Принцип работы кондиционера от А до Я

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

  1. Процесс охлаждения воздуха начинается во внешнем блоке кондиционера, где хладагент фреон находится в газообразном состоянии.
  2. После этого хладагент перемещается в компрессор, где под давлением сжимается и повышается его температура.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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;

— вентилятор;

— фильтрующий элемент;

— температурные датчики;

— 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:

  1. Газообразный фреон сжимается компрессором и подается к конденсатору, где он преобразуется в жидкую форму, а образующееся тепло отводится наружу.
  2. После этого хладагент происходит через дросселирующие трубки, в которых происходит снижение его давления и температуры.
  3. Затем фреон подается к испарителю и после преобразования в газ, снова поступает к компрессору.
  4. 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

Для съемной квартиры, дачи и других объектов, где нет возможности устанавливать стационарное климатическое оборудование оптимальным вариантом является мобильный кондиционер. Он представляет собой автономную напольную переносную конструкцию. Принцип работы мобильного кондиционера заключается в том, что через сильно увлажненный фильтр пропускается поток воздуха, из которого вода при испарении отбирает тепло. Этим эффектом еще в древности пользовались погонщики верблюдов. Кондиционер на воде принцип работы имеет аналогичный мокрой чалме, которая спасала погонщиков в жаркой пустыне. Поскольку вода их фильтра испаряется непосредственно в помещение, увлажняя его, то прохладная зона может формироваться только около водяного кондиционера. Общий температурный режим внутри помещения при этом не меняется.  Так как вода из кондиционера постепенно испаряется, то ее объем нужно постоянно восполнять. Можно встретить «советы» по увеличению эффективности водных климатических устройств за счет предварительного охлаждения воды в холодильнике, но вот только последний при работе сам нагревает воздух. При всех неудобствах мобильные кондиционеры в некоторых ситуациях могут быть единственным практичным решением, поэтому они также пользуются спросом у потребителей.

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

P.S. Вы всегда можете позвонить в компанию «Формула Климата», и наши специалисты проконсультируют вас по всем возникшим вопросам. 

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

 

Рекомендуем к прочтению: