Как работает кондиционер: устройство, техническая схема и принцип работы типового кондиционера

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.

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.

Основные элементы системы кондиционера

Из каких элементов состоит автомобильный кондиционер в машине, какие расходные материалы нужно использовать для обслуживания системы кондиционирования, какова принципиальная схема агрегата? Для начала давайте разберем, как устроен кондер.

В зависимости от модели агрегата и машины, устройство автомобильного кондиционера может отличаться:

Компрессорное устройство. Этот узел используется для сжатия расходного вещества — газа, а также его дальнейшего распространения по магистралям системы.
Терморегулирующий вентиль или ТРВ. ТРВ кондиционера автомобиля представляет собой устройство, использующееся для регулировки перегрева пара. Если данный элемент по каким-то причинам сломается, это может привести к более серьезным неисправностям в работе системы кондиционирования воздуха.
Конденсатор или радиаторный узел. Представляет собой теплообменник, использующийся для преобразования газа в жидкое состояние. Конденсатор позволяет выделять тепло воздушного потока, которое остается, в окружающую среду. Когда конденсатор обрабатывает воздух, его пары выходят через верхнюю часть устройства. Конденсатор передает их по магистралям системы. Если уровень давления жидкости будет слишком низким, то после того, как она попадает в конденсатор, она будет перемещаться в испаритель. Как правило, по своей конструкции эти устройства относятся к многопроточному или ленточному типу.
Золотник. Используется для направления потока расходного вещества при смещении подвижных компонентов системы. При поломке данного элемента герметичность системы в целом будет нарушена, соответственно, это приведет к ее менее эффективной работе. Золотник, он же ниппель, следует проверять в первую очередь, если обнаруживаются проблемы в работе кондера.
Муфта. Еще один немаловажный элемент, который включает в себя электросхема. Монтируется она перед компрессорным устройством. Конструкция этого компонента включает в себя катушку, прижимную пластину, а также вал. Принцип действия катушки заключается в образовании магнитного поля, когда на устройство начинает поступать напряжение.
Набор уплотнительных колец. Комплектующие уплотнители, как можно понять из названия, используются для уплотнения и обеспечения герметичности системы в целом. Как правило, данные комплектующие элементы чаще всего выходят из строя, то есть теряют свою эластичность, после зимних холодов. По причине их износа в системе также может произойти утечка. Если это так, то автовладельцу нужно будет приобрести комплект уплотнительных колец для автокондиционеров и произвести их замену.
Ресивер осушитель. Может находиться в зависимости от конструкции, в устройстве агрегата. Ресивер используется для обеспечения защиты работы компрессорного устройства, он способствует более полному испарению газа. Ресивер позволяет предотвратить попадание расходного вещества на компрессор, но нужно учитывать, что авто может быть и не оборудовано этим устройством. При отсутствии устройства функцию испарения жидкости будет выполнять моторный отсек, вернее, его высокая температура (автор видео — Nurlan Temyrbekov).

Преимущества и недостатки прецизионных кондиционеров

Прецизионные кондиционеры относятся к разряду высокоточного оборудования, а точнее — надёжных и долговечных устройств с высокой мощностью. Покупка такого агрегата однозначно решит проблему контроля температурного режима в помещении.

Преимущества прецизионных устройств:

Возможность поддержания точного температурного порога. В среднестатистических кондиционерах данного типа, шаг изменения составляет 0.5 градуса.
Контроль влажности в пределах 3%. Исключительно для приборов со встроенным увлажнителем.
Способность бесперебойной работы без необходимости отключения или какой-либо перезагрузки.
Многие модели обладают дополнительным резервным блоком, который начинает функционировать после в случае отключения основного.

Современная серверная и ряд прецизионных устройств

Данные устройства обладают и своими недостатками, к которым относятся:

Слишком высокая ценовая политика. Прецизионные кондиционеры сложны в изготовлении, требуют массу комплектующих деталей и соответствующих специалистов по сборке и настройке. Поэтому каждый прибор обладает высокой стоимостью.
Сложный монтаж. Для подключения прецизионных устройств следует вызывать специалистов, которые не только доставят кондиционер и проведут его установку, но также настроят его работу.
Обладают большими габаритами. Что подразумевает соответствующую транспортировку и доставку на место установки.
Не созданы для бытового назначения. Актуальность использования только в качестве источника охлаждения технических или технологических помещений.

Польза и вред от кондиционера

Плюсы от устройства

Главным преимуществом климатизеров является то, что они создают в помещении подходящий для человека микроклимат. Это повышает, в свою очередь, производительность труда, улучшает настроение и самочувствие.

Следовательно, основным достоинством этого кондиционера является создание благоприятных условий для работы или отдыха. Основной задачей таких агрегатов является понижение температуры в жаркое время, и нагрев воздуха в холодный период.

К тому же установка кондиционеров в сервисных центрах или в интернет-залах позволяет миновать преждевременных поломок компьютерного оборудования из-за перегрева.

А также некоторые модели таких агрегатов способны выполнить еще несколько полезных функций:

Очищение воздушного пространства от неприятных запахов. Например, часто оконные кондиционеры монтируют на кухне и в туалете.
Увлажнение или осушение воздушной среды в помещении.

Минусы устройств

Однако при неправильном использовании кондиционера, от него может исходить определенный вред для здоровья человека:

Есть вероятность, что в этих устройствах размножаются вредные бактерии.
Климатическое оборудование благоприятствует распространению вирусов.
Кондиционеры, пропуская через себя воздух, убивают в нем полезные элементы.
Компрессоры создают шум во время работы.

На самом деле, в большинстве случаев, это относится к мифам, и такие утверждения не соответствуют действительности. Во избежание неприятных явлений, не нужно находиться под холодной струей воздушного потока.

Систематические чистки агрегата и его профилактический ремонт помогут избежать неправильной работы устройства. И если соблюдать эти элементарные правила, то кондиционер создаст в помещении приятный микроклимат, так необходимый человеку для приятного отдыха и плодотворной работы.

Характерные особенности

Принцип работы канального кондиционера аналогичен функционированию всех подобных систем. Канальный кондиционер используется для распределения холодного воздуха по ветвям воздуховодов. Его применяют для обслуживания нескольких помещений и их охлаждения. Их можно использовать и для комнаты со значительной площадью или своеобразной конфигурацией.

После того как нагревается воздух, он перемещается из области обслуживания и идёт по воздуховодам в кондиционер непосредственно. Любые канальные кондиционеры причисляются к категории сплит-систем, так как включают в себя такие компоненты:

закрепленные снаружи наружные составляющие;
расположенные в помещении блоки;
фреонопровода, соединенные друг с другом;
электрокабели.

Канальное кондиционирование имеет естественное ограничение на обогрев. Внешний вид оборудования не имеет значения, если речь идет о производственной зоне. Чаще всего эти области представляют собой подобие коробки. Здесь можно обнаружить специальные компоненты для нормальной работы устройств:

заборное отверстие;
штуцер, который используется для подведения фреонопроводов;
нагнетательное отверстие, через которые идет соединение с воздуховодами;
системы для борьбы с конденсатом.

Воздухораспределительный пленум для канального кондиционера обеспечивает совмещение любых по размеру воздуховодов и сечений с канальными системами. Если раскрыть коробку, можно увидеть здесь те же компоненты, которые обнаруживаются в классических сплит-системах. В первую очередь это теплообменник, без которого никак не обойтись. Также здесь можно увидеть такие составные части:

вентилятор;
электронная плата;
поддон, куда собирается образованный конденсат.

Если сравнить с настенными модификациями, канальная система кондиционирования имеет еще одно характерное отличие. Оно состоит в использовании вентилятора с увеличенной мощностью. Он расположен внутри блока. Такая особенность объясняется необходимостью выдавливать воздух через специальные пути с аэродинамическим сопротивлением.

Electrolux EACM-10HR/N3 — 2 место

Бытовой кондиционер способен работать на площади до 30 кв. м. В прибор встроены функции обогрева и охлаждения помещений. Отличается небольшим размером, но имеет довольно большой вес.

Для перемещения на корпусе встроены небольшие колесики. Подходит для помещений с повышенной влажностью, так как есть режим осушения. Не требует дополнительной установки, готов к использованию сразу после покупки.

К основным характеристикам прибора относятся:

неплохая мощность осушения помещения, подойдет для использования в ванной или на кухне;
средний охват площади обогрева и охлаждения;
высокая стоимость и средние размеры.

Устройство автомобильного кондиционера

Основные составные части автомобильного кондиционера:

компрессор;
трубопровод низкого и высокого давления;
конденсор кондиционера;
осушитель;
терморегуляционный вентиль;
испаритель;
элементы электрооборудования.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Система считается закольцованной, потому что все её элементы соединены между собой магистралями низкого и высокого давления. Главным рабочим элементом выступает хладагент (охлаждающая жидкость, изобутан). Его называют фреон – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла. Следует разобраться подробно, из чего состоит сплит-система охлаждения и как устроен кондиционер для автомобиля.

Компрессор

Сложный составной компонент системы охлаждения, обеспечивающий своей работой сжатие изобутана, находящегося в газообразной форме. Сейчас при производстве климатического оборудования применяют компрессоры с аксиально-поршневой или роторно-лопастной схемой. Главным источником питания является двигатель машины. Связь между ним и системой обеспечивают приводные ремни и диски, электромагнитные муфты.

При включении автомобильного кондиционера, питание подаётся на электромагнитную муфту, вступающую в контакт с валом компрессора, провоцируя его движение. При выключении системы приведённая схема работает в обратном порядке, не затрагивая нагнетатель.

Конденсор

Габаритный узел, обеспечивающий непосредственное охлаждение фреона, представленный в форме змеевика, пропускающего горячий и холодный газ. Трубы большой протяжённости пропускают фреон с помощью вентиляторов. Набегающий встречный поток смеси обеспечивает охлаждение хладагента на выходе из конденсора, сама субстанция из газа переходит в жидкое состояние.

Узел – уязвимый, он располагается спереди под капотом и больше других элементов подвержен повреждениям. За состоянием цепи надо следить, присутствует опасность коррозии, потому его надо регулярно обрабатывать.

Осушитель

Этот узел считают фильтрационным, потому что он обеспечивает очистку фреона от амортизационных добавок разного спектра. Компонент помогает изъять из состава разные примеси: песок, газ, пыль, металлические остатки.

В современных моделях конструкция ресивера предусматривает наличие специального прозрачного люка, при помощи которого можно оценить состояние изобутана в системе. Этот элемент позволяет автовладельцу своевременно обнаружить проблему и предупредить последствия для системы.

Терморегулирующий вентиль

Компонент ещё называют расширительным клапаном, это температурный регулятор, обеспечивающий контроль и изменение скорости движения охлаждающего вещества.

Деталь регулирует объёмы подачи в испаритель. Оно входит в число важных элементов климатической системы, а от его работы зависит соблюдение температурного режима внутри контура.

Испаритель

Внешне похож на конденсор, но в уменьшенном виде. Также выглядит как змеевик, включающий несколько трубок, по которым протекает ледяной фреон. В нём обеспечивается образование притока холодного воздуха, проникающего из салона под действием вентилятора. Процесс по этой схеме обеспечивается и в обратном порядке.

Важно! В качестве предохранителя используется редукционный клапан. Он обеспечивает стравливание газа при повышении его показателей внутри системы до критических

Датчики низкого и высокого давления

Устройства обеспечивают контроль давления в трубопроводе и срабатывают при снижении необходимых показателей или их повышении. Датчик высокого давления отключает работу при превышении порога в 30 атмосфер, низкого – в 2 атм. Они обеспечивают отключение компрессора, чтобы предотвратить заклинивание.

Элементы электрооборудования

Если в автомобиле есть встроенная система климат-контроля, на панели будет представлена интеллектуальная электроника. Работоспособность схемы обеспечивают разные датчики, собирающие информацию со всех деталей кондиционера и отражающие реальную работоспособность. Элементы поставляют данные о нагреве корпуса компрессора и других сторонних влияниях.

Теперь изучим, как работает это полезное устройство.

Принцип работы

Сплит – система, как и всякая холодильная машина, отличается очень высокой эффективностью. Для примера: охладитель, потребляющий электрическую мощность в размере 1 кВт, обладает холодопроизводительностью ориентировочно 3 кВт. При этом никакие законы сохранения энергии не нарушаются и КПД установки вовсе не 300%, как можно подумать.

В качестве рабочего тела выступает фреон, чья температура кипения почти на 100 ºС ниже того же показателя у воды. Хитрость состоит в том, что для парообразования любая жидкость должна получить большое количество тепловой энергии, ее рабочее тело и отнимает у комнатного воздуха в испарителе. В физике эта энергия называется удельной теплотой парообразования.

После перехода в жидкую фазу хладагент проходит через осушитель с целью отделения влаги и входит в расширительный клапан. Здесь за счет резкого увеличения размера канала (сопла) снижается давление и рабочее тело снова возвращается в испаритель за очередной порцией тепла.

Из электрооборудования, потребляющего значительную мощность, на схеме можно увидеть два вентилятора и компрессор, остальные источники энергопотребления ничтожно малы. То есть, приведенный в примере 1 кВт электричества расходуется лишь на вращение осей вентиляторов и компрессора, всю остальную работу проделывает фреон.

Все прочие функции – за системами автоматики. По достижении установленной температуры в помещении датчик подает сигнал на блок управления, а тот останавливает компрессор и вентиляторы, процесс прекращается. Воздушная среда в комнате нагрелась, — и датчик снова инициирует запуск охладителя, такая циклическая работа идет непрерывно. В то же время инверторные сплит – системы, чья конструкция немного отличается от устройства обычных кондиционеров, никогда не останавливают процесс. Такие агрегаты характеризуются плавным изменением температуры и тихим режимом работы компрессора.

Для перехода установки в режим подогрева воздуха происходит переключение направления движения рабочего тела, вследствие чего теплообменники меняются функциями, наружный становится испарителем и отбирает теплоту из окружающей среды, а внутренний действует как конденсатор, передавая эту энергию в помещение. Для перераспределения потоков в схему введен четырехходовой клапан, чтобы не приходилось мудрить с компрессором.

Заключение Сплит – система, как и другие холодильные машины, является очень экономичной в силу эффективности своей работы. Именно по этой причине они получили широкую популярность для создания комфортных условий в зданиях различного назначения.

Конструкция системы

Секция вентиляторов. Назначение – обеспечение забора атмосферного воздуха и подача в кондиционируемые зоны. Используются приборы центробежного типа.
Секция охлаждения. Теплообменник, состоящий из медных трубок, по которым циркулирует вода или фреон. В первом случае внешним источником холода является чиллер. При использовании фреона в качестве хладагента модуль соединяется с компрессорно-конденсаторным блоком.
Секция фильтрации. Функция модуля – очистка закачанного воздуха. В кондиционере задействованы две группы фильтров: первичные и вторичные. На начальном этапе происходит очистка устройствами класса EU1-EU3, удаляющими до 60 % пыли. Вторая ступень – использование фильтров тонкой очистки EU5-EU6, задерживающих 90% загрязнения. Улавливающие элементы монтируются на раме с уплотнителем. Центральные установки для кондиционирования воздуха оснащаются синтетическими гофрированными, мешочными, абсорбционными, дезодорирующими фильтрами.
Секция нагрева. Конструктивно напоминает модуль охлаждения (состоит из трубок). Комплектуется водяным, паровым или электрическим нагревателем.
Секция увлажнения. Модуль представляет собой пароувлажнитель или оросительную камеру с форсункой. Проходящий воздух насыщается мелкой водяной взвесью. После секции устанавливается каплеуловитель, предотвращающий попадание влаги в другие части оборудования.
Секция шумопоглощения. Для снижения интенсивности шума установлены звукопоглощающие пластины. Они изготавливаются из нескольких слоев минеральной ваты или стекловолокна. Пластины приглушают работу вентиляторов.

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

Особенности монтажа

Монтаж канальных кондиционеров выполняется последовательно, начиная с наружного блока. В зависимости от крепежа, устройство может монтироваться на стеновых кронштейнах болтовым соединением. А также их устанавливают на специально изготовленной площадке из профильного материала.

Внутренний и внешний блоки для перемещения хладагента в жидком и газообразном состоянии соединяются между собой медными трубками, которые прокладываются в теплоизоляционных рукавах. Подразумевается, что для прокладки коммуникационных труб и кабеля, предварительно в стене делаются соответствующие отверстия.

Установка подобных сплит-систем требует в дополнение монтаж блока внутри и проведение воздуховодов значительной протяженности, чтобы обеспечить надлежащее обслуживание помещений. При этом надо учитывать меры противопожарной безопасности: так, в производственных помещениях, где может быть загорание, в качестве воздуховодов применяются только оцинкованные изделия.

Диаметр таких труб подбирается исходя из характеристик оборудования и размера помещения. Главная трудность при установке канального кондиционера, это монтаж воздуховодов по выработанной схеме с учетом направления и движения воздуха. Как правило, их прокладывают по потолку, и для размещения требуется от 15 до 25 см потолочного пространства.

По этой причине подобные воздуховоды монтируют в зданиях с высокими потолками, а внутренние блоки – в подсобных комнатах, где высота потолка не важна. И к нему предусматривается открытый доступ для обслуживания техническим персоналом. В квартирах кондиционеры канального типа применяются редко из-за относительно низких потолков.

Как включить кондиционер на тепло

Следует понимать, что для максимального продления срока службы следует эксплуатировать кондиционер с четким соблюдением правил и норм, прописанных производителем в сопроводительных документах. Итак, как реверсивную сплит-систему включить на режим обогрева помещения? Сделать это можно непосредственно с пульта ДУ и (для некоторых моделей) с панели управления на внутреннем блоке устройства.

С помощью пульта ДУ

Первое, что нужно сделать — осмотреть пульт ДУ. В зависимости от модели на пульте могут быть кнопки с обозначением «солнышко», «снежинка», «вентилятор», «капелька» либо кнопка «MODE», которая отвечает за выбор режимов.

В первом случае (смена режимов производится отдельными кнопками на пульте) чтобы включить технику на тепло нужно:

Подключить устройство к бытовой сети 220V/50Гц.
Нажать кнопку с пиктограммой «солнышко».
Двойной кнопкой с обозначением «+» и «-» выставить нужную температуру.
Далее следует направить пульт на внутренний блок и нажать кнопку «ON». При этом внутренний блок подтверждает смену зажима и запуск характерным писком или световой индикацией.

Во втором случае следует:

Нажимать кнопку «MODE» до тех пор, пока на дисплее пульта не высветиться пиктограмма «солнышко» или надпись «HEAT».
Кнопкой «+» и «-» поднять температуру до необходимой.
Подтвердить настройки и включить режим, нажатием кнопки с обозначением «ON».

В подтверждение, внутренний блок подаст звуковой или световой сигнал начала работы в данном режиме.

С лицевой панели внутреннего блока

Как поставить бытовой кондиционер на обогрев без пульта ДУ? Проделать данную процедуру частично можно и непосредственно на панели внутреннего блока сплит-системы.

Включаем кнопку питания.
Выбираем клавишу выбора режимов «MODE» и нажимаем ее до тех пор, пока на дисплее не отобразится»HEAT» или на лицевой панели не появится световая индикация, (солнышко) подтверждающая переход в режим отопления. Как правило, в большинстве моделей климатической техники он пятый по счету, после avto, cool, сушки и вентиляции.

На пульте ДУ выставляем необходимую температуру в помещении. Если пульт неисправен или потерян, то переход сплит-системы в режим обогрева произойдет в автоматическом режиме, при несоответствии температуры в помещении установленным значениям.

Как работает кондиционер: принцип работы кондиционера, его устройство и техническая схема

Устройство кондиционера на примере сплит-системы ↑

Zanussi ZACM-08 MP-III/N1 — 4 место

Основные элементы системы кондиционера

Преимущества и недостатки прецизионных кондиционеров