Як працює кондиціонер: пристрій, технічна схема і принцип роботи типового кондиціонера

Запорукою тривалої і ефективної роботи кондиціонера є його правильна експлуатація і регулярне обслуговування. Згодні? Але щоб не допустити поломок цього зовсім недешевого обладнання, бажано вивчити пристрій, а також розглянути принцип роботи кондиціонера.

Саме ці питання ми і обговоримо в нашому матеріалі – докладно розберемо основні конструкційні елементи типового кліматичного обладнання. А також поговоримо про принцип і особливості його функціонування, наведемо типову схему. Доповнимо статтю наочними фото і корисними видеорекомендациями.

Пристрій типового кондиціонера

Складно уявити комфортне життя сучасної людини без кондиціонера. І щоб при його експлуатації у користувача не виникало проблем і поломок, бажано в загальних рисах ознайомитися з пристроєм і принципом роботи цього типу кліматичного обладнання. Про основних вузлах і елементах конструкції кондиціонера ми і поговоримо далі.

Основні конструкційні елементи обладнання

Якби користувач побачив кондиціонер, який підвищує комфортність його проживання, у розрізі, то знайшов би там досить багато конструкційних елементів і вузлів. Частина з них служить для управління агрегатом, допомагає штатної електроніці і користувачеві контролювати ситуацію.

А основними, що впливають на функціональність, є такі елементи конструкції, як:

  • випарник, який знаходиться у внутрішньому блоці кондиціонера і призначений для забезпечення поглинання використовуваним холодоагентом тепла при перетворенні в газоподібний стан;
  • конденсатор – цей елемент конструкції розміщується у зовнішньому блоці кондиціонера і призначений для забезпечення переходу наявного холодоагенту в рідкий стан, причому з одночасним виділенням тепла.

За своєю суттю обидва елементи являють собою радіатори. Які займають значну частину в конструкції блоків кондиціонера. Це необхідно для забезпечення ефективного теплообміну між холодоагентом і повітрям.

На схемі зображено внутрішній блок типового кондиціонера, причому незалежно від марки, моделі та продуктивності. А основним його елементом завжди є випарник, який займає більшу частину корпусу

Випарник і конденсатор являють собою конструкцію, що складається з мідних труб невеликого діаметра з надітими на них поперечними алюмінієвими пластинами, які покликані підвищити швидкість теплообміну.

Що ще впливає на працездатність кондиціонерів?

Крім перерахованих вище випарника і конденсатора є ще кілька елементів конструкції, які забезпечують ефективність кліматичного обладнання.

До них відносяться:

  • вентилятори;
  • компресор;
  • терморегулюючий вентиль (клапан).

Такі вироби, як вентилятори, встановлені в кожному блоці кондиціонера. Їх завдання полягає в посиленні повітряних потоків, які обдувають випарник або конденсатор. Що істотно підвищує продуктивність системи в цілому.

Дивіться також:  Список топ 10 кращих ігор на ПК про бокс

Компресор цілком можливо назвати серцем будь-якого сучасного кондиціонера. Причина в тому, що саме він забезпечує переміщення хладагента по холодильному контуру. Який зазвичай складається з мідних трубок.

На схемі зображено зовнішній блок сучасного кондиціонера. Причому основним його елементом традиційно є конденсатор, який позначений синім кольором. Поряд з зазначеним елементом конструкції розташований вентилятор, без якого досягти ефективної роботи системи не вийде

Крім того, компресор призначений для стиску холодоагенту за випарником. Що також підвищує продуктивність будь-якого кондиціонера.

Про діагностиці компресора і особливості усунення поломок ми говорили у цьому матеріалі.

Терморегулюючий вентиль призначений для зниження тиску хладагента перед випарником. Ця особливість забезпечує більш кращий теплообмін.

Роль холодоагенту в роботі кліматичного обладнання

Будь-який сучасний кондиціонер — це технічна система, що складається з ряду вузлів і частин. Але всі вони будуть марні без хладагента, що представляє собою речовина, яка легко переходить з рідкого стану в газоподібний, і навпаки. При цьому виділяючи або поглинаючи значну кількість тепла.

Існує більше 4 десятків видів фреону, але в якості холодоагенту використовуються тільки деякі з них. При цьому найбільш затребуваними на сьогодні є R-22 – саме ним заправляють більше 98% кондиціонерів. Але слід пам’ятати те, що його дні вже полічені і це слід враховувати при купівлі кліматичного обладнання

В якості холодоагенту вже багато десятиліть застосовують різні види речовини під назвою фреон – це, головним чином, суміш етану і метану. Головною особливістю зазначеної субстанції є низька температура кипіння. Що відбувається при 5-10 °С. При цьому фреон під час випаровування може нагріватися до 70-90°. Ці особливості дозволяють відводити величезна кількість тепла, причому досить швидко.

А ще зазначений холодоагент безбарвний, без запаху і, найголовніше, нешкідливий для здоров’я користувачів. В той же час найбільш затребуваний на сьогодні вид фреону (R-22) надає негативний вплив на озоновий шар атмосфери. Тому, якщо ви небайдужі до проблем екології, тоді слід купувати кондиціонери, які працюють на холодоагенті R-410. Який не руйнує захисні шари атмосфери.

На фото зображена заправка кондиціонера фреоном. Але слід пам’ятати, що відповідно до, так званого, Монреальського протоколу використання фреону R-22 повинно бути припинено до 2030 р. І це дуже важливий момент. Так як, чим менше часу залишається до зазначеного терміну, тим менш доцільно купувати кондиціонери, які працюють на шкідливому холодоагенті

Дивіться також:  10 кращих фільмів про шкільних вчителів

На практиці заправка кондиціонера фреоном виконується досить рідко. Приміром, після ремонту, обслуговування, витоку. І в будь-якому з випадків зазначений холодоагент (R-410) не нашкодить здоров’ю користувачів і їх вихованців.

Принцип роботи і схема кондиціонера

Кондиціонер здається досить простим обладнанням, основні конструкційні вузли якого не представляють особливої складності. Тому розберемо детально його принцип роботи, який також вкрай простий.

Як працює типовий кондиціонер?

Випаровуючись рідини, що поглинають тепло, причому активно, а при конденсації (переходу з газоподібного стану назад в рідке) виділяють його. І зазначені фізичні явища традиційно є основою принципу роботи кондиціонерів.

Упевнитися, що зазначений спосіб відведення тепла ефективний, можна навіть у домашніх умовах. Приміром, наносячи на поверхню шкіри будь спиртосодержащий розчин, який, швидко випаровуючись, залишає після себе відчуття холоду. Так як тепло з поверхні тіла поглинається і відводиться в сторону.

Якщо просто, то основою роботи будь-якого сучасного кондиціонера є процедури кипіння (з поглинанням тепла) і конденсації (з виділенням тепла). При зазначених процесах відбувається поглинання/виділення тепла згідно зображених на графіку формул. Де Q є кількістю тепла, L — питома теплота пароутворення, а m позначає масу речовини

Так відбувається і в приміщенні. Причина в тому, що рідкий холодоагент, потрапивши у внутрішній блок кондиціонера, активно і в великих кількостях поглинає надлишки тепла, при цьому його температура істотно підвищується.

В результаті він випаровується, переміщується у зовнішній блок (зазвичай розміщений за межами будівлі). Де під впливом більш холодного повітря, в значних кількостях нагнітається вентилятором, відбувається зворотний процес.

На фото зображений випарник кондиціонера. Який своїм виглядом нагадує звичайний радіатор. Власне так воно і є. Так як конструкція цього елемента забезпечує максимально ефективний його обдув теплим кімнатним повітрям, з якого холодоагент і поглинає тепло, тому в кімнаті стає прохолодніше

Тобто здійснюється конденсація, в результаті якої холодоагент знову стає рідким, при цьому, відповідно, виділяється тепло. А далі настане новий цикл і так до нескінченності.

Принципова схема роботи устаткування

Незалежно від виду, типу та назви кондиціонера процес охолодження повітря завжди однаковий. Так після включення холодоагент подається у випарник. При цьому його тиск становить 3-5 атмосфер, а температура знаходиться в межах 10-20 °С.

Дивіться також:  Чорніють квітки у спатифиллума: чому жіноче щастя втрачає красу, що робити, якщо темніють кінчики, як врятувати рослина?

Далі в газоподібному стані фреон переміщається в компресор. І тут же стискається до 15-20 атмосфер. Крім того, відбувається нагрівання хладагента до 70-90 °С.

На схемі, в спрощеному вигляді, зображений принцип роботи будь-якого сучасного кондиціонера. Так, на малюнку показано, що охолоджений в конденсаторі холодоагент надходить у регулятор потоку (терморегулюючий вентиль). Де його тиск зменшується, що дозволяє рідині ще більше охолонути. А далі холодоагент транспортується у випарник, де і відбувається основний процес. Тобто охолодження повітря з одночасним нагріванням хладагента

Після чого газ транспортується в конденсатор, активно обдувається вентилятором. У результаті впливу нагнітається повітря з більш низькою температурою фреон виділяє тепло, що призводить до його переходу в рідкий стан.

Але все ж його температура залишається на 10-20 °С вище, ніж аналогічний показник навколишнього повітря. Ця проблема вирішується в момент переміщення рідини через терморегулюючий вентиль. Де тиск хладагента знову знижується до невеликих 3-5 атмосфер. Що дає можливість фреону додатково охолонути і він готовий до нового циклу поглинання тепла, тому знову подається у випарник.

На малюнку зображена принципова схема кондиціонера. При цьому один блок, оснащений випаровувачем, що знаходиться всередині приміщення. А другий, з конденсатором, — зовні. Що дозволяє зробити процедуру теплообміну максимально ефективною. Крім того, в блоці, який знаходиться на вулиці, завжди розміщується компресор, який є самою гучною частиною конструкції

Особливості функціонування кондиціонера

Для роботи кондиціонера потрібна електроенергія, але це вигідно, так як у нього досить високий ККД.

Але якщо в мережі регулярні перепади напруги, то, щоб уникнути поломки цього виду кліматичного обладнання, слід відразу ж встановити і стабілізатор.

Незважаючи на простий і ефективний спосіб теплообміну, слід завжди пам’ятати про те, що кондиціонер буде відповідати заявленим характеристикам тільки при регулярному технічному обслуговуванні.

Висновки

Принцип роботи будь-якого кондиціонера, незалежно від марки, типу, досить простий. Так як в його основі найпростіші фізичні явища. У теж час слід пам’ятати, що кліматичне обладнання має різні технічні характеристики. Крім того, кондиціонери відрізняються надійністю, ефективністю, зручністю в управлінні. Що потрібно враховувати, як і майбутній перехід на безпечний фреон, так як ця особливість може призвести до фінансових втрат.