Принцип работы компрессора кондиционера

Обновлено: 05.05.2024

В современных автомобилях микроклимат в салоне обеспечивается тремя системами – вентиляции, обогрева и кондиционирования. И конструктивно самой сложной из них является кондиционер, в задачу которого входит охлаждение воздуха в салоне летом. Несмотря на это система кондиционирования достаточно распространена и устанавливается на многие авто даже бюджетного сегмента.

Принцип работы кондиционера автомобиля построен на свойстве определенных веществ поглощать и отдавать тепло при смене агрегатного состояния. Этот же принцип используется в бытовых холодильниках и стационарных кондиционерах. Поэтому все перечисленные устройства конструктивно очень схожи и состоят из одних и тех же составных элементов. Но автомобильный кондиционер отличается более компактными размерами и типом привода одного из основных узлов – компрессора.

Составные элементы

В целом, устройство автокондиционера включает в себя:

Компрессор;
Магистрали высокого и низкого давления;
Конденсатор;
Осушитель;
Терморегулирующий вентиль или дроссель;
Испаритель;
Электрооборудование (датчики температуры, электровентиляторы, электромагнитная муфта и т.д.).

Все перечисленные элементы соединены между собой магистралями, поэтому система закольцована и герметична. Основным рабочим элементом в системе кондиционирования является хладагент (фреон) – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла.

Компрессор и его привод

Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе. На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции. Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.

Устройство поршневого компрессора

Компрессор является своеобразным разделителем, который всю систему делит на контуры высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает в себя все элементы до испарителя, а к контуру низкого давления относится лишь магистраль, соединяющая испаритель с компрессором.

Компрессоры, используемые на автомобилях, обычно механические и в действие они приводятся от коленчатого вала посредством ременной передачи. Но поскольку, кондиционер используется не постоянно, то конструкция привода оснащена механизмом отключения компрессора. Обычно в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже используется электропривод компрессора – узел работает за счет электродвигателя. Такой привод используется на электромобилях.

Еще один тип привода – комбинированный, используется на некоторых гибридных моделях. На таких авто компрессор может работать как от электродвигателя (во время движения на аккумуляторах), так и от коленчатого вала (при задействовании ДВС).

Магистрали

Магистрали высокого давления рассчитаны на значительные нагрузки и температурное воздействие. При нагнетании фреона компрессором, давление хладагента существенно возрастает – до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 град). Поэтому к магистралям высокого давления выдвигаются серьезные эксплуатационные требования.

Магистрали низкого давления – обычные трубки, поскольку после испарителя давление хладагента сильно падает и по трубке проходит фреон практически с атмосферным давлением.

Конденсатор

В конденсаторе происходит переход хладагента из газообразного в жидкое состояние, сопровождающееся активным выделением тепла. Этот составной элемент представляет собой обычный радиатор (обычно из алюминиевых сплавов), на который установлены вентиляторы.

Расположение конденсатора в автомобиле

Чтобы произошла смена агрегатного состояния хладагента, необходимо обеспечить отвод тепла. Поэтому конденсатор располагается в передней части авто под радиатором системы охлаждения. Это обеспечивает при движении авто поток воздуха, который и забирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивая конденсирование фреона. А если воздушного потока недостаточно, он создается принудительно – вентиляторами.

Осушитель

Постоянные перепады температуры приводят к тому, что влага, попавшая внутрь системы, кристаллизируется (становиться кусочками льда), которые могут повредить составные элементы кондиционера, в первую очередь – компрессора. Чтобы этого не произошло, в конструкцию добавлен осушитель. Представляет он собой емкость со специальным наполнителем, улавливающим влагу.

ТРВ, дроссель

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – клапан, обеспечивающий контроль давления в системе, также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Виды и исполнение ТРВ

ТРВ используется не на всех автомобилях. Ряд автопроизводителей вместо него применяет дроссель и аккумулятор (в основном в системах с климат-контролем). Дроссель выступает в качестве клапана регулировки давления, а аккумулятор – компенсационный резервуар, в котором удерживается лишний фреон.

Испаритель

Испаритель – еще один радиатор, используемый в конструкции системы кондиционирования, но размещен он в салоне (под приборной панелью). В этом элементе происходит испарение хладагента, которое сопровождается сильным поглощением тепла из окружающей среды. При этом влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на поверхности радиатора. Чтобы конденсат не попал в салон, испаритель оснащен системой дренажа, по которой вода выводится наружу (под авто).

Для активной отдачи тепла и распространения охлажденного воздуха по салону, на испаритель установлен электровентилятор, обеспечивающий принудительное создание воздушного потока.

Электрооборудование

Поддержание заданной температуры, управление кондиционером, принудительная подача воздуха обеспечивается электрооборудованием.

Поддержание нужной температуры происходит благодаря ряду температурных датчиков:

температуры охлаждающей жидкости;
термовыключатель вентилятора радиатора;
температуры испарителя.

Вариант электрической схемы кондиционера

В зависимости от модели автомобиля могут использоваться другие датчики и иная схема управления.

Управление оборудованием происходит на блоке, установленном на передней панели. За счет органов управления кондиционер включается в работу, выполняется регулировка температурного режима.

Кондиционер в составе климат-контроля

Кондиционер может быть, как отдельной системой, так и входить в состав климат-контроля. Во втором случае все системы салона – вентиляции, обогрева и кондиционирования взаимодействуют между собой и управляются электронным блоком (ЭБУ). К примеру, поддержание нужной температуры в салоне обеспечивается подогревом воздуха после охлаждения. То есть, часть воздушного потока, прошедшего испаритель, подается на радиатор печки, а после смешивается с основным, тем самым регулируя температуру. При этом устройство кондиционера автомобиля, используемого в климат-контроле, не отличается от оборудования, выполненного в виде отдельной системы.

Принцип работы

Функционирование кондиционера осуществляется по замкнутому кругу. Компрессор выполняет нагнетание газообразного фреона, создавая давление, из-за чего хладагент разогревается. После этого по магистрали высокого давления вещество подается в конденсатор. В нем за счет отдачи тепла происходит конденсирование фреона, и он становиться жидкостью, все еще находящейся под давлением.

После конденсатора по магистралям хладагент движется дальше и проходит через осушитель, где из него удаляются частицы воды и других примесей, чтобы они не привели к поломке системы.

Из осушителя жидкий хладагент поступает в ТРВ, где происходит регулировка (снижение) давления. При этом падение давления приводит к началу процесса перехода в газообразное состояние. То же самое происходит и в системах, оснащенных дросселем с аккумулятором.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Пройдя испаритель хладагент, уже в газообразном состоянии, по магистрали низкого давления поступает к компрессору, и весь процесс повторяется вновь.

Положительные и отрицательные стороны

Если говорить о достоинствах системы кондиционирования, то оно всего одно – кондиционер обеспечивает прохладу в салоне летом. При этом не нужно открывать окна в авто, поскольку воздух внутрь поступает через систему вентилирования, проходя через салонный фильтр. Поэтому водителю не приходится дышать пыльным воздухом с примесями выхлопных газов (при движении в условиях города и простаивании в пробках).

А вот недостатков кондиционера – достаточно много:

Кондиционер – дополнительная система, причем сложная по конструкции и требует обслуживания. Автовладельцу необходимо следить за состоянием трубопроводов и мест их соединений, периодически заправлять его хладагентом;
Автомобили, оснащенные этим оборудованием, стоят дороже, а наличие климат-контроля существенно повышает цену на модель.
Если привод компрессора осуществляется от коленчатого вала, то включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л. с.), что особенно явно проявляется на авто с маломощными силовыми установками. Электропривод же создает значительную нагрузку на бортовую сеть. В любом случае включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда батарей электромобиля;
Воздух, охлажденный кондиционером, подается вентилятором, поэтому в салоне создается сквозняк, который может стать причиной заболевания;
Если влага, конденсирующаяся на испарителе, отводится, то бактерии, находящиеся в воздухе, остаются на этом радиаторе. Бактерии и грибки, накопившиеся на испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут стать причиной появления аллергии;
Ремонт кондиционера – дорогостоящий, поэтому при его поломке многие автовладельцы, не спешат восстанавливать систему, предпочитая эксплуатировать авто без ремонта системы кондиционирования (на работоспособность двигателя такая поломка никак не влияет);
Фреон – химически агрессивное вещество, поэтому со временем он приведет к повреждениям составных компонентов системы, в первую очередь – магистралей и радиаторов. Поэтому поломка оборудования в любом случае произойдет.

Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер – популярное оборудование и многие автовладельцы даже не рассматривают авто, не оснащенное таким устройством. А в некоторых европейских странах установка автокондиционера обязательное условие для автопроизводителей, эксплуатация авто без кондиционера в таких странах запрещена.

Охлаждение воздуха в кондиционере происходит за счет постоянного движения фреона и изменения его температуры и давления. Именно компрессор обеспечивает периодическое сжатие фреона и его перемещение по трубопроводу холодильного контура. В компрессор, под давлением в 3-5 атмосфер, фреон поступает в газообразном состоянии, имея температуру 10-20°С. В компрессоре происходит сжатие фреона до 15-25 атмосфер, при этом температура фреона увеличивается до 70-90°С, затем хладагент попадает в конденсатор.

Учитывая заметный уровень шума, которым отличается работа компрессора кондиционера, практически во всех типах этого оборудования компрессоры размещают в наружных блоках, что полностью устраняет этот небольшой дискомфорт.

Все компрессоры кондиционеров характеризуются по двум основным показателям:

Степень компрессии. Этот показатель определяется отношением минимального и максимального давления хладагента при входе в камеру компрессора и при выходе из неё;
Объем хладагента, который компрессор может перемещать по контуру.

Принцип работы компрессора и его виды

Принцип работы компрессора основывается на периодическом сжимании хладагента в камере, после чего он продолжает двигаться по контуру. В зависимости от способа создания давления компрессоры подразделяются на поршневые, в которых давление создается возвратно-поступательными движениями поршней, и вращательные, у которых давление увеличивается за счет вращения рабочих частей в корпусе компрессора. В свою очередь, вращательные компрессоры подразделяются на винтовые, ротационные и спиральные.

Поршневые компрессоры – наиболее распространенные при производстве кондиционеров. Характерной особенностью таких компрессоров является размещение электродвигателя в герметичном корпусе компрессора.

Такой принцип действия компрессора отличается простотой и надежностью конструкции, но имеет несколько отрицательных качеств. Так, в результате резких скачков высокого и низкого давления работа компрессора кондиционера этого типа характеризуется высоким уровнем шума. Кроме того, для запуска такого компрессора необходим достаточный запас мощности, что в процессе работы ускоряет износ его деталей и приводит к поломке.

Ротационные компрессоры вращения

Принцип работы компрессора с ротационным механизмом базируется на сжатии хладагента и движении его по контуру за счет вращения пластин. Благодаря этому, по сравнению с поршневыми аналогами, для запуска таких компрессоров не требуется большой мощности электродвигателя, а также из-за низкой пульсации давления работа компрессора кондиционера этого типа практически бесшумна. В зависимости от расположения пластин, ротационные компрессоры бывают двух видов:

Со стационарным расположением пластин. Для сжимания хладагента в этом типе компрессора применяется эксцентрик, который соединен с ротором двигателя. При запуске двигателя эксцентрик начинает перемещаться по внутренней поверхности камеры компрессора, сжимая при этом находящийся перед ним газообразный хладагент. При достижении предельного давления срабатывает выпускной клапан и хладагент уходит в систему. Для разделения камеры компрессора на области с разным давлением внутри установлена стационарная пластина, которая способна изменять размер выдвигающейся части.

С вращающимися пластинами. В данном типе принцип действия компрессора также основан на использовании пластин для разделения камеры на зоны с разным давлением, но в данном случае две пластины закреплены на роторе. Благодаря смещению осей камеры и ротора, при его вращении образуются динамически меняющие свой объем камеры с разным давлением. На схеме вы можете увидеть процесс всасывания газообразного хладагента и его сжатия.

Спиральные компрессоры (SCROLL)

Для кондиционеров малой и средней мощности часто применяются спиральные компрессоры. Работа компрессора кондиционера этого типа основана на взаимодействии двух стальных спиралей, расположенных в цилиндре компрессора. Одна из спиралей, внутренняя, имеет стационарное закрепление, а другая, внешняя, вращается вокруг внутренней с помощью эксцентрика, перекатываясь по поверхности внутренней спирали. Точное прилегание поверхностей спиралей и их профиль (эвольвента) обеспечивают постоянно перемещающуюся точку соприкосновения, которая и является камерой сжатия газа хладагента. При достижении необходимого давления хладагент из камеры выталкивается в выходное отверстие. Благодаря тому, что точки касания двух спиралей находятся на каждом витке, увеличение давления хладагента происходит намного плавне, чем в других видах компрессоров.

Преимуществом этого принципа работы компрессора является минимальная нагрузка на двигатель при запуске, но к недостаткам можно отнести сложность их производства и высокие требования к точности соприкосновения спиралей, а также обеспечение герметичности прилегания торцов спиралей к поверхности камеры компрессора.

Винтовые компрессоры

Промышленные холодильные установки большой мощности (от 150 до 3500 кВт) комплектуются винтовыми компрессорами. В зависимости от количества винтов, такие компрессоры подразделяются на одновинтовые и двухвинтовые.

Одновинтовые модели компрессоров, кроме винта, имеют в своем составе одну-две шестерни – сателлита, которые присоединяются к ротору сбоку. Давление в камере создается при помощи роторов, которые вращаются в разные стороны от центрального ротора-винта. Попадая в камеру через входное отверстие, хладагент охлаждает двигатель, заполняя внешний сектор между вращающимися шестернями. При вращении винта за счет герметичного прилегания шестеренок, которое обеспечивается смазывающим маслом, газ сжимается и выталкивается в выходное отверстие. Для того, чтобы масло не смешивалось с хладагентом, в компрессоре этого типа существует сепаратор.

Работа компрессора кондиционера с двумя винтами отличается от одновинтового наличием основного и вспомогательного роторов – винтов. В отличии от других компрессоров, в винтовых компрессорах не предусмотрена установка клапанов впуска и выпуска хладагента. Процесс всасывания и выпускания происходит постоянно с разных сторон компрессора. Положительным качеством винтовых компрессоров является возможность регулирования мощности его работы за счет уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя, а также бесшумность работы. Но работа компрессора этого типа требует герметичности прилегания винтов, что иногда приводит к остановке компрессора.

Неисправности компрессоров, их причины и следствия

Компрессор – основная деталь кондиционера, поэтому стоимость кондиционера напрямую зависит от стоимости компрессора. Выход из строя компрессора чаще всего становится следствием непрофессионального монтажа кондиционера и нарушений правил его эксплуатации. Кроме того, большое значение имеет качество проведения сервисных работ, когда проигнорированное потемнение масла кондиционера, нарушение теплоизоляции или утечка фреона через некоторое время могут привести к поломке компрессора, а значит – и кондиционера в целом. При выявлении таких сигналов простого устранения подтека хладагента, замены фильтра или дозаправки системы будет недостаточно, потому что через некоторое время компрессор может просто остановиться.

Определить, нужно ли выполнять ремонт компрессора, специалист может по результатам регулярного осмотра. Для этого нужно:

Провести анализ масла компрессора;
Проверить герметичность холодильного контура;
Проверить отсутствие воды в холодильном контуре.

По результатам профилактического осмотра компрессора можно с точностью определить, будет он долго работать или в ближайшее время может выйти из строя.

Автомобильный кондиционер является довольно сложной и дорогостоящей системой. Он обеспечивает охлаждение воздуха в салоне, поэтому его поломка, особенно летом, вызывает у водителей массу неудобств. Ключевым компонентом в системе кондиционирования является компрессор кондиционера. Рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

Как работает кондиционер в автомобиле

Компрессор сложно представить в отрыве от всей системы, поэтому вначале кратко рассмотрим принцип работы системы кондиционирования. Устройство автомобильного кондиционера не отличается от устройства холодильных установок или бытовых кондиционеров. Это замкнутая система с магистралями, в которых находится хладагент. Он циркулирует по системе, поглощая и отдавая тепло.

Компрессор выполняет основную работу: отвечает за циркуляцию хладагента по системе и делит ее на контуры высокого и низкого давления. Сильно разогретый хладагент в газообразном состоянии и под высоким давлением поступает от нагнетателя в конденсер. Затем он превращается в жидкость и проходит через ресивер-осушитель, где из него выходит вода и мелкие загрязнения. Далее, хладагент попадает в расширительный клапан и испаритель, который представляет собой небольшой радиатор. Там происходит дросселирование хладагента, сопровождающееся сбросом давления и понижением температуры. Жидкость вновь переходит в газообразное состояние, охлаждается и конденсируется. Вентилятор гонит охлажденный воздух в салон автомобиля. Далее, уже газообразное вещество с низкой температурой поступает обратно в компрессор. Цикл повторяется вновь. Часть системы с горячим хладагентом относится к зоне высокого давления, а с холодным – к зоне низкого давления.

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.

Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:

аксиально-поршневые;
аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
лопастные (роторные);
спиральные.

Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.

Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.

Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

ременной шкив на подшипнике;
электромагнитная катушка;
подпружиненный диск со ступицей.

🚀Еще по теме:
Устройство и принцип работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC

Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.

Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как уже было сказано, климатическая установка в автомобиле – это сложная и дорогая система. Ее “сердцем” является компрессор. Наиболее частые поломки кондиционера связаны именно с этим элементом. Проблемами могут стать:

неисправность электромагнитной муфты;
выход из строя подшипника шкива;
утечка хладагента;
перегорание предохранителя.

Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это обусловлено его постоянной работой. Поломку можно определить по непривычному звуку.

Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в климатической установке, поэтому он нередко выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправность других узлов, неправильная работа электрооборудования. Для ремонта потребуются специальные знания и умения. Лучше обратится в сервисный центр.

Также есть некоторые режимы, при которых происходит отключение компрессора, предусмотренное системой:

очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и магистралей (показывают датчики давления, пороговые значения могут отличаться в зависимости от производителя);
низкая температура воздуха снаружи;
чрезмерно высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
температура испарителя ниже примерно 3˚C;
открытие дроссельной заслонки более 85%.

Чтобы более точно определить причину неисправности, можно воспользоваться специальным сканером или обратиться за диагностикой в сервисный центр.

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.

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.

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:

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

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.

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:

Очищение воздушного пространства от неприятных запахов. Например, часто оконные кондиционеры монтируют на кухне и в туалете.
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.

Немного истории

Необходимость охлаждать салон автомобиля первыми осознали американцы: на длинных дорогах жарких штатов поездка превращалась в настоящее испытание. Поскольку первые кондиционеры появились в начале ХХ века (уже в 1903 году они были установлены в здании Нью-Йоркской фондовой биржи), а спустя 30 лет стали привычной деталью интерьера, установка системы кондиционирования в автомобиле стала только вопросом времени.

Охлаждение салона автомобиля холодным воздухом,
г. Хьюстон, 1957 год

С 1933 года кондиционеры начали монтировать в автомобили по заказу владельцев, а 1939 год ознаменовал начало нового этапа: установки систем кондиционирования в заводской комплектации. Как и все новинки, это стоило немалых денег и было целесообразно только для самых дорогих автомобилей. Но, как и всё новое, эти первые системы, несмотря на высокую стоимость, были малоэффективными и неудобными. Только в 1954 году кондиционирование объединили с обогревом салона, повысив эффективность и сделав пользование на порядок удобней. В таком варианте система и развивалась вплоть до сегодняшнего дня, постепенно улучшаясь в деталях, но не меняясь принципиально.

Функция компрессора

Виды компрессоров

Большинство компрессоров имеют механический привод от коленвала двигателя.

Компрессоры постоянного вращения соединены с коленвалом напрямую через шкив и начинают работать одновременно с ним. Пока кондиционер не нужен, компрессор кондиционера работает вхолостую и только при включении кондиционера он начинает перекачивать хладагент.
Компрессоры непостоянного вращения соединяются с коленвалом через шкив посредством соленоида (электромагнитной муфты), который срабатывает при включении кондиционера и только тогда запускает компрессор.

Привод от коленвала забирает у двигателя примерно от 1,5 до 15 л.с. в зависимости от модели компрессора и мощности самого двигателя.

Компрессоры различаются по типу конструкции: поршневые, роторно-пластинчатые и спиральные.

В основе конструкции несколько поршней (реже один) с разным вариантом расположения: по кругу, V-образно, оппозитно или в ряд. Чаще всего можно встретить круговое расположение, при котором устанавливается от 2 до 10 поршней, поочередно приводимых в движение наклонным вращающимся диском.

В поршневых компрессорах есть возможность регулировки рабочего объема, от 2-3 до 100%. Управление осуществляется за счет перемещения подвижного диска (и соответственно поршней двигателя) вдоль оси, в результате чего уменьшается или увеличивается длина хода поршня.

Схема поршневого компрессора

Состоят из ротора с выдвигающимися лопастями (двумя или больше), вращающегося в корпусе прецизионной формы. Через впускное отверстие в корпус попадает фреон, проходит через серповидную полость и входит в выпускное отверстие на участке сужения. Сжатие фреона происходит за счет изменения объема секторов в процессе вращения ротора.

Схема работы роторного компрессора

Такая конструкция достаточно редко встречается, в основном в компрессорах с электроприводом. Состоит из двух спиралей, вставленных друг в друга со сдвигом 180о. Одна из спиралей неподвижна, вторая вращается, в результате чего от краев к центру образуются полости с постепенно уменьшающимся объемом. Разреженный фреон входит с краев спиралей, сжатый выходит из центра.

Принцип работы спирального компрессора.
1. Расположение спиралей относительно друг друга.
2. Захват разреженного фреона.
3. Перемещение к центру с одновременным сжатием.
4. Схема непрерывного процесса.

Основным достоинством спиральных компрессоров является небольшой вес и габариты, что важно для компоновки подкапотного пространства. А недостаток конструкции – сравнительно высокая цена.

Технические характеристики

Все компрессоры классифицируются не только по конструкции и приводу, но и по техническим параметрам.

Одна из самых важных характеристик – производительность (см 3 /мин). Производители указывают, есть ли функция изменения рабочего объема (постоянный или переменный объем) и в каких пределах.

В поршневых моделях указывается диаметр и ход поршня, в роторных – тип лопастей (фиксированные или нефиксированные).

В описании компрессора также указывается диаметр и расположение патрубков (горизонтальное или вертикальное), а также тип хладагента, для которого он предназначен, и вязкость компрессорного масла.

Маркировка компрессора:
тип хладагента 134а, масло класса SP-10 (ISO 100)

Большинство производителей комплектуют компрессор необходимым количеством рефрижераторного масла, необходимого для смазки.

Немного о компрессорном масле

При работе кондиционера часть масла вытекает из компрессора и распределяется по всей системе. Это предохраняет внутренние поверхности от коррозии, а резиновые прокладки и уплотнители – от затвердевания. При снятии компрессора (для замены или ремонта) масло затем необходимо долить до нужного уровня.

Схема распределения масла из нового компрессора по системе

Особенность данного масла в том, что оно работает без замены в течение длительного времени, причем в условиях как высоких, так и низких температур, оставаясь при этом по-прежнему жидким и однородным. Но для этого необходимо соблюдение нескольких условий: герметизировать систему для удаления воздуха (эта работа делается при заправке кондиционера фреоном), подбирать масло, соответствующее типу хладагента и не смешивать масла разных типов между собой.

Соответственно выбирается один из трех видов масла:

Полиалкиленгликолевое (PAG). Синтетическое масло, подходящее для фреона R134a и R-1234yf, то есть используемое в новых автомобилях. Его особенностью является высокая гигроскопичность: масло связывает влагу из окружающей среды, в результате чего теряет свои свойства и превращается в мощный окислитель. Поэтому такие масла часто выпускают в небольшой таре, достаточной только на одну заправку. Также PAG-масло негативно влияет на резиновые прокладки и уплотнители, вызывает их коробление и усыхание.
Минеральное. Продукт переработки нефти, используемый для систем на фреоне R-12. В отличие от PAG, не вступает в реакцию с влагой из воздуха и не портит резиновые детали. Этим маслом смазывают о-ринги (уплотнительные кольца), чтобы защитить от воздействия хладагента, влаги и перепадов температур.
Полиэстеровое (эстеровое, полиальфаолефиновое или POE). Используется для компрессоров с электроприводом, установленных в гибридных системах. Эстеровое масло обладает высокими изоляционными свойствами, благодаря чему рекомендуется к применению в современных системах кондиционирования. Также оно используется в системах, переделанных с R-12 на R134a. Одна из особенностей этого масла – низкая термическая стойкость. При перегреве оно разлагается, после чего перегревается и выходит из строя компрессор.

Компрессорное масло вязкостью ISO 46 и ISO 150
для разных климатических условий

Специалисты категорически не рекомендуют смешивать разные типы масел: образующиеся при этом хлопья засоряют радиаторы и вызывают преждевременный износ деталей компрессора.

Чинить или менять?

При должном техобслуживании компрессор может проработать достаточно долгое время, не требуя полной замены. Но есть детали, которые изнашиваются в первую очередь, и именно их можно заменить отдельно от всей остальной конструкции. В первую очередь это подшипник муфты, который изнашивается и в результате может заклинить. Также замене подлежит шкив и сальник, при износе которого появляется утечка фреона. Своевременный ремонт – лучший способ продлить эксплуатацию недешевого компрессора.

Перегретое вязкое масло, вызвавшее отказ компрессора

Есть несколько причин поломки компрессора:

Естественный износ деталей;
Масляное голодание;
Перегрев;
Влага (которая попадает в систему при разгерметизации);
Недостаток или избыток хладагента (при недостаточном давлении система автоматически отключается, а вот избыток фреона может вызвать перегрузку компрессора);
Недостаточное охлаждение фреона в конденсаторе (неисправный вентилятор, засорены трубки радиатора).

Как видно, в большинстве случаев поломки компрессора можно избежать, если вовремя проводить ТО системы кондиционирования, обращаясь к квалифицированным мастерам.

Работа автомобильного кондиционера зависит не только от компрессора, но и от четкого и слаженного функционирования всех элементов системы, в том числе многочисленных датчиков, установленных на различных участках. И, конечно, одним из факторов комфорта будет качественный фильтр салона, благодаря которому даже на самой загруженной трассе в летнюю жару пассажиры автомобиля будут наслаждаться свежим и прохладным воздухом.

О том, как выбирать компрессор кондиционера и на что обращать внимание, читайте наш "Гид покупателя".

Читайте также: