Кондиционеры стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Они помогают создать комфортный микроклимат в помещении в жаркое лето и холодную зиму. Однако многие люди имеют смутное представление о том, как устроен этот полезный прибор. Давайте разберемся, из каких частей состоит кондиционер, какие процессы в нем происходят и как он работает. Это поможет лучше понять принципы его функционирования и правильно выбрать подходящую модель.
Основные части кондиционера
Кондиционер состоит из двух основных блоков - внутреннего и внешнего. Внутренний блок обычно монтируется на стене внутри помещения. Он отвечает за охлаждение, нагрев, очистку и перемещение воздуха в комнате. Внешний блок располагается снаружи здания и выполняет функции теплообмена с окружающей средой.
Внутренний блок включает в себя:
- Вентилятор для циркуляции воздуха
- Фильтры для очистки воздуха от пыли
- Испаритель, охлаждающий воздух
- Систему подачи и отвода воздуха через воздуховоды
- Панель управления для настройки режимов
Внешний блок содержит:
- Компрессор для сжатия хладагента
- Конденсатор для охлаждения сжатого хладагента
- Вентилятор для отвода тепла в атмосферу
- Систему трубопроводов с хладагентом
Такое разделение на два блока получило название сплит-система (split - разделенный). Оно позволяет минимизировать шум от работы компрессора внутри помещения.
Компрессор
Компрессор - это насос, который обеспечивает циркуляцию хладагента по контуру кондиционера и поддерживает необходимое давление. Он приводится в действие электродвигателем и сжимает парообразный хладагент, выходящий из испарителя.
Существуют поршневые и ротационные (спиральные) компрессоры. В кондиционерах чаще используют последние, так как они компактнее, проще по конструкции и надежнее в работе.
От типа компрессора зависит, является кондиционер инверторным или нет. Инвертор позволяет плавно регулировать мощность компрессора, а значит и производительность системы.
Конденсатор и испаритель
Конденсатор и испаритель выполняют функции теплообменников. Они представляют собой систему изогнутых трубок с оребрением, по которым циркулирует хладагент.
В конденсаторе происходит охлаждение и конденсация сжатого газообразного хладагента. Горячий газ отдает свое тепло окружающему воздуху, охлаждается и переходит в жидкое состояние.
В испарителе, наоборот, жидкий хладагент испаряется, забирая тепло из воздуха в помещении и охлаждая его.
Трубопроводы
Между внутренним и наружным блоком прокладываются медные трубопроводы по которым циркулирует хладагент. Обычно это две трубы different diameters - для жидкого и газообразного хладагента. Их диаметр зависит от мощности кондиционера.
Качество монтажа трубопроводов напрямую влияет на эффективность работы кондиционера. Они должны быть теплоизолированы и герметичны, чтобы исключить утечки хладагента. Оптимальная длина трассы обеспечивает нормальное давление и циркуляцию.
При запуске кондиционера в трубопроводах образуется разность давлений, заставляющая хладагент двигаться по контуру. Так реализуется цикл компрессорного охлаждения.
Фильтры очистки воздуха
Фильтры кондиционера выполняют важную функцию очистки воздуха от пыли, шерсти животных, пыльцы растений. Существует несколько видов фильтров:
- Фильтры грубой очистки (сетки)
- Кассетные фильтры тонкой очистки
- Угольные фильтры для поглощения запахов
- Электростатические фильтры, улавливающие мельчайшие частицы
Регулярная замена фильтров в соответствии с регламентом значительно продлевает срок службы кондиционера и улучшает качество воздуха. Забитые фильтры ухудшают циркуляцию воздуха и приводят к обмерзанию испарителя.
Вентиляторы
Вентиляторы обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха через кондиционер. Вентилятор внутреннего блока прогоняет комнатный воздух через фильтры, испаритель и систему воздуховодов. Вентилятор наружного блока охлаждает конденсатор, разгоняя поток воздуха через его оребрение.
Чаще всего используются радиальные или осевые вентиляторы с приводом от электродвигателя. В инверторных системах скорость вращения вентилятора регулируется для оптимизации работы.
Таким образом, все описанные выше компоненты работают совместно, обеспечивая кондиционирование воздуха в помещении. Правильный подбор их параметров гарантирует эффективную работу системы.
Хладагенты для кондиционеров
Хладагент, или рабочее вещество кондиционера, играет ключевую роль в процессе охлаждения воздуха. От его свойств зависит эффективность и безопасность работы системы.
В качестве хладагента чаще всего используются фреоны - химические соединения на основе фтора и хлора. Наиболее распространен фреон R410A.
К достоинствам фреонов относятся:
- Высокая теплоемкость и коэффициент теплопередачи
- Низкая вязкость
- Химическая стабильность
- Низкая токсичность и пожароопасность
Однако фреоны способствуют разрушению озонового слоя и усилению парникового эффекта. Поэтому ведутся работы по созданию более экологичных хладагентов на основе углеводородов, таких как пропан, изобутан.
Принцип работы кондиционера
Кондиционер работает по принципу компрессорного цикла охлаждения. Рассмотрим более подробно, как это происходит.
При включении кондиционера в режим охлаждения хладагент, находящийся под низким давлением, поступает в компрессор через всасывающий патрубок. Там он сжимается, и его давление и температура резко возрастают.
Затем горячий газ под высоким давлением поступает в конденсатор, где охлаждается воздушным потоком от вентилятора, конденсируется и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло.
Далее жидкий хладагент проходит через дроссельное устройство, где происходит резкое падение давления и температуры.
После этого охлажденный хладагент поступает в испаритель, где кипит и испаряется, забирая теплоту у проходящего мимо воздуха. Воздух в помещении охлаждается.
В конце цикла газообразный хладагент вновь всасывается в компрессор, и процесс повторяется. Так кондиционер работает на охлаждение.
Управление работой кондиционера
Для поддержания заданной температуры в помещении кондиционер использует систему автоматического регулирования.
Во внутреннем блоке установлен датчик температуры, который постоянно отслеживает этот параметр и передает данные на плату управления.
Когда температура опускается ниже заданного значения, кондиционер автоматически переходит в режим ожидания. При повышении температуры выше заданной кондиционер вновь запускается.
Также в системе управления реализована защита от обмерзания и перегрева. Это позволяет избежать поломки оборудования.
Особенности работы кондиционера в режиме обогрева
Чтобы кондиционер работает на обогрев, используется реверсивный цикл. Четырехходовой вентиль меняет направление движения хладагента на противоположное.
Теперь внешний блок выполняет функцию испарителя - хладагент забирает тепло с улицы. Внутренний блок работает как конденсатор - хладагент отдает тепло в помещение.
В целом принцип действия остается таким же, как и при охлаждении воздуха. Но теперь теплота переносится с улицы в помещение.
