Тем, кто собирается купить климатическую установку в дом, полезно представлять принцип ее функционирования. Знания об этом помогут понять, что происходит при поломках и неисправностях. Сплит-система включает два функциональных блока.
Как работает кондиционер
При испарении жидкие вещества поглощают теплоту. Конденсация капелек на поверхность или в емкость сопровождается обратным процессом. Тепло выделяется в окружающую среду. На данных явлениях основан принцип работы кондиционеров.
Убедиться в этом нетрудно в домашних условиях. Достаточно нанести на руку немного спиртового антисептика или настойки. Испарение жидкости сопровождается ощущением холода. Теплота поверхности тела поглощается, уводится в сторону.
Сходные процессы происходят в комнате. Жидкость-хладагент внутреннего блока климатической установки поглощает тепло. В результате она испаряется. В газообразном виде агент направляется в наружный блок, где вентилятор нагнетает прохладный воздух. Там происходят обратные процессы. Сконденсированный хладагент выделяет тепло.
Что влияет на работоспособность кондиционеров
Значительную часть внутренней «начинки» устройства занимают два типа радиаторов – конденсатор и испаритель. Они обеспечивают обмен теплом между хладагентом и воздушными массами.
Конденсатор находится в наружном блоке, ответственен за превращение вещества в жидкость с сопутствующим выделением тепла. Испаритель вмонтирован в корпус, устанавливаемый внутри комнаты. Он обеспечивает поглощение тепла хладагентом (последний переходит в газ). Радиаторы состоят из множества тонких медных трубочек. Поперек расположены пластинки из алюминия, ускоряющие теплообмен.
На функциональность кондиционера влияют и иные конструктивные элементы:
- Вентиляторы, усиливающие поток воздуха, обдувающий радиатор. Это повышает эффективность работы прибора.
- Компрессор, обеспечивающий передвижение хладагента по холодильному контуру. Он также сжимает вещество над испарителем.
- Терморегулирующий клапан. Нужен, чтобы понизить давление хладагента перед испарителем.
Роль хладагента в работе климатического оборудования
Хладагент – вещество, легко изменяющее агрегатное состояние с жидкости на газ (и наоборот). При превращениях выделяется или поглощается значительное количество теплоты. Поэтому в климатической технике используются именно подобные вещества.
Наиболее распространенный хладагент – фреон. Он существует во множестве форм, но в кондиционерах применяются лишь некоторые.
Чаще всего встречается техника, заправленная R-22. Он негативно действует на озоновый слой атмосферы. Поэтому лучше приобретать устройства с хладагентом марки R-410, не обладающим подобным свойством.
У фреона низкая температура кипения. Когда он испаряется, происходит нагрев до 70-90 градусов Цельсия. За счет данных свойств устройства быстро отводят значительное количество тепла.
Как устроен кондиционер
В состав кондиционера (точнее, сплит-системы) входят два блока. Первый устанавливается на фасаде жилища, второй – в помещении, подвешиваясь на стену. Это связано с довольно шумной работой вентилятора и компрессора.
Соединяет блоки сплит системы узкая труба. По ней движется хладагент (чаще всего фреон). Для монтажа трубы в стенке просверливают отверстие.
Некоторые считают, что оборудование подает воздух с улицы, но чаще дело обстоит иначе. Обычно по трубке движется только хладагент. Система при этом охлаждает воздух в помещении, но не забирает с улицы.
Однако в продаже встречается кондиционирующее оборудование со специальным шлангом. Последний подает воздух с улицы (до 30 кубометров в час, чего хватит лишь на одного жильца). Это весьма дорогие модели.
Компоненты внешнего блока сплит системы
Наружный блок состоит из следующих деталей:
- Компрессор – ответственен за сжатие хладагента, за счет чего тот перемещается.
- Конденсатор – теплообменный элемент. Превращает хладагент в жидкость.
- Вентилятор.
- Плата управления (помещается во внешний блок в инверторных системах; у прочих кондиционеров электроника во внутренней части).
- Клапан с четырьмя ходами, меняющий направление хладагента. Монтируется в приборы с опцией обогрева.
- Терморегулирующий вентиль, снижающий давление хладагента. Выглядит как длинная тонкая труба, свернутая спиралевидно.
Наружный блок часто имеет антивандальное исполнение корпуса. При отсутствии такового допускается помещение устройства в защитный короб из металлических прутиков. Над блоком целесообразно установить косой навес, чтобы избежать скопления осадков на поверхности корпуса.
Обычно прибор монтируется на стене фасада здания. Возможно помещение на балкон или лоджию без застекления, крышу дома, лестничный пролет (с незагражденным доступом к улице).
Компоненты внутреннего блока сплит системы
Данный блок содержит такие компоненты:
- Фильтры для задержки пыли и иных сторонних частиц. Дважды в месяц их нужно очищать, чтобы двигатель не перегружался.
- Испаритель, превращающий хладагент из жидкости в газ. Габариты элемента влияют на мощность кондиционера.
- Вентилятор, обеспечивающий циркуляцию воздушных масс для быстрого охлаждения.
- Элемент типа жалюзи, меняющий вектор движения в разных направлениях (продольном, поперечном).
- Съемная емкость для сбора конденсата (присутствует не у всех моделей).
- Индикаторная панель. На ней отображается перечень режимов работы кондиционера или один, действующий в данный момент. Также на панель выдаются сообщения об ошибках.
Внутренние блоки рассчитаны на различные типы монтажа. Чаще встречается настенный вариант, но есть иные:
- Канальные, для монтажа под потолок с системой воздуховодов;
- Напольные;
- Кассетные, на потолок.
Обычно устройства оснащают пультом дистанционного управления. Посредством него устанавливается температурный режим, включается таймер, реализуется программирование оборудования.
Кондиционер — принцип работы при охлаждении воздуха
Принцип работы устройства базируется на изменениях агрегатных состояний хладагента (превращение в пар, накопление в виде конденсата). При подобных процессах поглощается или отдается тепло. В режиме охлаждения оно поглощается в комнате, выводится во внешнюю среду.
Процесс можно описать так:
- Хладагент подвергается компрессии, сжатию до 15-25 атмосфер. Температура вырастает до 70-90 градусов.
- Под давлением фреон поступает к конденсатору, обдувается вентилятором. В результате газ переходит в жидкость, выделяя тепло. Выходя из устройства, воздух подогревается, вентилятор выдувает его на улицу. Хладагент на 10-20 градусов теплее окружающей среды.
- Подогретый фреон отправляется в терморегулирующий вентиль. В результате давление и температура вещества понижаются (возможно испарение некоторой части).
- Хладагент направляется в испаритель, обдуваемый воздухом комнаты. Вещество полностью превращается в газ, забирает теплоту у окружающей среды. После охлаждения воздух, распределяемый вентилятором, снова отправляется в помещение.
- Хладагент в форме газа под сниженным давлением поступает в компрессор, проходит аналогичные ступени.
Прибор для кондиционирования не генерирует холод, а «транспортирует» тепло комнаты во внешнюю среду и возвращает в помещение воздух с пониженной температурой.
Принцип работы кондиционера при обогреве
Многие современные кондиционеры способны обогревать помещение. Подобные устройства оборудуются клапаном с четырьмя ходами, управляющим движением хладагента. Конденсатор и испаритель меняются позициями, и достигается изменение вектора.
В данном режиме прибор забирает часть теплоты уличного воздуха и отдает помещению. Процесс работы выглядит следующим образом:
- Фреон поглощает тепло из воздуха улицы. Сжатие в компрессоре внешнего блока ведет к нагреву и продвижению во внутренний сектор. Хладагент передает тепло воздуху помещения.
- Остывший фреон отправляется в теплообменник внешнего блока.
- Вещество передает холод внешней среде.
- Фреон поступает к компрессору. В дальнейшем цикл повторяется снова.
Легко заметить, что принцип работы похож на таковой при охлаждении, но действия разворачиваются в иную сторону. Изображения ниже показывают различия. На них даны схема кондиционера, последовательность операций при охлаждении и нагреве.
Покупая сплит-систему, нужно обращать внимание на минимальную температуру корректного функционирования. Некоторые модели справляются с обогревом лишь при показателях выше -7 градусов Цельсия, но существуют варианты, подходящие для морозов около -20.
С похолоданием на улице эффективность системы в обогреве снижается: количество тепла в окружающей среде падает. В сильные морозы того, что генерирует кондиционер, может не хватать. Режим нагрева в системе стоит рассматривать как опцию для весны и осени, когда центральное отопление не работает, но нужда в тепле существует. Подойдет он для вспомогательного обслуживания частного дома.
Нагревательные элементы при подобном отоплении помещения не задействуются. Температура повышается благодаря забору тепла внешней среды.
Для отвода сконденсированной влаги при монтаже кондиционера задействуют специальную трубку, уходящую на улицу либо в канализацию.
Кондиционер как работает при осушении воздуха
Здесь процессы в целом сходны с охлаждением. Но вентилятор внутреннего блока работает на минимальных оборотах. Слабый обдув не дает внешнему теплообменнику быстро передавать воздуху холод. Поэтому изменений температуры практически нет.
Снижение влажности воздуха происходит при работе в режимах осушения и охлаждения. Для вывода воды подключают дренажный шланг.
Последовательность процессов при осушении воздуха выглядит так:
- Охлаждение внутреннего теплообменного элемента.
- Его соприкосновение с воздушными потоками, которые подает вентилятор.
- Конденсация влаги на поверхности теплообменника.
- Жидкость собирают особые трубки. Вывод реализуется через дренажный шланг.
- Сухой воздух снова поступает в комнату. Происходит повторение цикла.
Различия принципов работы кондиционеров с инвертором и без инвертора
Принцип работы систем, снабженных инвертором, фундаментально не отличается от остальных. Но они отличаются способом поддержания температурных показателей, задаваемых жильцами:
- Традиционный кондиционер опирается на схему «включение-выключение». Когда прибор охладил помещение до требуемых показателей, он «вырубается». Включение происходит, когда микроклимат изменяется на 1-2 градуса Цельсия.
- Модели с инвертором изменяют мощность в соответствии с температурой помещения и пользовательскими настройками. Когда комната будет охлаждена до нужного уровня, оборудование поддерживает микроклимат в фоновом режиме. При этом оно работает на низкой мощности. Так достигается спокойное охлаждение без резких скачков.
Наличие инвертора понижает расход электричества на 30% (относительно стандартных моделей) и продлевает срок службы компрессора благодаря отсутствию сильных перепадов.
Особенности функционирования напольных кондиционеров
Подобные кондиционеры приобретают для условий, проблематичных для установки типового сплита. Это крупногабаритные, строго стационарные модели. Если у обычных сплитов внутренний блок монтируют под потолком, то у напольных – на высоте 0,5 метра от пола. Внешнюю часть устанавливают на фасаде здания.
Обычно напольные кондиционеры обладают высокой производительностью. Иногда их приобретают для промышленных помещений.
Принцип работы устройства основан на поглощении тепла при испарении и выделении при конденсации. Значимую роль играет жидкость-хладагент. Из представленных фотографий можно узнать больше о конструкции и принципе работы кондиционера.
