O princípio de operação do ar condicionado, suas características de design e métodos de solução de problemas

Se houvesse um “avô Zhara”, então, em cartas para ele, crianças e adultos pediriam apenas uma coisa - dar um ar condicionado.

Hoje, muitos não conseguem imaginar sua existência sem este dispositivo tão útil, e as fortes gotas de primavera ouvidas perto de prédios altos com a chegada do verão servem como mais uma confirmação disso.

Neste artigo analisaremos o princípio de funcionamento do ar condicionado e dos equipamentos do dispositivo.

Apesar de toda a sua diversidade, os aparelhos de ar condicionado de diferentes modelos baseiam-se no mesmo dispositivo - uma bomba de calor. Este engenhoso mecanismo permite a transferência de calor na direção “não natural”, ou seja, de um ambiente mais frio para um mais quente.

Vamos mostrar como funciona esquematicamente:

1. Vamos pegar dois recipientes com um determinado meio, e a temperatura no 1º recipiente é menor que no 2º. Vamos colocar um recipiente com gás no 1º recipiente e esperar até que as temperaturas do gás e do meio se igualem.
2. Vamos mover o gás para o segundo recipiente e comprimi-lo de forma que sua temperatura (lembre-se que os gases aquecem durante a compressão) seja superior à temperatura do meio neste recipiente. Devido à diferença de temperatura, terá início a troca de calor, ou seja, o gás começará a liberar energia térmica para o ambiente do 2º tanque.
3. Novamente movemos o gás para o 1º recipiente, retornando-o ao seu volume original. À medida que o gás se expande, ele esfria e, como parte da energia interna foi perdida por ele na etapa anterior, sua temperatura será menor do que no início. Ou seja, o gás após a expansão ficará mais frio que o meio do 1º recipiente. A troca de calor ocorrerá novamente, apenas na direção médio-gás. Depois de equilibrar as temperaturas, transferiremos novamente o gás para o 2º recipiente, não esquecendo de comprimi-lo ao mesmo tempo. Assim, o calor será gradualmente “bombeado” da substância fria para a quente.

As bombas de calor funcionam não apenas sob o disfarce de condicionadores de ar, mas também de refrigeradores, desumidificadores, sistemas de aquecimento geotérmico, etc. O gás usado nelas é chamado de refrigerante, o freon geralmente é usado nesta capacidade.

O dispositivo e princípio de funcionamento do ar condicionado

O refrigerante circula por um circuito fechado de tubos composto por duas partes: um condensador, no qual o gás é comprimido até o estado líquido, e um evaporador, no qual o refrigerante evapora, voltando a ser gás e expandindo de volume.

Do evaporador ao condensador, o gás entra com o auxílio de um compressor (também comprime). Do condensador, o refrigerante escoa gradualmente de volta para o evaporador através de um tubo longo e fino torcido em uma espiral cilíndrica (é chamado de capilar, acelerador ou válvula de expansão).

Variedades de condicionadores de ar

Hoje, além dos aparelhos de ar condicionado convencionais, que ligam e desligam periodicamente, são produzidos os chamados aparelhos inversores.

Um inversor é uma unidade eletrônica que permite alterar arbitrariamente a frequência da corrente elétrica. Neste caso, a potência do compressor também mudará de acordo.

Assim, o ar condicionado inverter não precisa ser desligado - ele funciona constantemente, escolhendo a capacidade de refrigeração ideal.

O valor da temperatura na sala permanece fixo e o dispositivo dura mais do que seus equivalentes não inversores (os momentos de inicialização reduzem muito a vida útil dos grupos geradores de energia).

Além disso, os condicionadores de ar podem ser:

• reciclando- eles simplesmente conduzem o ar da sala através de si mesmos.
• Com possibilidade de misturar o ar exterior: esses dispositivos são mais caros que os de recirculação, mas o ar do ambiente onde estão instalados não apenas esfria, mas também permanece fresco.

De acordo com a forma como as unidades estão dispostas, os condicionadores de ar são divididos em dois tipos: monoblocos e sistemas split.

A maioria dos aparelhos de ar condicionado tem função de aquecimento, mas nem todo mundo sabe. Falaremos sobre isso no artigo.

Considere os tipos e a disposição de uma caldeira para aquecimento de água.

E neste tópico é apresentada uma visão geral dos esquemas de aquecimento de uma casa de dois andares. Opções verticais e horizontais.

Monoblocos

Todo o “recheio” desse aparelho fica em uma só caixa, para que o produto tenha baixo custo. Existem os seguintes tipos de monoblocos:

1. Janela: instalada em uma janela ou abertura de parede de forma que o condensador fique do lado de fora e o evaporador fique dentro da sala.
2. Telhado: instalado da mesma forma, somente no telhado.
3. Móvel: todo o aparelho fica no chão dentro da sala, e o ar soprado pelo condensador quente é descarregado pelo duto para a rua.

ar condicionado móvel

Para ganhar preço, o proprietário de um monobloco tem que suportar o ruído do compressor e suportar vazamentos de calor no inverno pela caixa do aparelho (este último é relevante para modelos de janela e telhado).

Sistemas divididos

O dispositivo consiste em duas partes, uma das quais é colocada no interior e a outra no exterior. Se houver uma unidade externa e várias unidades internas, o dispositivo é chamado de sistema multi-split. Esses aparelhos de ar condicionado são os mais populares atualmente, por isso consideraremos seu trabalho com mais detalhes.

Operação de sistema

Considere como funciona um ar condicionado. Vamos começar com o princípio de funcionamento de um sistema de ar condicionado split. Portanto, o sistema dividido consiste em tais componentes.

Unidade externa de ar condicionado

Há um condensador com um ventilador e um compressor. Assim, os nós mais barulhentos ficavam na rua, o que é a principal vantagem dos sistemas split.

Considere o princípio de funcionamento do compressor do ar condicionado. O compressor comprime o refrigerante a uma pressão de 20 a 25 atm, e como resultado sua temperatura sobe para 90 graus. Os compressores alternativos são os mais baratos, mas sua confiabilidade deixa muito a desejar, especialmente se estiver frio lá fora. Compressores scroll mais caros não apresentam essa desvantagem.

O princípio de operação de um sistema split para resfriamento

Os modelos nos quais o ventilador da unidade externa gira a uma velocidade constante só funcionam de forma eficaz em uma faixa estreita de temperaturas externas. Em aparelhos de ar condicionado mais "avançados", a velocidade do ventilador é controlada de forma suave ou gradual, dependendo da temperatura.

Freon é gradualmente espremido através do capilar para dentro do tubo que leva à segunda parte do dispositivo. É chamado…

unidade interna

Aqui é colocado um evaporador, que também é acionado por um ventilador. Além disso, há uma placa de controle, um filtro de ar e uma bandeja coletora de condensado (descarregada através de uma mangueira de drenagem).

A pressão do Freon no evaporador é de 4 a 5 atm, enquanto ele esfria a uma temperatura inferior a 10 graus.

De acordo com o tipo de unidade interna (WB), os aparelhos de ar condicionado split são divididos nos seguintes tipos:

• Montado na parede: O WB é colocado na parede em sua parte superior. O ar resfriado é fornecido diretamente para a sala.
• Cassete: são instalados no centro do teto com a expectativa de que todas as comunicações fiquem ocultas pelo teto suspenso. O próprio WB tem as mesmas dimensões de um forro padrão - 60x60 cm. Os modelos potentes têm tamanho duplo - 120x60 cm. O ar resfriado também é fornecido diretamente para a sala, mas, ao contrário da versão de parede, em quatro direções ao mesmo tempo. Graças a isso, é possível resfriar com eficácia uma sala com uma área muito maior.
• Canal: O WB tipo duto fica completamente escondido atrás do teto falso e o ar resfriado é fornecido através de uma rede de dutos de ar. Assim, com a ajuda de um WB, é possível resfriar o ar de vários ambientes.

O dispositivo da unidade interna do ar condicionado

A maioria dos aparelhos de ar condicionado modernos pode operar em dois modos:

1. Funcionamento a frio do ar condicionado: este é o modo normal em que o condensador é colocado no exterior e o evaporador na divisão.
2. A operação do ar condicionado para aquecimento.

Nos aparelhos de ar condicionado capazes de operar em modo aquecimento, as partes externa e interna do circuito podem mudar de função: a interna passa a ser condensadora e a externa passa a ser evaporador. Para isso, são adicionados ao circuito um jumper e uma válvula de 4 vias, que direciona o refrigerante para uma ou outra linha.

Uma característica dos aquecedores de ar condicionado é que sua potência térmica é 3 a 4 vezes maior que a energia elétrica consumida, enquanto para os aquecedores elétricos convencionais ambos os parâmetros têm valores iguais.

Possíveis avarias do sistema

Para não danificar o ar condicionado, você precisa saber o que ele pode quebrar. Aqui estão os motivos mais comuns:

Filtro de ar entupido

Isto é evidenciado por um enfraquecimento significativo do fluxo de ar que sai do ar condicionado.

Com certa frequência, o filtro deve ser lavado com água corrente, para que suas qualidades de funcionamento sejam restauradas.

Se mesmo depois de limpar o filtro a situação não mudou, inspecione o evaporador: talvez também tenha acumulado muita poeira nele.

Produtos orgânicos indesejáveis ​​começaram na unidade interna

O proprietário reconhece isso imediatamente por um cheiro desagradável. Os micróbios instalam-se e multiplicam-se no evaporador, onde se forma o condensado vital. O radiador deve ser tratado com um desinfetante especial.

Dreno de condensado entupido

Neste caso, a água fluirá da unidade interior. Normalmente o entupimento é causado por poeira.

Ele está contido no ar conduzido pelo ar condicionado e parte dele se deposita no evaporador úmido devido à condensação.

Então, junto com a umidade, ele flui para o tubo de saída e o obstrui. Após a limpeza do sistema, a água sairá pelo caminho do projeto.

O compressor falhou

Alguns usuários tentam aquecer o ar condicionado mesmo quando a temperatura externa cai abaixo de +5 graus, embora seu compressor não tenha sido projetado para isso (isso não se aplica a alguns modelos especiais). Como resultado, a unidade falha. Para que o aparelho possa ser utilizado mesmo em climas frios, é necessário instalar um sistema de aquecimento por compressor.

martelo hidráulico

O Freon não tem tempo de evaporar devido à hipotermia, que pode ser causada por dois motivos: ligar o aparelho em clima gelado e entupimento dos filtros com poeira (o evaporador fica pior soprado pelo ar quente do ambiente).