Устройство кондиционера на примере сплит-системы ↑
Не смотря на то, что сплит-система состоит из внутреннего и наружного блоков, по принципу работы она повторяет устройство бытового кондиционера любого другого типа, ведь в её основе находится полностью герметичный замкнутый контур, заполненный хладагентом, состоящий из теплообменников соединённых медными трубками. Теплообменник во внутреннем блоке называется испарителем, а в наружном — конденсатором.
Хладагент, перетекая по системе, переносит тепловую энергию между теплообменниками, все это происходит благодаря компрессору, находящемуся во внешнем блоке. Для эффективного теплообмена между хладагентом и воздухом в каждом из блоков установлены вентиляторы прогоняющие воздух через теплообменники. Ещё одним важным узлом прибора является дроссельное устройство, оно установлено во внутреннем блоке перед испарителем и необходимо для понижения давления фреона с целью преобразования последнего в газообразную фракцию.
Весь процесс работы кондиционера в режиме охлаждения воздуха происходит следующим образом. Компрессор в наружном блоке нагнетает хладагент, повышая давление в конденсаторном теплообменнике, чем вызывает переход его в жидкую фракцию, что сопровождается выделением тепла, которое отводится в воздух благодаря работе вентилятора.
Охлаждённый хладагент по медному трубопроводу поступает во внутренний блок, где проходя через дроссельное устройство, закипает, переходя в газообразное состояние, поглощая тепло, сильно охлаждает испарительный теплообменник. Вентилятор внутреннего блока продувает воздух, забираемый из помещения, который охлаждаясь, возвращается обратно. При этом на пластинах испарителя конденсируется влага, которая по пластиковой трубке отводится в канализацию или наружу. Далее хладагент возвращается по медной трубке в компрессор и цикл повторяется.
Некоторые кондиционеры могут работать в режиме подогрева воздуха в помещении, для этого в наружном блоке сплит-системы имеется четырёхходовой вентиль, с помощью которого осуществляется движение фреона в обратном направлении. В таком случае конденсатор становится испарителем, а испаритель конденсатором.
Значение понятий
Для начала стоит научиться различать мощность охлаждения прибора и мощность электрическую — ту, что потребляет кондиционер. Практически всегда эти параметры указаны на его упаковке. Обе силы связаны между собой, поэтому при выборе устройства необходимо уточнять, какова потребляемая мощность кондиционера и его охлаждения.
Электрическая сила
Электрическая мощность – это энергия, которую кондиционер берет из электрической сети дома. Она выражается в кВт/ч. По этим данным человек в конце месяца оплачивает коммунальные услуги за свет. Необходимо знать, что мощность, указанная на упаковке, описывает расход электроэнергии, если сплит-система будет работать на протяжении 1 часа.
Мощность эти устройства расходуют намного меньше, потому что они работают с частыми перерывами. Когда в помещении температура воздуха набирает нужное число, сплит-система останавливается и не мотает энергию, а прохлада в помещении держится длительное время. Если термоизоляция дома хорошая, то холод быстро не уйдет.
Сила охлаждения
Охладительная мощность – это показатель, при котором прибор доставляет в помещение прохладу. Ее измеряют в БТЕ (Британских Тепловых Единицах), 1 БТЕ – это 0,3 Вт. В основном в индексе показывают число в тысячах. Если на коробке системы кондиционирования написано «ВТЕ 5» — это означает, что прибор потребляет электроэнергии 5000 * 0,3= 1,5 кВт/ч от непрерывной работы.
Для таких устройств, которые имеют мощность 12 БТЕ, не нужно устанавливать отдельную розетку, т. к они будут потреблять примерно 3,5 кВт. Столько же электроэнергии наматывают стиральные машины или нагревательные баки. Нельзя нагружать одну линию несколькими включенными приборами, поскольку проводка может перегореть.
Мощность прибора и объем помещений
Устройство кондиционера
Основные компоненты кондиционера включают в себя:
- Компрессор — отвечает за сжатие и движение хладагента в системе;
- Испаритель — позволяет охладить поток воздуха и сделать его более комфортным;
- Конденсатор — выполняет противоположную функцию и нагревает воздух;
- Регулятор температуры — регулирует температуру в помещении;
- Вентиляторы — отвечают за циркуляцию воздуха и поддержание его потока;
- Фильтры — очищают воздух от пыли, бактерий и других загрязнений.
Принцип работы кондиционера заключается в циклическом перемещении хладагента по системе. Этот процесс происходит следующим образом:
- Компрессор сжимает хладагент, что повышает его давление и температуру.
- Сжатый хладагент проходит через конденсатор, где он отдает тепло окружающей среде и переходит в жидкое состояние.
- Жидкий хладагент под давлением проходит через испаритель, где происходит испарение, что приводит к понижению температуры.
- Охлажденный воздух проходит через фильтры и поступает в помещение.
- Одновременно с этим, нагретый хладагент проходит через компрессор, где снова сжимается, начиная новый цикл.
Таким образом, кондиционер выполняет функцию охлаждения и увлажнения воздуха в помещении, обеспечивая комфортную температуру в любое время года.
Идеальный климат: оптимальные параметры
Когда мы находимся в помещении, особенно в жаркие летние дни, хорошо бы иметь возможность настроить идеальный климат. Но что такое идеальный климат и какие параметры нужно учитывать?
Температура
Одним из основных параметров идеального климата является температура в помещении. Оптимальная температура для комфортной жизни человека составляет около 22-24 °C. При этой температуре мы чувствуем себя комфортно и способны сосредоточиться на работе или отдыхе.
Влажность
Влажность воздуха также влияет на комфорт и благополучие человека. Оптимальный уровень влажности составляет около 40-60%. При такой влажности воздуха наши дыхательные пути и слизистые оболочки организма не пересушиваются, а кожа не высыхает.
Чистота воздуха
Чистота воздуха в помещении также важна для создания идеального климата. Высокое содержание пыли, аллергенов или других загрязнителей в воздухе может вызвать проблемы с дыханием и здоровьем. Поэтому рекомендуется использовать специальные фильтры в кондиционере или применять другие методы очистки воздуха.
Приток свежего воздуха
Для создания идеального климата в помещении необходим приток свежего воздуха. Постоянное обновление воздуха помогает улучшить его качество и поддерживать оптимальные условия для здоровья и комфорта. Поэтому желательно обеспечить постоянное проветривание помещения или использовать системы вентиляции.
- Контролируйте температуру в помещении, чтобы создать комфортные условия.
- Поддерживайте оптимальный уровень влажности, чтобы не испытывать дискомфорта сухости или увлажненности.
- Очищайте воздух с помощью фильтров или других систем фильтрации, чтобы избегать проблем с дыханием и здоровьем.
- Обеспечьте постоянный приток свежего воздуха, чтобы поддерживать оптимальные условия в помещении.
Подключение кондиционера
Схема установки кондиционера проста, а вот сама установка достаточно сложна. Произвести ее могут только специалисты, у которых есть соответствующее оборудование. Вся сложность заключается в монтаже наружного блока и закачке фреона внутрь. Также требуется проделать огромную дыру в стене, а если дом панельный, то сложность работ возрастает.
Что касается подключения к электросети, то достаточно просто подсоединить внутренний блок устройства к розетке, не более того. А вот схема подключения кондиционера по питанию — это документ, в котором отображено расположение различных компонентов и информация для сервисных центров. Он в большей степени интересует инженеров, которые занимаются ремонтом и подключением техники. В контексте этой статьи нельзя привести единую схему подключения кондиционера, так как она для различных моделей может быть разной.
Ответы на часто задаваемые вопросы
Откуда кондиционер берет воздух?
Внутренний блок через отверстия на передней панели всасывает воздух из помещения, после обработки направляет поток обратно в комнату. Модели с функцией притока рассчитаны на подключение к внешнему источнику воздуха, например, системе вентиляции.
Как кондиционер охлаждает воздух?
Принцип работы следующий. Захватываемый из помещения вентилятором воздух направляется в блок для обдувания теплообменника испарителя. Испаряющийся фреон забирает тепло, отводит на улицу. В помещение возвращаются уже охлажденные воздушные потоки.
В чем разница между кондиционером и сплит-системой?
С технической точки зрения кондиционер и сплит-система, это одно оборудование. Если говорить о комплектации, то кондиционер может состоять из одного блока. Мобильное оборудование устанавливают внутри помещения. Сплит-система имеет минимум 2 блока – наружный и внутренний.
Откуда вода появляется в кондиционере?
После охлаждения теплого воздуха из-за разницы температур образуется конденсат в области теплообменника.
Что будет, если открыто окно и работает кондиционер?
При открытом окне у работающего кондиционера увеличивается нагрузка на компрессор и вентилятор. Узлы быстрее изнашиваются. Увеличивается расход электроэнергии.
- Крупнов Б. А., Шарафадинов Н. С. «Руководство по проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха», 2006 год
- СП 7.13130.3013. Свод правил «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности»
- СНиП 41-01-2003 “Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”
Работа в режиме вентилятора и фильтрация воздуха
В данном режиме кондиционер становится обычным вентилятором. С помощью пульта дистанционного управления можно управлять только двумя командами: ускорить обдув и направить струю воздуха в нужную сторону. Однако такая система имеет отличия от классического напольного вентилятора.
Воздух в помещении можно сравнить со слоеным пирогом — горячий вверху, теплый в середине и холодный внизу. И, если зимой помещение отапливается радиаторами, что способствует перемешиванию слоев, то в межсезонье этот процесс приостанавливается. Из-за этого в светлых помещениях с несколькими окнами становится нестерпимо жарко, а в ванных комнатах воздух не успевает прогреться до комфортной температуры. Чтобы выровнять температуру во всем доме, можно быстро пробежаться по комнатам, размахивая руками, либо воспользоваться кондиционером.
Вентиляторы в кондиционерах легко смешивают слои: нагретый воздух поднимается к потолку, поступает в воздухозаборник сплит-системы и вытесняется лопастями турбины, в установленном направлении — туда, где располагаются люди. Кроме всего этого, даже самые экономичные модели сплит-систем оснащены системой фильтрации — в более простых моделях это сетчатый нейлоновый фильтр, который останавливает большие частицы пыли. Этого хватает, чтобы сделать воздух более чистым и полезным для дыхания. Более продробно про режим вентиляции и как его правильно включать.
Современные системы поддерживает несколько уровней фильтрации: фотокаталитический, электростатический и абсорбционный HEPA-фильтр, угольные картриджи и фильтры из листьев чайного дерева. Существуют также фильтры, содержащие витамин С, и системы ионизации, которые заряжают воздух отрицательными ионами. Энзимные и антибактериальные фильтры все чаще встречаются в современных кондиционерах — они очищают воздух от аллергенов и вредных частиц, побеждают бактерии и вирусы. После этой информации, навряд ли кто-то захочет включать напольный вентилятор.
Устройство и принцип работы обычного кондиционера
Кондиционирующий аппарат — довольно сложное и капризное приспособление, требующее бережного обращения и постоянного ухода. В качестве специального вещества, обеспечивающего охлаждение и нагревание, обычно выступает фреон. Суть действия системы заключается в протекающих физических реакциях внутри, точнее — реакциях жидкости. Испарение воды означает поглощение тепла, а конденсация — выделение. Так как особенность работы агрегата заключается в испарении и конденсации хладагента, его устройство во многом напоминает поведение холодильника. Изменение значений давления и температуры приводит к необходимому эффекту — охлаждению или обогреву здания.
Важно! Некоторые пользователи полагают, что принцип работы сплит-системы заключается в заборе уличного воздуха и его последующей отдачи в помещение. Это мнение ошибочно
Модели, способные подмешивать свежий уличный воздух, встречаются крайне редко и стоят очень дорого.
Схема устройства кондиционера
Как охлаждается и нагревается воздух с помощью кондиционера
Действие системы представляет собой замкнутый цикл. Охлаждение и нагрев — это два взаимообратных процесса, поэтому понять принцип работы аппарата можно, ознакомившись только с одним из них.
При охлаждающем режиме происходят следующие действия:
- Включается компрессор, нагнетающий давление;
- Охладитель в газообразном состоянии начинает проходить через радиатор, становясь жидким и горячим;
- В таком состоянии хладагент поступает к терморегулирующему вентилю, где его температура начинает понижаться;
- Это приводит к испарению охлаждающего вещества, в результате испаритель покрывается холодной газожидкостной смесью;
- Вентилятор сдувает холод с испарителя, направляя холодный воздушный поток в помещение;
Фреон, превратившийся обратно в газ, попадает к конденсатору, и цикл завершается.
При обогреве протекает обратный процесс — вместо испарения происходит конденсация охладителя.
Полезно! Кондиционирующие агрегаты потребляют немало электроэнергии, поскольку в основе их работы лежат двигатель и компрессор. С другой стороны, потребляемая энергия раза в три меньше трансформируемой, в связи с чем использование кондиционера в качестве обогревателя считается экономически выгодней, чем применение специализированной техники.
Устройство кондиционера
Сплит-система состоит из двух частей, одна из которых устанавливается на фасаде дома, а другая — на стене внутри комнаты.
Внешняя и внутренняя части сплит-системы соединены тонкими трубами, по которым циркулирует хладагент (обычно фреон). Для прокладки фреоновой магистрали в стене просверливается отверстие.
Компоненты наружного блока сплит-системы
Внешний блок сплит-системы включает в себя:
- Компрессор — сжимает фреон и приводит его в движение.
- Конденсатор — является теплообменником наружного блока и преобразует фреон в жидкую форму.
- Терморегулирующий вентиль — снижает давление хладагента перед испарителем.
- Вентилятор — нагнетает воздух вокруг конденсатора.
- Плата управления — «мозги» сплит-системы. Она монтируется во внешнем блоке только в инверторных кондиционерах. В неинверторных плата обычно располагается во внутреннем блоке.
- Четырехходовой клапан — изменяет направление перемещения фреона. Присутствует в сплит-системах с функцией обогревателя.
Компоненты внутреннего блока сплит-системы
Внутренний блок кондиционера включает в себя:
- Испаритель — теплообменник во внутреннем блоке, который преобразует фреон из жидкости в газ.
- Вентиляторы — отвечают за циркуляцию воздуха.
- Фильтры — улавливают пыль.
- Жалюзи — изменяют поток воздуха в горизонтальном и вертикальном направлении.
- Индикаторная панель — указывает на режим работы устройства и информирует о вероятных поломках.
Если вы хотите лучше понять зачем служат все эти трубки и что куда ведет, то рекомендуем прочитать как установить кондиционер своими руками. Станете лучше понимать основы.
Работа оборудования
Детали кондиционирующей системы, кроме вращающихся вентиляторов, скреплены друг с другом тонкими трубками из меди. В продаже встречаются модели и с алюминиевыми трубками. По ним перемещается хладагент (фреон). Он поочередно принимает то жидкое, то газообразное состояние. Вентиляторы помогают избежать перегрева всего оборудования.
Нагретая рабочая смесь поступает в конденсатор, в котором она начинает охлаждаться и выделять тепловую энергию, преобразуясь в жидкость. Затем хладагент отправляет в испаритель через дроссель. Тут жидкий и газообразный фреон перемешивается и испаряется, образуя холод. Затем хладагент вновь отправляется в компрессор, и весь процесс повторяется.
Zanussi ZACM-08 MP-III/N1 — 4 место
Отличается максимально компактным размером. Прибор не требует дополнительной установки, а небольшой вес позволяет переносить кондиционер по всему дому.
Модель дополнительно оснащена режимами охлаждения, осушения воздуха и фильтрации. При использовании этот напольный кондиционер практически не образует конденсата, благодаря функции автоматического испарения.
К основным характеристикам Zanussi ZACM-08 MP-III/N1 относятся:
- работает в помещениях площадью не более 20 кв.м.;
- высокий класс энергоэффективности;
- отсутствует функция ионизации воздуха;
- нет режима обогрева;
- есть таймер включения и выключения режимов;
- имеет средние показатели по уровню шума.
Мнение эксперта
Старостин Константин Адреевич
Специалист по монтажу и обслуживанию кондиционеров
Чтобы избежать появления конденсата во влажных помещениях, с прибором дополнительно поставляется специальная трубка. Ее выводят в окно, чтобы вывести лишнюю влагу.
Нагрев и вентиляция: принцип работы обогревателя
Основные компоненты обогревателя:
- Нагревательный элемент (например, спираль или керамический элемент).
- Вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха и распределение тепла.
- Термостат для автоматического регулирования температуры.
- Разъем для подключения к электрической сети.
Принцип работы:
После включения обогревателя, электрический ток пропускается через нагревательный элемент, что приводит к его нагреванию. Нагретый элемент передает тепло окружающему воздуху.
Вентилятор обогревателя вытягивает воздух из помещения, пропускает его через нагревательный элемент и возвращает обратно в помещение. Таким образом, воздух нагревается на нагревательном элементе и передается в помещение. Вентилятор также способствует равномерному распределению тепла по всей площади помещения.
Управление температурой:
Обогреватель обычно оснащен термостатом, который контролирует температуру воздуха в помещении. Когда достигается заданная температура, термостат автоматически отключает нагревательный элемент, чтобы предотвратить перегрев. При снижении температуры воздуха ниже заданного уровня обогреватель снова включается.
Преимущества обогревателей
Преимущества
1. Небольшие габариты и портативность.
2. Быстрый нагрев воздуха.
3. Возможность выбора режима работы и регулировки температуры.
Обогреватель – это эффективное средство для нагрева помещений различного назначения, таких как офисы, жилые комнаты или гаражи, и обеспечивает комфортную температуру в холодное время года.
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:
- В компрессор из радиатора поступает хладагент под низким давлением в 2-4 атмосферы и температурой около +15 градусов.
- Работая, компрессор сжимает фреон до 16 — 22 очков, в связи с этим он нагревается до +75 — 85 градусов и попадает в конденсатор.
- Испаритель охлаждается потоком воздуха, имеющим температуру ниже, чем у фреона, вследствие чего хладагент остывает и преобразуется из газа в водянистое состояние.
- Из конденсатора фреон попадает в терморегулирующий вентиль (в бытовых приборах он выглядит в виде спиральной трубки).
- При прохождении через капилляры, напор газа понижается до 3-5 атмосфер, и он остывает, при этом часть его испаряется.
- После ТРВ жидкий фреон поступает в радиатор, обдуваемый воздушным потоком. В нем хладагент полностью преобразуется в газ, забирает тепло, в связи с этим температура в помещении понижается.
Затем фреон с низким давлением двигается к компрессору, и вся работа компрессора, а значит и бытового кондиционера, повторяется вновь.
Работа кондиционера на холод
Функциональные нюансы
Жидкие вещества при нагревании испаряются, активно поглощая тепло с той поверхности, на которой находятся, а при выпадении конденсата происходит обратный процесс — на этом и основывается принцип действия любой системы кондиционирования. Эти изделия не могут производить холод, а только переносят тепло из охлаждаемого объекта на улицу или наоборот, что происходит при включении режима обогрев. Тепло — это энергия, а она не может исчезать бесследно или возникать ниоткуда, основным переносчиком ее в кондиционерах является хладагент.
Во время охлаждения фреон испаряется, конденсация его происходит в выносном блоке, после того, как сжатый до определенной консистенции хладагент выходит из компрессора. Если работа кондиционера или сплит-системы настроена на обогревание помещения, то все происходит наоборот.
Технические характеристики бытовых кондиционеров складываются из номинальной мощности изделия, которая расходуется на охлаждение или обогрев внутренних помещений. Такой конструкции изделия используются в межсезонье, но только при температуре выше ноля — включать при морозе их нельзя. Причем нагрев происходит по специальной схеме: обогревается пол, создавая комфортную атмосферу для ног.
Далее, идет мощность потребления, расход воздуха, уровень производимого шума, который допускается в жилых помещениях не более 34 дБ. Учитывать надо шум при минимальной и максимальной мощности работы изделия.
Основные характеристики кондиционеров учитывают и хладагент, используемый в изделии — все устройства используют разные виды фреона от R-12 до R-410А, который состоит из равных долей (50 на 50) R32 и R125.
Моноблоки и сплит-системы
Моноблочные климат-устройства представляют собой один корпус, внутри которого размещены элементы охлаждающего контура, фильтры, дренажная система, блок управления. Напольные моноблоки комплектуются трубой для отведения горячего воздуха от конденсатора.
Климат-системы разделены на внешний и внутренний блоки. Внешний: конденсатор, компрессор, терморегулирующий вентиль, вентилятор, зимний комплект (если входит в комплектацию). Эти компоненты вынесены наружу для снижения уровня шума внутри помещения. Внутренний блок содержит: испаритель, вентилятор, воздушные фильтры очистки, блок электроники, дренажный резервуар.
К дренажной емкости подключен патрубок, отводящий конденсат наружу за пределы помещения, либо в канализационный сток. У моноблочных устройств конденсат из резервуара удаляется вручную (напольные), либо распределяется лопастями вентилятора на конденсатор для усиления его охлаждения (оконные).
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
Модели, в которых вентилятор наружного блока вращается с постоянной скоростью, работают эффективно только в узком диапазоне температур наружного воздуха. В более «продвинутых» кондиционерах скорость вентилятора плавно или ступенчато регулируется в зависимости от температуры.
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.
