Климат-Мастер

Ремонт и сервисное обслуживание кондиционеров

Принцип работы кондиционера Как он устроен?

E-mail Печать PDF

Конструкция и Принцип работы кондиционера

Понять, как устроен кондиционер и откуда в тридцатиградусное пекло берется освежающая прохлада, не так уж сложно. Рассмотрим это на примере сплит-системы. Как известно из школьного курса физики, при испарении любая жидкость поглощает тепло. Если налить на руку спирт или одеколон, тут же почувствуешь холод. И наоборот, при конденсации пара тепло выделяется. Именно этот известный принцип и эксплуатирует любой кондиционер.

Как он устроен?

Кондиционер представляет собой замкнутый герметичный контур, внутри которого движется специальное вещество -хладагент. Испаряясь в одном месте, он поглощает тепло, а конденсируясь в другом — выделяет поглощенное тепло. Обмен теплом хладагента с воздухом происходит через воздушные теплообменники, которые представляют собой медные трубки, снабженные тонкими поперечными алюминиевыми пластинками. Чтобы процесс теплообмена между хладагентом и воздухом шел быстрее, воздух через теплообменники продувают с помощью вентиляторов. По названию процесса, происходящего в теплообменнике, один из них называют испарителем, а другой — конденсатором. При работе кондиционера на «холод» в качестве испарителя выступает внутренний (находящийся в помещении) теплообменник, а в качестве конденсатора — наружный (находящийся вне помещения). При работе кондиционера на «тепло», теплообменники меняются ролями. Суть процесса изложена, но в чем секрет фокуса?

Дело в том, что холод не «производится», а происходит перенос тепла из одного места в другое с помощью хладагента. Благодаря этому и появился термин «тепловой насос». По этой же причине кондиционер «производит» тепла или холода примерно в 3 раза больше, чем потребляет электроэнергии — факт, вызывающий недоумение у людей, не обремененных знанием холодильной техники.

Что за чудо — машина с КПД 300%? И почему это загадочное вещество «хладагент» то поглощает, то отдает тепло, ведь из школьного курса физики известно, что оно всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому? Что заставляет хладагент переносить тепло из помещения, в котором чуть больше 20 градусов на улицу, где порой бывает под +40?

 

Все не просто, а очень просто! Из той же школьной физики известно, что температура фазового перехода (испарения или конденсации жидкости) зависит от давления, при котором происходит процесс. Зависимость нелинейная и монотонная — чем больше давление, тем больше температура фазового перехода. Дальше — больше! Для того, чтобы жидкий хладагент кипел, превращаясь в пар и поглощая из окружающего воздуха тепло, в теплообменнике необходимо создать давление, при котором температура фазового перехода будет ниже, чем температура окружающего воздуха. И наоборот, парообразный хладагент будет отдавать тепло воздуху, превращаясь в жидкость, если создать давление, при котором температура фазового перехода будет выше температуры воздуха.

Но для того, чтобы кондиционер заработал, в замкнутый контур нужно встроить еще как минимум два элемента. Это компрессор, повышающий давление до давления конденсации, который установлен в контуре перед конденсатором, и дросселирующее устройство, понижающее давление до давления испарения, перед испарителем. Перечисленные пять элементов:

1. замкнутый контур с хладагентом,

2. наружный теплообменник,

3. внутренний теплообменник,

4. компрессор,

5. дросселирующее устройство, составляют основу холодильного контура любого кондиционера, от самого простого до самого сложного. Для того, чтобы кондиционер мог работать не только на холод, но и на тепло, в контур необходимо добавить четырехходовой вентиль. Его задача «превращать» испаритель в конденсатор и наоборот. Такой кондиционер называют кондиционером с реверсивным циклом, который может переносить тепло не только из помещения на улицу, но и наоборот. Если совсем не «грешить» академизмом, холодильный контур — это совокупность устройств, с помощью которых происходит циклическое превращение хладагента из жидкого состояния в парообразное с поглощением тепла и из парообразного в жидкое — с выделением тепла.

Одна из наиболее серьезных проблем в работе кондиционера возникает, если фреон в испарителе не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате компрессор 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).

У современного кондиционера имеется электронный блок, который управляет работой в зависимости от выбранного режима.

Конструкция сплит системы настенного типа

Наружный блок кондиционера

1. Вентилятор, создающий поток воздуха для обдува конденсатора.

2. Конденсатор – это радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона, воздух проходящий мимо конденсатора нагревается и уходит в окружающую среду.

3. Компрессор, осуществляющий сжатие хладагента и поддержание его движения по холодильному контуру.

4. Плата управления устанавливается, как правило, в инверторных кондиционерах. В неинверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке.

5. Четырехходовой клапан устанавливается в моделях с функцией подогрева. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона, при этом внутренний и наружный блоки как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.

6. Штуцерные соединения (на рисунке не видны) для подключения медных труб, соединяющих наружный и внутренний блоки.

7. Фильтр фреоновой системы устанавливается перед входом компрессора и защищает его от частиц грязи, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера.

8. Защитная крышка, которая закрывает штуцерные соединения и электрические разъемы.

 

Внутренний блок кондиционера

Внутренний блок состоит из следующих основных узлов:

1. Передняя панель — это пластиковая решетка, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.)

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

3. Система фильтров состоит из различных фильтров тонкой очистки среди которых обычно бывают: угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль), антибактериальные и т.п.

4. Вентилятор, предназначенный для циркуляции очищенного и охлажденного либо подогретого воздуха в помещении.

5. Испаритель — это радиатор (теплообменник), в котором происходит нагрев холодного хладагента и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.

6. Горизонтальные жалюзи, предназначены для регулировки направление воздушного потока по вертикали. 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.

7. Индикаторная панель состоит из индикаторов (светодиодов), показывающих, в каком режиме работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.

8. Вертикальные жалюзи, которые регулируют направление воздушного потока по горизонтали.

9. Плата управления (на рисунке не показана), на которой размещен блок электроники с центральным микропроцессором.

10. Штуцерные соединения (на рисунке не показаны), расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.