Описание работы кондиционера: устройство и принцип работы сплит-системы в квартире

Содержание

Принцип работы кондиционера в квартире

Почти в каждом доме сейчас есть сплит-система. Все прекрасно представляют, для чего она нужна, но далеко не все понимают принцип работы кондиционера в квартире. В данной статье мы разберем, как осуществляется охлаждение, и развеем существующие мифы.

Кондиционер и уличный воздух:

Очень частое заблуждение, что сплит-система «забирает» воздух с улицы и отдает его в комнату. Но это не так!!! Конечно, существуют кондиционеры, которые способны подмешивать свежий воздух, но они встречаются крайне редко и очень дорого обходятся. Большинство существующих сплит-систем никак не забирают воздух с улицы.

Внешний блок (который устанавливается снаружи) служит лишь для охлаждения фреона, который «бегает» по трубкам от внешнего блока к внутреннему. Это полезное вещество изолировано от окружающей среды и циркулирует внутри системы. Фреон лишь передает температуру внутреннему блоку, и поступление воздуха с улицы при этом не происходит.


Принцип работы кондиционера в квартире

Суть данного процесса заключается в том, чтобы забрать комнатный воздух и «пропустить» через внутренний блок (а точнее через его радиатор, где воздух охладится). Затем охлажденный воздух возвращается обратно в помещение. Так происходит до тех пор, пока температура в комнате не достигнет нужного значения.

Осуществляется это следующим образом:

  1. У кондиционеров «on/off» (неинверторных).

Компрессор кондиционера работает на «полную» (воздух в комнате охлаждается), когда температура в помещении теплее, чем нужно. Как только температура достигает нужного значения, компрессор выключается. Таким образом, кондиционер то включается, то выключается, поддерживая настроенную температуру.

  1. У инверторных устройств всё немного сложнее.

Компрессор такой сплит-системы работает на «полную» мощность, если температура в помещении намного теплее, чем нужно. Когда температура приближается к настроенному значению, компрессор «сбавляет обороты» и с минимальной мощностью поддерживает «градус».

Это нужно знать: вал (вентилятор) внутреннего блока вращается независимо от работы компрессора.


Читайте статью «как правильно пользоваться кондиционером».

Принцип работы кондиционера, устройство внутреннего и наружного блока

Создавать в помещении комфортные условия можно не только с помощью проветривания и нагрева. С этой задачей отлично справляется климатическая техника, в частности — кондиционеры. Установить и настроить некоторые модели таких приборов можно своими руками. Но даже при обращении к профессионалам полезно заранее узнать не только технические характеристики, но и принцип работы кондиционера, его устройство, а также виды и возможности климатического оборудования данного типа. Обо всем  этом пойдет речь в данном материале.

Как работает система кондиционирования

Принцип действия кондиционера основан на способности веществ менять свое агрегатное состояние в зависимости от давления. Все жидкости при испарении (переходе из жидкого состояния в газообразное) поглощают тепло из окружающего их пространства. При конденсации (переходе из газообразного состояния в жидкое) тепло, наоборот, выделяется.

Функционирование системы кондиционирования воздуха невозможно без газообразных углеводородов, которые содержат фтор, их называют фреонами. В общем случае вещества, которые при кипении эффективно отнимают тепло, а при конденсации — отдают, называют хладагентами. Благодаря им работают не только кондиционеры, но и любая другая холодильная техника.

На заметку! В кондиционерах чаще всего применяются фреоны R-22 и R-410A. Однако первый вид постепенно выходит из употребления, так как установлено, что он разрушает озоновый слой. Второй хладон не содержит хлора, он не опасен для земной атмосферы, поэтому производители отдают предпочтение именно ему.

Температура кипения фреона R-22 — -40,9 градусов по шкале Цельсия, у R-410A — -51,5. Достичь таких значений на практике непросто, потребуется дополнительное охлаждение. Но на этот показатель напрямую влияет давление: чем оно выше, тем больше температура, при которой жидкость начинает кипеть. Поэтому для перехода хладонов из одного состояния в другое

их давление изменяют до нужного уровня при помощи специальных приспособлений.

Описание работы кондиционера на охлаждение

Главные составные части аппарата — компрессор, конденсатор, испаритель и терморегулирующий вентиль (ТРВ) или электронный расширительный клапан. Эти компоненты соединены в замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент.

Газообразный фреон поступает в компрессор из испарителя. Хладон находится под небольшим давлением, всего в несколько атмосфер, его температура на входе — +10-20 градусов. Устройство компрессора может быть разным, в зависимости от типа узла (винтовой, поршневый, роторный или спиральный), но его назначение всегда неизменно: втягивать газ, сжимать его и нагнетать в следующий элемент контура — конденсатор. Давление фреона при этом достигает полутора-двух десятков атмосфер и больше (для автомобильного кондиционера — около 12 атм.), а температура поднимается до нескольких десятков градусов выше нуля (+70-90

0).

На заметку! Конденсатор — это радиатор или теплообменник из трубок с оребрением, которые обдуваются вентилятором.

В конденсаторе нагретый газ проходит по трубкам и остывает, так как его температура гораздо выше, чем у воздуха, который омывает многочисленные элементы теплообменника. В результате этого фреон конденсируется и сбрасывает тепло. Так из радиатора выходит жидкий хладон, давление которого остается высоким, а температура снижается и становится всего на десяток-другой градусов выше, чем у наружного воздуха.

Потом вещество проходит через ТРВ/расширительный клапан, который еще называют дросселирующим устройством. Он регулирует количество хладона, которое необходимо, чтобы поддерживать определенный уровень испарения для охлаждения помещения до конкретного температурного показателя. В этом узле давление и температура фреона снижаются, в результате чего он превращается в смесь жидкости и газа.

Дальше хладагент поступает в испаритель, теплообменник которого может состоять из трубок под кожухом или пластин с каналами, где перемещается фреон. Здесь жидкость переходит в газообразное состояние и поглощает тепло из окружающего пространства. Напротив этого теплообменника также находится вентилятор, поэтому поток воздуха, который проходит через испаритель, охлаждается. Затем газ опять направляется в компрессор.

Описание работы кондиционера на обогрев

Кондиционеры, которые работают по описанному выше циклу, охлаждают воздух. Но бывают также модели, которые поддерживают нагрев — в них есть четырехходовой клапан, который перенаправляет движение фреона в системе. Испаритель и конденсатор при этом меняются местами, так что теплый воздух попадает в помещение, а холодный наоборот — выводится наружу.

На заметку! Климатические агрегаты, которые работают на обогрев, стоят дороже охлаждающих.

Откуда кондиционер берет воздух

Чтобы ответить на вопрос, откуда берет воздух кондиционер, нужно рассмотреть следующие виды приборов:

  • приточные — забирают воздух с улицы;
  • рециркуляционные — используют внутренний воздух;
  • кондиционеры с рекуперацией — используют смесь внутреннего и наружного воздуха.

Перед покупкой климатического оборудования следует уточнить, как именно выбранная модель забирает воздух. В первом и третьем случае помещение не требуется регулярно проветривать, во втором, напротив, нужно будет периодически открывать окна или двери, чтобы поддерживать количество кислорода в комнате на комфортном уровне.

Как устроены блоки кондиционера

В самом простом варианте все части прибора находятся в одном корпусе. Та часть аппарата, в которой расположены компрессор и конденсатор, выставляется наружу, а испаритель размещается внутри помещения. Это характерно для оконных кондиционеров. Но наибольшей популярностью пользуются сплит-системы, которые состоят из двух блоков (внутреннего и наружного) с разными функциями. Чтобы нагляднее понять, как устроен такой климатический прибор, нужно рассмотреть его конструкцию по блокам.

Устройство внутреннего блока

Эта часть устанавливается непосредственно в помещении, где нужно создавать подходящую атмосферу: в квартире, офисе, торговом зале.  Устройство внутреннего блока состоит из таких компонентов, как:

  • вентилятор — направляет воздух внутрь;
  • испаритель;
  • система фильтров грубой и тонкой очистки — задерживают сор, пыль, песок с улицы;
  • электронная плата управления;
  • штуцерные соединения — связывают внутренний и наружный блоки;
  • горизонтальные и вертикальные жалюзи — направляют воздушный поток по вертикали и горизонтали;
  • индикаторная панель — отображает состояние и режим работы прибора с помощью светодиодов и/или ЖК-дисплея;
  • передняя панель — решетка из пластика, через которую в блок поступает воздух.

На заметку! Производители выпускают внутренние блоки разных форм и расцветок.

Устройство наружного блока

В состав блока, который монтируется снаружи, входят:

  • компрессор;
  • конденсатор;
  • вентилятор — обдувает предыдущий компонент;
  • фильтр для фреона — не позволяет попасть посторонним частицам в компрессор;
  • штуцерные соединения;
  • крышка для защиты штуцерных соединений и электроразъемов.

Строение климатических приборов разных видов может отличаться.

На заметку! Устройство наружного блока кондиционера, предназначенного также для обогрева, предполагает размещение в этой части еще и четырехходового клапана. А в инверторных моделях плата управления находится во внешнем блоке, а не во внутреннем.

Особенности работы кондиционеров разных видов

Системы кондиционирования воздуха, для работы которых достаточно только постоянного электроснабжения, называются автономными. В таких агрегатах своя холодильная установка, в отличие от центральных и прецизионных кондиционеров с внешним источником холода. Первые  (центральные) нужны для поддержания установленной температуры на производстве и в больших зданиях. Без прецизионного аппарата не обойтись там, где требуется точность: в лабораториях, больницах, дата-центрах. В таких помещениях нельзя допускать, чтобы температура отклонялась от установленных параметров, поэтому охлаждение в них обеспечивает отдельное устройство.

На заметку! Бытовые кондиционеры бывают стационарными и мобильными, моноблочными и состоящими из нескольких блоков. Они отличаются по способам установки и технологиям, которые используют в работе.

Инверторные модели

Эти устройства могут

менять частоту, с которой вращается двигатель компрессора, чтобы влиять на производительность кондиционера. В них происходит инвертирование переменного тока от сети: сначала он преобразуется в постоянный, а затем — снова в переменный, но уже другой частоты. Электроэнергия в таких приборах расходуется гораздо экономнее, нужная температура в помещении достигается вдвое быстрее и меньше отклоняется от заданного значения. Они долговечнее, тише в работе, хорошо функционируют даже при таких наружных температурах, которые могут вывести из строя обычные кондиционеры.

Сплит- и мульти-сплит-системы

Это конструкции из двух и более блоков: наружного и одного или нескольких внутренних. Они позволяют создать оптимальный микроклимат в одном либо нескольких помещениях. Схема размещения частей может быть любой, она зависит от планировки и предпочтений пользователей. При этом не придется устанавливать внешние блоки для каждой комнаты. Компоненты соединяются друг с другом посредством теплоизолированных трубок из меди.

На заметку! В мульти-сплит-системах может быть один или два-три компрессора.

Напольные кондиционеры

Большинство моделей кондиционеров при установке крепятся к стенам или потолкам, но некоторые сплит-системы предназначены для монтажа на расстоянии, которое не превышает полуметра. Такие приборы проще устанавливаются и демонтируются: для этого не нужно вставать на стремянки и удерживать внутренние блоки на большой высоте.

Мобильные напольные кондиционеры вообще не требуют установки: их можно размещать там, где нужно, а при необходимости переставлять или переносить в другое помещение. Они оснащаются колесиками для передвижения по полу, а также удобными ручками для переноски.

Мобильные кондиционеры

Это напольные модели, о преимуществах которых говорилось выше. Они бывают двух видов:

  • с воздуховодом:
  • без воздуховода.

Первые отличаются наличием гибкого гофрированного шланга, который нужно вывести наружу, например, направить в окно или форточку и закрепить. При желании можно проделать отверстие в стене здания. Воздух для последующей обработки такие устройства забирают прямо из комнаты. Минус этих аппаратов — шум во время работы.

У вторых нет необходимости сбрасывать горячий воздух, так как они не вырабатывают избыточного тепла. Это кондиционеры испарительного типа: в них нет компрессора, не образуется конденсат. Вместо фреона используется вода, которая сначала попадает на пористые фильтры, а затем, при прохождении теплого воздуха, превращается в пар. В такие приборы нужно периодически доливать воду.

Оконные кондиционеры

Это один из самых привычных вариантов для домашнего или офисного использования. Такой прибор закрепляют в оконной раме: конденсатором наружу, испарителем внутрь. Установка подходит даже «для чайников» и тех, кому некогда смотреть видео с подробными инструкциями — нужно только тщательно закрыть промежутки между кондиционером и оконным проемом. Основные недостатки данных устройств — шум (у старых моделей) и лишнее затемнение комнаты.

Возможности кондиционеров

Изначально предназначение оборудования для кондиционирования воздуха было в охлаждении атмосферы определенного помещения. По мере развития технического прогресса возможности приборов постоянно расширялись. На сегодняшний день кондиционеры обладают таким функционалом.

  1. Обработка воздуха включает в себя не только охлаждение, но и обогрев, вентиляцию, осушение, а в некоторых моделях — ионизацию.
  2. Ко многим моделям прилагается пульт ДУ, который позволяет менять установки прибора из любой точки помещения.
  3. Таймер дает возможность создать нужный микроклимат к определенному времени.
  4. В ночном режиме прибор будет работать значительно тише, чтобы не нарушить сон жильцов.
  5. В режиме «Swing» воздух будет равномерно распределяться по всему объему комнаты.
  6. Настроить можно не только температуру и скорость обдува, но и угол поворота жалюзи, чтобы задать направление воздушного потока.

Подводя итог, следует отметить, что кондиционеры из разряда дорогой техники перешли в категорию доступных приборов, без которых нельзя обойтись. В быту и на производстве, в жару и межсезонье, в машине и помещении они облегчают жизнь людей, создают комфортные условия. Выше приводилось описание работы данного климатического оборудования и его характеристики, из чего видно, что приборы не требуют особой подготовки перед использованием: достаточно прочитать инструкцию и рассмотреть пиктограммы на пульте управления.

Самые лучшие сплит-системы

Сплит-система Mitsubishi Electric MSZ-LN25VG / MUZ-LN25VG на Яндекс Маркете

Сплит-система Ballu BSVP-07HN1 на Яндекс Маркете

Сплит-система Panasonic CS/CU-BE25TKE на Яндекс Маркете

Сплит-система General Climate GC/GU-EAF09HRN1 на Яндекс Маркете

Сплит-система Ballu BSD-09HN1 на Яндекс Маркете

принцип работы кондиционера, принцип работы, кондиционер, принцип действия, устройство, как работает, конструкция, описание, характеристики

  • Home
  • Принцип работы кондиционера

Принцип работы кондиционера

Понять, как устроен кондиционер и откуда в тридцатиградусное пекло берется освежающая прохлада, не так уж сложно. Рассмотрим это на примере сплит-системы. Как известно из школьного курса физики, при испарении любая жидкость поглощает тепло. Если налить на руку спирт или одеколон, тут же почувствуешь холод. И наоборот, при конденсации пара тепло выделяется. Именно этот известный принцип и эксплуатирует любой кондиционер.

Как он устроен?

Кондиционер представляет собой замкнутый герметичный контур, внутри которого движется специальное вещество – хладагент. Испаряясь в одном месте, он поглощает тепло, а конденсируясь в другом – выделяет поглощенное тепло. Обмен теплом хладагента с воздухом происходит через воздушные теплообменники, которые представляют собой медные трубки, снабженные тонкими поперечными алюминиевыми пластинками. Чтобы процесс теплообмена между хладагентом и воздухом шел быстрее, воздух через теплообменники продувают с помощью вентиляторов. По названию процесса, происходящего в теплообменнике, один из них называют испарителем, а другой – конденсатором.

При работе кондиционера на «холод» в качестве испарителя выступает внутренний (находящийся в помещении) теплообменник, а в качестве конденсатора – наружный (находящийся вне помещения). При работе кондиционера на «тепло», теплообменники меняются ролями.

    

Суть процесса изложена, но в чем секрет фокуса?

Дело в том, что холод не «производится», а происходит перенос тепла из одного места в другое с помощью хладагента. Благодаря этому и появился термин «тепловой насос». По этой же причине кондиционер «производит» тепла или холода примерно в 3 раза больше, чем потребляет электроэнергии – факт, вызывающий недоумение у людей, не обремененных знанием холодильной техники.

Что за чудо – машина с КПД 300%? И почему это загадочное вещество «хладагент» то поглощает, то отдает тепло, ведь из школьного курса физики известно, что оно всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому? Что заставляет хладагент переносить тепло из помещения, в котором чуть больше 20 градусов на улицу, где порой бывает под +40?

Все не просто, а очень просто! Из той же школьной физики известно, что температура фазового перехода (испарения или конденсации жидкости) зависит от давления, при котором происходит процесс. Зависимость нелинейная и монотонная – чем больше давление, тем больше температура фазового перехода. Дальше – больше! Для того, чтобы жидкий хладагент кипел, превращаясь в пар и поглощая из окружающего воздуха тепло, в теплообменнике необходимо создать давление, при котором температура фазового перехода будет ниже, чем температура окружающего воздуха. И наоборот, парообразный хладагент будет отдавать тепло воздуху, превращаясь в жидкость, если создать давление, при котором температура фазового перехода будет выше температуры воздуха.

Но для того, чтобы кондиционер заработал, в замкнутый контур нужно встроить еще как минимум два элемента. Это компрессор, повышающий давление до давления конденсации, который установлен в контуре перед конденсатором, и дросселирующее устройство, понижающее давление до давления испарения, перед испарителем. 

Перечисленные пять элементов:
1 замкнутый контур с хладагентом,
2  наружный теплообменник,
3  внутренний теплообменник,
4  компрессор,
5 дросселирующее устройство,

составляют основу холодильного контура любого кондиционера, от самого простого до самого сложного.

Для того, чтобы кондиционер мог работать не только на холод, но и на тепло, в контур необходимо добавить четырехходовой вентиль. Его задача «превращать» испаритель в конденсатор и наоборот. Такой кондиционер называют кондиционером с реверсивным циклом, который может переносить тепло не только из помещения на улицу, но и наоборот. Если совсем не «грешить» академизмом, холодильный контур – это совокупность устройств, с помощью которых происходит циклическое превращение хладагента из жидкого состояния в парообразное с поглощением тепла и из парообразного в жидкое – с выделением тепла.

 «О кондиционерах доступно» Издательство: АПИК 

ИНТЕРЕСНОЕ О ХОЛОДИЛЬНИКАХ
В 1963 году школьник из Танзании Эрасто Мпемба обнаружил, что горячая вода замерзает в морозильной камере быстрее, чем холодная. В честь него этот феномен назвали эффектом Мпембы. До сих пор учёные не смогли точно объяснить причину феномена, да и эксперимент удаётся не всегда: для него нужны определённые условия.

R (REFRIGERANT — ОХЛАДИТЕЛЬ, ХЛАДАГЕНТ)
Фреоны или хладоны — группа углеводородов, применяемых в различных областях производства. Однако основная доля фреонов используется при производстве холодильного оборудования Впервые фреон был выделен и синтезирован в 1928 году 


1  2  3  4  5  6  7  8  9  10

Принцип работы и конструкция кондиционера

Раздел описывает перенос тепла, осуществляемый хладагентом в кондиционере. Рассказывается, каким образом тепло в холодильном цикле переносится из помещения на улицу, и почему холодопроизводительность кондиционера превышает  потребляемую мощность. Приведена принципиальная схема кондиционера и описаны его основные компоненты и их назначение.

Перенос тепла при испарении и конденсации


Основные функции кондиционера — это охлаждение и обогрев воздуха, уже находящегося внутри помещения. Охлаждение воздуха в кондиционерах происходит при помощи компрессионного цикла охлаждения.

Этот цикл основан на 2 явлениях:

  • При испарении жидкости теплота поглощается из окружающей среды.
  • При конденсации пара тепло выделяется.

Температура кипения
жидкости зависит от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура кипения, и наоборот.

Теплота парообразования жидкостей очень велика. Это явление и используется в холодильной машине. Фреон превращается в пар в специальном отделении — испарителе. Трубки испарителя обдуваются потоком воздуха. Кипящий фреон поглощает тепло из этого воздушного потока, охлаждая его.

Но в холодильной машине невозможно только испарять фреон, поглощая тепло, поэтому в ней производится и обратный процесс конденсации — превращения из пара в жидкость. При конденсации любой жидкости выделяется теплота, которая поступает затем в окружающую среду. Температура конденсации, как и температура кипения, зависит от внешнего давления. При повышенном давлении конденсация может происходить при весьма высоких температурах.

Кондиционер тратит электроэнергию на перенос тепла из помещения на улицу: сжатие хладагента и его перекачку по трубкам. Холодопроизводительность кондиционера в 3-5 раз выше, чем потребляемая мощность.

Схема холодильной машины (кондиционера)


 Компрессионный цикл охлаждения состоит из четырех основных элементов:

  • Компрессора
  • Испарителя
  • Конденсатора
  • регулятора потока.

Эти основные элементы соединены трубопроводами в замкнутую систему, по которой циркулирует хладагент (обычно это фреон). Циркуляцию хладагента по контуру производит компрессор холодильной машины.

Рис. 1. Схема компрессионного цикла охлаждения

Хладагент постоянно циркулирует в холодильной машине, меняя агрегатное состояние при периодически изменяющихся температуре и давлении. В каждом цикле имеется два определенных уровня давления. На стороне высокого давления происходит конденсация хладагента и находится конденсатор. На стороне низкого давления находится испаритель и жидкий хладагент превращается в пар. Граница между областями высокого и низкого давления проходит в двух точках — на выходе из компрессора (нагнетательный клапан) и на выходе из регулятора потока. Подробнее:

  1. На выходе из испарителя хладагент — это пар при низкой температуре и низком давлении.
  2. Затем компрессор всасывает хладагент, давление повышается до примерно 20 атм., а температура достигает 70 — 90 °С.
  3. После этого горячий пар хладагента попадает в конденсатор, где он охлаждается и конденсируется. Для охлаждения используется вода или воздух. На выходе из конденсатора хладагент представляет собой жидкость под высоким давлением. 
  4. Затем хладагент (жидкий, при высоких давлении и температуре) поступает в регулятор потока. Здесь давление резко падает, и происходит частичное испарение.
  5. На вход испарителя попадает смесь пара и жидкости. В испарителе жидкость должна полностью перейти в парообразное состояние.
  6. Образовавшийся в испарителе перегретый пар выходит из него, и цикл возобновляется сначала.

В сплит-системе испаритель расположен во внутреннем блоке, а компрессор и конденсатор — во внешнем. В оконном моноблочном кондиционере все элементы заключены в один корпус, но конденсатор находится в той его части, которая обращена на улицу, а испаритель — во внутренней части корпуса.

Для улучшения теплопередачи теплообменники обдуваются воздухом при помощи вентиляторов.

Тепловой насос — обогрев помещения с помощью кондиционера


В режиме обогрева помещения (его имеют не все кондиционеры) испаритель и конденсатор меняются функциями. Кондиционер переносит тепло с улицы в помещение. При этом направление движения хладагента по холодильному контуру меняется на обратное. Такой перенос тепла называется тепловым насосом (heat pump). Он используется осенью и весной.

  1. Компрессор увеличивает давление хладагента и направляет его в испаритель.
  2. В испарителе (внутри помещения) хладагент конденсируется и превращается в жидкость с высоким давлением и низкой температурой.
  3. Жидкий хладагент перетекает в капилляр, где его давление снижается, и он становится смесью пара и жидкости с низкой температурой и давлением.
  4. Смесь попадает в конденсатор (расположенный на улице), поглощает тепло из внешнего воздуха и испаряется. Цикл работы теплового насоса повторяется.

Внимание! Зимой тепловой насос нельзя использовать для обогрева помещения (см. раздел «Что нужно знать о кондиционерах»).

Основная литература


  1. Спецвыпуск «Мир Климата — монтажнику», «Принципы работы холодильной машины» (mk_mon_02.html)
  2. Л. Корх «Принцип работы кондиционера» (prinzip-cond-korh.pdf (1 МБ))

Дополнительная литература


  1. Полльман «Учебник по холодильной технике», Издательство МГУ 1998 г., глава 1.3.6.2 «Цикл паровой холодильной машины и термодинамические диаграммы» (стр. 211 — 220) (pollman-hladagents-211-220.pdf (2,94 Мб))
  2. «Мир Климата»№32 «Тепловые насосные установки» (mk_32_17.html)
  3. «ПОПРАВКА К ЗАКОНУ ПРИРОДЫ. Взял киловатт, отдай три!» Г. Литвинчук (17.pdf (114.01Kb))

Контрольные вопросы:


  1. Удельная теплота испарения фреона 1,5 кДж/г. Какое количество фреона должно конденсироваться, чтобы выделилось 300 кДж тепловой энергии?
  2. Почему в горах вода закипает при температуре ниже 100°С?
  3. Какую функция выполняет компрессор кондиционера?
  4. Почему в испарителе весь хладагент должен обязательно испариться полностью?
  5. При какой температуре допускается работа кондиционера в режиме теплового насоса?
  6. Каким образом мощность обогрева кондиционером в режиме теплового насоса оказывается выше потребляемой электрической мощности?

Работа кондиционера на холод и тепло, схема системы кондиционирования

Работа кондиционера заключается в принципе забирать тепло. При испарении сильно охлаждается, а вентилятор внутреннего блока, обдувая испаритель, подает в помещение живительную прохладу.

Принцип работы кондиционера

Принцип мы разбирали в статье Система . Работа основана на свойстве жидкости поглощать тепло при испарении и выделять его в процессе конденсации. Фреон забирает из воздуха в помещении и расходует его на свое испарение. Газообразную фазу сжимают и она отдает уличному воздуху.

Работа любого кондиционера условно разделена на четыре основных операции с ом:

  1. Сжатие
  2. Конденсация
  3. Расширение
  4. Испарение

Работа кондиционера на охлаждение

Сжатие а осуществляется при помощи компрессора. В него попадает газообразный хладагент, который под давлением подается в так называемый конденсор (конденсатор). Из-за того, что молекулы сжатого фреона вынуждены тереться между собой, температура их повышается, после чего горячий поступает в конденсатор, где под давлением подается в змеевик радиатора. Змеевик охлаждается вентилятором наружного блока.

После чего через дросельное устройство уже холодный фреон попадает в испаритель, где смешиваясь с газообразным ом, вызывает эффект охлаждения. Уже вентилятор внутреннего блока обдувает змеевик теплообменника, и охлажденный воздух попадает в помещение.

Работа может быть изменена, когда змеевики внутреннего и внешнего блоков выполняют обратную функцию при помощи реверсивного механизма. Уличный блок будет забирать тепло, а тот, что находится в помещении — отдавать его.

Работа кондиционера на обогрев

Если в наружном блоке сплит-системы конструктивно расположен четырехходовый клапан (большинство их предусматривают режим обогрева), его режим может быть настроен на обратных ход. Газообразный фреон меняет направление движения и теплообменники как бы меняются местами. Во внутреннем происходит отдача тепла, а в наружном — нагревание.

Получается, что испаритель находится на уличном блоке, а конденсор в помещении.

При работе на обогрев будьте внимательны и обязательно изучите инструкцию по эксплуатации!

Чем ниже температура наружного воздуха, тем труднее ему отбирать уличное тепло, и поэтому не рекомендуется использовать сплит-систему при температуре ниже — 5°C. Смазка картера компрессора становится гуще, что плохо сказывается на функционировании механизмов, а в испаритель будет поступать слишком холодный фреон, который не успевает испариться. Жидкостная фаза, в отличии от газообразной, не сжимается. В результате произойдет заклинивание компрессора (так называемый гидроудар).

Здесь вы можете посмотреть видео о принципе работы любого кондиционера

Принцип работы кондиционера в помещении

Рассматривая принцип работы кондиционера в помещении, можно смело сказать, что он аналогичен работе холодильника, где используются такие физические свойства сжиженного газа, как поглощение тепла в момент испарения, и выделение его при конденсации. Работа устройства для кондиционирования воздуха построена на изменении агрегатного состояния хладагента. Его роль, обычно, выполняет гидрофторуглерод HCFC с температурой кипения 40,8°С, при давлении 760 мм рт. ст.

Как работает самая простая сплит-система?

Чтобы лучше понять принцип работы такого устройства, рассмотрим сплит-систему, которая предназначена только для охлаждения воздуха. Она состоит из наружного и внутреннего блока. Наружный располагается на улице, он оснащен компрессором, осуществляющим циркуляцию хладагента. Процесс происходит следующим образом: хладагент, попадающий в контур внутреннего блока, обладает низким давлением, так как при переходе из наружного блока он проходит процесс дросселирования (т.е. понижения давления).

Принцип работы кондиционера в помещении

Температура хладагента достигает значений от 5 до 10°С, он начинает кипеть, переходит в парообразное состояние. Необходимое количество тепловой энергии забирается из воздуха, попадающего из помещения на теплообменник, установленный во внутреннем блоке. Далее включается вентилятор, направляющий охлажденный воздуху обратно в помещение.

Хладагент, находящийся в это время в парообразном состоянии, попадает в наружный блок и с помощью компрессора сильно сжимается. Давление начинает расти, температура повышаться, достигая 50-60°С. Затем пар охлаждается, и при переходе в новое агрегатное состояние (жидкость), выделяет тепло, поступающее на теплообменник, воздух начинает нагреваться.

Покинув теплообменник, хладагент опять проходит через капиллярную трубку, происходит его дросселирование, температура опять снижается до значения 5-10°С. Вновь жидкость закипает, поглощая тепловую энергию из воздуха, поступающего из помещения.

Принцип работы кондиционера в помещенииПринцип работы кондиционера в помещении

О работе более сложной системы кондиционирования

Работа сплит-системы, которая способна не только охлаждать, но еще обогревать помещение, является более сложной, хотя основана на тех же принципах. Когда режим работы меняется с «охлаждения» на «обогрев», наружный и внутренний блоки тоже меняются местами. Чтобы можно было изменять направление хладагента в контуре, включается специальный 4-х ходовой клапан.

При работе в охлаждающем режиме сжиженный газ, имеющий высокие значения по температуре и давлению, направляемый клапаном, попадает в наружный блок на теплообменник. При переключении на режим обогрева, тем же клапаном газ направляется во внутренний блок, попадая на его теплообменник.

Когда включен режим “обогрев”, направление движения газа меняется клапаном, и к работе подключается компрессор. Он производит всасывание газа из наружного блока, затем начинается его нагнетание во внутренний блок. Оказавшись в теплообменнике, газ конденсируется, отдавая тепловую энергию и обогревая помещение. Конденсат, дросселируемый в капиллярной трубке, попадая в наружный блок опять совершает переход в газообразное состояние, а затем всасывается компрессором.

Такой цикл, постоянно повторяясь, повышает температуру в помещении до нужных значений. Конфигурация контура сплит-системы, в составе которой имеются несколько внутренних блоков, гораздо сложнее. В ней функционируют сразу два компрессора, осуществляющих циркуляцию газа во внутренних блоках. Компрессор наружного блока в этом случае является общим.

Принцип работы кондиционера в помещении

Тепловой насос

Режим обогрева предусматривает забор тепла из наружного воздуха, и перекачивания его в помещение, этот способ стал называться «тепловой насос». Понижение наружной температуры затрудняет процесс поглощения тепла, мощность и скорость обогрева снижаются. По этой причине применение обогрева не рекомендуется, когда температура становится ниже, чем -5°С. При таких условиях возрастает потребление электроэнергии, эффективность охлаждения падает, а компрессор быстрее изнашивается.

Как рассчитывается эффективность кондиционера

Считается ошибочным мнение, что при работе в режиме обогрева (теплового насоса) КПД может быть выше 100%. В данном случае лучше говорить об эффективности работы кондиционера, а не о его КПД.

Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, предлагается рассмотреть такой пример. Имеются две среды: «горячая» с температурой Т1 и «холодная» с температурой Тₒ, (Т1 ≥ Тₒ). Во время цикла преобразования тепла c более высокой температурой (Q1) в работу (L) часть тепла непременно перейдет на более низкий уровень, где температура Тₒ. Таким образом, тепловая энергия Q1 нагревателя, имеющего температуру Т1, отбирается от него, а тепловая энергия Qₒ передается холодильнику с температурой Тₒ. В соответствии с законом сохранения энергии Q1 = L + Qₒ , а КПД прямого теплосилового цикла рассчитывается так:  k = L/Q1. Коэффициент эффективности такого цикла можно рассчитать по формуле  f = Q1/ L. Если предположить, что потерь энергии не происходит, то коэффициент эффективности будет равен  f = Т1/(Т1 – Тₒ).

Получается, что чем меньше разница между температурами Т1 и Тₒ, тем выше коэффициент эффективности. Как было сказано выше, данный пример доказывает, что снижение температура воздуха снаружи ведет к уменьшению эффективности работы кондиционера, запущенного на обогрев.

Принцип работы кондиционера в помещении

Зачем кондиционеру ТЭНы?

Так как наблюдается значительное уменьшение производительности в режиме теплового насоса, когда понижается температура снаружи, производители кондиционеров устанавливают с целью дополнительного нагрева электронагревательные элементы (ТЭНы). Их мощность находится в пределах от 1,5 до 3 кВт, а включаются они автоматически, при разнице не более 3-х градусов между действительной и заданной температурой.

Практика показывает, что если правильно выбрана производительность и адекватно заданы необходимые температуры, ТЭН работает лишь несколько минут. Если температура воздуха на улице становится ниже -10°С, а производительность резко падает на 35-50%, ТЭН способен скомпенсировать такое падение и ускорить время обогрева.

Режим осушения

Кроме таких полезных функций, как охлаждение помещения и обогрев, кондиционеры осуществляют вентиляцию и осушение, возможна их работа в режиме автоматики. Осушение, обычно, сопутствует охлаждению воздуха. Попадая из комнаты на испаритель, он конденсирует влагу. Включение в режим осушения значительно ускоряет процесс конденсации, при этом нормализуется влажность воздуха, поступающего в помещение, а температура его остается неизменной. Такой эффект достигается путем дополнительного подогрева воздуха при проходе его через испаритель, а затем высушивания ТЭНом.

В каких еще режимах работает кондиционер
  • Вентиляция. Такой режим не предусматривает охлаждения или нагрева воздуха. При нем вентилятор производит циркуляцию всего объема воздуха помещения. Если имеются специальные фильтры, осуществляется его очистка. Наружный блок не участвует в работе. Имеется возможность изменения скорости вращения вентилятора с пульта ПДУ.
  • Автоматический режим. Производится сравнение значений действительной температуры в обслуживаемом помещении и заданной. Сравнив эти значения, кондиционер самостоятельно определяет свои дальнейшие действия: оставить существующий режим работы или перейти в другой режим («охлаждение» либо «обогрев»).

В сплит-системах, предназначенных только для охлаждения, в автоматическом режиме предусмотрен выбор между охлаждением и осушением.

В наше время трудно представить себе жизнь без таких прекрасных, умных и очень необходимых устройств, как кондиционеры. С каждым годом улучшаются их технические характеристики, увеличивается функциональность, а стоимость становится все более доступной.

Принцип работы кондиционера | Принцип действия кондиционера | Принцип кондиционера

Вне зависимости от типа кондиционера и его технических характеристик, принцип работы кондиционера является одинаковым для всех его видов. В работе системы кондиционирования воздуха используется свойство жидкости поглощать из окружающего воздуха тепло при испарении и выделять его в процессе конденсации, что дало возможность создать принцип действия кондиционера. Схема, расположенная ниже, даст вам представление обо всех основных узлах кондиционера, направлениях движения воздушных потоков и циркуляции фреона – бесцветного газа, который отличается повышенной инертностью к любым химическим реакциям, не взрывоопасен и не возгорается при соприкосновении с открытым огнем.

Любой кондиционер состоит из следующих основных узлов:

  1. Компрессор. Обеспечивает сжатие фреона и его циркуляцию по холодильному контуру;
  2. Конденсатор. Этот элемент радиаторного типа устанавливается во внешнем блоке кондиционера. Его предназначение – обеспечить конденсирование фреона, чтобы перевести его из газообразного состояния в жидкое;
  3. Испаритель. В отличие от конденсатора, этот радиатор располагается во внутреннем блоке и осуществляет переход фреона из жидкого состояния в газообразное;
  4. Терморегулирующий вентиль (ТРВ). Осуществляет понижение давления фреона перед попаданием его в испаритель;
  5. Вентиляторы. Предназначены для создания потоков воздуха, которые обдувают конденсатор и испаритель. Вентиляторы делают процесс теплообмена с окружающим воздухом более интенсивным.

Взаимодействие узлов кондиционера

Компрессор, испаритель, конденсатор и ТРВ при помощи медных трубок соединены в холодильный контур, заполненный смесью фреона и небольшой части компрессорного масла. При включении этого оборудования принцип работы кондиционера в этой системе начинает осуществляться в следующей последовательности:

  • Фреон, находящийся в газообразном состоянии и имеющий температуру от 10 до 20 С, под низким давлением, составляющем 3-5 атмосфер, поступает из испарителя в компрессор;
  • Повышая давление до 15-25 атмосфер, компрессор сжимает фреон, в результате чего его температура повышается до 90С, после чего направляет фреон в конденсатор;
  • Так как конденсатор при помощи вентилятора обдувается воздухом с более низкой температурой, чем на данный момент имеет фреон, остывая, он переходит в жидкую фазу, выделяя при этом избыточное тепло, которое в свою очередь нагревает проходящий через конденсатор воздух. После выхода из конденсатора фреон уже находится в жидком состоянии, хотя его температура выше температуры окружающего воздуха на 10-20 С;
  • Двигаясь по холодильному контуру, после конденсатора немного остывший фреон попадает в терморегулирующий вентиль (ТРВ). В кондиционерах для бытового использования этот вентиль выполнен в виде спирали из медной трубки небольшого диаметра. При прохождении через ТРВ давление в системе понижается до 3-5 атмосфер, а температура фреона существенно снижается. Часто во время прохождения этого процесса происходит испарение небольшой части фреона;
  • Как видно из схемы, после ТРВ фреон, который на этой стадии представляет собой смесь жидкости и газа, под небольшим давлением поступает в испаритель. Обдуваемый теплым воздухом помещения, фреон в испарителе становится полностью газообразным, поглощая находящееся в воздухе тепло, тем самым охлаждая помещение. После этого идет повторный цикл перемещения фреона по контуру.

Такой принцип работы кондиционера является основополагающим для всех его видов, не зависимо от мощности, типа и предприятия-изготовителя. Единственное дополнительное оборудование устанавливается в кондиционерах, которые могут повышать температуру воздуха в помещении в холодное время года. Оно состоит из четырехходового клапана, с помощью которого можно изменять направление циркуляции фреона. При этом конденсатор и испаритель меняются функциями: внутренний блок начинает нагревать подаваемый в помещение воздух, а наружный – охлаждать его.

Возможные неисправности кондиционера

Как показывает статистика, среди возникающих неисправностей такого оборудования, нарушающего принцип кондиционера, лидирует поломка, связанная с тем, что фреон, находящийся в испарителе, не успевает полностью преобразоваться в газообразное состояние, в результате чего в компрессор попадает немного жидкого фреона. А так как жидкость нельзя сжать под давлением, компрессор может выйти из строя. Причиной возникновения этой неисправности может быть несовершенная конструкция кондиционера или человеческий фактор. В первом случае к ухудшению испаряемости фреона может привести загрязнение фильтров, которые снижают поток воздуха, обдувающий испаритель. Во втором случае неисправность возникает во время попытки эксплуатации кондиционера при температуре наружного воздуха ниже -10С, что тоже нарушает принцип действия кондиционера. В современных кондиционерах циркуляционная система фреона комплектуется дополнительными измерительными приборами, датчиками и емкостями, которые служат для недопущения попадания жидкого фреона в компрессор, если он все-таки не перешел в газообразное состояние. И все же такая неисправность может возникнуть в случае выхода из строя датчиков контроля.

Также перебои в работе кондиционера могут возникать из-за утечки хладагента, которая зачастую возникает при некачественной установке циркуляционной магистрали для фреона. Самая простая причина – установка в системе некачественно развальцованных трубок. Заметить возникновение такой неисправности можно по снижению производительности работы кондиционера, а также по возникновению обмерзания корпуса вентиля жидкости, который установлен в его внешнем блоке. В связи с тем, что в системе понижается давление хладагента, нормативное значение которого составляет 4,5-5,5 бар, испарение хладагента вместо внутреннего блока начинает происходить уже в трубке нагнетания.

Также возможны возникновения обмерзания и по другим причинам, одной из которых является наличие в системе влаги и воздуха. Переходя в твердое состояние, вода и воздух создают ледяные пробки, которые перекрывают капилляр, что может привести к поломке компрессора. Возникновение такой ситуации возможно только при непрофессиональном монтаже сплит — системы. Чтобы не нарушить принцип действия кондиционера, устанавливая его, специалисты нашей компании выполняют обязательное выкуумирование системы специальным вакуумным устройством, которое очищает магистраль от воздуха и влаги, на протяжении необходимого для каждого типа кондиционеров периода времени, который может составлять от 20 до 60 минут.

Оборудование
Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

Последовательность работы для системы кондиционирования воздуха

Последовательность работы для

Система кондиционирования воздуха

Всем привет,

Здесь мы обсудим основные операции вашей домашней системы кондиционирования воздуха основная операция. Процесс охлаждения по сути прост для понимания, но более сложен для полного понимания. Мы просто пробежимся по его простой операции, чтобы избежать путаницы.

1. Термостат вызывает охлаждение (когда установлен в режим охлаждения), таким образом замыкая цепь 24 В, которая питает контактор для работы компонентов при напряжении 120 В или более.

2. По завершении этой цепи контактор компрессора и цепь вентилятора замыкаются и включаются.

3. Когда контакт компрессора находится под напряжением, он включает компрессор и вентилятор конденсатора.

4. Компрессор начинает проталкивать хладагент через систему. Хладагент выходит из компрессора и входит в конденсатор в виде перегретого пара и выходит в виде переохлажденной жидкости.Конденсатор отвечает за отвод всего тепла в системе в наружный воздух (конденсатор — это обычно блок, который находится снаружи рядом с вашим домом).

5. Переохлажденная жидкость поступает в дозирующее устройство, которое создает перепад давления внутри системы, в результате чего хладагент начинает кипеть при очень низкой температуре.

6. Хладагент поступает в испаритель в виде смеси из 75% жидкости и 25% газа. Думайте об испарителе как о нагревательной губке, впитывающей все тепло хладагента.Вентилятор нагнетает воздух над змеевиком испарителя, при этом окружающий воздух охлаждается и охлаждает ваш дом.

7. Как только запрос термостатов на охлаждение будет удовлетворен, двигатель компрессора и вентилятора конденсатора обесточится и остановится.

8. Нагнетательный вентилятор будет работать в течение заданного времени, нагнетая больше воздуха через змеевик, чтобы обеспечить дополнительное охлаждение. Воздуходувка будет работать независимо от режима (нагрев или охлаждение), поскольку он запрограммирован таким образом на режим нагрева, чтобы обеспечить охлаждение теплообменника.

Как работает компрессор кондиционера?

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ Советы по энергосбережению для систем FallCentral и систем с принудительной подачей воздуха: в чем разница? Распространенные мифы о кондиционировании воздуха, которые могут стоить вам денег 3 Признаки того, что вам нужен новый кондиционер, нацеливание или перенаправление вентиляционных отверстий для повышения эффективности HVAC

Категории

АРХИВ Сентябрь 2021 г. (1) август 2021 г. (1) июль 2021 г. (1) июнь 2021 г. (1) май 2021 г. (1) апрель 2021 г. (1) март 2021 г. (1) февраль 2021 г. (1) январь 2021 г. (1) декабрь 2020 г. (1) ) Ноябрь 2020 г. (1) октябрь 2020 г. (1) сентябрь 2020 г. (1) август 2020 г. (1) июль 2020 г. (1) июнь 2020 г. (1) май 2020 г. (1) апрель 2020 г. (1) март 2020 г. (1) февраль 2020 г. (1) ) Январь 2020 г. (1) ноябрь 2019 г. (1) октябрь 2019 г. (2) сентябрь 2019 г. (1) июль 2019 г. (1) июнь 2019 г. (1) май 2019 г. (1) апрель 2019 г. (1) март 2019 г. (1) февраль 2019 г. (1) ) Январь 2019 г. (1) декабрь 2018 г. (1) ноябрь 2018 г. (1) октябрь 2018 г. (1) сентябрь 2018 г. (1) июль 2018 г. (1) июнь 2018 г. (1) май 2018 г. (1) апрель 2018 г. (1) март 2018 г. (1) ) Февраль 2018 г. (1) январь 2018 г. (1) декабрь 2017 г. (1) ноябрь 2017 г. (1) октябрь 2017 г. (1) июль 2017 г. (1) июнь 2017 г. (1) май 2017 г. (1) апрель 2017 г. (1) март 2017 г. (1) ) Февраль 2017 г. (1) январь 2017 г. (1) декабрь 2016 г. (1) ноябрь 2016 г. (2) октябрь 2016 г. (2) сентябрь 2016 г. (2) август 2016 г. (1) июнь 2016 г. (1) Май 2016 (1) Апрель 2016 (2) Март 2016 (2) Февраль 2016 (2) Январь 2016 (2) Декабрь 2015 (2) Ноябрь 2015 (2) Октябрь 2015 (2) Сентябрь 2015 (2) Август 2015 (2) Июль 2015 г. (2) июнь 2015 г. (2) май 2015 г. (1) апрель 2015 г. (2) март 2015 г. (2) февраль 2015 г. (2) январь 2015 г. (2) декабрь 2014 г. (2) ноябрь 2014 г. (2) октябрь 2014 г. (2) Сентябрь 2014 г. (2) август 2014 г. (2) июль 2014 г. (2) июнь 2014 г. (2) май 2014 г. (2) апрель 2014 г. (2) март 2014 г. (2) февраль 2014 г. (2) декабрь 2013 г. (2) ноябрь 2013 г. (2) Октябрь 2013 г. (1) сентябрь 2013 г. (2) август 2013 г. (2) июль 2013 г. (1) май 2013 г. (2) апрель 2013 г. (1) март 2013 г. (1) февраль 2013 г. (2) январь 2013 г. (1) декабрь 2012 г. (1) Ноябрь 2012 г. (1) октябрь 2012 г. (2) сентябрь 2012 г. (1) август 2012 г. (2) май 2012 г. (2)

Компрессор кондиционера — это сердце кондиционеров, независимо от формы и размера.Вы когда-нибудь задумывались, как это работает? Наши специалисты из ACS Air Conditioning Systems расскажут вам поближе.


Две системы
Чтобы понять, как это работает, вы должны понимать, как работает вся система кондиционирования воздуха. По сути, есть две системы, которые работают вместе. Первая — это система циркуляции воздуха, которая втягивает воздух в комнату и фильтрует загрязнения, такие как пыль и грязь, а также влагу. Затем воздух проходит через змеевики испарителя, который охлаждает сухой воздух и выбрасывается в комнату в виде холодного воздуха.

Вторая система — это конденсатор, который для сплит-кондиционеров устанавливается снаружи дома. Хладагент циркулирует между ним и испарителем, используя разницу давлений, чтобы испаритель оставался холодным. Затем менее холодный хладагент пропускается через конденсатор. Тепло отводится и отводится, хладагент снова становится холодным и подается в испаритель. Если вы нарисуете оба цикла рядом, они будут напоминать цифру 8 с испарителем внахлест.

Как работает компрессор

Компрессор расположен внутри конденсатора, а компонент, запускающий цепную реакцию, охлаждает хладагент. Следует отметить, что тепло перемещается в более прохладные области. Когда воздух комнатной температуры проходит через испаритель, тепло отводится от воздуха. Тепло от воздуха передается хладагенту, который затем подается в компрессор.

Затем сжимается хладагент, который конденсируется в жидкость, а затем выпускается под давлением.В этот момент хладагент намного горячее, чем когда он поступил, но затем тепло рассеивается через змеевики конденсатора. К тому времени, когда он достигает конца контура, хладагент снова становится холодным и подается в змеевики испарителя. Этот цикл продолжается, пока включен кондиционер. В некоторых системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются компрессоры, которые обращают процесс в обратном направлении, на выходе получается горячий воздух, а не холодный.
Дополнительную полезную информацию можно найти в ACS Air Conditioning Systems

Чтобы узнать больше о наших услугах, позвоните в ACS Air Conditioning Systems сегодня по телефону (925) 676-2103.Вы также можете заполнить нашу контактную форму, чтобы назначить встречу.

Как работает кондиционер Теория объяснения

Как работает кондиционер

Кондиционер в системе центрального отопления и охлаждения обеспечивает подачу холодного воздуха через воздуховоды внутри вашего дома, обеспечивая процесс вытяжки теплого воздуха изнутри и отвода его тепла. … С этого момента конденсатор или наружный блок затем превращают пар хладагента обратно в жидкость, удаляя любое тепло.

Часть 1 — История

Первая современная система кондиционирования воздуха была разработана в 1902 году молодым инженером-электриком по имени Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Он был разработан для решения проблемы влажности в Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company в Бруклине, штат Нью-Йорк. Бумага на заводе иногда впитывала влагу из теплого летнего воздуха, что затрудняло применение техник многослойной печати того времени.Компания Carrier обрабатывала воздух внутри здания, продувая его по охлажденным трубам. Воздух охлаждается, проходя через холодные трубы, и, поскольку холодный воздух не может переносить столько влаги, как теплый воздух, этот процесс снизил влажность в растении и стабилизировал влажность бумаги. Снижение влажности также имело побочное преимущество в виде снижения температуры воздуха — и так родилась новая технология.

Кэрриер понял, что он разработал что-то с далеко идущим потенциалом, и вскоре в кинотеатрах и магазинах стали появляться системы кондиционирования, которые делали долгие жаркие летние месяцы намного более комфортными.Реальные технологические кондиционеры, используемые для снижения температуры окружающего воздуха в помещении, основаны на очень простом научном принципе. Остальное достигается применением нескольких умных механических приемов. На самом деле кондиционер очень похож на другой бытовой прибор в вашем доме — холодильник. У кондиционеров нет внешнего корпуса, на который полагается холодильник для изоляции своей холодильной камеры. Вместо этого стены в вашем доме не пропускают холодный воздух, а горячий — наружу. Давайте продолжим и узнаем, что происходит со всем этим горячим воздухом, когда вы используете кондиционер.


Часть 2 — Основы кондиционирования воздуха

Кондиционеры используют охлаждение для охлаждения воздуха в помещении, используя замечательный физический закон: когда жидкость превращается в газ (в процессе, называемом фазовым преобразованием), она поглощает тепло. Кондиционеры используют эту особенность фазового преобразования, заставляя специальные химические соединения испаряться и конденсироваться снова и снова в замкнутой системе змеевиков. Вовлеченные соединения представляют собой хладагенты, обладающие свойствами, позволяющими им изменяться при относительно низких температурах.В кондиционерах также есть вентиляторы, которые перемещают теплый внутренний воздух по этим холодным змеевикам, заполненным хладагентом. Фактически, центральные кондиционеры имеют целую систему каналов, предназначенную для направления воздуха к этим змеевикам, охлаждающим воздух, и от них.

Когда горячий воздух проходит через холодные змеевики испарителя низкого давления, хладагент внутри поглощает тепло, переходя из жидкого в газообразное состояние. Чтобы обеспечить эффективное охлаждение, кондиционер должен снова преобразовать газообразный хладагент в жидкость.Для этого компрессор подвергает газ высокому давлению, в результате чего выделяется нежелательное тепло. Все дополнительное тепло, создаваемое при сжатии газа, затем выводится наружу с помощью второго набора змеевиков, называемых змеевиками конденсатора, и второго вентилятора. По мере охлаждения газ снова превращается в жидкость, и процесс начинается снова. Думайте об этом как о бесконечном элегантном цикле: жидкий хладагент, фазовое преобразование в поглощение газа / тепла, сжатие и фазовый переход снова в жидкость.Легко увидеть, что в кондиционере происходят две разные вещи. Хладагент охлаждает воздух в помещении, и образующийся в результате газ постоянно сжимается и охлаждается, чтобы снова превратиться в жидкость. На следующей странице мы рассмотрим, как работают разные части кондиционера, чтобы сделать все это возможным.

Часть 3 — Детали кондиционера

Прежде чем перейти к уникальным компонентам, из которых состоит стандартный кондиционер, давайте разберемся с некоторыми домашними темами.Самая большая работа, которую должен выполнять кондиционер, — охлаждение воздуха в помещении. Однако это еще не все. Кондиционеры контролируют и регулируют температуру воздуха с помощью термостата. У них также есть встроенный фильтр, который удаляет взвешенные в воздухе частицы из циркулирующего воздуха. Кондиционеры работают как осушители воздуха. Поскольку температура является ключевым компонентом относительной влажности, снижение температуры объема влажного воздуха заставляет его выделять часть своей влаги. Вот почему рядом с кондиционерами или прикрепленные к ним есть стоки и поддоны для сбора влаги, и почему кондиционеры сбрасывают воду, когда они работают во влажные дни.Тем не менее, основные части кондиционера управляют хладагентом и перемещают воздух в двух направлениях: внутри и снаружи:

Испаритель — принимает жидкий хладагент
Конденсатор — способствует теплопередаче
Расширительный клапан — регулирует поток хладагента в испаритель
Компрессор — насос, который нагнетает хладагент

Холодная сторона кондиционера содержит испаритель и вентилятор, который обдувает охлаждающие змеевики воздухом в комнату.На горячей стороне находятся компрессор, конденсатор и еще один вентилятор для выпуска горячего воздуха, выходящего из сжатого хладагента, наружу. Между двумя наборами катушек находится расширительный клапан. Он регулирует количество сжатого жидкого хладагента, поступающего в испаритель. Попадая в испаритель, хладагент испытывает падение давления, расширяется и снова превращается в газ. Компрессор на самом деле представляет собой большой электрический насос, который нагнетает газообразный хладагент в процессе его обратного превращения в жидкость.Есть несколько дополнительных датчиков, таймеров и клапанов, но испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан являются основными компонентами кондиционера. Хотя это обычная установка для кондиционера, есть несколько вариантов, о которых вам следует знать. Все эти компоненты оконных кондиционеров устанавливаются в относительно небольшую металлическую коробку, которая устанавливается в оконный проем. Отверстия для горячего воздуха выходят из задней части блока, а змеевики конденсатора и вентилятор охлаждают и рециркулируют воздух в помещении.Более крупные кондиционеры работают немного по-другому: центральные кондиционеры используют контрольный термостат с системой отопления дома, а компрессор и конденсатор, горячая сторона агрегата, даже не находятся в доме. Он находится в отдельном всепогодном корпусе на открытом воздухе. В очень больших зданиях, таких как отели и больницы, внешний конденсаторный агрегат часто устанавливается где-нибудь на крыше.

Часть 4 — Блоки кондиционирования оконные и сплит-системы

Оконный кондиционер представляет собой полноценный кондиционер на небольшом пространстве.Блоки сделаны достаточно маленькими, чтобы поместиться в стандартную оконную раму. Вы закрываете окно на устройстве, включаете его в розетку и включаете, чтобы получить прохладный воздух. Если вы снимете крышку с отключенного оконного блока, вы обнаружите, что он содержит:

Компрессор
Расширительный клапан
Горячий змеевик (снаружи)
Холодный змеевик ( внутри)
Два вентилятора
Блок управления

Вентиляторы обдувают змеевики воздухом, чтобы улучшить их способность отводить тепло (в наружный воздух) и холод (в охлаждаемое помещение).Когда вы занимаетесь более крупными системами кондиционирования воздуха, самое время обратить внимание на сплит-системы. Кондиционер сплит-системы отделяет горячую сторону от холодной стороны системы, как показано на схеме ниже. Холодная сторона, состоящая из расширительного клапана и холодного змеевика, обычно помещается в печь или другое устройство для обработки воздуха. Воздухоочиститель продувает воздух через змеевик и направляет воздух по всему зданию с помощью серии воздуховодов. Горячая сторона, известная как конденсатор, находится за пределами здания.

Устройство состоит из длинной спиральной катушки в форме цилиндра. Внутри змеевика находится вентилятор, продувающий воздух через змеевик, а также погодоустойчивый компрессор и некоторая логика управления. Этот подход развивался с годами, потому что он невысокий, а также потому, что он обычно приводит к снижению шума внутри дома (за счет увеличения шума снаружи дома). За исключением того факта, что горячая и холодная стороны разделены, а мощность выше (что делает змеевики и компрессор больше), нет никакой разницы между сплит-системой и оконным кондиционером.На складах, в крупных офисах, торговых центрах, универмагах и других крупных зданиях конденсаторный агрегат обычно располагается на крыше и может быть довольно массивным. В качестве альтернативы, на крыше может быть много небольших устройств, каждая из которых прикреплена внутри к небольшому устройству обработки воздуха, которое охлаждает определенную зону в здании. В больших зданиях и особенно в многоэтажных зданиях подход сплит-системы начинает сталкиваться с проблемами. Либо длина трубопровода между конденсатором и воздухообрабатывающим агрегатом превышает ограничения по расстоянию (слишком длинные участки начинают вызывать затруднения со смазкой в ​​компрессоре), либо объем работы и длина каналов становятся неуправляемыми.На этом этапе пора подумать о системе с охлажденной водой.


Часть 5 — БТЕ и EER

Мощность большинства кондиционеров указана в британских тепловых единицах (британских тепловых единицах). Британские тепловые единицы — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта (0,45 кг) воды на один градус Фаренгейта (0,56 градуса Цельсия). Одна британская тепловая единица равна 1055 джоулей. С точки зрения отопления и охлаждения одна тонна равна 12 000 британских тепловых единиц. Типичный оконный кондиционер может быть оценен в 10 000 британских тепловых единиц.Для сравнения, типичный дом площадью 2 000 квадратных футов (185,8 квадратных метра) может иметь 5-тонную (60 000 британских тепловых единиц) систему кондиционирования воздуха, что означает, что вам может потребоваться около 30 британских тепловых единиц на квадратный фут. Это приблизительные оценки. Чтобы точно определить размер кондиционера для вашего конкретного применения, вам следует обратиться к подрядчику HVAC.

Рейтинг энергоэффективности (EER) кондиционера — это рейтинг в британских тепловых единицах, превышающий его мощность. Например, если кондиционер на 10 000 британских тепловых единиц потребляет 1200 ватт, его EER равен 8.3 (10000 БТЕ / 1200 Вт). Очевидно, вы хотите, чтобы EER был как можно выше, но обычно более высокий EER сопровождается более высокой ценой. Допустим, у вас есть выбор между двумя единицами по 10 000 БТЕ. Один имеет EER 8,3 и потребляет 1200 Вт, а другой имеет EER 10 и потребляет 1000 Вт. Допустим также, что разница в цене составляет 100 долларов. Чтобы определить срок окупаемости более дорогостоящего агрегата, вам необходимо приблизительно знать, сколько часов в год вы будете использовать кондиционер и сколько киловатт-часов (кВтч) стоит в вашем районе.Предположим, вы планируете использовать кондиционер шесть часов в день в течение четырех месяцев в году по цене 0,10 доллара за киловатт-час. Разница в потреблении энергии между двумя блоками составляет 200 Вт. Это означает, что каждые пять часов менее дорогой агрегат будет потреблять на один дополнительный киловатт-час (или 0,10 доллара США) больше, чем более дорогой агрегат.

Давайте посчитаем: примерно 30 дней в месяце вы используете кондиционер:

4 месяца x 30 дней в месяц x 6 часов в день = 720 часов
[(720 часов x 200 Вт) / (1000 Вт / киловатт)] x 0 долларов.10 / киловатт-час = 14,40 $
Более дорогой кондиционер стоит на 100 долларов дороже, но меньше денег на эксплуатацию. В нашем примере для того, чтобы более дорогое устройство окупилось, потребуется семь лет.



Наука лета: как работает кондиционер?

Примечание редактора : В этой еженедельной серии LiveScience рассматривает научные аспекты летнего сезона.

По мере того, как в августе по всей стране становится жарко, для многих летняя жара будет милостиво сдерживаться с помощью кондиционирования воздуха.По данным Управления энергетической информации, эта технология оказала глубокое успокаивающее воздействие на современную жизнь, и сегодня около 87 процентов американских домов имеют те или иные формы кондиционирования воздуха.

Так как же работает обычный кондиционер и сохраняет рассудок в летнюю жару? Основная идея заключается в том, что химическое вещество, называемое хладагентом, циркулирует изнутри дома наружу и обратно, поглощая и отводя тепло в процессе. «Хладагент охлаждается, а затем снова поступает в дом, начиная цикл заново», — пояснил Гленн Хурахан, старший вице-президент компании Air Conditioning Contractors of America.

Хурахан сказал, что два хладагента, обычно используемые в бытовых кондиционерах, — это R-22 и более новый R-410A, оба из которых химически известны как гидрохлорфторуглероды или ГХФУ.

Эти химические вещества очень легко переходят из жидкого в газообразное состояние, и именно эти так называемые фазовые переходы делают ГХФУ столь полезными в качестве хладагентов.

Обычный фазовый переход, который мы все видели, — это когда жидкая вода нагревается и испаряется в газ или водяной пар.То же самое и с хладагентом: он поглощает тепло в жидком состоянии, превращаясь в газ. Затем хладагент вынужден вернуться в жидкое состояние, отводя тепло, которое он поглотил, и, таким образом, готов снова впитать тепло. [Таинственная физика семи повседневных вещей]

Неисправность кондиционера

По словам Хурахана, система кондиционирования воздуха состоит из четырех частей: испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного устройства.

Часть дома, где испаряется хладагент, естественно, является испарителем.Домашние вентиляторы продувают воздухом змеевики испарителя.

«Когда воздух из птичника движется через испаритель, хладагент внутри змеевика поднимает температуру воздуха», — сказал Хурахан. «Хладагент поглощает тепло из воздуха и превращается из жидкости в пар. Он превратился из холодной жидкости в более горячий пар, и в то же время воздух отдали тепло, поэтому воздух перестал быть теплее к холоднее «.

Испарившийся хладагент затем попадает в компрессор, который расположен снаружи в блоке кондиционирования воздуха рядом с домом (или часто на крыше предприятия) вместе с конденсатором.Как следует из названия, компрессор сжимает газ до состояния с более высоким давлением и более высокой температурой.

Оттуда горячий сжатый газ проходит через третий компонент, конденсатор. Здесь газ конденсируется обратно в жидкое состояние, когда тепло излучается. Наружные блоки часто имеют металлические ребра, которые помогают быстрее отводить тепло.

Охлажденная жидкость теперь возвращается в дом. Расширительное устройство регулирует поток жидкого хладагента в испаритель, где, как и раньше, он поглощает тепло и превращает фазу из жидкости в газ низкого давления.

Влагоотделитель

Отвод тепла — это еще не все, что делает кондиционер, поскольку он, кхм, кондиционирует воздух. Влажность — количество водяного пара в воздухе — является основным фактором, влияющим на то, как наши тела ощущают тепло; более влажная среда предотвращает испарение пота с кожи, что помогает отвести нежелательное тепло тела. [7 распространенных летних проблем со здоровьем]

Итак, чтобы сделать среду в доме или офисе более комфортной, кондиционеры также осушают.

«Когда воздух движется через змеевик испарителя, змеевик поглощает тепло, а также отжимает влагу», — сказал Хурахан. «Воздух теперь имеет более прохладную температуру и более сухой, поэтому, когда он выходит из регистров [вентиляционных отверстий], он смешивается с комнатным воздухом и делает комнату более комфортной».

Вся вода, вымываемая из воздуха кондиционерами, может скапливаться или стекать из устройства, особенно во влажные дни.

Современный кондиционер был создан с целью контроля влажности.В 1902 году инженер Уиллис Кэрриер разработал метод удаления из воздуха раздражающей влажности в типографии в Бруклине, штат Нью-Йорк.

«Самая первая установка Уиллиса Кэрриера предназначалась не для контроля температуры, а для контроля влажности», — сказал Хурахан. «У вас охлаждение как побочный продукт».

Пройдет еще около шести десятилетий, прежде чем кондиционеры действительно получат широкое распространение в Америке. «В 30-х и 40-х годах они начали посещать дома — богатые дома», — сказал Хурахан. «Только в 50-х и 60-х годах кондиционирование воздуха начало использоваться в домах среднего класса.»

Лето — возможно, к лучшему — никогда не будет прежним.

Следуйте за нами @livescience , Facebook & Google+ . Оригинальная статья на LiveScience.com .

Как работает кондиционер

Почему школа идет так медленно, а летние каникулы так быстро? Хотя мы, возможно, не сможем ответить на эту загадку, мы определенно можем помочь вам войти в школьное настроение, ответив на вопрос: Как работает кондиционер?

Как работает кондиционер?

Есть два закона физики , которые мы должны рассмотреть, прежде чем объяснять внутреннюю работу вашей системы кондиционирования воздуха.

  1. Закон о комбинированном газе

Первый — это взаимосвязь между давлением и температурой, известная как закон комбинированного газа , поскольку он сочетает в себе закон Бойля , закон Шарля и закон Гей-Люссака :

  • Закон Бойля гласит, что произведение давление-объем постоянно.
  • Закон Чарльза показывает, что объем пропорционален абсолютной температуре.
  • Закон Гей-Люссака гласит, что давление пропорционально абсолютной температуре.

На простом английском языке закон комбинированного газа гласит, что всякий раз, когда вы нагреваете газ, давление также увеличивается. И наоборот, всякий раз, когда вы создаете давление в газе, тепло также увеличивается.

  • Если давление увеличивается, увеличивается и его температура. Вот почему шина нагревается, когда вы накачиваете ее воздухом.
  • Если давление понижается, понижается и его температура. Вот почему аэрозольный баллон становится холоднее, когда вы нажимаете на сопло и сбрасываете давление.

Кондиционер использует этот комбинированный закон путем создания и сброса давления хладагента для повышения или понижения его температуры.

  1. 2

    nd Закон термодинамики

Второй закон физики, который вам необходимо знать, — это закон термодинамики 2 nd :

Если вы обращали внимание в школе, то, возможно, помните, что второй закон термодинамики гласит, что тепло передается от более горячих тел к более холодным естественным образом . Вы можете передать тепло от более холодного тела к более теплому только с помощью какой-то внешней работы.

Кондиционер 101: Основы

Кондиционеры передают тепло из помещения на улицу.

Хотя вы можете подумать, что кондиционеры создают холодный воздух, на самом деле они отбирают тепло из воздуха в помещении и отправляют его наружу.

При отводе тепла от воздуха в помещении воздух охлаждается. Лучше всего думать о процессе кондиционирования как о тепле, идущем из помещения на улицу.

Цикл охлаждения

Кондиционер работает по термодинамическому циклу, называемому циклом охлаждения. Это достигается за счет изменения давления и состояния хладагента для поглощения или выделения тепла.

Хладагент (он же охлаждающая жидкость) поглощает тепло изнутри вашего дома, а затем перекачивает его наружу.

Большинство кондиционеров — , сплит-системы — . Это означает, что есть один блок внутри и один блок снаружи, поэтому это называется сплит-системой.

Часть источника воздуха относится к месту, где сбрасывается тепловая энергия, наружный воздух. Существуют и другие потенциальные места, где может передаваться тепло, например вода или земля, известные как водный источник или системы наземного источника .

Внутренний блок обычно находится где-то внутри дома, на чердаке, в подвале, в туалете или в подвале. Внешний блок обычно располагается сбоку или сзади здания.

Другие виды систем кондиционирования воздуха, такие как наземные и водные, следуют циклу охлаждения, но некоторые особенности, такие как расположение и детали, могут отличаться.

Вот основные части цикла охлаждения (тот же процесс, который используется в вашем холодильнике для охлаждения продуктов):

  1. Воздух проходит через внутренние змеевики, которые содержат очень холодный хладагент

Когда воздух проходит через холодные змеевики, тепло из воздуха передается хладагенту внутри змеевиков.После того, как воздух проходит по змеевикам, он становится холодным, обычно опускается около 20 градусов.

Этот процесс следует закону термодинамики 2 nd , который гласит, что тепло естественным образом (спонтанно) течет от более теплого тела к более холодному.

После того, как хладагент поглощает тепло, его состояние меняется с жидкого на парообразное. Затем этот более теплый газообразный хладагент попадает в компрессор (этап 2 холодильного цикла).

  1. Более теплый испарившийся хладагент сжимается (под давлением) до высокой температуры

Несмотря на то, что хладагент поглотил тепло из воздуха в помещении, он по-прежнему достаточно холодный.Еще холодный, но более теплый испарившийся газ поступает в компрессор (расположенный во внешнем блоке) для повышения его давления и температуры.

Мы увеличиваем температуру хладагента, потому что он должен быть теплее наружного воздуха. Вспомните еще раз закон термодинамики 2 и — тепловые потоки от более теплых тел к более холодным.

Если температура хладагента 120 градусов, а температура наружного воздуха 90 градусов, наружный воздух более прохладный, что означает, что тепло от хладагента будет течь в нужном нам направлении — наружу.Если температура на улице составляет 120 градусов, компрессору придется приложить дополнительные усилия, чтобы повысить температуру хладагента до более высокой температуры.

После того, как температура хладагента повышается выше температуры наружного воздуха, он течет в другой набор змеевиков, известный как змеевики конденсатора (также расположенный снаружи).

  1. Очень горячий хладагент течет в змеевики конденсатора, где отдает тепло наружному воздуху

Поскольку хладагент был сжат (под давлением), он стал горячее, чем наружный воздух.Вентилятор конденсатора обдувает горячим наружным воздухом еще более горячие змеевики наружного конденсатора.

Когда наружный воздух течет по наружным змеевикам, тепло отводится от хладагента и выделяется в наружный воздух. Опять же, это связано с законом термодинамики 2 nd .

После того, как хладагент отдает тепловую энергию наружному воздуху, он снова конденсируется в жидкость и закачивается обратно внутрь.

  1. Еще теплый хладагент из наружного блока должен остыть

Когда хладагент покидает ваш наружный конденсатор, его температура все еще довольно высока.Температура хладагента должна значительно упасть, прежде чем он сможет поглотить больше тепла из воздуха в помещении.

Дозирующее устройство, обычно термостатический расширительный клапан, представляет собой специальное устройство, которое сбрасывает давление хладагента, вызывая падение температуры. Это достигается за счет расширения хладагента в большем объеме.

Для поглощения тепла хладагент должен быть холоднее воздуха в помещении. После охлаждения хладагент возвращается в змеевики испарителя, где снова начинает цикл охлаждения.

Надеюсь, это поможет вам понять основные принципы работы кондиционера. Цикл охлаждения в основном одинаков для морозильной камеры и холодильника.

Поскольку август, а вместе с ним и лето, подходит к концу, новый учебный год не за горами. Если вам когда-нибудь понадобятся дополнительные уроки по HVAC, сервисные специалисты всегда готовы помочь. Не стесняйтесь обращаться к нам, даже если это означает помощь с вашим следующим научным тестом.

Почему школа идет так медленно, а летние каникулы так быстро? Хотя мы, возможно, не сможем ответить на эту загадку, мы определенно можем помочь вам войти в школьное настроение, ответив на вопрос: Как работает кондиционер?

Как работает кондиционер?

Есть два закона физики , которые мы должны рассмотреть, прежде чем объяснять внутреннюю работу вашей системы кондиционирования воздуха.

  1. Закон о комбинированном газе

Первый — это взаимосвязь между давлением и температурой, известная как закон комбинированного газа , поскольку он сочетает в себе закон Бойля , закон Шарля и закон Гей-Люссака :

  • Закон Бойля гласит, что произведение давление-объем постоянно.
  • Закон Чарльза показывает, что объем пропорционален абсолютной температуре.
  • Закон Гей-Люссака гласит, что давление пропорционально абсолютной температуре.

На простом английском языке закон комбинированного газа гласит, что всякий раз, когда вы нагреваете газ, давление также увеличивается. И наоборот, всякий раз, когда вы создаете давление в газе, тепло также увеличивается.

  • Если давление увеличивается, увеличивается и его температура. Вот почему шина нагревается, когда вы накачиваете ее воздухом.
  • Если давление понижается, понижается и его температура. Вот почему аэрозольный баллон становится холоднее, когда вы нажимаете на сопло и сбрасываете давление.

Кондиционер использует этот комбинированный закон путем создания и сброса давления хладагента для повышения или понижения его температуры.

  1. 2

    nd Закон термодинамики

Второй закон физики, который вам необходимо знать, — это закон термодинамики 2 nd :

Если вы обращали внимание в школе, то, возможно, помните, что второй закон термодинамики гласит, что тепло передается от более горячих тел к более холодным естественным образом . Вы можете передать тепло от более холодного тела к более теплому только с помощью какой-то внешней работы.

Кондиционер 101: Основы

Кондиционеры передают тепло из помещения на улицу.

Хотя вы можете подумать, что кондиционеры создают холодный воздух, на самом деле они отбирают тепло из воздуха в помещении и отправляют его наружу.

При отводе тепла от воздуха в помещении воздух охлаждается. Лучше всего думать о процессе кондиционирования как о тепле, идущем из помещения на улицу.

Цикл охлаждения

Кондиционер работает по термодинамическому циклу, называемому циклом охлаждения. Это достигается за счет изменения давления и состояния хладагента для поглощения или выделения тепла.

Хладагент (он же охлаждающая жидкость) поглощает тепло изнутри вашего дома, а затем перекачивает его наружу.

Большинство кондиционеров — , сплит-системы — . Это означает, что есть один блок внутри и один блок снаружи, поэтому это называется сплит-системой.

Часть источника воздуха относится к месту, где сбрасывается тепловая энергия, наружный воздух. Существуют и другие потенциальные места, где может передаваться тепло, например вода или земля, известные как водный источник или системы наземного источника .

Внутренний блок обычно находится где-то внутри дома, на чердаке, в подвале, в туалете или в подвале. Внешний блок обычно располагается сбоку или сзади здания.

Другие виды систем кондиционирования воздуха, такие как наземные и водные, следуют циклу охлаждения, но некоторые особенности, такие как расположение и детали, могут отличаться.

Вот основные части цикла охлаждения (тот же процесс, который используется в вашем холодильнике для охлаждения продуктов):

  1. Воздух проходит через внутренние змеевики, которые содержат очень холодный хладагент

Когда воздух проходит через холодные змеевики, тепло из воздуха передается хладагенту внутри змеевиков.После того, как воздух проходит по змеевикам, он становится холодным, обычно опускается около 20 градусов.

Этот процесс следует закону термодинамики 2 nd , который гласит, что тепло естественным образом (спонтанно) течет от более теплого тела к более холодному.

После того, как хладагент поглощает тепло, его состояние меняется с жидкого на парообразное. Затем этот более теплый газообразный хладагент попадает в компрессор (этап 2 холодильного цикла).

  1. Более теплый испарившийся хладагент сжимается (под давлением) до высокой температуры

Несмотря на то, что хладагент поглотил тепло из воздуха в помещении, он по-прежнему достаточно холодный.Еще холодный, но более теплый испарившийся газ поступает в компрессор (расположенный во внешнем блоке) для повышения его давления и температуры.

Мы увеличиваем температуру хладагента, потому что он должен быть теплее наружного воздуха. Вспомните еще раз закон термодинамики 2 и — тепловые потоки от более теплых тел к более холодным.

Если температура хладагента 120 градусов, а температура наружного воздуха 90 градусов, наружный воздух более прохладный, что означает, что тепло от хладагента будет течь в нужном нам направлении — наружу.Если температура на улице составляет 120 градусов, компрессору придется приложить дополнительные усилия, чтобы повысить температуру хладагента до более высокой температуры.

После того, как температура хладагента повышается выше температуры наружного воздуха, он течет в другой набор змеевиков, известный как змеевики конденсатора (также расположенный снаружи).

  1. Очень горячий хладагент течет в змеевики конденсатора, где отдает тепло наружному воздуху

Поскольку хладагент был сжат (под давлением), он стал горячее, чем наружный воздух.Вентилятор конденсатора обдувает горячим наружным воздухом еще более горячие змеевики наружного конденсатора.

Когда наружный воздух течет по наружным змеевикам, тепло отводится от хладагента и выделяется в наружный воздух. Опять же, это связано с законом термодинамики 2 nd .

После того, как хладагент отдает тепловую энергию наружному воздуху, он снова конденсируется в жидкость и закачивается обратно внутрь.

  1. Еще теплый хладагент из наружного блока должен остыть

Когда хладагент покидает ваш наружный конденсатор, его температура все еще довольно высока.Температура хладагента должна значительно упасть, прежде чем он сможет поглотить больше тепла из воздуха в помещении.

Дозирующее устройство, обычно термостатический расширительный клапан, представляет собой специальное устройство, которое сбрасывает давление хладагента, вызывая падение температуры. Это достигается за счет расширения хладагента в большем объеме.

Для поглощения тепла хладагент должен быть холоднее воздуха в помещении. После охлаждения хладагент возвращается в змеевики испарителя, где снова начинает цикл охлаждения.

Надеюсь, это поможет вам понять основные принципы работы кондиционера. Цикл охлаждения в основном одинаков для морозильной камеры и холодильника.

Поскольку август, а вместе с ним и лето, подходит к концу, новый учебный год не за горами. Если вам когда-нибудь понадобятся дополнительные уроки по HVAC, сервисные специалисты всегда готовы помочь. Не стесняйтесь обращаться к нам, даже если это означает помощь с вашим следующим научным тестом.

HVAC Эксплуатация и техническое обслуживание | Revit 2018

Операции HVAC и техническое обслуживание («O&M») — это методы, которые позволяют механическим системам работать с максимальной производительностью в течение всего срока службы здания.Ваш выбор как дизайнера может облегчить или усложнить обслуживание ваших систем теплового комфорта.

Техническое обслуживание и ремонт имеют решающее значение для правильной работы HVAC

Дизайн HVAC настолько хорош, насколько хорош его исполнение. Пренебрежение, плохо подобранные замены и неправильное понимание систем могут свести на нет все улучшения хорошей конструкции HVAC. Высококачественные методы эксплуатации и технического обслуживания, такие как непрерывный ввод в эксплуатацию, могут повысить энергоэффективность на 20% и в то же время повысить комфорт пассажиров.

Хорошее O&M HVAC измеряется производительностью системы. Система должна продолжать обеспечивать тепловой комфорт при использовании энергии, указанной в проекте HVAC для здания. Такие проверки обычно проводят агенты по вводу в эксплуатацию. По мере совершенствования технологий производительность может даже быть улучшена, чтобы превзойти проектные спецификации.

Руководства по эксплуатации

Хороший процесс проектирования может помочь обеспечить хорошие операции и процедуры обслуживания. Проектировщик HVAC должен создать руководство для обслуживающего персонала, которое разъясняет замысел проекта HVAC, перечисляет графики технического обслуживания и замены и дает понять, какие параметры следует измерять во время ввода в эксплуатацию, а также как часто следует проводить такие измерения.

Зеленые здания часто не работают так хорошо, как предполагалось при проектировании. Без руководства операционному персоналу остается заниматься поиском и устранением неисправностей в системе путем частичных догадок. Это никогда не бывает так эффективно, как общесистемный подход, который может быть изложен в руководстве по эксплуатации.

Графики технического обслуживания

Важной частью руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию являются графики очистки воздуховодов, фильтров и других компонентов, замены фильтров и измерения потребления энергии и комфорта.Измерения производительности следует проводить ежемесячно или, по крайней мере, ежеквартально, чтобы предоставить операторам достаточно данных, чтобы определить, когда системы начинают работать плохо. Многие системы автоматизации зданий могут предоставлять почасовые данные о температуре, влажности и потреблении энергии.

Гибкость и поведение жильцов

Когда жильцы здания приносят свои обогреватели или настольные вентиляторы, это может указывать на то, что система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не работает так, как задумано, или не была спроектирована для удовлетворения текущих потребностей пользователей.Будьте гибкими, работая с пользователями для удовлетворения их потребностей, обеспечивая при этом энергоэффективность. Это может означать изменение первоначального дизайна или помощь жильцам в выборе эффективных продуктов для личного пользования.

Очистка и замена фильтров

Содержание фильтров в чистоте — важный фактор в поддержании их энергоэффективности и качества воздуха в помещении на высоком уровне. Это наиболее часто игнорируемый аспект операций HVAC, потому что машины HVAC выходят из строя не часто, но фильтры требуют регулярного внимания.

Замена фильтра блока HVAC

Некоторые фильтры предназначены для очистки путем опрыскивания водой или пылесосом. Остальные нужно просто заменить. К ним относятся не только фильтры в воздуховодах, но и фильтры в печах, тепловых насосах и других устройствах.

Очистка компонентов

Другие компоненты также требуют периодической очистки. Воздуховоды должны быть чистыми от пыли, плесени и других загрязнений для обеспечения хорошего качества воздуха в помещении.Их также следует периодически проверять на предмет утечек, так как это может привести к неожиданно большим потерям энергии.

Грязь и пыль, оседающие на катушках, действуют как изолятор. Кривые или раздавленные ребра ограничивают поток воздуха, снижая эффективность конвективного охлаждения. В результате кондиционеры и тепловые насосы периодически требуют очистки змеевиков и выпрямления ребер, чтобы они могли продолжать эффективно проводить тепло в воздух и обратно.

Осушители и кондиционеры, которые осушают, должны проверять слив конденсата.Заблокированные стоки вызовут скапливание конденсата и, возможно, утечку в ограждающую конструкцию здания или в жилые помещения, вызывая появление плесени и грибка.

Эксплуатация систем управления

Системы управления HVAC часто управляются программируемыми термостатами, которые планируют нагрев и охлаждение на разное время суток и дни недели. Такие расписания должны соответствовать расписанию занятости и активности различных помещений. Эти графики меняются с годами по мере изменения использования здания, и графики управления должны меняться, чтобы соответствовать.

Датчики для управления HVAC, такие как датчики температуры и влажности или датчики присутствия, следует регулярно проверять на правильность работы. Датчики, которые начинают отключаться или включать обогрев или охлаждение в неподходящее время, делают людей слишком горячими или слишком холодными и могут тратить энергию.

Проверка показаний системы и результатов регистрации

Системы управления, которые работают, но не настроены в соответствии с предпочтениями агентов, могут быть вручную отключены ими.Очевидно, что такие системы больше не могут выполнять свою работу, и в результате тратится энергия.

Диаграммы

Схемы прокладки воздуховодов и схемы управления ОВК должны создаваться и обновляться, чтобы гарантировать простоту понимания систем управления. Это не только упрощает поиск и устранение неисправностей, но также помогает планировать графики замены и может помочь в обновлении системы.

Эти схемы должны включать блоки HVAC, датчики, воздуховоды и другие компоненты обработки воздуха, контроллеры, а также то, как все эти компоненты соединяются друг с другом, а также границы различных зон управления.Часто схемы датчиков и управления отделены от схем расположения воздухообрабатывающих агрегатов для удобства чтения; в таком случае их следует сравнить друг с другом на точность.

Схемы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помогают выполнять операции и устранять неисправности

Как работает оконный кондиционер (AC)? Работа оконного кондиционера

Работа оконного кондиционера

Теперь, когда мы увидели различные части оконного кондиционера, давайте посмотрим, как он работает.Чтобы понять, как работает оконный кондиционер, обратитесь к рисункам, приведенным ниже. Работу оконного кондиционера можно объяснить, если отдельно рассмотреть два цикла воздуха: цикл воздуха в помещении и цикл горячего воздуха. Отделения помещения и горячего воздуха разделены изолированной перегородкой внутри корпуса кондиционера. Настройка термостата и его работа также были объяснены в обсуждениях ниже.

Работа окна AC

Цикл воздуха в помещении

Воздух, движущийся внутри помещения и в передней части кондиционера, где расположен охлаждающий змеевик, считается воздухом помещения.При запуске оконного кондиционера сразу же запускается нагнетатель, а через несколько секунд также запускается компрессор. Змеевик испарителя или охлаждение охлаждается при запуске компрессора.

Воздуходувка за охлаждающим змеевиком начинает всасывать воздух в помещении, который имеет высокую температуру, а также уносит частицы грязи и пыли. На своем пути к воздуходувке воздух помещения сначала проходит через фильтр, который удаляет из него частицы грязи и пыли.

Затем воздух проходит над охлаждающим змеевиком, где происходят два процесса.Во-первых, поскольку температура охлаждающего змеевика намного ниже, чем температура воздуха в помещении, хладагент внутри охлаждающего змеевика поглощает тепло из воздуха. Из-за этого температура воздуха в помещении становится очень низкой, то есть воздух становится холодным.

Во-вторых, из-за снижения температуры воздуха на поверхности охлаждающего змеевика образуется некоторая роса. Это связано с тем, что температура охлаждающего змеевика ниже температуры точки росы воздуха. Таким образом, влага из воздуха удаляется, а относительная влажность воздуха снижается.Таким образом, когда воздух в помещении проходит через охлаждающий змеевик, его температура и относительная влажность снижаются.

Этот воздух с низкой температурой и низкой влажностью всасывается вентилятором и выдувает его под высоким давлением. Затем охлажденный воздух проходит через небольшой канал внутри кондиционера и выбрасывается за пределы кондиционера через отверстие в передней панели или решетке. Затем этот охлажденный воздух поступает в комнату и охлаждает ее, поддерживая в ней низкую температуру и низкую влажность.

Холодный воздух в помещении поглощает тепло, а также влагу, поэтому его температура и влажность становятся высокими. Воздух снова всасывается воздуходувкой, и цикл повторяется. Некоторое количество наружного воздуха также смешивается с этим комнатным воздухом. Поскольку этот воздух направляется обратно в нагнетатель, его также называют возвратным воздухом помещения. Таким образом, цикл возвратного воздуха или воздуха в помещении повторяется.

Цикл горячего воздуха

Цикл горячего воздуха включает атмосферный воздух, который используется для охлаждения конденсатора.Конденсатор оконного кондиционера подвергается воздействию внешней атмосферы. Пропеллерный вентилятор, расположенный за конденсатором, всасывает атмосферу при высокой температуре и обдувает конденсатор.

Хладагент внутри конденсатора имеет очень высокую температуру, и его необходимо охладить для достижения желаемого охлаждающего эффекта. Когда атмосферный воздух проходит над конденсатором, он поглощает тепло хладагента, и его температура повышается. Атмосферный воздух уже имеет высокую температуру и после поглощения тепла конденсатора его температура становится еще выше.Человек, стоящий за конденсатором оконного кондиционера, отчетливо ощущает тепло этого горячего воздуха. Поскольку температура этого воздуха очень высока, это называется циклом горячего воздуха.

Хладагент после охлаждения попадает в расширительный клапан, а затем в испаритель. С другой стороны, горячий воздух смешивается с атмосферой, а затем свежий атмосферный воздух поглощается пропеллерным вентилятором и обдувается конденсатором. Этот цикл горячего воздуха продолжается.

Установка комнатной температуры с помощью термостата

Температуру внутри комнаты можно установить с помощью ручки термостата или пульта дистанционного управления.Если у вашего оконного кондиционера есть ручка, вы увидите несколько цифр или круглую шкалу вокруг ручки, которая позволит установить желаемую температуру в комнате. Если ваш кондиционер поставляется с пультом дистанционного управления, то вы увидите температуру в помещении на цифровом индикаторе, расположенном на панели управления оконного кондиционера. Вы, вероятно, также увидите температуру на маленьком экране пульта дистанционного управления. С помощью кнопок на пульте дистанционного управления вы можете легко установить температуру в помещении.

Когда в помещении достигается желаемая температура, термостат останавливает компрессор кондиционера.Через некоторое время, когда температура воздуха снова станет выше, термостат перезапустит компрессор для создания охлаждающего эффекта. Во избежание высоких счетов за электроэнергию следует установить термостат на требуемую температуру, а не поддерживать его при очень низкой температуре.

Установка скорости воздуха

Скорость воздуха может быть установлена ​​с помощью кнопки двигателя вентилятора на панели управления. Если у вашего кондиционера есть пульт дистанционного управления, вы можете увидеть на нем кнопку скорости вентилятора. Электродвигатель воздуходувки — многоскоростной, позволяющий изменять скорость или расход воздуха внутри помещения.

Важная часть окна AC: воздушный фильтр

Фильтр — очень важная часть кондиционера, поскольку он очищает воздух перед тем, как он попадет в комнату. Для правильного функционирования фильтра очень важно чистить его каждые две недели. Если этого не сделать, фильтр засорится, и он не сможет очищать воздух. Вскоре грязь также попадет в змеевик испарителя и забьет его. В этом случае кондиционер перестанет работать, и очистка испарителя станет очень утомительным процессом.Очистка фильтра занимает не более пяти минут, делайте это регулярно и наслаждайтесь комфортом оконного кондиционера надолго.

Изображения любезно предоставлены

  1. Книга: Основное охлаждение и кондиционирование воздуха П. Н. Анантанараянан, Tata McGraw-Hill Pubishing Company Limited, второе издание, стр.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*