с чего состоит кондиционер настенный
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.
Устройство кондиционера и принцип работы
Из чего же состоит стандартная сплит-система? Как правило, внутри нее находится замкнутый контур, по которому движется жидкость — хладагент. Перетекая внутри контура, хладагент в одном месте поглощает тепло, для того чтобы выделить его в другом. Этот процесс протекает в специальных трубках – теплообменниках, которые изготавливаются из меди и содержат поперечные перегородки из алюминия. Для более быстрого протекания процессов в теплообменники нагнетают воздух, делая это при помощи специальных вентиляторов.
Исходя из названия процессов, протекающих в теплообменнике, один из них принято называть конденсатором, а другой – испарителем. Когда кондиционер работает «на тепло» в качестве конденсатора выступает внутренний испаритель (часть кондиционера, находящаяся в помещении), а при работе «на холод» – все происходит наоборот. Таков принцип работы кондиционера, но в чем суть?
Холод сам по себе не является законченным продуктом, а лишь производным от переноса тепла с помощью хладагента. Этот процесс в литературе именуется «тепловым насосом». Благодаря ему производительность кондиционера получается в три раза выше, чем его энергопотребление. На первый взгляд это может вызвать недоумение: КПД 300% — неужели такое возможно? Что такое хладагент и как его можно перенести из помещения, в котором температура около 20 градусов, наружу, где температура в два раза выше?
Оказывается все гораздо проще, чем это можно себе предположить. Перенос температуры напрямую зависит от давления, причем происходит он не линейно, а монотонно. Таким образом, в процессе транспортировки величина давления становится выше, чем температура фазового перехода. Закипевший хладагент меняет свое состояние из жидкого в парообразное и начинает поглощать из окружающего воздуха тепло, при этом в теплообменнике создается необходимое давление, при котором температура фазового перехода становится ниже окружающей. В обратном процессе хладагент отдает свое тепло воздуху, и температура перехода повышается.
Еще одной важной деталью в работе кондиционера является замкнутый контур, для создания которого необходимо хотя бы два элемента: компрессор — для повышения давления конденсации и дроссельное устройство — для его понижения. Первый из них устанавливается непосредственно перед конденсатором, а второй перед испарителем.
В целом, насчитывается пять элементов, обязательных в кондиционерах любого типа: замкнутый контур, наружный и внутренний теплообменник, компрессор и дросселирующее устройство. Они являются основной составляющей как самой простой, так и самой сложной сплит-системой.
В наше время для полнофункциональной работы кондиционера в контур добавляют четырехходовой вентиль, благодаря которому он может вырабатывать как тепло, так и холод. Такая сплит-система получила название «кондиционер с реверсивным циклом», дополнительной функцией которого стал перенос тепла из помещения на улицу и обратно.
Наружный блок кондиционера
Принцип работы кондиционера
Принцип действия кондиционера основан на изменении агрегатного состояния хладагента (фреона) в зависимости от температуры и давления в замкнутой системе. Для начала ознакомимся с основными узлами кондиционера.
Основными узлами любого кондиционера являются:
У современного кондиционера имеется электронный блок, который управляет работой в зависимости от выбранного режима. Все современные модели имеют пульт дистанционного управления, позволяющий задавать параметры.
Внутренний блок кондиционера 
Следует отметить, что кондиционер не производит холод (или тепло), а переносит его из помещения на улицу. В зависимости от выбранного режима, кондиционер либо переносит тепло из помещения на улицу, либо с улицы в помещение (обогрев).
Переносчиком тепловой энергии в кондиционере (как и в холодильнике) является специальный хладагент. Чаще всего им является фреон.
Работа кондиционера на холод
Работа кондиционера на тепло
Испаряясь, хладагент (как впрочем и любая другая жидкость) отбирает тепло. Вы можете провести такой физический опыт: протрите руку спиртом или спиртосодержащим раствором (например одеколоном). Вы почувствуете холод. Это спирт испаряясь отбирает тепло вашего тела.
И наоборот, конденсируясь (превращаясь из газообразного состояния обратно в жидкость), вещество отдает тепло. Например в парной, когда вы движетесь, то ощущаете тепло от конденсированного пара.
Когда кондиционер работает в режиме охлаждения, хладагент испаряется в теплообменнике внутреннего блока, а конденсируется в наружном. Когда кондиционер работает в режиме обогрева, хладагент конденсируется в теплообменнике внутреннего блока, а испаряется в наружном.
Таким образом происходит перенос тепла из одной среды в другую.
Для переноса тепловой энергии кондиционер потребляет электроэнергию. Но следует отметить, что кондиционер переносит приблизительно в три раза больше энергии, чем потребляет. Электроэнергия необходима для работы компрессора, который создавая перепады давлений заставляет хладагент то испарятся то конденсироваться.
Следует отметить, что использовать кондиционер в качестве обогревателя чрезвычайно выгодно. При потреблении 1 кВт электроэнергии кондиционер перенесет в квартиру около 3 кВт тепла. Помимо этого, воздух в помещении не будет пересушиваться.
Как устроен кондиционер или сплит — система
Кондиционер — электронное устройство для поддержания заданного температурного режима в помещении. Чтобы прибор функционировал длительное время, нужно знать основной принцип работы кондиционера.
Конструкция
Прибор может быть в виде моноблока или иметь двухмодульную конструкцию. Устройство представляет из себя замкнутую систему, по которой движется хладагент — чаще всего фреон R-22, R-410.
Из чего состоит кондиционер:
Внимание! Основные элементы конструкции присутствуют в любой модели кондиционера.
Классическая схема кондиционера,его работы представлена на рисунке.
Схема кондиционера в режиме охлаждения наглядно показывает, как при испарении хладагент поглощает, а при конденсации отдаёт тепло. Принцип действия кондиционера — забор тепловой энергии на одном теплообменнике и отдача на другом называется парокомпрессионным холодильным циклом.
Как работает кондиционер?
В компрессор поступает фреон в виде газа при незначительном p 3-5 атм и t +10-20˚С. В агрегате газообразная субстанция достигает давления 15-25 атм с одновременным повышением t до +70-90˚С.
Охлаждающий агент под давлением движется к конденсатору, где обдуваемый вентилятором остывает и превращается в жидкость, выделяя при этом тепловую энергию. Воздух, выходящий из конденсатора, нагревается. Охлаждающая жидкость покидает теплообменник с температурой на 10-20˚ превышающей окружающий воздух.
В дросселе, представляющем из себя тонкую трубку, выполненную из меди в виде спирали, температура и давление фреона согласно законам физики снижается, частично испаряясь. После регулятора давления смесь парообразной и жидкой фракций хладагента поступает в испаритель.
Испаритель превращает фреон в газообразную форму с поглощением тепла. Воздух, прогоняемый вентилятором через испаритель остывает и подаётся в помещение. Газ с низкой температурой и давлением вновь засасывается компрессором. Процесс повторяется.
Обратите внимание! Принцип работы кондиционера основан на способности хладагента отнимать и отдавать теплоэнергию при переходе из газообразной фракции в жидкое состояние и наоборот.
Выносной блок
Наружный блок имеет внешний корпус с фильтром, где размещены элементы конструкции. Он снабжён защитной крышкой, закрывающей клеммы разъёма электрокабелей, а в некоторых типах устройств также штуцеры соединения.
Основной элемент блока — компрессор, являющийся «сердцем» устройства. В кондиционере применяются компрессоры поршневого типа, более дешёвые, но менее надёжные и спиральные агрегаты. Прибор сжимает фреон, направляет его движение по замкнутому контуру.
Вентилятор — обеспечивает воздушный поток для охлаждения конденсатора. В дешёвых моделях устанавливаются односкоростные вентиляторы. В более дорогих имеются 2-3 фиксированные скорости, или их плавная регулировка.
Четырёхходовой вентиль — устанавливается в системах, способных работать на охлаждение и обогрев. При переключении клапана функции теплообменника и конденсатора меняются местами, изменяется направление движения фреона.
Конденсатор — радиатор, состоящий из медных трубок с алюминиевыми перегородками. В системе происходит охлаждение и конденсат фреона, воздух при этом нагревается.
Плата управления присутствует только в инверторных устройствах, приборах кассетного, канального типа. В большинстве моделей электроника находится в корпусе испарителя.
Фильтр, находящийся на всасывающей стороне компрессора. Предназначен для защиты от мелких частиц, попадающих в замкнутую систему при установке.
Штуцеры — места соединения агрегатов.
Корпус испарителя
Схема работы устройства предусматривает наличие внутреннего блока, расположенного внутри здания, где нужно поддерживать нужные параметры воздуха.
Основные элементы конструкции:
Обратите внимание! Полноценная работа системы невозможна без периодической чистки и замены фильтров, ежегодного технического обслуживания оборудования.
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:
Справка! Новатором установки увлажнителей в системы климатического контроля выступила японская фирма Daikin.
Дополнительная очистка. В сплит-системах устанавливается один или несколько фильтров тонкой очистки, улавливающие частицы размерами менее 2 мкм.
Виды фильтров:
На заметку! Первыми начали массовый выпуск сплит-систем многоступенчатой очистки производители Panasonic, Samsung.
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.
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.
Справка! Чаще всего ионизаторы встречаются в линейках производителей: Panasonic, Mitsubisi.
В чём разница работы кондиционера и сплит-системы
Двухмодульная система — разновидность кондиционера. Принцип работы сплит-системы кондиционера ничем не отличается от моноблока, но имеются различия в конструкции.
В кондиционере все элементы могут быть расположены в одном блоке (оконные, мобильные типы). Мобильные агрегаты снабжены шасси с колёсиками, технику можно легко перемещать в нужное место. Неудобство создаёт предельная длина теплоотводных шлангов, выходящих на улицу. Самый мощный моноблок может обслужить до 35 кв.м площади.
Сплит-система от англ. split (расщеплять, разделять) подразумевает наличие двух блоков внешнего и внутреннего. Они соединены между собой медными изолированными трубками и электропроводкой. Коммуникации убирают в короба, зазор подвесного потолка. Выносной блок сплит-системы с помощью кронштейнов закрепляется на фасаде дома. В нём расположены механизмы, производящие наибольший шум (до 50 дБ).
Внутренние блоки бывают:
Для квартир больше подходят настенные и канальные конструкции. Для общественных зданий — кассетные, канальные, напольно-потолочные.
Критерии выбора
Представление о том, как устроен прибор и его возможностях, позволяет выбрать наиболее подходящий климатический агрегат. Что лучше: кондиционер или сплит-система?
Преимущества моноблока:
Минусы эксплуатации:
Такие приборы идеально подходят когда нужно создать комфортные условия в течение двух-трёх жарких месяцев в помещениях малой кубатуры: в небольших квартирах, на даче. Устройства легко транспортировать. Чтобы подключить прибор не требуется особых навыков и времени.
Как работает сплит-система (достоинства):
Внутренний блок выглядит эстетично, хорошо вписывается в любой интерьер. Устройство может работать в различных режимах: охлаждения, обогрева, сушки, усиленной очистки, ионизации.
Особенно наглядно выглядят достоинства климатических установок инверторного типа:
Недостатки сплит-систем:
Климатические установки с двумя блоками приобретают для круглосуточной работы летом и в период межсезонья. Двухмодульные системы покупают в квартиры, где проживают аллергики, часто болеющие дети.
Принцип действия сплит-системы кондиционера позволяет установить комфортные климатические условия проживания в любое время года. Многообразие функций удовлетворяет любые запросы пользователей.
Устройство и принцип работы кондиционера
Перечень основных узлов и деталей, из которых состоит любой кондиционер:
Внутренний блок кондиционера состоит из следующих узлов:
Наружный блок кондиционера состоит из следующих узлов:
Принцип работы
В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Рассмотрим, как происходит этот процесс в сплит-системе:
Основными узлами любого кондиционера являются:
Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:
Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан (на схеме не показан), который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.
Отметим, что одна из наиболее серьезных проблем при работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. Тогда на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате происходит гидроудар и компрессор выходит из строя. Причин, по которым фреон может не успевать испариться, может быть несколько. Самые распространенные — загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и работа кондиционера при низких температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает переохлажденный фреон).