают это в высшей степени замечательно (что неблагоприятно сказывается на здоровье хозяев). На испарителе активно образуется конденсат. Вот для устранения его избытка и требуется еще одна система, которой снабжается каждый кондиционер. Это дренажная система. Физически трубка для отвода жидкости идет в одной магистрали с фреоном. Догадываетесь, что на морозе она может замерзнуть? Имеется два пути решения проблемы:

1. Заблаговременно оборудовать сток кондиционера кабельным подогревом.
2. Включить кондиционер на охлаждение помещения. При этом ледяные пробки должны растаять за счет более высокой температуры фреона. Есть и более кардинальный метод — подождать весны, пока кондиционер растает сам.

Ремонт кондиционера своими руками: стоит ли браться?

Не стоит возиться с фреоном. Мало того, что его сложно купить, заправка почти не возможна в домашних условиях. Необходимо строго выдержать давление в системе, чтобы не вызвать дисфункции прибора. Что может сломаться? Об этом поведает умная система индикации. Чаще всего она состоит из светодиодов, которые горят или моргают в определенной последовательности. Каждый вид поломки кондиционера сопровождается своими кодом.
Имеются и сплит-системы, у которых информация выводится на ЖК дисплей или пульт управления. Для этого даже имеется функция самоконтроля, запускающаяся удерживанием кнопки включения или какой-либо другой кнопки. В результате получается код поломки, совсем как это бывает со стиральными машинами. Каждый производитель предоставляет собственный механизм определения неисправности. Более подробно о нем можно почитать в инструкции по эксплуатации или на сайте компании. Там же обычно указываются основные поломки кондиционера. Разумеется, бывают случаи, о которых производитель благоразумно умалчивает. В этом случае рекомендуется почитать форумы, посвященные кондиционерам.

Основные элементы типичного кондиционера

Прежде всего современные кондиционеры делятся на моноблоки и сплит-системы. Причем врезаемые в окна модели сегодня уже не очень популярны. Чаще всего моноблок снабжается двумя шлангами (или коаксиальным трактом), через который воздух забирается из форточки, например, и туда же возвращается. Это позволяет откачивать тепло из комнаты, выбрасывая его наружу. А вот принцип действия кондиционера любого типа совершенно один и тот же. Смысл в том, что циркулирующий фреон забирает тепло от испарителя и отдает его конденсору. Устройство кондиционера обязательно включает эти элементы, каков бы ни был внешний облик устройства.
Устройство внешнего блока кондиционера

Начнем с того, что всем заправляет электронная плата. Сколько бы блоков ни было у кондиционера, он измеряет температуру входящего комнатного воздуха, обдувающего испаритель. Именно здесь конденсируется влага, поэтому любой нормальный кондиционер не только сушит воздух (о чем дилеры благоразумно умалчивают), но и имеет дренажный тракт для слива лишней влаги. Полезно знать, что холодильники NoFrost точно так же работают по принципу кондиционера. Только температуры в этом случае гораздо более низкие. Вот почему необходимо контролировать влажность и при необходимости испарять влагу назад.

Например, в моноблоке, который стоит на полу комнаты уместно было бы дренажный бак ставить прямо на конденсор, чтобы влага тут же обратно уходила в комнату. За счет этого вернется и часть тепла, но меньшая, нежели была забрана с водой. Разумеется, можно было бы установить здесь же и кварцевый ультразвуковой генератор для тех же целей. В противном случае периодически придется бачок моноблока опорожнять вручную, потому что совершенно нереально смотрится подключить передвижной прибор к канализации. Что касается сплит-систем, то у них имеется наружный блок с конденсором, куда идет пара шлангов с фреоном. Вот к ним-то и приматывают дренажную трубку, которая сливает всю влагу за окно. В лучшем случае она испаряется на конденсоре, в худшем попадает прямо на голову прохожих (благо, у нас в стране таким хамством никого не удивишь). По поводу этого уместно напомнить, что на установку сплит-системы требуется разрешение владельца дома (например, ТСЖ), поскольку внешний вид здания от этого портится.

Любой кондиционер содержит вентиляторы, обдувающие конденсор и испаритель. В моноблоке они могут приводиться в движение одним двигателем, в сплит-системе, это, разумеется, невозможно. Кроме того в любой приборе имеется компрессор, который перекачивает фреон, и не стоит умалять достоинств именно кондиционерных решений.

Этот поршневой агрегат способен нагнетать порядка 25 атм. Более чем достаточно, чтобы качать шины авто. В сплит-системе компрессор стоит снаружи, потому что его мотор является отдельным источником тепла. Внутри же находятся:
  • змеевик испарителя;
  • вентилятор;
  • электронная плата управления.
Если кондиционер работает и на нагрев, то для этого нужно поменять испаритель и конденсор ролями. В связи с этим используется в конструкции четырехходовый клапан, который меняет направление движения фреона. Компрессор, понятное дело, качать хладагент в другом направлении простым изменением направления вращения не может. А то этот вариант был бы намного проще и лучше, нежели тот, что с клапаном. Заодно уменьшилось бы и количество движущихся деталей. Двигатель обычно не управляется инвертором, потому что в этом нет необходимости. Инерционные процессы в комнате достаточно долго меняют свой характер, а внешний блок расположен за окном и обычно мешает только соседям, на которых у нас в стране принято внимания не обращать. Свою же раму можно наглухо закрыть и наслаждаться свежестью.
Устройство внутреннего блока кондиционера

Мощность кондиционера расходуется неравномерно. Прибор работает до тех пор, пока воздух в комнате не достигнет нужной температуры. После этого двигатель компрессора останавливается. Мы полагаем, что в случае с кондиционером в инверторном управлении большой необходимости не имеется. В этом случае схема бы значительно усложнилась. Однако имеется все же одно преимущество, которое наталкивает нас на мысль, что хороший кондиционер должен иметь именно инверторное управление. И это продолжительность службы. Так Samsung дает гарантии на инверторный двигатель холодильника 10 лет. Впечатляет? Мы считаем, что при нынешнем положении дел на рынке, – да! Понятно, что в случае с кондиционером будут действовать все те же самые законы. А значит, и инверторное управление скоро пригодится. Поскольку коллекторный двигатель на частоту напряжения не обращает внимания, то логично кондиционеры снабжать асинхронными.

Однако регулировать скорость можно и в первом случае. Просто инвертор – это то модное слово, которое сегодня превозносят почти до небес, на самом же деле, меняя угол отсечки тока 220 В в случае с коллекторными двигателями можно получить примерно тот же самый результат. Однако этот тип моторов более шумный, а также обладает некоторыми другими особенностями, которые не нужны на морозе, например. Это щетки в первую очередь, трущиеся детали, контакты. То есть с точки зрения обслуживания асинхронные двигатели выглядят попроще со своей единственной обмоткой статора. А вал сидит на подшипниках и не требует такого частого внимания.

Заправка также ведется на стороне внешнего блока. Для этого имеется пара кранов в тракте высокого и низкого давления. Разумеется, можно применять и те же принципы, что и в холодильнике, используя только один ход, но так делать не принято. В этом случае ускоряется процесс, потому что время выходы фреона из капиллярной трубки уменьшается. Понятно, что если внутрь попал воздух, то в любом случае придется откачать, провести вакуумирование. Перед этим проводится продувка азотом. Иногда используют смесь воздуха и фреона. Поскольку первый уже внутри имеется, то обычно мастера н
Поделиться


Еще новости на эту тему:
Уголовное дело возбуждено по факту смерти рабочего в цехе МАЗа
Ремонт и обслуживание кондиционера
Принцип работы кондиционера. Как работает кондиционер?
Проектирование, расчет и устройство системы вентиляции воздуха
Как работает автоматика твердотопливных котлов?
Принцип работы водонагревателя.
© 2017 АбсолютКринИнвест
191439538, р/с 3012020098016 в ОАО Приорбанк, код 749
РБ, г. Минск, ул. Кальварийская, 33

Сайт работает на платформе Nestorclub.com