Типы кондиционеров принцип действия кондиционера реферат

Обновлено: 03.05.2024

Чтобы понять принцип работы кондиционера и откуда в жаркий летний день берется освежающая прохлада, необходимо подробно рассмотреть основные принципы устройства кондиционирующих систем. Для этого стоит припомнить школьные уроки физики, на которых речь шла о поглощении жидкостью тепла, и простой опыт: на руку наливался одеколон или спирт, которые в процессе испарения создавали приятный холодок. Именно этот незатейливый принцип и используется в современных кондиционерах.

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

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

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

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

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

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

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

Кондиционирование воздуха в Персии

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

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

Первые попытки создания кондиционера

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

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

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной

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

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

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

Давайте рассмотрим холодильный контур холодильной машины:

Данный цикл применим для каждого кондиционера

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

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

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

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

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

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

Как это работает?

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

Залогом длительной и эффективной работы кондиционера является его правильная эксплуатация и регулярное обслуживание. Согласны? Но чтобы не допустить поломок этого совсем недешевого оборудования, желательно изучить устройство, а также рассмотреть принцип работы кондиционера.

Именно эти вопросы мы и обсудим в нашем материале — подробно разберем основные конструкционные элементы типового климатического оборудования. А также поговорим о принципе и особенностях его функционирования, приведем типовую схему. Дополним статью наглядными фото и полезными видеорекомендациями.

Устройство типичного кондиционера

Сложно представить комфортную жизнь современного человека без кондиционера. И чтобы при его эксплуатации у пользователя не возникало проблем и поломок, желательно в общих чертах ознакомиться с устройством и принципом работы этого типа климатического оборудования. Об основных узлах и элементах конструкции кондиционера мы и поговорим далее.

Основные конструкционные элементы оборудования

Если бы пользователь увидел кондиционер, который повышает комфортность его проживания, в разрезе, то нашел бы там достаточно много конструкционных элементов и узлов. Часть из них служит для управления агрегатом, помогает штатной электронике и пользователю контролировать ситуацию.

А основными, влияющими на функциональность, являются такие элементы конструкции, как:

испаритель, который находится во внутреннем блоке кондиционера и предназначен для обеспечения поглощения используемым хладагентом тепла при превращении в газообразное состояние;
конденсатор — этот элемент конструкции размещается во внешнем блоке кондиционера и предназначен для обеспечения перехода имеющегося хладагента в жидкое состояние, причем с одновременным выделением тепла.

По своей сути оба элемента представляют собой радиаторы. Которые занимают значительную часть в конструкции блоков кондиционера. Это необходимо для обеспечения эффективного теплообмена между хладагентом и воздухом.

На схеме изображен внутренний блок типичного кондиционера, причем независимо от марки, модели и производительности. А основным его элементом всегда является испаритель, который занимает большую часть корпуса

Испаритель и конденсатор представляют собой конструкцию, состоящую из медных труб небольшого диаметра с надетыми на них поперечными алюминиевыми пластинами, которые призваны повысить скорость теплообмена.

Что еще влияет на работоспособность кондиционеров?

Кроме перечисленных выше испарителя и конденсатора есть еще несколько элементов конструкции, которые обеспечивают эффективность климатического оборудования.

К ним относятся:

вентиляторы;
компрессор;
терморегулирующий вентиль (клапан).

Такие изделия, как вентиляторы, установлены в каждом блоке кондиционера. Их задача состоит в усилении воздушных потоков, которые обдувают испаритель или конденсатор. Что существенно повышает производительность системы в целом.

Компрессор вполне возможно назвать сердцем любого современного кондиционера. Причина в том, что именно он обеспечивает перемещение хладагента по холодильному контуру. Который обычно состоит из медных трубок.

На схеме изображен внешний блок современного кондиционера. Причем основным его элементом традиционно является конденсатор, который обозначен синим цветом. Рядом с указанным элементом конструкции расположен вентилятор, без которого добиться эффективной работы системы не получится

Кроме того, компрессор предназначен для сжатия хладагента за испарителем. Что также повышает производительность любого кондиционера.

О диагностике компрессора и особенностях устранения поломок мы говорили в этом материале.

Терморегулирующий вентиль предназначен для снижения давления хладагента перед испарителем. Эта особенность обеспечивает более лучший теплообмен.

Роль хладагента в работе климатического оборудования

Любой современный кондиционер — это техническая система, состоящая из ряда узлов и частей. Но все они будут бесполезны без хладагента, представляющего собой вещество, которое легко переходит с жидкого состояния в газообразное и наоборот. При этом выделяя или поглощая значительное количество тепла.

Существует более 4 десятков видов фреона, но в качестве хладагента используются только некоторые из них. При этом наиболее востребованным на сегодня является R-22 — именно ним заправляют более 98% кондиционеров. Но следует помнить то, что его дни уже сочтены и это следует учитывать при покупке климатического оборудования

В качестве хладагента уже много десятилетий применяют различные виды вещества под названием фреон — это, главным образом, смесь этана и метана. Главной особенностью указанной субстанции является низкая температура кипения. Что происходит при 5-10 °С. При этом фреон во время испарения может нагреваться до 70-90°. Эти его особенности позволяют отводить огромное количество тепла, причем достаточно быстро.

А еще указанный хладагент бесцветный, без запаха и, самое главное, безвредный для здоровья пользователей. В то же время наиболее востребованный на сегодня вид фреона (R-22) оказывает негативное воздействие на озоновый слой атмосферы. Поэтому, если вы неравнодушны к проблемам экологии, тогда следует приобретать кондиционеры, работающие на хладагенте R-410. Который не разрушает защитные слои атмосферы.

На фото изображена заправка кондиционера фреоном. Но следует помнить, что согласно, так называемого, Монреальского протокола использование фреона R-22 должно быть прекращено к 2030 г. И это очень важный момент. Так как, чем меньше времени остается до указанного срока, тем менее целесообразно приобретать кондиционеры, работающие на вредном хладагенте

На практике заправка кондиционера фреоном выполняется достаточно редко. К примеру, после ремонта, обслуживания, утечки. И в любом из случаев указанный хладагент (R-410) не навредит здоровью пользователей и их питомцев.

Принцип работы и схема кондиционера

Кондиционер кажется довольно простым оборудованием, основные конструкционные узлы которого не представляют особой сложности. Поэтому разберем детально его принцип работы, который также крайне прост.

Как работает типовой кондиционер?

Испаряясь жидкости поглощают тепло, причем активно, а при конденсации (перехода с газообразного состояния обратно в жидкое) выделяют его. И указанные физические явления традиционно являются основой принципа работы кондиционеров.

Удостовериться, что указанный способ отвода тепла эффективный, можно даже в домашних условиях. К примеру, нанеся на поверхность своей кожи любой спиртосодержащий раствор, который, быстро испаряясь, оставляет после себя чувство холода. Так как тепло с поверхности тела поглощается и отводится в сторону.

Если просто, то основой работы любого современного кондиционера являются процедуры кипения (с поглощением тепла) и конденсации (с выделением тепла). При указанных процессах происходит поглощение/выделение тепла согласно изображенных на графике формул. Где Q является количеством тепла, L — удельная теплота парообразования, а m обозначает массу вещества

Точно так происходит и в помещении. Причина в том, что жидкий хладагент, попав во внутренний блок кондиционера, активно и в больших количествах поглощает излишки тепла, при этом его температура существенно повышается.

В результате он испаряется и перемещается во внешний блок (обычно размещенный за пределами здания). Где под воздействием более холодного воздуха, в значительных количествах нагнетаемого вентилятором, происходит обратный процесс.

На фото изображен испаритель кондиционера. Который своим видом напоминает обычный радиатор. Собственно так оно и есть. Так как конструкция этого элемента обеспечивает максимально эффективный его обдув теплым комнатным воздухом, из которого хладагент и поглощает тепло, поэтому в комнате становится прохладней

То есть осуществляется конденсация, в результате которой хладагент становится опять жидким, при этом, соответственно, выделяется тепло. А дальше последует новый цикл и так до бесконечности.

Принципиальная схема работы оборудования

Независимо от вида, типа и названия кондиционера процесс охлаждения воздуха всегда одинаков. Так после включения хладагент подается в испаритель. При этом его давление составляет 3-5 атмосфер, а температура находится в пределах 10-20 °С.

Далее в газообразном состоянии фреон перемещается в компрессор. И тут же сжимается до 15-20 атмосфер. Кроме того, происходит нагревание хладагента до 70-90 °С.

На схеме, в упрощенном виде, изображен принцип работы любого современного кондиционера. Так на рисунке показано, что охлажденный в конденсаторе хладагент поступает в регулятор потока (терморегулирующий вентиль). Где уменьшается его давление, что позволяет жидкости еще больше остыть. А дальше хладагент транспортируется в испаритель, где и происходит основной процесс. То есть охлаждение воздуха с одновременным нагревом хладагента

После чего газ транспортируется в конденсатор, активно обдуваемый вентилятором. В результате воздействия нагнетаемого воздуха с более низкой температурой фреон выделяет тепло, что приводит к его переходу в жидкое состояние.

Но все же его температура остается на 10-20 °С выше, чем аналогичный показатель окружающего воздуха. Эта проблема решается в момент перемещения жидкости через терморегулирующий вентиль. Где давление хладагента снова снижается до небольших 3-5 атмосфер. Что дает возможность фреону дополнительно остыть и он готов к новому циклу поглощения тепла, поэтому снова подается в испаритель.

На рисунке изображена принципиальная схема кондиционера. При этом один блок, оснащенный испарителем, находится внутри помещения. А второй, с конденсатором, — снаружи. Что позволяет сделать процедуру теплообмена максимально эффективной. Кроме того, в блоке, который находится на улице, всегда размещается компрессор, который является самой шумной частью конструкции

Особенности функционирования кондиционера

Для работы кондиционера нужна электроэнергия, но это выгодно, так как у него достаточно высокий КПД.

Но если в сети регулярные перепады напряжения, то, чтобы избежать поломки этого вида климатического оборудования, следует сразу же установить и стабилизатор.

Несмотря на простой и эффективный способ теплообмена, следует всегда помнить о том, что кондиционер будет соответствовать заявленным характеристикам только при регулярном техническом обслуживании.

Выводы и полезное видео по теме

Приложенный ниже видеоролик поможет углубить и закрепить полученные по теме знания:

Принцип работы любого кондиционера, независимо от марки, типа, достаточно прост. Так как в его основе простейшие физические явления. В тоже время следует помнить, что климатическое оборудование имеет различные технические характеристики. Кроме того, кондиционеры отличаются надежностью, эффективностью, удобством в управлении. Что нужно учитывать, как и будущий переход на безопасный фреон, так как эта особенность может привести к финансовым потерям.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями или замечаниями? Или у вас остались вопросы по теме нашей статьи? Задайте их нашим экспертам и другим посетителям сайта в блоке обратной связи, расположенном ниже.

Сегодня многие не мыслят своего существования без этого полезнейшего устройства и бодрая весенняя капель, слышимая возле многоэтажек с приходом лета, служит лишним тому подтверждением.

В этой статье мы разберем принцип работы кондиционера и устройство оборудования.

Устройство кондиционеров

Покажем схематично его работу:

Тепловые насосы трудятся не только под видом кондиционеров, но и холодильников, осушителей воздуха, систем геотермального отопления и пр. Используемый в них газ называют хладагентом, обычно в этом качестве применяется фреон.

Устройство и принцип работы кондиционера

Хладагент циркулирует по замкнутому трубному контуру, состоящему из двух частей: конденсатора, в котором происходит сжатие газа до жидкого состояния, и испарителя, в котором хладагент испаряется, снова превращаясь в газ и расширяясь в объеме.

Из испарителя в конденсатор газ попадает при помощи компрессора (он и осуществляет сжатие). Из конденсатора хладагент через длинную тонкую скрученную в цилиндрическую спираль трубку (ее называют капилляром, дросселем или терморегулирующим вентилем) постепенно просачивается обратно в испаритель.

Разновидности кондиционеров

Сегодня помимо обычных кондиционеров, которые периодически включаются и выключаются, выпускаются так называемые инверторные устройства.

Инвертор – это электронный узел, который позволяет как угодно менять частоту электротока. При этом, соответственно, будет меняться и мощность компрессора.

Таким образом, инверторному кондиционеру выключаться не нужно – он работает постоянно, выбирая оптимальную мощность охлаждения.

Значение температуры в помещении остается фиксированным, а прибор служит дольше своих неинверторных собратьев (моменты пуска сильно сокращают жизнь силовых электроагрегатов).

Также кондиционеры могут быть:

Рециркуляционными — просто прогоняют через себя воздух помещения.
С возможностью подмеса наружного воздуха: эти приборы стоят дороже рециркуляционных, но зато воздух в помещении, где они смонтированы, не только становится прохладным, но и остается свежим.

По способу компоновки узлов кондиционеры делятся на два типа: моноблоки и сплит-системы.

У большинства кондиционеров имеется функция работы на обогрев, но не все знают, как включить кондиционер на тепло. Об этом расскажем в статье.

Виды и устройство бойлера для нагрева воды рассмотрим тут.

Моноблоки

Оконные: устанавливаются в оконном или стенном проеме так, чтобы конденсатор оказался на улице, а испаритель – внутри помещения.
Крышные: устанавливаются аналогично, только в кровле.
Мобильные: весь прибор целиком стоит на полу внутри помещения, а воздух, которым обдувается горячий конденсатор, через воздуховод выводится на улицу.

За выигрыш в цене владельцу моноблока приходится терпеть шум от компрессора и мириться с утечками тепла зимой через корпус прибора (последнее актуально для оконных и крышных моделей).

Сплит-системы

Прибор состоит из двух частей, одна из которых размещается внутри помещения, а другая – на улице. Если наружный блок один, а внутренних – несколько, прибор называют мультисплит-системой. Такие кондиционеры сегодня являются наиболее популярными, поэтому их работу мы рассмотрим подробнее.

Функционирование системы

Рассмотрим, как работает кондиционер. Начнем с принципа работы сплит системы кондиционера. Итак, сплит-система состоит из таких компонентов.

Наружный блок кондиционера

Здесь имеется конденсатор с обдувающим его вентилятором и компрессор. Таким образом, самые шумные узлы оказались на улице, в чем и состоит основное достоинство сплит-систем.

Рассмотрим принцип работы компрессора кондиционера. Компрессор сжимает хладагент до давления в 20 – 25 атм, вследствие чего его температура повышается до 90 градусов. Дешевле всего обходятся поршневые компрессоры, но их надежность оставляет желать лучшего, особенно если на улице холодно. Этого недостатка лишены более дорогие спиральные компрессоры.

Принцип работы сплит-системы на охлаждение

Через капилляр фреон понемногу продавливается в трубку, ведущую ко второй части прибора. Она называется…

Внутренний блок

Здесь помещен испаритель, который также обдувается вентилятором. Кроме этого, имеется плата управления, воздушный фильтр и поддон для сбора конденсата (сбрасывается по дренажному шлангу).

Давление фреона в испарителе составляет 4 – 5 атм, при этом он остывает до температуры менее 10-ти градусов.

По типу внутреннего блока (ВБ) сплит-кондиционеры делятся на такие виды:

Настенные: ВБ помещается на стене в верхней ее части. Охлажденный воздух подается непосредственно в помещение.
Кассетные: устанавливаются по центру потолка с тем расчетом, что все коммуникации будут спрятаны потолком подвесным. Сам ВБ имеет такие же габариты, что и стандартная потолочная плитка – 60х60 см. Мощные модели имеют двукратный размер – 120х60 см. Охлажденный воздух также подается непосредственно в помещение, но, в отличие от настенного варианта, сразу по четырем направлениям. Благодаря этому удается эффективно охлаждать помещение с гораздо большей площадью.
Канальные: ВБ канального типа полностью прячется за подвесным потолком, а подача охлажденного воздуха осуществляется по сети воздуховодов. Таким образом, при помощи одного ВБ можно охлаждать воздух в нескольких комнатах.

Устройство внутреннего блока кондиционера

Большинство современных кондиционеров может работать в двух режимах:

Работа кондиционера на холод: это обычный режим, при котором конденсатор размещается снаружи, а испаритель – в помещении.
Работа кондиционера на тепло.

В кондиционерах, способных работать в режиме отопления, наружная и внутренняя части контура могут меняться ролями: внутренняя становится конденсатором, а наружная – испарителем. Для этого в контур добавляется перемычка и 4-ходовой клапан, который направляет хладагент в ту или иную магистраль.

Особенность кондиционеров обогревателей состоит в том, что их тепловая мощность в 3 – 4 раза выше потребляемой электрической мощности, тогда как у обычных электрообогревателей оба эти параметра имеют равные значения.

Возможные неисправности системы

Чтобы не навредить кондиционеру, необходимо знать, от чего он может поломаться. Вот наиболее распространенные причины:

Забился воздушный фильтр

О подобном свидетельствует значительное ослабление воздушного потока, дующего из кондиционера.

С определенной периодичностью фильтр нужно промывать проточной водой, в результате чего его рабочие качества будут восстановлены.

Если даже после очистки фильтра ситуация не изменилась, осмотрите испаритель: возможно, на нем тоже накопилось немало пыли.

Во внутреннем блоке завелась нежелательная органика

Об этом владелец сразу узнает по неприятному запаху. Микробы селятся и размножаются на испарителе, где образуется живительный конденсат. Радиатор следует обработать специальным дезинфицирующим составом.

Забилась система отвода конденсата

В этом случае из внутреннего блока будет литься вода. Обычно засорение вызывается пылью.

Она содержится в прогоняемом через кондиционер воздухе, и часть ее оседает на влажном от конденсата испарителе.

Затем вместе с влагой она стекает в отводную трубку и забивает ее. После прочистки системы вода будет уходить по проектному пути.

Вышел из строя компрессор

Некоторые пользователи пытаются греться кондиционером даже при падении температуры на улице ниже +5 градусов, хотя его компрессор на это не рассчитан (это не касается некоторых специальных моделей). В результате агрегат выходит из строя. Чтобы прибором можно было пользоваться и в мороз, нужно установить систему обогрева компрессора.

Гидроудар

Причина возникновения этого явления — поступление хладагента в компрессор в жидком виде — до его превращения в испарителе в газообразное состояние. При этом последний может быть поврежден.

Фреон не успевает испариться из-за переохлаждения, что может быть вызвано двумя причинами: запуском прибора в морозную погоду и засорением фильтров пылью (испаритель хуже обдувается теплым воздухом из помещения).

Если вам необходимо обогреть гараж или дачный домик, то совсем необязательно покупать красивый и новый отопительный прибор. Можно сделать обогреватель своими руками. В теме приведены инструкции по сборке.

Схемы подключения радиаторов отопления описаны в следующем материале.

Видео на тему

Кондиционер, как оборудование для обеспечения комфортного температурного режима в помещениях отличается сложным электронным устройством. Нормальная эксплуатация таких приборов без дорогостоящих ремонтов возможна только при условии профессионального монтажа и квалифицированного обслуживания. Чтобы в процессе работы климатического оборудования не возникало сложностей и непредвиденных поломок, будет полезно знать принцип работы кондиционера. В этой статье мы рассмотрим технологические особенности разных видов кондиционеров и возможности их использования.

Общий принцип работы кондиционера

Конструкционно все существующие модели кондиционеров похожи. В каждом таком приборе присутствуют такие агрегаты, как:

компрессор. Принцип работы компрессора кондиционера построен на повышении давления специального вещества, которое называют хладагентом (фреоном), и обеспечению его перемещения по контуру охлаждения;
конденсирующий теплообменник. Этот элемент располагается в наружном блоке и выполняет функцию конденсатора хладагента, когда кондиционер работает на выработку холода;
испаритель. Так называют теплообменник внутреннего блока, обеспечивающий переход хладагента из жидкого состояния в газ;
дросселирующее приспособление (регулятор давления). Эту функцию выполняет капиллярный патрубок, повышающий давление фреона в системе высокого давления, включающей теплообменник, расположенный во внутреннем блоке;
вентилятор. Создает воздушный поток, направленный на конденсатор и испаритель.

Итак, с чего же начинается процесс работы кондиционера

Процесс охлаждения воздуха начинается во внешнем блоке кондиционера, где хладагент фреон находится в газообразном состоянии.
После этого хладагент перемещается в компрессор, где под давлением сжимается и повышается его температура.
Фреон переходит в конденсатор, расположенный во внешнем блоке, где всасываемый воздух с помощью вентилятора продувает его, при этом охлаждая. Данное действие привод к переходу фреона из газообразного в жидкое состояние.
Затем в виде жидкости попадает в терморегулирующий вентиль, который уменьшает давление в системе и тем самым понижает температуру кипения фреона. Это провоцирует начало кипения и испарения.
После фреон попадает в испаритель внутреннего блока, где фреон поглощает теплый воздух из комнаты и отдает холодный. Поглощая теплый воздух, фреон переходит из жидкого состояния в газообразное.
Хладагент в виде газа перемещается опять во внешний блок и цикл работы кондиционера повторяется.

Если в результате продолжительной эксплуатации или некачественной сборки в магистрали происходит утечка холодильного вещества, то происходит падение производительности климатического устройства. При интенсивных утечках возможно обмерзание испарителя. При попадании в магистраль капель воды или влажного воздуха происходит закупорка капилляров льдов, что приводит к поломкам компрессора. В качестве профилактики таких неисправностей во время установки и обслуживания кондиционера производится вакуумация трассы хладагента. Эта процедура выполняется с помощью профессионального компрессора.

В современных моделях кондиционеров предусмотрено выключение устройства после того, как температурный режим в помещении достигает заданных параметров. Если оборудование с такой функцией продолжает работать после охлаждения воздуха до установленной температуры, необходимо обратиться в специализированный сервисный центр для устранения неисправности.

Общие рекомендации по использованию кондиционера

Компрессор кондиционера может быстро сломаться, если испаритель не успевает преобразовать весь проходящий фреон в газ. В этом случае, жидкий холодильный агент приводит к неправильной работе компрессора и последующей поломке. Такая ситуация может быть обусловлена некачественной сборкой, несовершенной конструкций или неправильным использованием кондиционера (к примеру, включение оборудование при сильном морозе). Несмотря на то, что некоторые современные модели устройств для кондиционирования могут использоваться для обогрева помещений, их работа возможна только при температурах, превышающих нижние пределы, установленные производителем. Как правило, кондиционеры используют в качестве обогревателей в период межсезонья, до начала отопительного сезона.

Для снижения нагрузки на климатическое оборудование следует держать закрытыми окна и двери, а также обеспечить нормальную теплоизоляцию помещения. Снизить энергопотребление кондиционера поможет такая мера, как установка на оконные проемы жалюзи или завешивание их плотными шторами. Во время проветривания помещений климатическое оборудование следует выключать.

В каждом кондиционере предусмотрена фильтрационная система, которая со временем забивается пылью и мелкодисперсными частичками, находящимися в воздухе. Своевременная очистка и замена фильтров не только продлит срок службы климатического оборудования, но и сделает более чистым воздух в помещении.

Не нужно задавать минимальную температуру для охлаждения помещения. Это приведет к перегрузке компрессора, высоким затратам на электроэнергию и может стать причиной болезни. Ориентируйте кондиционер на достижение комфортного температурного режима, который, обычно, немного выше 20 °C. Интенсивная работа компрессора в очень жаркую погоду может привести к обмерзанию теплообменника. Ускорить процесс охлаждения воздуха в комнате можно, увеличив частоту оборотов вентилятора.

Принцип работы канального кондиционера

Канальная сплит система или канальное климатическое оборудование представляет собой стандартное устройство, внутренний блок которого имеет канальную конструкцию.

Рассматривая такой кондиционер (устройство и принцип работы) можно отметить, что у него все основные функциональные элементы (дросселирующий регулятор, компрессор, воздушный конденсатор) размещены в наружном блоке. Такие приборы используются для обеспечения комфортной температуры путем нагрева\охлаждения воздуха, а также для очистки воздуха от пыли и микрочастиц. Для нагревания воздуха в помещении могут использоваться модели, которые могут работать по принципу тепловых насосов. Канальные сплит-системы состоят из 2-х отдельных элементов (внешний и внутренней блоки, которые соединены магистралями для хладагента). Кондиционирование помещений осуществляет внутренний блок. Он может встраиваться в подвесной потолок или ниши из гипсокартона.

Принцип работы кондиционера в квартире предполагает перемещение тепловой энергии из помещения в окружающую среду с помощью холодильного контура, в котором находится холодильный агент — фреон. Основными элементами этого контура являются теплообменники (испаритель\конденсатор). В блоке, который устанавливается в помещении, находится испаритель, забирающий тепло из помещения, а конденсирующий теплообменник располагается в наружном блоке (он отдает тепловую энергию в окружающую среду). В качестве вещества транспортирующего тепловую энергию выступает холодильный агент – фреон.

Таким образом, основными устройствами наружного блока канальных систем кондиционирования являются:

контур охлаждения. Он состоит из капиллярного патрубка, компрессора и конденсирующего теплообменника. Основная функция этого контура состоит в перемещении тепловой энергии из помещения в окружающую среду. С помощью магистралей хладагента соединены уличный и внутренний блоки. Контур охлаждения внешнего блока объединен с холодильным контуром, расположенным во внутреннем блоке, в одну систему.
вентилятор конденсирующего теплообменника направляет воздушные потоки через конденсатор;
управляющая автоматика обеспечивает контроль функционирования всех улов наружного блока и защищает их от поломок, вызванных перегрузкой и другими факторами.

Монтаж внешнего блока производится с учетом требований, которые описываются производителем в сопровождающей документации. Особое внимание следует уделить расстоянию между внешним и внутренним блоком, а также их высоте друг относительно друга. Поскольку внутренний блок располагается непосредственно в помещении, то его работа должна сопровождаться минимальным шумом, поэтому количество элементов холодильной магистрали в нем также минимизируется. Здесь находятся:

— испаритель с теплообменником;

— приемник сигналов пульта д/у (в некоторых моделях может предлагаться, как дополнительная опция.

Использование канальных кондиционеров для бытовых целей возможно в том случае, если в помещениях достаточно высокие потолки.

Основные преимущества:

Один внутренний блок может осуществлять кондиционирование нескольких комнат.
Для увеличения процентного содержания кислорода внутри помещений можно добавлять свежий воздух.
Монтаж оборудования (включая воздушные магистрали) может выполняться скрытым способом, что позволяет устанавливать кондиционер без нарушения дизайна интерьеров.
Управление оборудованием может выполняться, как проводным, так и ИК пультом.

Отрицательные аспекты:

При использовании одного блока для кондиционирования нескольких комнат, возможно обеспечение исключительно одинакового температурного режима для всех помещений.
Для монтажа такого оборудования необходима достаточная высота потолков.
Составление проекта разводки и расчет параметров оборудования могут выполнять только высококвалифицированные специалисты.

Принцип работы инверторного кондиционера

Разберемся, каков принцип работы кондиционера инверторного типа. Основным элементом такого оборудования является инвертор. Это устройство позволяет увеличить эксплуатационный срок климатического оборудования в 1,5 раза и экономит до 30 средств на оплату электроэнергии в сравнении с линейными кондиционерами.

Принципиальная схема электропитания инверторного оборудования выглядит следующим образом:

— переменный ток преобразуется в постоянный;

— параметры постоянного тока регулируются в зависимости от необходимой мощности охлаждения;

— постоянный ток трансформируется обратно в переменный.

Такой принцип работы кондиционера (схема преобразования напряжения) обеспечивает непрерывную работу кондиционера с выбором необходимой мощности компрессора.

Схема работы традиционных кондиционеров (вкл.\выкл.) заключается в том, что компрессор работает на охлаждение до достижения в помещении необходимого температурного режима, после чего происходит его отключение. Когда температура в помещении увеличивается на несколько градусов, происходит включение компрессора и т.д. В результате такой цикличной работы оборудование испытывает большие пусковые нагрузки и потребляет больше электроэнергии. Эти моменты ускоряют износ компрессора, так как в период отключения масло компрессора стекает в картер и в момент старта он работает с малым количеством смазывающего материала.

Описанные выше перегрузки несвойственны для инверторного оборудования, так как принцип его работы не предполагает частых пусков. Инвертор после достижения нужных температурных параметров в помещении переходит в режим работы на минимальной мощности. Это продлевает срок службы компрессора, снижает уровень шума и потребление электроэнергии. К тому же, инверторное климатическое оборудование обеспечивает более комфортный микроклимат в помещении, так как точнее поддерживает температурные параметры.

Учитывая более высокую производительность инверторного кондиционера при экономичном потреблении электрической энергии, можно сделать вывод об экологичности такого оборудования.

Принцип работы прецизионных кондиционеров

Разновидность климатического оборудования, обеспечивающая поддержание температурных параметров и влажности в помещениях специального назначения получила название прецизионные кондиционеры. Такое оборудование используется:

Для помещений, где необходимо обеспечить заданную температуру с погрешностью в полградуса.
Если необходимо обеспечить гарантированную бесперебойную работу климатического оборудования круглый год.
Если необходимо обеспечить быстрый старт резервных блоков в аварийных ситуациях.
Если нужно обеспечить высокий приток тепла (превышающий возможности обычных кондиционеров более чем в 5 раз).

Как правило, такие кондиционеры используют для серверных комнат и помещений, где размещается электронно-вычислительное оборудование.

Работают такие прецизионные кондиционеры по следующей схеме:

Газообразный фреон сжимается компрессором и подается к конденсатору, где он преобразуется в жидкую форму, а образующееся тепло отводится наружу.
После этого хладагент происходит через дросселирующие трубки, в которых происходит снижение его давления и температуры.
Затем фреон подается к испарителю и после преобразования в газ, снова поступает к компрессору.
Воздух, продуваемый через испаритель, охлаждается и поступает в помещение.

Блок, который расположен внутри помещения, может выполнять разные задачи (в зависимости от назначения данной модели):

охлаждение;
устройство с электроподогревом и охлаждением с автоматическим регулированием температуры;
увлажнение воздуха и охлаждение;
устройство с доп. опциями (охлаждение, увлажнение и др.).

Этот блок климатической системы может иметь конструкцию с разным вариантом забора\подачи воздуха:

подача воздушных потоков в верхней части через воздуховод и отбор воздуха в фронтальной части устройства между основным и ложным потолком;
нижняя подача под ложный пол и верхний отбор через воздуховод между ложным и основным потолком;
отбор воздуха выполняется сверху (непосредственно из помещения, а подача снизу (под ложный пол);
подача воздуха проводится сверху через воздуховод между основным и ложным потолком, а забор снизу под ложным полом и сзади;
отбор воздуха снизу под ложным полом и сзади, подача проводится сверху непосредственно в помещение.

Конструкция прецизионной системы кондиционирования по принципу работы идентична любой сплит-системе. При подключении устройства к сети электропитания начинает работать вентилятор, нагнетая воздух из серверной. Подача воздуха может осуществляться в верней части устройства или в нижней, а выдуваться — из системы воздуховода в полу или в потолке.

В прецизионных моделях регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется с помощью термодатчика, методом определения температуры и передачей показаний на электронный контролер. После поступления сигнала, автоматически включается система охлаждения воздуха.

Электронный контролер автоматически включает компрессор, который, сжимая холодильный агент, подает его на конденсатор. В конденсаторе температура фреона снижается вентиляторами, и он преобразуется в жидкость.

С помощью терморегулирующего вентиля в прецизионном кондиционере давление фреона для серверной снижается до 4 атмосфер. В итоге фреон закипает и переходит в газ с температурой 4 градуса по Цельсию. Таким образом происходит охлаждение фреона. Холод от холодильного агента подается на испаритель внутреннего блока где снижает температуру воздушного потока.

Принцип работы оконного кондиционера

Оконный кондиционер представляет собой моноблочную систему, которая устанавливается в оконный проем или в стену. Если сравнивать моноблочный кондиционер со сплит-системой, то можно заметить ряд недостатков:

— производит много шума;

— ограничивает выбор места для установки устройства;

— ухудшает доступ солнечного света в помещение;

— не очень эстетичный способ монтажа.

Основным преимуществом оконного кондиционера является низкая стоимость устройства. Модель оконного кондиционера по принципу работы идентична передвижной моноблочной системе.

После процесса конденсации хладагент переходит в жидкое состояние.
Под действием компрессора хладагент еще больше сжимается и продвигается в дросселирующий модуль для повышения давления.
При комнатной температуре под высоким давлением хладагент закипает в испарителе и переходит в газообразное состояние, выделяя при этом холод.
Образовавшиеся холодные массы охлаждают поток воздуха, подаваемый вентилятором.
Холодильный агент в газообразном состоянии проходит через фильтр и подается к конденсатору, где снова трансформируется в жидкость. Перемещаясь по замкнутому контуру, хладагент выводит тепло из помещения и обеспечивает охлаждение воздушных потоков, направляемых внутрь помещения.

Таким образом, можно отметить ошибочность мнения, что климатическое оборудование производит холод. Принцип действия таких устройств заключается в отборе и перемещении холода их окружающей среды внутрь помещения, даже, если температура снаружи поднимается выше тридцати градусов с плюсом. Исходя из этого, можно отметить, что предназначение кондиционера заключается не в охлаждении воздуха внутри помещений, а в формировании требуемого микроклимата. Нужно учесть, что процесс кондиционирования способствует снижению уровня влажности воздуха. Это может быть полезным для комнат с высокой влажностью, но в других случаях может понадобиться установка оборудования, увлажняющего воздух.

Аналогично с разными моделями сплит-кондиционеров, некоторые устройства, предназначенные для установки в оконные проемы, также могут использоваться и для отопления помещений. Такое оборудование называют оконными моноблоками реверсированного цикла. Такие кондиционеры особенно практичны в периоды межсезонья. Оконное оборудование обязательно имеет встроенную систему фильтрации, которая предотвращает попадание внутрь помещений пыли, пуха и других элементов.

Принцип работы мобильного кондиционера без воздуховода

На этом всё! Надеемся, что данный материал вам понравился.

Если вам понравился материал, поделитесь им пожалуйста в социальных сетях;)

Читайте также: