Устройство и принцип работы кондиционера в режиме охлаждения и обогрева

Сегодня кондиционеры присутствуют почти в каждом доме, жители используют их для охлаждения воздуха в помещении в жаркую погоду. Вместе с тем, прибор способен и выполнять противоположную задачу — прогревать комнаты в холода. Немногие знают, как именно работают эти две функции, основные возможности и особенности техники.

Основные функции

Главная функция кондиционера – охлаждение воздуха в комнатах в летний зной. Современные кондиционеры также обросли и такими дополнительными функциями, как:

• нагрев воздуха в комнатах зимой;
• очистка воздуха в комнате от пыли, удаление запахов (с помощью угольных фильтров тонкой очистки);
• аэроионизация (обогащение воздуха в комнате отрицательными ионами, полезными для здоровья);
• сушка слишком влажного воздуха.

В наиболее продвинутые модели кондиционеров стали встраивать мини-озонатор – контур-умножитель для получения статичного электричества, вырабатывающий 60–80 киловольт. Под влиянием коронного разряда свободный кислород в помещении превращается в озон, полезный человеку в малых количествах. Включение и отключение озонатора также осуществляется программно.

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:

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

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

Работа кондиционера в режиме обогрева

Внутренний блок

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сплит система

Сплит означает «разбиение». В сплит-системах конденсатор и испаритель находятся не в едином корпусе, а могут быть разделены, например, стеной. Однако они соединяются трубками для обмена хладагентом между ними. Обычно внешняя часть сплит-системы крепится снаружи на стене здания. В ней находятся такие элементы:

• компрессор;
• конденсатор;
• дроссель;
• внешний вентилятор и др.

Внешняя часть может издавать достаточно громкий шум при работе (до 45 децибел), что может вызвать недовольство ваших соседей.

Внутренняя часть монтируется внутри здания, в ней находятся:

• испаритель;
• фильтр очистки воздуха;
• терморегулятор;
• управляющая электроника.

Обычно внутренняя часть работает очень тихо.

При монтаже сплит-системы требуется специальное оборудование для соединения внешней и внутренней части медными трубками. В первую очередь, это вакуумный насос, без которого собрать работоспособную систему не получится. Производители не дают гарантии на агрегаты, смонтированные не сертифицированными монтажниками.

Современные сплит-системы оборудованы системой контроля пусков компрессора. Эта система не позволяет запускать двигатель слишком быстро после его последнего выключения, чтобы он не перегревался.

Существуют мульти-сплит-системы, в которых не один, а два и более внутренних блоков. Но такие системы несколько дороже обычных, так как требуют и более сложной системы соединения с наружным блоком, и более сложной системы управления для каждого внутреннего блока (с отдельным терморегулятором, блоком дистанционного управления и так далее).

Большинство сплит-систем способно работать не только «на охлаждение», но и «на обогрев».

Режимы работы

Комбинированные режимы работы у лучших и дорогих сплит-кондиционеров следующие:

• охлаждение с малыми оборотами вентилятора («малый холод»);
• охлаждение и сушка воздуха;
• обогрев и сушка;
• охлаждение с аэроионизацией;
• охлаждение, аэроионизация и озонирование;
• охлаждение и озонирование.

Производители редко объединяют, например, сушку, обогрев и режим ионизации. Список режимов может быть более десятка – все они переключаются с помощью пульта.

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

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

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

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

Во внутреннем корпусе сплит-системы находится испаритель, электронные схемы, воздушные фильтры.

Внешний и внутренний блоки соединены между собой теплоизолированными трубками из меди.

На рынке представлены модели сплит-систем, которые работают как на охлаждение, так и на нагрев воздуха. В зависимости от модели существует ограничения на работу при минусовой погоде. Обычно инверторные модели способны функционировать до -15ºC. Более дорогие модели обогревают помещение при температуре -25ºС.

Особенности функционирования напольных кондиционеров

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

Особенности мобильных моделей

Мобильная модель имеет только один блок, располагающийся внутри помещения. В нем расположены компрессор, испаритель и конденсатор. Механизм функционирования основан на переработке воздуха, который находится внутри помещения.

Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

Принцип действия

Цикл работы любого кондиционера включается несколько шагов.

• В компрессор из внутреннего блока поступает газообразный фреон, сжатый всего до 3–5 атмосфер. Давление фреона должно быть до 20 атмосфер, так оно доводится до состояния жидкого, в котором хладагент и поступает во внешний змеевик. Здесь уже происходит отдача тепла фреона в сам радиатор контура. Излишек тепла тут же сдувается вентилятором внешнего блока в атмосферу.
• Сжиженный, остывший в контуре фреон доходит до теплорегулирующего вентиля, откуда он выходит в меньшую трубку и направляется во внутренний блок с температурой +15–+20 градусов. Медь, из которой изготовлены трубки фреонотрассы и змеевики, активнее, чем латунь и сталь, проводит тепло. Чтобы холод не терялся, эту трубку надёжно изолируют поролоном или пенофолом, плохо проводящим тепло.
• Дойдя до внутреннего блока, фреон проходит через штуцер соединения и попадает в змеевик с радиатором, аналогичный тому, что стоит в наружном блоке. Фреон испаряется и полностью переходит в газообразное состояние, уменьшая своё рабочее давление до 3 атмосфер. Контур остывает до 0 градусов и ниже.
• Полученный холод тут же сдувается в комнатный воздух вентилятором, втягивающим тёплый воздух из комнаты через входные щели в верхней части внутреннего блока. С ледяного радиатора воздух выдувается в комнату через другие щели – он проходит между шторками жалюзи блока. Его температура на выходе – 5–12 градусов тепла.
• Скинув холод, фреон минует змеевик внутреннего блока, проходит через выходной его штуцер и устремляется в медную трубку большего диаметра – уже в газообразном состоянии. И хотя сам фреон подогрет за счёт забранного из комнаты тепла, эту трубку также производитель рекомендует упаковывать в теплоизолятор, не позволяя фреону нагреться до температуры уличного зноя (до +58) прежде, чем тот достигнет входа компрессора. Это экономит ресурс самого компрессора, которому не нужно сжимать перегретый фреон дольше и до 40 атмосфер. Потребитель же избавляется от перерасхода денег за электричество.

Преимущества и недостатки кондиционеров

Если вы собираетесь покупать кондиционер или сплит-систему, вам будет интересно узнать о плюсах и минусах.

Преимущества

• Обеспечение комфортной температуры в комнате. Независимо от погоды за окном, сплит-система позволит создать благоприятную атмосферу в помещении. Летом кондиционер охладит воздух, а осенью или весной — нагреет. В любом случае находиться в комнате будет комфортно.
• Чистый воздух в помещении. Особенно это актуально для жителей крупных городов, проживающих в промышленных районах. Использование кондиционера позволит получить прохладный, чистый воздух, не открывая окон.
• Поддержание оптимальной влажности воздуха. Некоторые модели имеют функцию осушения, создавая оптимальный уровень влажности в помещении.

Недостатки

Обращаем внимание, что кондиционер может принести вред человеку, только при неправильном использовании. Если не чистить регулярно агрегат, в нем могут начать размножаться вредные бактерии и вирусы.

Во время работы компрессоры издают небольшой шум. Обычно компрессор находится в наружном блоке, и в помещении не слышно, как он работает.

Принцип работы промышленных кондиционеров

Промышленные системы кондиционирования по принципу работы не отличаются от бытовых, но некоторые наделены дополнительными функциями, а вот по типу разные. Они отличаются повышенной мощностью и некоторыми дополнительными функциями, например, увлажнение, осушение и т. д.

Основные типы промышленных кондиционеров:

• Мультизональные или VRV системы – система, которую используют в зданиях, где много помещений. Состоит из одного наружного блока и нескольких внутренних, каждый из которых настраивается индивидуально. У такой системы есть свои особенности: она может работать в режиме разной (переменной) производительности, можно подключать большое количество внутренних блоков, может подавать свежий воздух в комнаты или другие помещения. Одновременно можно включить два режима, подогрев и охлаждение, от внутреннего до наружного блока может быть значительное расстояние.
• Чиллеры и фанкойлы – это, по сути, самостоятельные климатические установки, популярные, последние года, во всем мире. Чиллер – кондиционер, который охлаждает воду, он может подогревать воду (при наружной температуре воздуха не меньше -5). Он является основным поставщиком холода или тепла. Фанкойл является основным потребителем холода, это, по сути, внутренний блок кондиционера, только носителем холода является вода от чиллера, это основное ее отличие мультизонной системы.
• Крышные (Rooftop). Моноблок, который монтируют на крыше, состоит из двух секций, одна подготавливает и подает воздух в комнаты и второй, компрессорно-конденсатной, она содержит холодильный контур, который охлаждает или обогревает воздух. Такие устройства принято монтировать на крышах торгово-развлекательных центров, супермаркетов и т. д.
• Прецизионные. Это устройства, которые обеспечивают точную температуру и влажность в помещениях, работают они круглосуточно и круглогодично. У них существует возможность объединения в единую систему, с возможностью диспетчеризации и резервированием блоков. Применяются в музеях, серверных, лабораториях и т. д.
• Центральные. Назначение – термовлажностная обработка воздуха и последующая его подача в помещения. Различают три вида: прямоточные центральные, центральные с рециркуляцией, центральные с теплоутилизацией. Бывают с фреоновым и водяным контурами охлаждения. Применение: склады, ангары, кафе, рестораны, театры и т. д.
• Компрессорно-конденсаторные блоки. Система, состоящая из конденсатора, вентилятора и компрессора. Различают два типа: первый – сделан на основе чиллера (с водяным охлаждением), второй – с воздушным.

Нюансы работы различных видов

Сплит-система исполняется в настенном, канальном, колонном, напольном, мультисплит- и кассетно-потолочном вариантах. Внешний блок – общий, количество внутренних блоков может отличаться. Сложнейший из всех вариантов – канальный кондиционер: он требует монтажа замкнутых приточно-вытяжных каналов, не сообщающихся с улицей. Мультисплит-системе нужна древовидная «трасса» – здесь внешний блок работает на несколько внутренних. Колонный и напольный кондиционеры ставятся на пол в углу, но «трасса» при этом существенно удлиняется – внешний блок нельзя вешать на высоте менее 2,5 м. Кассетный сложен в монтаже из-за разборки секций подвесного потолка в месте монтажа внутреннего блока.

Однако все сплит-системы работают одинаково.

Принцип действия конструкции любой разновидности сходен. Летом внутренний блок морозит, наружный – сбрасывает свой жар за пределы здания или постройки. Модели, оснащённые забором воздуха с улицы, редки.

Далее смотрите видео об устройстве и принципе работы сплит-системы.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...