Принцип работы кондиционера

Оборудование для кондиционирования воздуха работает по довольно простому принципу. Поэтому разобраться во всех нюансах можно достаточно легко. Возьмем в качестве примера обычную сплит-систему. Как известно, в процессе испарения любой жидкостью поглощается тепло. Например, при попадании на кожу спиртового раствора возникает ощущение холода, которое быстро проходит. Обратный процесс с выделением тепла происходит при конденсации пара. На этих явлениях и построена работа кондиционеров.

Из чего состоит кондиционер?

Конструкционной особенностью кондиционеров является наличие замкнутого герметичного контура, обеспечивающего цикличное движение хладагента. Последний может испаряться с поглощением тепла и конденсироваться с его выделением.

Теплообменные процессы происходят в камерах, которыми в данном случае выступают медные трубки с тонкими алюминиевыми пластинами, расположенными в поперечной плоскости. К примеру, это может быть отожженная медная труба Majdenpek или HALCOR.

Для ускорения теплообменных процессов в конструкции кондиционеров предусмотрена система вентиляторов. Один из них называется конденсатором, а второй – испарителем (в соответствии с процессом, за который отвечает конкретный теплообменник). При кондиционировании воздуха роль испарителя играет внутренняя теплообменная камера, а конденсатора – наружная. Во время прогрева помещений система функционирует наоборот.

Для работы кондиционера в замкнутый контур встраиваются еще два важных элемента: компрессор и дроссель. Первый повышает уровень давления для достижения конденсации, а второй – снижает его для запуска процесса испарения. Таким образом, конструкция агрегатов для кондиционирования воздуха любой мощности и сложности включает в себя:

• внутреннюю теплообменную камеру;
• наружную теплообменную камеру;
• замкнутый контур, содержащий хладагент (фреон);
• компрессор;
• дросселирующий элемент;
• четырехходовой вентиль (обеспечивает переключение функции оборудования с нагрева на охлаждение и обратно).

Оборудование, которое способно функционировать в обоих режимах (обогрева и охлаждения), называется кондиционером с реверсивным циклом. Проще говоря, любой холодильный контур является совокупностью устройств и элементов, которые позволяют осуществлять цикличное преобразование хладагента из жидкости в пар с поглощением тепла или из пара в жидкость с выделением тепла в окружающую среду.

Как производится холод и тепло?

Эффект охлаждения достигается не путем образования холодного воздуха, а за счет переноса тепла хладагентом из одного места в другое. Таким образом, кондиционер – это тепловой насос, который летом забирает тепло в помещении и выводит его на улицу, а зимой процесс направлен в обратную сторону.

Производительность такого оборудования на одну единицу тепловой энергии примерно в 3 раза выше, чем потребление электричества. КПД на уровне 300% делает кондиционеры уникальными климатическими системами, позволяющими поддерживать оптимальный температурный уровень в помещении в любое время года.

Принцип работы хладагента может быть не до конца понятен людям, которые не имеют представления о функционировании холодильных установок и подобных агрегатов. Рассмотрим этот вопрос на примере хладагента R410 А. Наверное, многие помнят по школьному курсу физики, что тепло всегда переходит от нагретого тела к более холодному. Поэтому сложно понять, как в помещениях может поддерживаться температура до +20ºС, когда на улице +40ºС. Дело в том, что температура перехода жидкости из одного состояния в другое (в пар или конденсат) зависит от показателей давления. Поэтому с его повышением пропорционально увеличивается температура. Для закипания жидкого хладагента, парообразования и теплопоглощения в теплообменной камере создается давление, при котором значения температура фазового перехода ниже, чем температура окружающей среды. Если же она выше, то происходит обратный процесс, вследствие чего хладагент начинает отдавать тепло.

Сбои в работе устройств для кондиционирования воздуха могут происходить, если в испарительном теплообменнике фреон не полностью превращается в газ. Это приводит к попаданию жидкости на вход компрессора и, как результат, к поломкам оборудования, так как вещества в жидком состоянии не сжимаются в отличие от газов. Среди наиболее частых причин, препятствующих полному испарению фреона, можно назвать:

• высокий уровень загрязненности фильтров (происходит ухудшение обдува испарителя и теплообмена);
• запуск кондиционера при сильном морозе (в испаритель поступает очень холодный фреон).

Современные кондиционеры оснащаются электронным блоком, который автоматически управляет работой оборудования после выбора пользователем подходящего режима, что гарантирует простое поддержание комфортного микроклимата.