Как работает кондиционер. Цикл обучающих роликов (№2)

Второй вебинар из цикла обучающих роликов, посвященных работе кондиционеров, рассказывает о принципах их устройства и действия. Будет детально изучено устройство теплообменников, а также принципиальные отличия сплит-систем от моноблочных устройств и энергоэффективность климатической техники.

Вебинар полезен всем клиентам компании Severcon, а также специалистам, занимающимся продажей или монтажом кондиционеров промышленного и бытового назначения.

 

СОДЕРЖАНИЕ ВЕБИНАРА

1. Как работает кондиционер?
2. Сплит-система
3. Энергоэффективность

 

Как работает кондиционер?

Кондиционер – устройство, способное нейтрализовать теплопритоки и сделать микроклимат более комфортным. Основа этого процесса – свойства газа фреона. Как и некоторые другие газы он является природным хладагентом: переходя из жидкого в газообразное состояние, он забирает у окружающей среды тепло. Этот процесс обеспечивают детали, составляющие холодильный контур.

Схема холодильного контура

Основные компоненты:

• Испаритель. Фреон, проходя через него, будет испаряться и забирать тепло из воздуха в помещении. Вентилятор направляет остывший воздух в помещение.
• Компрессор. Всасывает испарившийся хладагент и под высоким давлением нагнетает его в другой теплообменник – конденсатор.
• Конденсатор. Здесь газообразный фреон температурой около 70°С снова переходит становится жидким. Это свойство хладагента используют для обогрева: вентилятор прогоняет воздух из помещения через горячий пар и выдает его во внешнюю среду.

Рассмотрим принцип работы холодильного контура. Процесс начинается с выхода из конденсатора, где газ находится в жидкостной фазе. Газ проходит через дросселирующее устройство (калиброванное отверстие, трубка или что-то другое), на выходе этого устройства жидкий фреон переходит в паро-жидкостную смесь (крупные капли) и поступает в испаритель. Там хладагент испаряется, отбирая тепло от трубок с воздухом, воздух охлаждается и нагнетается внутрь помещения. Испарившийся хладагент всасывается компрессором, снова нагнетается под высоким давлением (около 14 бар) и температурой (60-70°С) в конденсатор, затем становится жидким. Процесс повторяется бесконечно, пока кондиционер включен.

 

ВАЖНО

Необходимо проверять систему на предмет утечек хладагента во время монтажа. Иначе эффективность сплит-системы будет неуклонно падать.

 

Устройство конденсатора

Представляет собой медные трубки с тонким оребрением из алюминия. Горячий хладагент поступает в конденсатор, а выйдя из него уже к середине пути достигает точки конденсации (для разных марок фреона и рабочего давления она разная, в среднем наступает при давлении 20 бар и температуре около 40°С). В конечном отрезке трубки конденсатора фреон, ставший жидким, попадает в зону переохлаждения. Эта зона позволяет повысить эффективности работы кондиционера на 6-7%.

 

Устройство испарителя

После дросселирования крупные капли фреона поступает на вход теплообменника-испарителя. Сделан он так же, как и конденсатор: из медных трубок и алюминиевых пластинок. Испаряясь, хладагент параллельно охлаждает трубки, где он находится, а также воздух, который нагнетается вентилятором.

Сплит-система

Охлаждение

Работа холодильного цикла заключается в непрерывной циркуляции, кипении, а также конденсации хладагента в замкнутой системе. Охлаждение происходит за счет поглощения тепла при кипении (испарении) жидкого хладагента, который образуется при конденсации.

В сплит-системе (то есть разделенном, двухблочном устройстве) конденсатор и компрессор находятся на внешнем блоке, а испаритель – на внутреннем. Жидкий фреон из наружного блока поступает во внутренний, попадает на испаритель, а далее постепенно становится газообразным. Вентилятор внутреннего блока нагнетает воздух из комнаты на испаритель, чтобы он охладился, затем через специальные сопла вышел обратно в комнату. Горячий воздух из конденсатора во внешнем блоке также нагнетается вентилятором, после этого выводится на улицу.

Поскольку конденсатор и компрессор – довольно шумные, их вывели в отдельный блок, который устанавливается на улице. Это позволяет сделать работу кондиционера в помещении очень тихой. Моноблочные кондиционеры сейчас практически не используются.

 

Режим обогрева

Как уже было сказано, воздух, проходя через конденсатор с горячим хладагентом, нагревается. Дельта с воздухом в помещении может в таком случае составлять 10-15°С. В некоторых моделях техники он сразу выводится наружу, но есть кондиционеры, где теплый воздух можно вывести внутрь помещения, чтобы обогреть его. Для этого необходимо поменять направление движения хладагента – сделать его реверсивным.

Чтобы осуществить это, во внешний блок сплит-системы устанавливается четырехходовой клапан. Он представляет собой движущийся поршень, который перемыкает вход и выход хладагента по команде с пульта управления. Фреон начинает движение в обратную сторону, и теплообменники во внешнем и внутреннем блоке меняются своими функциями – конденсатор становится испарителем и наоборот. Режим обогрева в кондиционерах наиболее эффективен в межсезонье.

 

Энергоэффективность

Важно, чтобы кондиционер не просто выполнял свою функцию, но и делал это наиболее экономичным способом. С 2010 года в Европе действует директива, обязывающая производителей техники предоставлять информацию о классе энергоэффективности каждой произведенной единицы (от A до G, где A – максимальная энергоэффективность, а G – минимальная).

Для климатической техники имеют значение оба режима работы: как охлаждение (EER), так и нагрев воздуха (COP). По каждому из этих режимов приводится класс энергоэффективности. Для инверторного кондиционера эти коэффициенты находятся в диапазоне 3,2-4,0, а у ведущих производителей этот параметр может достигать значения 5 и выше (класс A+ и А++).

В следующей, третьей, части цикла предлагаем рассмотреть свойства хладагента фреона: его марки, температуру кипения и конденсации, а также другие параметры.