Принцип работы кондиционера: устройство и схема

Как работает кондиционер

Система работает по принципу замкнутого цикла. Воздух в помещении охлаждается, проходя через теплообменник внутреннего блока, в котором испаряется хладагент. Рассмотрим схему работы устройства поэтапно.

Компрессор, установленный во внешнем блоке, сжимает холодильный агент и в газообразном состоянии из испарителя внутреннего блока нагнетает его в конденсатор.
В конденсаторе фреон охлаждается за счет теплообмена с наружным воздухом и конденсируется. Все это происходит в теплообменнике внешнего блока.
Далее холодильный агент проходит через дросселирующее устройство, где происходит резкое понижение давления и температуры фреона. При этом часть жидкого холодильного агента неизбежно переходит в газообразное состояние.
Холодный фреон поступает в теплообменник внутреннего блока (испаритель), где за счет теплообмена с воздухом из помещения он закипает и переходит из жидкого состояния в газообразное. Воздух же, в свою очередь, охлаждается и поступает в комнату.

Из-за особенности работы кондиционера на испарителе образуются капли воды — конденсат. Обычно при монтаже системы, для отвода конденсата устанавливают отдельную трубку. Она выходит на улицу или в канализацию, чтобы в помещении не было лишней влаги.

Направление выходящего воздуха из внутреннего блока регулируется с помощью специальной шторки и жалюзи по горизонтали и вертикали.

Особенности работы кондиционера на обогрев

Все очень просто! Основная причина заключается в том, что при работе на тепло на внешнем блоке (а точнее на его радиаторе) образуется конденсат (вода), который не должен заледенеть.

Вращением вентилятора внутреннего блока регулируется температура конденсации фреона в системе. Пока вентилятор «стоит», повышается температура газа во внутреннем блоке (происходит нагрев теплообменника). При этом регулируются температурные параметры для поддержания процессов испарения и конденсации хладагента (фреона).

Во время остановки вентилятора внутреннего устройства, можно услышать, что компрессор кондиционера продолжает работать. Тем самым повышает давление и, в свою очередь, температуру газа в системе.

Таким образом, теплообменник внутреннего блока хорошо прогревает воздух в комнате. И при этом вы не почувствуете прохладный поток. В режиме охлаждения вентилятор не останавливается, поскольку испарение фреона происходит во внутреннем блоке. При этом образование наледи на нем не происходит (конечно же, при исправной системе и соблюдении всех условий эксплуатации).

Поэтому, периодическая остановка внутреннего блока — это «нормальная» работа кондиционера в режиме обогрева. И будьте уверенны, что кондиционер правильно включен на тепло.

Как устроен принцип работы инверторного кондиционера

Особенность данного устройства состоит в том, что компрессор включается один раз за все время работы кондиционера и находится в этом состоянии постоянно, изменяя число оборотов в зависимости от нагрузки на кондиционер. В свою очередь обычный кондиционер (on/off) периодически включается и выключается, не меняя число оборотов. Инвертор экономит электроэнергию и продлевает срок жизни компрессора, поскольку работает, не включаясь/выключаясь, а плавно меняя количество оборотов.

Инверторная модель будет экономичней, чем любой другой кондиционер, если он будет работать как минимум несколько часов без выключения.

У инверторной модели, как у обычного кондиционера, есть два блока – внешний и внутренний. В наружном установлен компрессор, медные фреоновые трубопроводы, вентилятор и конденсатор. Внутренний блок состоит из испарителя, вентилятора, жалюзи, фильтра и специального поддона для образовавшегося конденсата.

Как устроен и работает кондиционер

Для регулировки и сохранения оптимальной температуры в помещениях используются кондиционеры. Климатическое оборудование устанавливают в частных домах, квартирах и в рабочих помещениях. Чтобы прибор эффективно работал длительный срок, нужно изучить правила эксплуатации кондиционеров, понять принцип его работы и изучить технические особенности устройства.

В статье мы рассмотрим все, что важно знать о конструкции типового кондиционера, техническая схема оборудования, как происходит охлаждение и обогрев воздуха в помещении.

Оглавление:

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Обычная классическая сплит-система состоит из двух модулей (блоков) – внешнего и внутреннего. Устройство внешнего блока сплит-системы типа on/off практически всегда одинаково.

Внешний блок

Внешний блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан, также в нем есть капиллярная трубка. Во всех блоках находится фильтр-осушитель, который очищает и осушает холодильный агент от возможного попадания влаги в систему и различного рода загрязнений. В сплит-системах инверторного типа во внешнем блоке также расположена плата управления, которая есть и в мультисплит-системах. Благодаря тому, что компрессор располагается именно в наружном блоке, уровень шума от работающего кондиционера в квартире гораздо ниже, чем со стороны улицы.
Размеры внешнего блока могут отличаться в зависимости от производительности модели, а также от бренда.

Соединение внутреннего блока с внешним происходит с помощью фреоновых трубопроводов. Также имеется дренажная магистраль, и электрический кабель для питания внутреннего и внешнего блока.

Внешний блок кондиционера всегда должен располагаться со стороны улицы. Он крепится на наружную сторону стены. Если кондиционер необходимо устанавливать на достаточной высоте от земли и смонтировать наружный блок обычным способом не представляется возможным, то приглашаются монтажники-альпинисты со специальным снаряжением и оборудованием. Без таких приспособлений невозможно установить внешний блок высоко. Также наружный блок может быть установлен на крыше зданий, на незастекленных балконах и лоджиях, открытых общих балконах или лестничных пролетах с открытым доступом к улице. Часто внешние блоки поставляются в антивандальном корпусе, если это не предусмотрено производителем, то блок, установленный на уровне первых этажей, может быть дополнительно помещен в специальный защитный короб из металлических прутьев. Во избежание скапливания снега или дождевой воды, а также мусора, над внешними блоками иногда устанавливают специальный скошенный навес.

Внутренний блок

Внутренние блоки сплит-системы существенно отличаются друг от друга. Во-первых, это зависит от производителя, т.е. все внутренние блоки отличаются дизайном, во-вторых, блоки различаются по типу установки, и, соответственно, имеют существенное различие не только в дизайне фронтальной панели, но и корпуса в целом. Также внутренние блоки, в зависимости от производителя, мощности и модели, могут различаться комплектующими, функционалом, габаритными размерами.

Внутренние блоки сплит-системы могут быть следующих типов:

настенные – они предназначены для установки на стену;
кассетные – размещаются в зоне подпотолочного пространства;
канальные – устанавливаются в зоне подпотолочного пространства с системой воздуховодов;
напольно-подпотолочные – могут быть установлены как на пол, так и в зону под потолком;
колонные – устанавливаются на пол, имеют большие размеры, в сравнении с другими типами внутренних блоков классических сплит-систем.

Работа внутреннего блока регулируется благодаря электронной плате. Во внутреннем блоке расположены фильтры для очистки воздуха, автоматика, испаритель и вентилятор для обдува теплообменника испарителя. Основные функции современных сплит-систем – вентиляция, осушение, охлаждение, обогрев и поддержание заданной температуры воздуха в помещении. Управление при помощи пульта дистанционного управления. Практически все современные модели сплит-систем оснащены пультом ДУ. С его помощью происходит не только включение и отключение прибора, но и управление всеми функциями – установка температурного режима, включение таймера, программирование задач, включение всех режимов, предусмотренных конкретной моделью кондиционера. Если в модели реализована функция «I feel», то благодаря датчику температуры в пульте ДУ кондиционер отслеживает окружающую температуру воздуха в помещении, и при достижении установленной пользователем температуры оборудование поддерживает ее. На внутреннем блоке происходит регулировка направления воздушного потока путем изменения угла наклона жалюзи. Работа компрессора внешнего блока регулируется постоянным контролем всех систем.

Особенности функционирования напольных кондиционеров

Эти модели используются редко, если нельзя установить стандартный сплит. Напольные кондиционеры также бывают только стационарными. Стационарные модели имеют аналогичный принцип работы, как обычный кондиционер, за исключением установки внутреннего блока. Он размещается не под потолком, а на высоте полуметра от пола. Внешний блок расположен на улице. Такие сплит-системы относятся к полупромышленной серии. Как правило, они отличаются большей производительностью, чем бытовые модели.

Особенности мобильных моделей

Мобильная модель имеет только один блок, располагается внутри помещения. В нем расположены компрессор, испаритель и конденсатор. Механизм функционирования основан на обработке воздуха, который находится внутри помещения.

Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

Принцип работы и устройство кондиционера

Вы удивитесь, но кондиционер работает очень просто. Для сравнения: достаточно капнуть на кожу воду, пока она испаряется, вы ощущаете холод. Принцип устройства бытового кондиционера такой же: хладогент, циркулируя, охлаждается и нагревается. Разбираемся, как работает кондиционер в квартире, что такое сплит-система и из чего она состоит.

Кондиционер иначе называется сплит-системой (от англ. split — разделение). Он состоит из двух блоков: наружного и внутреннего. Первый крепится на стене со стороны улицы, второй — в помещении. Вместе они составляют замкнутую систему движения хладагента — рабочего вещества кондиционера.

Внешний и внутренний блок сплит-системы (кондиционера)

Основные узлы кондиционера

компрессор. Сжимает хладагент, который в процессе сжатия нагревается, и поддерживает его движение по холодильному контуру;
конденсатор. Радиатор, находящийся в наружном блоке. В нём газообразный фреон,охлаждаясь за счет обдува уличным воздухом, конденсируется до жидкого состояния;
дросселирующее устройство. Понижает давление, уменьшая температуру хладагента;
испаритель. Радиатор, находящийся во внутреннем блоке. Противоположен по принципу действия конденсатору: в нем фреон при повышении температуры испаряется;
вентиляторы. Обеспечивают теплообмен внутреннего и внешнего блоков кондиционера с окружающей средой;
медные трубки, по которым циркулирует хладагент.

Устройство наружного блока

Наружная часть кондиционера размещается на стене со стороны улицы. Это позволяет обеспечить отведение тепла из помещения и снизить уровень шума в нем. Наружный блок состоит из нескольких базовых частей:

вентилятор. В простых моделях имеет одну скорость вращения. Дорогие варианты предполагают несколько скоростей либо плавную регулировку;
конденсатор. В домашних кондиционерах используются конденсаторы воздушного охлаждения;
компрессор. Встречаются классические роторные и двухроторные. Вторые отличаются практически полным отсутствием вибраций.;
дросселирующее устройство. В домашних кондиционерах имеет вид капиллярной трубки или электронного расширительного вентиля;
плата управления. Во внешнем модуле встречается лишь на инверторных кондиционерах.

Устройство внутреннего блока

Внутренний блок — часть сплит-системы, которая располагается в комнате. В него входят:

декоративная передняя панель корпуса. За ней скрываются воздушные фильтры и испаритель (теплообменник).
фильтр грубой очистки. Сетка, которая ловит на входе во внутренний блок крупные частицы: шерсть, волосы, пыль;
фильтры тонкой очистки;
вентилятор. В отличие от вентилятора наружного блока, как правило, имеет несколько скоростей;
испаритель. Представляет собой медную трубку с алюминиевым оребрением;
горизонтальные жалюзи. Подвижные элементы блока, которыми можно управлять при помощи пульта. Они направляют поток воздуха в нужную сторону по вертикали;
вертикальные жалюзи. Почти во всех бытовых сплит-системах их можно регулировать лишь вручную. Направляют воздушный поток по горизонтали;
блок управления. В защищенном пластиковом боксе установлена плата управления, к которой подключены пусковые элементы двигателей и датчиков;
индикаторная панель. Располагается на передней панели кондиционера и демонстрирует состояние работы оборудования;
дренажная ванночка. Лоток, в который стекает конденсат с поверхности теплообменника. Затем конденсат отводится в канализацию или на улицу по дренажной трубке.

Внутренних блоков в квартире можно установить несколько. При этом они могут быть подключены к одному наружному блоку.

Принцип работы кондиционера

Основа процесса — особенность жидкостей поглощать тепло при испарении и отдавать его при конденсации. В кондиционере циркулирует хладагент, который в зависимости от температуры и давления меняет агрегатное состояние, то есть становится то газом, то жидкостью.

Четыре базовых узла – компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство и испаритель – объединены между собой трубками, создающими холодильный контур, внутри которого движется хладагент.

Принцип работы кондиционера

Из испарителя в компрессор поступает газообразный хладагент с низкой температурой. В компрессоре производится сжатие газа, одновременно повышаются и давление, и температура газообразного хладагента. Далее горячий хладагент под большим давлением поступает в конденсатор.
В конденсаторе газ остывает, т.к. обдувается потоком более холодного воздуха и превращается в жидкость, отдавая тепло. А выходящий из конденсатора воздух нагревается за счет тепла, отданного сжатым хладагентом.
Далее хладагент поступает в дросселирующее устройство. На этом участке он несколько теплее атмосферного воздуха, находится в жидком состоянии и под высоким давлением. В процессе прохождения через дросселирующее устройство давление хладагента резко снижается. Это сопровождается понижением его температуры.
В завершении цикла хладагент возвращается в испаритель, где на него воздействует комнатный воздух. Хладагент вновь становится газом, забирая тепло из комнаты. И такой цикл повторяется до тех пор, пока кондиционер включен.

Как избежать поломок?

Пожалуй, одна из самых сложных проблем при работе сплит-системы – это не успевший перейти в газ хладагент. Из испарителя жидкость попадает на вход компрессора, а поскольку жидкость – несжимаемое вещество, происходит гидроудар. Основная причина поломки – в загрязнении фильтров внутреннего блока, засорении тополиным пухом поверхности конденсатора внешнего блока. Поэтому нужна профилактика: регулярная очистка и плановые осмотры специалистом.

Если соблюдать простые правила, сплит-система прослужит долгие годы, обеспечивая надежное и безупречное кондиционирование воздуха.

В чем отличие кондиционера от сплит-системы

Кондиционер – это сложное техническое оборудование, предназначенное для создания и поддержания комфортного температурного режима в помещении любого назначения. Кондиционер может не только охлаждать воздух, но и нагревать его, если это предусмотрено производителем. Кондиционер – это общее понятие климатической холодильной техники. Видов кондиционеров на сегодняшний день представлено очень много. Кондиционером можно назвать как бытовой прибор для охлаждения воздуха, например, оконный кондиционер или мобильный кондиционер, так и чиллер – промышленное климатическое оборудование большой мощности. Для более точного определения существуют названия кондиционеров, например, сплит-система.
Сплит-система представляет собой кондиционер, состоящий из двух блоков – внешнего и внутреннего. Внутренний блок включает в себя систему управления – автоматики, фильтры для очистки воздуха, вентилятор для обдува теплообменника испарителя и сам испаритель. Внешний блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапана, капиллярную трубку и систему автоматики.

Бытовая сплит-система чаще всего устанавливается в относительно небольших по площади помещениях, например, бытовая настенная сплит-система предназначена для создания оптимального микроклимата в помещениях от 10 до 70 м2, в зависимости от мощности оборудования. Поэтому такие сплит-системы чаще всего устанавливаются в квартирах или в небольших офисных помещениях.

Один внутренний блок способен поддерживать температуру в одном помещении, если требуется поддержание температуры сразу в нескольких комнатах, то для этого существуют мультисплит-системы. Такая система предполагает подключение сразу нескольких внутренних блоков к одному наружному.

Есть также и другие типы сплит-систем, которые больше подходят для просторных помещений большой площади – торговых центров, ресторанов, бизнес-центров и т.д. Все эти сплит-системы также имеют по одному внутреннему и одному внешнему блоку, отличаются они только внутренними блоками и производительностью. Внутренние блоки делятся по типу установки – кассетные, канальные, колонные, напольно-подпотолочные, колонные.

Сплит-системы могут отличаться опциями и функциями, это зависит от модели и производителя. Например, в сплит-системах может быть разное количество очищающих воздушных фильтров. Количество режимов также может отличаться – в некоторых кондиционерах предусмотрены следующие популярные режимы – «I feel», ночной режим, самоочистка, авторестарт, автоотключение, самодиагностика, турборежим, интеллектуальная оттайка и др.

Кондиционеры и сплит-системы

Создающие микроклимат устройства имеют общее название – кондиционеры. Расскажем, в чём разница между кондиционерами и сплит системами. Кондиционеры могут быть сделаны в виде одного блока или разделены на внутреннюю или наружную части. В первом случае обычно применяются мобильные или оконные кондиционеры. Первые можно передвигать внутри помещения, но у них имеются громоздкие трубы для перемещения воздуха. Оконные устанавливаются одним блоком так, то одна сторона расположена внутри помещения, а другая – с наружной стороны. Они занимают часть оконного проёма и создают при работе шум.

Сплит системы разделены на два блока (компрессорно-конденсаторный и испарительный), соединённых между собой трубками и электрическими проводами. Наиболее шумная часть сплит-системы расположена снаружи.

Использование таких устройств – это свежий воздух и комфорт Источник vkrostov.ru

Разница существует также с точки зрения дизайна. Оконные и мобильные устройства более громоздкие, а внутренние части сплит систем выпускаются в различных формах и цветах и часто могут быть установлены на стенах, полу или потолке, не нарушая дизайн помещения. Ещё одним отличием является возможность не только охлаждения, но и подогрева воздуха.

Сплит-система более сложна в установке. Однако она предлагает больше возможностей и экономичнее обычных кондиционеров.

В гостиничных номерах часто устанавливаются сплит системы, что это такое и для чего нужно – попробуем в этом разобраться более подробно.

Как выбрать сплит-систему для дома

Выбирая кондиционер для домашнего использования, учитывайте размер помещения. Для малогабаритной комнаты (до 15-20 метров) подойдет система 7000 BTU. Для помещения до 25 квадратных метров лучше выбрать более мощную модель — 9000 BTU.

Подумайте о затратах на электричество и выбирайте энергосберегающие модели A++, потребление около 700-800 ватт. Если бюджет позволяет можно купить кондиционер A+++ с потреблением 500-600 ватт.

Оцените уровень шума. Если есть возможность, послушайте, как работает система, ведь вам придется находиться в комнате во время работы кондиционера. Допустимое значение шума для внутреннего блока — 19-32 дБ.

Что нужно знать о принципе работы кондиционера

Кондиционер – прибор непростой и очень капризный. Если не следить за его состоянием и сигналами, то он придёт в негодность.

В основе принципа работы кондиционера стоит физика, а именно реакция жидкости. Во время испарения происходит поглощение тепла, при конденсации – его выделение. В некотором смысле прибор похож на холодильник, так как принцип его работы основан на испарении и конденсации хладагента, который при увеличении или уменьшении давления и температуры изменяет своё свойство.

В процессе испарения фреон забирает тепло. В школе на химии проводили такие опыты: обтирали руку раствором, содержащим спирт, при этом вы испытывали холод. Спирт при испарении забирал тепло тела. И наоборот, при конденсации испарений в жидкость, она выделяет тепло. Тепло, как известно, это энергия, а по закону сохранения энергии – энергия никуда не исчезает и не возникает. Для этого кондиционер и имеет два блока – внешний и внутренний. Далее приведём примеры того, как работает кондиционер в квартире.
Смотрите также –
Какой производитель кондиционеров самый лучший по цене и качеству

Преимущества и недостатки кондиционеров

Если вы собираетесь покупать кондиционер или сплит-систему, вам будет интересно узнать о плюсах и минусах.

Преимущества

Обеспечение комфортной температуры в комнате. Независимо от погоды за окном, сплит-система позволит создать благоприятную атмосферу в помещении. Летом кондиционер охладит воздух, а осенью или весной — нагреет. В любом случае находиться в комнате будет комфортно.
Чистый воздух в помещении. Особенно это актуально для жителей крупных городов, проживающих в промышленных районах. Использование кондиционера позволит получить прохладный, чистый воздух, не открывая окон.
Поддержание оптимальной влажности воздуха. Некоторые модели имеют функцию осушения, создавая оптимальный уровень влажности в помещении.

Недостатки

Обращаем внимание, что кондиционер может принести вред человеку, только при неправильном использовании. Если не чистить регулярно агрегат, в нем могут начать размножаться вредные бактерии и вирусы.

Из-за особенностей работы кондиционера воздух в помещении становится более сухим, поэтому рекомендуем использовать отдельные устройства, повышающие уровень влажности в комнате.

Во время работы компрессоры издают небольшой шум. Обычно компрессор находится в наружном блоке, и в помещении не слышно, как он работает.

Работа кондиционера: обогрев

Теперь давайте посмотрим, происходящее, если включить кондиционер на обогрев. Змеевики меняются назначением. Расположенный на улице станет забирать тепло, комнатный будет горячим. Ниже температура за окном, меньше толку производит работа системы. Обратите внимание: для организации работы кондиционера на обогрев компрессор теперь нагнетает фреон в сторону помещения.

Казалось бы, проще сделать, заставив лопасти работать в режиме реверса, практически непросто реализовать, в реальности используется специальный клапан с четырьмя ходами. Переключением состояния детали изменяют направление движения фреона. Компрессор ничего не замечает, работает, прогоняя крейсерский режим.

Что происходит внутри кондиционера, ведающего обогревом. Компрессор, испаритель вмещены внешнем блоком, конденсор — внутренним. Происходит режима обогрева. Получается, картер компрессора, заполненный маслом, выставлен улице. Температура резко падает, смазка густеет, начинается повышенный износ оборудования. Большинство кондиционеров избегайте включать на обогрев при температурах ниже 0 ºС (подробнее смотрите инструкции).

Второй фактор, благодаря которому работа кондиционера на обогрев зимой становится затруднительной, производительность системы. Прибор неспособен генерировать тепло, просто перекачивает с улицы, отдает комнате. При ударных низких температурах кондиционер, как обогреватель, становится бесполезен. Из положения выходят, используя специальную марку фреона (по непроверенным сведениям, R410A). Кондиционеры согласно документации греют при минус 25 ºС за окном. Но! С одним условием — комплект установки снабжен зимником. Термин подразумевает набор свойств, включающий три компонента:

Электронная плата, понижающая скорость оборотов компрессора.
Обогревательный кожух картера с маслом.
Нагревательный кабель тракта дренажа.

Для справки. В режиме охлаждения внутренний блок скапливает обилие конденсата паров воды комнатной. Для решения проблемы рядом с магистралью фреона прокладывается дренажная ветка, по которой жидкость сливается наружу. Легкий мороз прихватывает воду, образуется лед, нарушается работоспособность прибора. Чтобы избежать явления, рядом с дренажным трактом прокладывается специальный нагревательный электрический кабель, топящий лед при возникновении необходимости.

Только при наличии упомянутого набора запускают кондиционер при отрицательных температурах. Обращаем внимание: стандартная установка лишена экзотичных элементов. Опция зимник стоит дополнительных денег. В крейсерском режиме, несмотря на инструкции, лучше избегать трогать прибор при температуре ниже нуля.

Автолюбители трижды задали вопрос, почему не заливать зимнее масло в картер, когда температура понижается. Ветка медных трубок герметична, пока возможности не предусматривается. Сие сильно усложнит обслуживание кондиционера. Теперь обсудим моноблоки, обещали же!

Обслуживание и ремонт

Необходимо регулярно чистить кондиционер и проводить профилактический ремонт, чтобы обеспечить исправность всех систем. Почистить фильтр можно самостоятельно, зная устройство модели или вызвать специалиста, который справится с этим за 30-60 минут.

Если кондиционер сломался, не занимайтесь ремонтом самостоятельно, позвоните в сервисную службу и опишите проблему. Иногда поломки решаются в течение нескольких часов на месте. Например, если сплит-система отключилась из-за перегрева после продолжительной работы, причина, скорее всего, кроется в перегреве компрессора или в загрязнении радиатора. Проблема решается чисткой решетки.

Если агрегат работает не на полную мощность, проверьте воздушные фильтры. Возможно, их нужно почистить.