Принцип роботи кондиціонера, його конструктивні особливості та методи усунення несправностей

Якби існував «дідусь Жара», то в листах до нього діти та дорослі просили б лише одне – подарувати кондиціонер.

Сьогодні багато хто не мислить свого існування без цього корисного пристрою і бадьора весняна крапель, яка чує біля багатоповерхівок з приходом літа, є зайвим підтвердженням цього.

У цій статті ми розберемо принцип роботи кондиціонера та обладнання.

При всій своїй різноманітності кондиціонери різних моделей в основі мають один і той самий пристрій - тепловий насос. Цей дотепний механізм дозволяє здійснювати теплообмін у «природному» напрямку, тобто з холоднішого середовища в гарячіше.

Покажемо схематично його роботу:

1. Візьмемо дві ємності з певним середовищем, причому температура в 1-й ємності нижче, ніж у 2-й. Помістимо посудину з газом У 1-у ємність і дочекаємося, поки температури газу та середовища зрівняються.
2. Перемістимо газ у 2-у ємність і стиснемо його так, щоб його температура (нагадаємо, що гази при стисканні нагріваються) виявилася вищою за температуру середовища в цій ємності. Внаслідок різниці температур почнеться теплообмін, тобто газ віддаватиме теплову енергію середовищі 2-ї ємності.
3. Знову перемістимо газ у 1-у ємність, повернувши йому у своїй початковий обсяг. При розширенні газ охолоне і оскільки частина внутрішньої енергії була ним втрачена на попередньому етапі, його температура виявиться нижчою, ніж була на початку. Тобто газ після розширення буде холоднішим за середовище в 1-й ємності. Знову матиме місце теплообмін, лише у напрямку середовище – газ. Після врівноваження температур знову перенесемо газ у 2-у ємність, не забувши його при цьому стиснути. Так тепло поступово «перекачуватиметься» з холодної речовини до гарячої.

Теплові насоси працюють не тільки під виглядом кондиціонерів, але і холодильників, осушувачів повітря, систем геотермального опалення та ін. Газ, що використовується в них, називають холодоагентом, зазвичай в цій якості застосовується фреон.

Пристрій та принцип роботи кондиціонера

Хладагент циркулює по замкнутому трубному контуру, що складається з двох частин: конденсатора, в якому відбувається стиск газу до рідкого стану, і випарника, в якому холодоагент випаровується, знову перетворюючись на газ і розширюючись обсягом.

З випарника в конденсатор газ потрапляє за допомогою компресора (він здійснює стиснення). З конденсатора холодоагент через довгу тонку скручену в циліндричну спіраль трубку (її називають капіляром, дроселем або терморегулюючим вентилем) поступово просочується назад у випарник.

Різновиди кондиціонерів

Сьогодні крім звичайних кондиціонерів, які періодично вмикаються та вимикаються, випускаються так звані інверторні пристрої.

Інвертор - це електронний вузол, який дозволяє як завгодно змінювати частоту електроструму. При цьому відповідно змінюватиметься і потужність компресора.

Таким чином, інверторному кондиціонеру не потрібно вимикатися – він працює постійно, вибираючи оптимальну потужність охолодження.

Значення температури в приміщенні залишається фіксованим, а прилад служить довше за своїх неінверторних побратимів (моменти пуску сильно скорочують життя силових електроагрегатів).

Також кондиціонери можуть бути:

• Рециркуляційними- просто проганяють крізь себе повітря приміщення.
• З можливістю підмішування зовнішнього повітря:ці прилади коштують дорожче за рециркуляційні, зате повітря в приміщенні, де вони змонтовані, не тільки стає прохолодним, а й залишається свіжим.

За способом компонування вузлів кондиціонери поділяються на два типи: моноблоки та спліт-системи.

У більшості кондиціонерів є функція роботи на обігрів, але не всі знають. Про це розповімо у статті.

Види та пристрій бойлера для нагрівання води розглянемо.

А в цій темі подано огляд схем опалення двоповерхового будинку. Вертикальний та горизонтальний варіанти.

Моноблоки

Вся "начинка" у такого приладу знаходиться в одному корпусі, завдяки чому виріб має низьку собівартість. Розрізняють такі види моноблоків:

1. Віконні: встановлюються у віконному чи стінному отворі так, щоб конденсатор опинився на вулиці, а випарник – усередині приміщення.
2. Дахові: встановлюються аналогічно, лише у покрівлі.
3. Мобільні: весь прилад цілком стоїть на підлозі всередині приміщення, а повітря, яким обдувається гарячий конденсатор, через повітропровід виводиться на вулицю.

Мобільний кондиціонер

За виграш у ціні власнику моноблоку доводиться терпіти шум від компресора і миритися з витоком тепла взимку через корпус приладу (останнє актуально для віконних та дахових моделей).

Спліт-системи

Прилад складається із двох частин, одна з яких розміщується всередині приміщення, а інша – на вулиці. Якщо зовнішній блок один, а внутрішніх – кілька, пристрій називають мультиспліт-системою. Такі кондиціонери сьогодні є найпопулярнішими, тому їхню роботу ми розглянемо докладніше.

Функціонування системи

Розглянемо, як працює кондиціонер. Почнемо із принципу роботи спліт системи кондиціонера. Отже, спліт-система складається із таких компонентів.

Зовнішній блок кондиціонера

Тут є конденсатор з вентилятором, що його обдуває, і компресор. Таким чином, найгучніші вузли опинилися на вулиці, в чому полягає основна перевага спліт-систем.

Розглянемо принцип роботи компресора кондиціонера. Компресор стискає холодоагент до тиску 20 - 25 атм, внаслідок чого його температура підвищується до 90 градусів. Найдешевше обходяться поршневі компресори, але їх надійність залишає бажати кращого, особливо якщо на вулиці холодно. Цього недоліку позбавлені дорожчі спіральні компресори.

Принцип роботи спліт-системи на охолодження

Моделі, в яких вентилятор зовнішнього блоку обертається з постійною швидкістю, працюють ефективно лише у вузькому діапазоні температури зовнішнього повітря. У більш «просунутих» кондиціонерах швидкість вентилятора плавно чи ступінчасто регулюється залежно від температури.

Через капіляр фреон потроху продавлюється у трубку, що веде до другої частини приладу. Вона називається…

Внутрішній блок

Тут розміщений випарник, який також обдувається вентилятором. Крім цього, є плата управління, повітряний фільтр та піддон для збору конденсату (скидається по дренажному шлангу).

Тиск фреону у випарнику становить 4 - 5 атм, при цьому він остигає до температури менше 10 градусів.

За типом внутрішнього блоку (ВБ) спліт-кондиціонери поділяються на такі види:

• Настінні:ВБ міститься на стіні у верхній її частині. Охолоджене повітря подається безпосередньо до приміщення.
• Касетні:встановлюються по центру стелі з тим розрахунком, що всі комунікації будуть сховані підвісною стелею. Сам ВБ має такі ж габарити, що і стандартна стельова плитка - 60х60 см. Потужні моделі мають дворазовий розмір - 120х60 см. Охолоджене повітря також подається безпосередньо в приміщення, але, на відміну від настінного варіанта, відразу за чотирма напрямками. Завдяки цьому вдається ефективно охолоджувати приміщення зі значно більшою площею.
• Канальні:ВБ канального типу повністю ховається за підвісною стелею, а подача охолодженого повітря здійснюється мережею повітроводів. Таким чином, за допомогою одного СБ можна охолоджувати повітря у кількох кімнатах.

Влаштування внутрішнього блоку кондиціонера

Більшість сучасних кондиціонерів може працювати у двох режимах:

1. Робота кондиціонера на холод: це звичайний режим, коли конденсатор розміщується зовні, а випарник – у приміщенні.
2. Робота кондиціонера на тепло.

У кондиціонерах, здатних працювати в режимі опалення, зовнішня та внутрішня частини контуру можуть змінюватися ролями: внутрішня стає конденсатором, а зовнішня – випарником. Для цього до контуру додається перемичка і 4-ходовий клапан, який направляє холодоагент в ту чи іншу магістраль.

Особливість кондиціонерів обігрівачів полягає в тому, що їх теплова потужність у 3 – 4 рази вище за споживану електричну потужність, тоді як у звичайних електрообігрівачів обидва ці параметри мають рівні значення.

Можливі несправності системи

Щоб не нашкодити кондиціонеру, потрібно знати, від чого він може поламатися. Ось найпоширеніші причини:

Забився повітряний фільтр

Про це свідчить значне ослаблення повітряного потоку, що дме з кондиціонера.

З певною періодичністю фільтр потрібно промивати проточною водою, внаслідок чого його робочі якості буде відновлено.

Якщо навіть після очищення фільтра ситуація не змінилася, огляньте випарник: можливо, на ньому теж накопичилося чимало пилу.

У внутрішньому блоці завелася небажана органіка

Про це власник відразу дізнається за неприємним запахом. Мікроби селяться і розмножуються на випарнику, де утворюється цілющий конденсат.Радіатор слід обробити спеціальним дезінфікуючим складом.

Забилася система відведення конденсату

В цьому випадку з внутрішнього блоку буде литися вода. Зазвичай забруднення викликається пилом.

Вона міститься в повітрі, що проганяється через кондиціонер, і частина її осідає на вологому від конденсату випарнику.

Потім разом із вологою вона стікає у відвідну трубку та забиває її. Після прочистки системи вода йтиме проектним шляхом.

Вийшов з ладу компресор

Деякі користувачі намагаються грітися кондиціонером навіть при падінні температури на вулиці нижче +5 градусів, хоча компресор на це не розрахований (це не стосується деяких спеціальних моделей). В результаті агрегат виходить із ладу. Щоб приладом можна було скористатися і в мороз, необхідно встановити систему обігріву компресора.

Гідроудар

Фреон не встигає випаруватися через переохолодження, що може бути викликано двома причинами: запуском приладу в морозну погоду та засміченням фільтрів пилом (випарник гірше обдувається теплим повітрям із приміщення).