Как работает кондиционер

1 Составные части

Стандартный бытовой кондиционер состоит из двух основных частей: внешнего и внутреннего блока. Один из них находится снаружи помещения, а другой — внутри.

Наружный модуль. Эта часть вынесена из квартиры или офиса и обычно размещается на стене здания снаружи. Связана такая особенность конструкции и с необходимостью отвода воздуха в атмосферу (или забора из неё), и с тем, что наружный блок очень сильно шумит из-за расположенных в нём компрессора и вентилятора. Вот его основные составные части:

  1. 1. Компрессор — сжимает хладагент (чаще всего фреон) и заставляет его циркулировать между внешним и внутренним блоками.
  2. 2. Конденсатор — охлаждает фреон и конденсирует его. Следовательно, проходящий через него воздух нагревается.
  3. 3. Вентиляторы — обдувают внутренние части модуля, в особенности конденсатор. У самых слабых моделей имеет только одну скорость, из-за чего может работать с небольшим диапазоном наружных температур. Если же аппарат рассчитан на больший температурный диапазон, он будет иметь 2−3 скорости либо возможность их плавной регулировки. Такие кондиционеры имеют более высокую мощность и чаще всего относятся к классу полупромышленных.
  4. 4. Фильтр системы фреона — защищает конденсатор от попадания медной стружки и другой грязи, которая могла оказаться в системе во время некачественного монтажа. Однако, если внутренняя часть аппарата слишком сильно загрязнена, он не поможет.
  5. 5. Плата управления — бывает не во всех кондиционерах, а только в инверторных, кассетных или канальных и мульти-сплит-системах. Принцип работы всех остальных кондиционеров несколько иной — там вся электроника размещается во внутреннем блоке.
  6. 6. Четырёхходовой клапан — встречается только в реверсивных моделях, способных не только охлаждать воздух, но и обогревать его. Такой режим возможен только благодаря этой детали: при переключении на обогрев она запускает все процессы в обратном порядке, как бы меняя между собой внутренний и внешний блок.
  7. 7. Штуцерные соединения — позволяют соединить два блока при помощи труб из меди.
  8. 8. Защитная крышка — она закрывает клеммный разъём, к которому подключаются электрические провода, и (иногда) штуцерные соединения. В некоторых моделях последние остаются снаружи.
  9. 9. Внешний корпус устройства.

2 Принцип действия

Главные компоненты в составе кондиционера — это испаритель, компрессор, конденсатор, а также терморегулирующий вентиль, который снижает давление хладагента перед его входом в испаритель, и вентиляторы.

Первые четыре элемента составляют холодильный контур, по которому проходит фреон, смешанный с небольшой долей компрессорного масла. Во время работы устройства постоянно повторяется следующий процесс:

  1. 1. Фреон поступает из испарителя в компрессор. В этот момент он имеет низкое давление, температуру в 10−20 градусов Цельсия и находится в газообразном состоянии.
  2. 2. Компрессор сжимает хладагент с 3−5 атмосфер изначально до 15−25. В результате этого процесса фреон нагревается до температур в 70−90 градусов, после чего отправляется в конденсатор.
  3. 3. Вентиляторы обдувают конденсатор воздухом, имеющим температуру гораздо ниже той, до которой нагрелся фреон. Это заставляет газ остыть и конденсироваться, перейдя из газообразного состояния в жидкое. При этом процессе выделяется тепло, которое передаётся воздуху, поэтому выходящие из этого отсека потоки ветра горячие. Выходит из этого отсека фреон в виде жидкости под высоким давлением, а его температура находится на отметке в 10−20 градусов выше окружающей среды.
  4. 4. Тёплый фреон проходит сквозь терморегулирующий вентиль. В кондиционерах бытового типа эта часть выполнена в форме тонкой спиральной трубки, сделанной из меди. При этом давление жидкости падает до изначального, хладагент остывает и может частично испариться.
  5. 5. После этого этапа получается смесь газа и жидкости, имеющая низкое давление и температуру. Она отправляется в испаритель, обдуваемый снаружи воздухом комнатной температуры. Под действием высокой температуры хладагент окончательно переходит в жидкое состояние, забирая у воздуха тепло и тем самым охлаждая его. Потом фреон, вернувшийся к изначальным параметрам, опять поступает из испарителя в компрессор, и весь цикл повторяется вновь.

Масло для кондиционера

Кроме заправки хладагента, в систему кондиционирования необходимо периодически заливать масло, необходимое для исправной работы компрессора. Выбор вещества напрямую зависит от используемого хладагента. С R12, применяемом в автомобилях, выпущенных до 1994 года, используется минеральное масло Suniso 5G.

В автомобили, работающие на R-134а, заправляются только синтетические масла  PAG 46, PAG 100, PAG 150.

В 1994 году также выпускали машины с компрессорами, допускающими использование  как R-12, так и R-134a. Но даже если автомобиль сошел с конвейера в данный переходный период, недопустимо смешивать синтетические и минеральные масла. Такая смесь может быстро вывести из строя всю систему.

Преимущества и недостатки в сравнении

Канальные системы пользуются популярностью у всех, кто заботится о комфортной атмосфере внутри дома и при этом старается все коммуникации не выставлять напоказ.

Эксперты в области кондиционирования и постоянные пользователи отмечают следующие плюсы в использовании канального оборудования:

  • нет внутреннего настенного блока, требующего места на стене и зачастую не вписывающего в дизайн интерьера;
  • установка системы сопутствует хорошему воздухообмену во всех помещениях дома;
  • мощный внутренний блок может обслуживать несколько небольших по площади комнат;
  • максимально снижен шум от работающих элементов.

При монтаже канальной системы можно совместить ее с вентиляцией, при этом сэкономить и на покупке оборудования, и на установке.

Современные системы кондиционирования имеют различное управление, но удобнее всего пользоваться пультом. С помощью его можно выбирать режим, менять внутреннюю температуру, регулировать скорость вентилятора

К недостаткам относят:

  • сложный, требующий дополнительных знаний и профессионализма, монтаж;
  • обустройство подвесных конструкций для маскировки каналов;
  • невозможность создания разных температурных режимов в соседних комнатах – температура везде будет одна и та же.

Но главной проблемой видится грамотное проектирование, выбор, расчет и монтаж конструкции. Понятно, что это дополнительные затраты, и немалые. Если систему установят с нарушениями, минимальной неприятностью станет громкий шум, расходящийся эхом по всему дому, а максимальной – дорогостоящая переделка.

Сначала о преимуществах:

  • в принципе, внутренний блок в помещении отсутствует, что уже не мешает создавать дизайн комнаты;
  • подача воздуха извне помещения создает условия хорошего воздухообмена;
  • одним блоком можно охлаждать сразу несколько комнат;
  • снижение шума при работе кондиционера за счет того, что он просто не находится в помещении;
  • совмещение работы двух систем: вентиляции и кондиционирования, что дает возможность неплохо сэкономить на приобретении вентиляционного оборудования.

Теперь о недостатках:

  • достаточно сложный монтаж, без профессионалов не обойтись;
  • предварительно надо провести непростые расчеты и грамотно спроектировать всю систему с учетом расположения комнат в доме;
  • если внутренний блок устанавливают в одном из помещений здания, то придется закрывать его фальш-потолком, а это очередные финансовые расходы;
  • невозможно поддерживать разные температурные режимы в разных помещениях, то есть температура воздуха во всем доме буде одинаковой.

И даже, несмотря на серьезные недостатки, канальные кондиционеры в последнее время набирают популярность. Ведь даже с воздуховодами один приобретенный прибор буде стоить намного дешевле, если приобрести для каждой комнаты по одному маломощному агрегату.  

  • Благодаря скрытой установке можно добиться бесшумной работы;
  • Эстетичность. Наличие системы кондиционирования в помещении выдают только аккуратные решетки воздуховодов, так что систему можно легко вписать в любой интерьер;
  • Кондиционирование воздуха при помощи одной системы осуществляется сразу в нескольких комнатах; 
  • Равномерное распределение воздуха; 
  • Возможность вентиляции и подачи свежего воздуха с улицы. Максимальная доля подмеса – более 30% от общей производительности системы. 
  • Функциональность. Воздух системой может: охлаждаться, нагреваться, осушаться, вентилироваться и фильтроваться. Из универсальности оборудования вытекает и другое преимущество – экономичность, так как установка канального кондиционера может избавить от необходимости использования других устройств. 
  • Больший объем монтажных работ, в сравнении с обычными сплит-системами и кондиционерами других типов; 
  • Относительно сложные монтажные и пусконаладочные работы, требующие наличия определенных знаний и опыта; 
  • Монтаж канального кондиционера может быть невозможен из-за необходимости занижения потолка; 
  • Дополнительные затраты на различные диффузоры, вентиляционные решетки, воздуховоды; 
  • При некачественно выполненном монтаже системы, работа кондиционера может оказаться шумной. 

Популярные бренды в России

Наиболее популярными и востребованными марками прецизионных кондиционеров в России считаются UNIFLAIR, LIEBERT, EMERSON и BLUE BOX.

UNIFLAIR

Итальянская компания UNIFLAIR выпускает несколько серий очень компактных приборов моноблочного, потолочного и шкафного типа с установкой как внутри, так и снаружи помещения. Их мощность варьируется от 3,9 до 168,7 кВт. Среди них есть устройства с воздушным, водяным и естественным охлаждением. В моделях TWIN-COOL установлен двойной контур охлаждения. Выдув воздуха происходит фронтально, сверху через воздуховоды или подвесной потолок и снизу через фальшпол. Есть серии с функцией фрикулинга.

Все прецизионные кондиционеры UNIFLAIR являются энергоэффективными машинами, способными работать даже при экстремально низких температурах на улице (до -40°C).

Оборудование слаженно функционирует с детекторами дыма, огня и утечки воды. Оно совмещается с системами управления микроклиматом здания. Средний срок непрерывной службы прецизионного кондиционера UNIFLAIR составляет 10-15 лет. Это надежные холодильные машины, которые идеально подходят для архивов, музеев, медицинских учреждений, центров телефонии, серверных и аппаратных.

LIEBERT & EMERSON GROUP

Еще одним мировым лидером на рынке климатического оборудования являются прецизионные кондиционеры LIEBERT (EMERSON), которые способны поддерживать заданные параметры с точностью до десятых долей градусов и процентов.

Несколько десятков лет назад две компании LIEBERT и EMERSON объединились и стали выпускать климатическое оборудование для промышленных объектов. Прецизионные кондиционеры EMERSON, LIEBERT HIROSS функционируют в условиях предельных температур летом и зимой и при соблюдении условий эксплуатации могут прослужить от 10 лет в непрерывном режиме. Вариативность мощности – от 3,5 до 160 кВт.

Несколько линеек представлены шкафными моноблоками и двухкомпонентными системами внутренней и наружной установки с воздушным, водяным и естественным режимом охлаждения конденсатора. Наиболее эффективные и экономичные модели – это прецизионные кондиционеры LIEBERT с двумя охлаждающими средами и резервными компрессорами. Управление осуществляется современным контроллером с доступом в компьютерную сеть.

Основная часть прецизионных кондиционеров EMERSON, LIEBERT HIROSS имеет широкие возможности мониторинга и высокую универсальность за счет нескольких вариантов подключений на объектах совершенно разной конфигурации.

BLUE BOX

Еще одна итальянская компания BLUE BOX зарекомендовала себя на российском рынке как конкурентоспособный производитель прецизионных кондиционеров и других промышленных систем охлаждения.

Высокоточное оборудование выпускается в моноблочном и раздельном вариантах, с воздухоохладителями воздушного, водяного и смешанного типов, а также со встроенными и выносными конденсаторами с водяным или воздушным охлаждением. Мощность прецизионных кондиционеров BLUE BOX варьируется от 6,4 до 220 кВт.

Основные параметры воздуха в помещении поддерживаются с максимальной точностью до десятых долей градусов и процентов. Компактность совместима с отличной производительностью и энергоэффективностью. Новейшие технологии в устройстве вентилятора и компрессора позволяют выпускать агрегаты с минимальным уровнем шума и расходом воздуха.

Компания BLUE BOX выпускает прецизионные кондиционеры, работающие во всех возможных режимах. Мощная запорная арматура и автоматические защитные системы предотвращают серьезные аварии. Все устройства функционируют на современных марках фреона, не содержащих хлора.

Чтобы правильно выбрать необходимую модель прецизионного устройства, в первую очередь обращают внимание на систему раздачи воздуха, наличие требуемых режимов работы, точность поддержания параметров воздушной среды и диапазон рабочих температур на зиму и лето. https://www.youtube.com/embed/x1Xl0nfGtRE

Функциональные возможности кондиционеров

Многие потребители полагают, что устройство кондиционера позволяет пользоваться прибором только для охлаждения воздуха во время жары. Зная, как работает кондиционер, можно пользоваться многочисленными функциями устройства.

Основные режимы

Охлаждение — устройство включается, когда температура становится выше заданных параметров. Работает в диапазоне +1-30˚С с точностью до 1˚. В инверторных установках — до 0,5˚.

Обогрев — в этом режиме работают двухконтурные сплит-системы с заявленной функцией. Происходит нагрев температуры воздуха до заданной, равномерно распределяя воздух по всему объёму помещения. Функция удобна в период межсезонья, когда выключено центральное отопление, в летнюю сырую погоду.

Вентиляция — в этом режиме выключен компрессор и вентилятор выносного блока. Равномерно распределяет воздух, не даёт теплу концентрироваться у потолка в зимний период.

Осушение — режим работы без повышения или понижения температуры. Включается в зданиях с высокой влажностью, чтобы избежать появления плесени, затхлости воздуха.

Фильтрация — фильтр грубой очистки задерживает предметы, видимые невооружённым глазом. Его чистят раз в 14 дней при помощи пылесоса. Фильтры тонкой очистки — очищают воздух от дыма, пыли, вирусов и бактерий. Такие фильтры чистке не подлежат, их следует заменять каждые 2-3 месяца.

Дополнительные функции

Увлажнение — снижение уровня влажности ниже 50% отрицательно влияет на состояние кожных покровов человека, возникает сухость глаз, першение в горле. Производительность устройств — 400-600 мл/час.

Достижение заданных параметров влажности достигается:

  • Установкой парогенератора;
  • Ультразвуковым увлажнением, запас воды пополняется за счёт конденсата, стекающего в дренажную систему;
  • Увлажняющим элементом, встроенным в наружный блок, кассета из усолита собирает конденсат.

Дополнительная очистка. В сплит-системах устанавливается один или несколько фильтров тонкой очистки, улавливающие частицы размерами менее 2 мкм.

Виды фильтров:

  1. Карбоновый (угольный) — изготавливается из кокосового ореха. Устраняет дым, неприятные запахи, пыль.
  2. Фотокаталитический — состоит из ультрафилетовой лампы и основы, покрытой оксидом титана со свойствами катализатора. Расщепляет органические вещества на оксиды углерода и воду.
  3. Плазменный —ионизатор, создающий напряжение 4800 В. Разлагает запахи, микроорганизмы, мелкие частицы, оседающие на поверхности фильтра.
  4. Антибактериальный — содержит вещества природного происхождения: кахетины, вассабы.
  5. Энзимный — содержит био-активные вещества, уничтожающие патогены.
  6. Фильтр с ионами серебра — разрушает оболочки бактерий, уничтожая их. Элемент Nanosilver производит выработку ионов.
  7. Электростатический — создаёт электро-магнитное поле, вызывающее оседание заряженных частиц на поверхность фильтра.

Подмес воздуха — частичная подмена воздуха сопровождает работу оконных и канальных кондиционеров. Гибкий воздуховод, имеющийся в ряде сплит-систем, обеспечивает приток свежего воздуха, снижая количество углекислоты.

Инверторы — принцип работы кондиционера: не отключаются при достижении нужных параметров, плавно переходят в режим меньшей мощности. Это позволяет избежать скачков температуры, снижает энергопотребление.

Работа при пониженных t— модели в зимнем варианте (с нагревом дренажа и выносного блока) способны обогревать при морозе t -20-25˚С. Производительность работы низкая.

Ионизация воздуха. Недостаток отрицательно заряженных аэроионов отрицательно сказывается на здоровье. Появляется снижение трудоспособности, вялость, утомляемость. Очень удобно когда прибор встроен в блок системы климат-контроля.

Охлаждение и нагрев воздуха в центральной системе кондиционирования

Процесс охлаждения воздуха может быть выполнен двумя вариантами:

  • Холодной водой от чиллера.
  • Внешним компрессорным блоком, работающим на фреоне.

Что касательно чиллеров, то тут все понятно: вода охлаждается этим устройством, которому проходит водяной контур, и подается в теплообменник центрального кондиционера. В свою очередь, вентиляторы, обдувая охлажденный теплообменник, подают воздушные потоки уже более низкой температуры.

Внешний компрессорный блок, как правило, устанавливаемый на крыше, соединен с теплообменником-испарителем внутри центрального кондиционера фреоновыми магистралями. Далее его работа ничем не отличается от работы обычной сплит-системы. В компрессорном блоке фреон сжимается и подается по магистрали к теплообменнику. На входе в кондиционер, он имеет температуру не менее 70С° и находится в жидком состоянии. Поступая в испаритель, газ дополнительно подогревается теплыми воздушными потоками и закипает. При испарении фреона выделяется холод, понижающий температуру теплообменника, а воздушные потоки, которые проходят через него остывают и подаются по воздуховодам в помещения.

Нагрев воздуха также происходит двумя способами: подключенной к кондиционеру системой отопления или электрическим калорифером.

В принципе, и то и другое устройство действует по одному принципу: нагревается теплообменник либо горячей водой отопления, либо электрическим ТЭНом. Через ТЭН проходит поток воздуха, который нагревается и подается по воздушным каналам в помещения.

Достоинства и недостатки систем центрального кондиционирования

Самый большой плюс в использовании климатического комплекса заключается в том, что он в состоянии обеспечить комфортный микроклимат в целом здании, с множеством отдельных помещений разной площади. Кроме того, такая вентиляция одна из самых эффективных. Благодаря ее конструкции воздух обрабатывается и приобретает заданные параметры: подогрев или охлаждение, увлажнение, осушение и эффективная очистка. В связке с рекуператором такой климатический комплекс достаточно экономичен.

Кроме того, такие климатические комплексы надежны и долговечны. Большинство изготовителей гарантирует их бесперебойную работу в течение 40 тыс. часов.

Но такая, вроде бы идеальная система имеет три существенных недостатка:

  • Высокая стоимость. Конечно, для крупных объектов ее стоимость не представляет особых проблем, но вот использовать ее в частном доме довольно дорого. Там подойдут канальные кондиционеры или обычные сплит системы.
  • Сложность монтажа воздушных каналов. Эта работа трудоемкая и довольно затратная.
  • Периодическое обслуживание. Дело в том, что на крупных объектах есть постоянные люди, которые находятся в штате. Если постоянного человека нет, то для периодического сервисного обслуживания, а тем более в случае поломки, вам придется подключать сервисную компанию, услуги которой могут обойтись очень недешево.

Принцип действия

Рассмотрим, как работает кондиционер, принцип действия которого основан на изменении фазового состояния носителя, достигаемого за счет охлаждения теплообменника и последующего пропускания воздуха с улицы через него.

Схема и принцип работы кондиционера

Процесс кондиционирования воздуха включает в себя несколько этапов, среди которых специалисты выделяют:

  1. Подачу рабочего вещества, находящегося под низким давлением 3–5 бар в газообразном состоянии и имеющего температуру от +10 до +20 °C из внешнего блока через фильтр в компрессор.
  2. Сжатие в компрессоре, при котором давление фреона возрастает до 15–25 бар, что закономерно ведет к увеличению температуры вещества до +70—90 °C.
  3. Подачу хладагента в охлаждаемый при помощи воздуха, подаваемого вентилятором конденсатор, в результате чего при взаимодействии с охлажденными поверхностями теплообменника происходит переход рабочей среды в жидкое состояние.
  4. Прохождение находящегося под высоким давлением хладагента через медную трубку, выполненную в виде спирали. После терморегулирующего вентиля рабочее вещество имеет низкое давление и температуру, этот этап необходим для понижения температуры кипения хладагента, которое вместе с испарением частично наблюдается в самом дросселирующем устройстве.
  5. Поступление фреона, имеющего низкое давление и температуру в испаритель-теплообменник. В нем впитывая теплый воздух из помещения, хладагент переходит из жидкой формы в газообразную фазу, попутно отдавая холодный воздух, направляемый вентилятором в комнату.

Описанный цикл завершается тем, что фреон в форме газа, имеющего низкое давление, подается к входному патрубку компрессора и процесс повторяется.

Конструкция и принцип работы

На схеме сплит системы видно, что в ее составе два отдельных блока. Один размещают в помещении (испаритель), второй крепят вне здания на наружную стену. Корпуса объединяют в один замкнутый контур, соединяют их трубками, покрытыми теплоизоляционным слоем (пенофол, поролон).

Назначение внутреннего блока сплит системы – охлаждать или подогревать воздух. При охлаждении он принимает воздух с улицы и охлаждая его распределяет по комнате. Для нагревания в схеме применяют четырехходовой клапан, который перераспределяет потоки.

В режиме охлаждения теплообменник работает как испаритель, он забирает тепло в комнате, в режиме нагрева это конденсатор, отдающий тепло.

Конструкция включает в себя:

  • защитную решетку;
  • фильтры угольные и электростатические, дополнительно антибактериальные;
  • вентилятор для нагнетания воздуха через испаритель и уже охлажденного в комнату;
  • радиатор, где происходит испарение фреона
  • подвижные жалюзи с регулированием направления воздушного потока
  • командный блок и панель с индикаторами для управления и отображения текущих настроек.

Внешний блок обычно состоит из:

  • компрессора, сжимающего и передвигающего хладагент;
  • конденсатора, превращающего хладагент в жидкое состояние;
  • испарителя, преобразующего фреон в газ;
  • вентиля, регулирующего напор хладагента;
  • вентилятора для интенсивного теплообмена с атмосферой конденсатора и испарителя;
  • фильтров для защиты от мусора и других мелких фракций.

Компрессорно-конденсаторный агрегат, установленный снаружи, оснащен фильтрами. Они задерживают пыль, частицы грязи. Важный элемент конструкции — компрессор. Он создает давление, под действием которого хладагент сжимается и передвигается по контуру. Функции теплообмена выполняют конденсатор и испаритель. Для большей интенсивности их обдувают вентиляторы, установленные в корпус.

Для работы сплит системы на обогрев (охлаждение) в корпус наружного блока устанавливают терморегулирующий вентиль. Он регулирует давление, меняет направление движения хладагента. Работой обоих блоков управляет автоматика. В нее входят датчики, посылающие сигнал в блок управления при достижении определенных параметров и пульт дистанционного управления.

Внутри конструкций находится магистраль из трубок, по которым движется охладительная жидкость (фреон). Так же система снабжена трубками и дренажной ванночкой для отвода влаги из воздуха, осевшей на ребрах конденсатора и испарителя.

На дополнительные функции в конструкции устанавливают инверторы, четырех ходовые клапаны, таймеры, датчики движения и т.д.

Теперь рассмотрим принцип работы сплит системы. Он основан на процессах парообразования и конденсации. Температура кипения фреона на 100 градусов ниже воды, поэтому ему хватает комнатной температуры для парообразования в испарителе (радиаторе). Затем по трубке из внутреннего блока он движется в компрессор, который давлением его сжимает и толкает к конденсатору (теплообменнику). Там фреон интенсивно конденсируется при контакте с холодным воздухом, отдавая тепловую энергию. Ускоряет процесс сжижения вентилятор. В жидкой фазе хладагент через осушитель поступает в расширительный клапан, где снижается давление из-за резкого расширения канала и вновь начинается движение в испаритель – цикл повторяется.

Технические характеристики

Климатическую технику, работа которой построена на принципе теплообмена, выбирают для помещения определенной площади, с конкретным объемом воздуха. Чтобы система работала долго и качественно, ее технические параметры должны соответствовать габаритам комнаты, офисного помещения. При покупке оценивают характеристики модели:

  • потребляемую мощность;
  • мощность охлаждения (1 кВт мощности на 10 кв. м площади);
  • мощность в режиме обогрева;
  • энергоэффективность в режимах обогрева, охлаждения (ERR, COP);
  • уровень шума;
  • срок службы;
  • производительность.

Энергоэффективность климатической системы характеризуют коэффициенты COP, ERR. Их рассчитывают как отношение мощностей охлаждения (обогрева) к мощности потребления.

Схема холодильного контура

Ниже размещена схема холодильного контура кондиционера. 

Схема взята не из учебника, а из сервисной документации производителя, поэтому и обозначения приведены на английском языке.

Compressor — компрессор, «сердце кондиционера». Компрессор сжимает хладагент и прокачивает его по контуру.

Heat exchanger — теплообменник,

  • outdoor unit — внешнего блока, то есть конденсатор, охлаждает сжатый фреон ниже температуры конденсации
  • indoor unit — внутреннего блока — испаритель, в нём рабочее вещество испаряется, опуская температуру

Expansion valve — расширительный вентиль

По-другому ТРВ — терморегулирующий вентиль. Обеспечивает подачу необходимого количества хладагента.

В простых кондиционерах его роль выполняет капиллярная трубка, без всякой регулировки, в инверторных системах — электронный расширительный вентиль.

2-Way valve — двухходовой вентиль, то есть обычная задвижка, с двумя положениями — открыто и закрыто

3-Way valve — трёхходовой клапан, в кондиционере это сервисный порт, к которому подключается шланг манометрического манометра для измерения давления или заправки.

4-Way valve — четырёхходовой клапан, обеспечивает реверс хладагента для работы кондиционера в режиме обогрева

Strainer — фильтр, на данной схеме это фильтр-осушитель, так как установлен перед ТРВ (и после, так как система может работать в режиме реверса и хладагент меняет направление движения).

Его задача не допустить попадание влаги в тонкий канал ТРВ — так как влага его закупорит, не давая пройти хладагенту.

Muffler — глушитель

Стрелками указано направление движения фреона по контуру:

  • сплошной стрелкой — в режиме охлаждения
  • пунктирной стрелкой — в режиме нагрева

Также в более сложных и совершенных кондиционерах устанавливают:

  • датчики давления
  • отделители жидкого хладагента
  • линии перепуска 
  • системы инжекции (впрыска) в компрессор
  • маслоотделители

Как работают сплит-системы и их разновидности

Сплит-система состоит из наружного и внутреннего блоков. В наружном находится компрессор, плата управления, вентилятор и конденсатор. Основные элементы внутреннего блока: испаритель, вентилятор, фильтры, температурные датчики и поддон для конденсата.

Фреон циркулирует по замкнутому контуру. Он состоит из:

  • внутреннего змеевика – испарительного теплообменника;
  • наружного змеевика – конденсаторного теплообменника;
  • соединительных медных трубок – фреоновой магистрали;
  • компрессора, повышающего давление;
  • капиллярной трубки у бытовых систем;
  • терморегулирующего вентиля (ТРВ) у полупромышленных блоков.

У кондиционеров, которые могут осуществлять подогрев воздуха, есть 4-ходовый клапан, меняющий функционально два теплообменника местами – наружный отвечает за испарение хладагента, а внутренний – за его конденсацию.

Работа на охлаждение

Фреон поступает в компрессор, где его давление увеличивается в 3 раза, а температура повышается на 50-60°C, то есть происходит сжатие. Далее он следует в конденсатор и обдувается более холодным воздухом, после чего переходит в жидкое состояние. Воздух проходит через конденсаторный теплообменник и нагревается от выделяемого фреоном тепла.

Затем хладагент перемещается в спиралеобразную капиллярную трубку или ТРВ, где его давление уменьшается, температура понижается и происходит небольшое испарение. Испарительный теплообменник продувается комнатным воздухом, но при поступлении более холодного фреона охлаждается. Хладагент при этом забирает его тепло и переходит в исходное состояние. Далее цикл повторяется.

Работа на обогрев

Суть принципа работы кондиционера сплит-системы на обогрев не меняется. При переключении 4-ходовым клапаном функций блоков, когда направление потока хладагента изменяется, воздух забирается с улицы наружным блоком, где происходит испарение фреона, а в комнату его доставляет внутренний блок, в котором хладагент снова переходит в газообразную фазу.

Чем ниже температура воздуха на улице, тем сложнее извлечь из него тепло, так как разница между температурой воздуха и температурой испарения фреона уменьшается, следовательно, нагревательная способность снижается из-за выравнивания их значений.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионная климатическая техника по принципу работы не отличается от сплит-системы, но обладает рядом особенностей:

  • Способна работать в режиме 24/7/365 в течение 10 лет, в то время как бытовой сплит-ситемы хватит не более чем на 2 года.
  • Имеет мощный вентилятор, за счет чего качество охлаждения выше, чем у сплита. Воздушные потоки заданной температуры равномерно распределяются по комнате.
  • В качестве рабочего вещества может выступать фреон, вода или гликоль.
  • Увлажнение воздуха осуществляется с помощью парогенератора электродного типа.

Прецизионные кондиционеры используются в серверных, где необходимо бесперебойно поддерживать определенную температуру и влажность воздуха.

Инверторные кондиционеры

Принцип работы инверторного кондиционера такой же, как у обычного. Отличие климатического оборудования инверторного типа заключается в управлении режимом работы. В обычной сплит-системе при достижении заданной температуры компрессор выключается. Когда температура меняется в большую сторону, срабатывает запуск нагнетателя. Таким образом, система работает на полную мощность, но с перерывами.

В инверторных двигателях есть плата частотного преобразователя, которая меняет стандартную частоту электрической сети. Вентилятор не перестает работать при достижении температурной нормы: он постепенно замедляет вращение, а при нагревании воздуха на 1 градус, увеличивает число оборотов в единицу времени.

Преимущества такого управления в долговечности оборудования и в экономии электричества до 30% по сравнению с неинверторными сплит-системами.

Канальная климатическая система

От внутреннего блока канального кондиционера отходит система подводящих и отводящих воздуховодов, по которым забирается теплый воздух и поставляется холодный в одно или несколько помещений.

Оборудование такого типа имеет функцию подмеса свежего воздуха с улицы до 30%.

Монтаж кондиционера канального типа лучше делать на этапе строительства здания – блок устанавливается под потолком вместе с системой вентиляции.

Особенности прецизионных кондиционеров

Прецизионный кондиционер или автономный кондиционер шкафного типа – это устройство, использование которого позволяет поддерживать в помещении ряд параметров: температуру, относительную влажность и подвижность воздуха в узком диапазоне.

А именно:

  • диапазон допустимой вариабельности температуры: ±1 °С. А отдельные модели прецизионных кондиционеров позволяют еще больше сузить вариабельность значения, до ± 0,5 °С);
  • диапазон вариабельности величины значения влажности + 5%;
  • допустима работа прецизионного кондиционера при температуре окружающей среды в диапазоне от +50 °С до -60 °С.

При этом выделяемый теплоприток превышает значения, свойственные для основного помещения, в 5÷10 раз. Соответственно, создается очень высокая нагрузка на кондиционеры.

Но все равно, диапазон значений выдерживается. Ведь помимо того, что этот вид систем климатического контроля отличается повышенной точностью, к технике предъявляется еще и ряд требований относительно надежности.

Даже минута без кондиционирования может стать причиной катастрофических последствий. А, значит, и материальных убытков.

Прецизионные кондиционеры обеспечивают стабильную влажность и температуру (причем в узком диапазоне), несмотря на постоянное выделение большого количество тепла круглосуточно работающими устройствами

Да, есть еще одно требование, о котором нельзя не упомянуть – прецизионные кондиционеры должны иметь возможность оперативного запуска резервного блока при поломке основного.

То есть, даже в случае возникновения форс-мажорной ситуации, обеспечение постоянства режима температуры и влажности будет обеспечено. Да и проект кондиционирования серверной обычно составляют с учетом дополнительных мощностей.

Схема внутреннего блока кондиционера

Клеммная колодка

На клеммной колодке кроме межблочных соединений находятся и зажимы для подключения питания (питание может подводиться и наоборот — к внешнему блоку)

L, N — электрическая линия и нейтраль однофазного питания

Filter Board — плата фильтра, уменьшает уровень помех в сети питания

Control Board — плата управления — управляет всеми устройствами, получает данные со всех датчиков, выполняет терморегуляцию, выводит информацию для пользователя на дисплей, выполняет самодиагностику.

Main relay — главное реле — силовое реле, подающее напряжение на компрессор.

Display board — модуль индикации, может представлять из себя линейку светодиодов, которые показывают наличие питания, выбранный режим, код ошибки или дисплей, на котором выводится ещё и температура.

Thermistor — термистор, терморезистор, датчик температуры

Room temp. — датчик температуры воздуха в комнате

Pipe temp. — датчик температуры трубки теплообменника, испарителя

Датчики температуры ещё могут находиться в:

    • пульте управления — для поддержания температуры в точке нахождения пульта (например ,режим «I Feel»).
    • на входе, выходе и в средней точки испарителя

Step motor — шаговый двигатель,

Применяется для открывания жалюзийной решётки, шторки, закрывающей вентилятор

За один шаг его вал отклоняется на небольшой угол, таким образом получается очень точно контролировать положение вала.

Drain pump motor — дренажный насос, встроенный только у кассетных кондиционеров

Float switch — поплавковый датчик уровня конденсата, только для кассетных кондиционеров

Ссылка на основную публикацию