Конструкция кондиционера, принцип работы

Сейчас собственно мы и будем разбираться, как устроен кондиционер и как же он все таки работает!

Рассмотрим это на примере сплит-системы.

Как известно из школьного курса физики, при испарении любая жидкость поглощает тепло.
Если капнуть на руку спирт или одеколон, тут же почувствуешь холод.
И наоборот, при конденсации пара выделяется тепло.

Именно этот известный принцип и эксплуатирует любая сплит-система.

Немного утрируя, можно считать, что ее главным элементом является замкнутая медная трубка.

Одна ее часть проходит через находящийся в помещении внутренний блок, другая — через висящий на улице внешний.
Это и есть холодильный контур, внутри которого циркулирует фреон.

При прохождении через внутренний блок, фреон превращается в газ, а значит, охлаждает помещение.

Во внешнем блоке он снова становится жидкостью, отдавая излишки тепла окружающему воздуху.

Правда, фреон — жидкость ленивая, и сам по себе никуда не потечет.

Для этого в кондиционере предусмотрен специальный «насос» — компрессор, создающий в холодильном контуре необходимое давление.

Кроме того, участки холодильного контура внутри блоков снабжены алюминиевыми пластинами, помогающими фреону, эффективнее делится с окружающим воздухом теплом или прохладой.

Эти устройства так и называются — теплообменники.

А для того, чтобы процесс шел еще быстрей, воздух через них продувают с помощью вентиляторов.

При необходимости кондиционер можно использовать и для нагрева.

Только в этом случае тепло с улицы переносится в помещение, а не наоборот.

Кондиционер, работающий в режиме обогрева помещения, называют тепловым насосом.

Конструкция кондиционера.

Конструкцию кондиционера рассмотрим на примере сплит-системы настенного типа.

Сплит-системы с другими типами внутренних блоков состоят из тех же узлов, и отличаются только внешним видом.

Внутренний блок кондиционера состоит из следующих узлов.

Передняя панель.
Представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух.
Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т. п. )

Фильтр грубой очистки.
Представляет собой пластиковую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т. п.
Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.

Испаритель.
Радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение.
Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.

Горизонтальные жалюзи.
Регулируют направление воздушного потока.
Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления.
Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.

Вертикальные жалюзи.
Также служат для регулировки направления воздушного потока.

В основном эти жалюзи можно регулировать только вручную.

Возможность регулировки с пульта ДУ. есть только в некоторых моделях элитных кондиционеров.

Индикаторная панель.
передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.

Фильтра тонкой очистки.
Бывает различных типов.
Угольный (удаляет неприятные запахи).
Электростатический (задерживает мелкую пыль) и т. п.

Наличие или отсутствие фильтров тонкой очистки никакого влияния на работу кондиционера не оказывает.

Вентилятор.
Имеет 3 — 4 скорости вращения.

Поддон для конденсата.
Расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя).

Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.

Плата управления.

На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.

Штуцерные соединения.
Расположены в нижней задней части внутреннего блока.
К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Наружный блок состоит из следующих узлов.

Компрессор.
Сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.

Компрессора бывают поршневого или спирального (scroll) типа.

Поршневые компрессоры дешевле, но менее надежны, чем спиральные, особенно в условиях низких температур наружного воздуха.

Четырехходовой клапан.
Устанавливается в реверсивных (тепло — холод) кондиционерах.

В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона.

При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами.
Внутренний блок работает на обогрев.
А наружный — на охлаждение.

Плата управления.
Как правило, устанавливается только на инверторных кондиционерах.

В не инверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке, поскольку перепады температуры и влажности снижают надежность электронных компонентов.

Вентилятор.
Создает поток воздуха, обдувающего конденсатор.

В недорогих моделях имеет только одну скорость вращения.

Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха.

В моделях более высокого класса, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.

Конденсатор.
Радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона.

Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.

Фильтр фреоновой системы.
Устанавливается перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера.

Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не сможет его задержать.

Штуцерные соединения.
К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Защитная быстросъемная крышка.
Закрывает штуцерные соединения и клеммник, используемый для подключения электрических кабелей.
В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммник, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Принцип работы кондиционера.

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять — при конденсации.

Чтобы понять, каким образом происходит этот процесс, рассмотрим схему кондиционера на примере сплит-системы.

Основными узлами любого кондиционера являются.

Компрессор.
Сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.

Конденсатор.
Радиатор, расположенный во внешнем блоке.
Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).

Испаритель.
Радиатор, расположенный во внутреннем блоке.
В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).

ТРВ. (терморегулирующий вентиль).
Понижает давление фреона перед испарителем.

Вентиляторы.
Создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор.
Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла.
В процессе работы кондиционера происходит следующее.

На вход компрессора из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 — 5 атмосфер и температурой 10 — 20°С.

Компрессор сжимает фреон до давления 15 — 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 — 90°С, после чего поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла.
Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

На выходе конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10 — 20°С выше температуры атмосферного воздуха.

Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку свитую в спираль).

На выходе ТРВ давление и температура фреона существенно понижаются, часть фреона при этом может испариться.

После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением поступает в испаритель.

В испарителе жидкий фреон переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает.

Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.

Кстати, одна из наиболее серьезных проблем в работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние.

В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема.

В результате компрессор просто выходит из строя.

Причин, по которым фреон не успевает испариться может быть несколько, самые распространенные.
Загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен).
И включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает слишком холодный фреон).