Как работает кондиционер: принцип работы кондиционера, его устройство и техническая схема

Внешний блок

В состав кондиционера входят внутренний и наружный модуль, последний размещается вне здания.

Это вызвано шумной работой вентилятора и компрессора, а также независимым отводом теплого воздуха в атмосферу.

Устройство наружного блока

1. Компрессор. Он способен сжимать фреон и придавать определенное движение по контуру.
2. Конденсатор, находящийся в наружном блоке. Он превращает хладагент в жидкое состояние.
3. Испаритель. Радиатор расположен внутри аппарата – служит для преобразования фреона из водянистой фазы в газообразное положение.
4. Терморегулирующий вентиль (ТРВ). Посредством прибора понижается напор хладагента.
5. Вентиляторы. Задача этих устройств заключается в обдуве испарителя и конденсатора, чтобы создать более интенсивный теплообмен с атмосферой.
6. Фильтры. Эти части кондиционера предохраняют контур от попадания посторонних частиц (грязи, пыли)

Работа кондиционера в режиме обогрева

Принцип работы мобильного (напольного) кондиционера

Мобильные кондиционеры выполнены в виде моноблока. Компрессор, конденсатор и испаритель у них находятся в одном корпусе. Как у других типов, подогрев или охлаждение воздуха происходит за счет циклов конденсации и кипения хладагента.

Для охлаждения или нагрева фреона необходим поток воздуха, который должен проходить через конденсатор. Существуют два типа мобильных кондиционеров:

1. С одним воздуховодом;
2. С двумя воздуховодами.

Мобильный кондиционер с одним воздуховодом втягивает воздух из помещения, продувает его через конденсатор и выдувает наружу. Воздуховод выводится через любое отверстие в стене, перегородке и т.д. Лучший вариант – использовать специальные заглушки в окнах с вертикальной рамой.

У такой системы с одним воздуховодом есть большой недостаток. Она выкачивает воздух и создает тягу. Поэтому поступает воздух из других помещений через двери, систему вентиляции, проемы. Поступающий извне воздух обычно более теплый. За счет этого повышается энергопотребление.

Мобильный кондиционер с одним воздуховодом.

Система с двумя воздуховодами лишена этого недостатка. У нее есть два шланга, которые выводятся наружу. Мобильный кондиционер через один воздуховод забирает воздух, пропускает его через конденсатор и выдувает через другой воздуховод.

Принцип работы мобильного кондиционера с двумя воздуховодами позволяет не выкачивать воздух из помещения. Поэтому охлаждение происходит эффективнее. Потребление электроэнергии у него ниже.

Мобильный кондиционер с двумя воздуховодами.

Современные мобильные кондиционеры могут работать на обогрев. Но возникают проблемы при монтаже. Места установки воздуховодов необходимо утеплять. Сами шланги желательно защитить теплоизоляцией.

Корпус испарителя

Схема работы устройства предусматривает наличие внутреннего блока, расположенного внутри здания, где нужно поддерживать нужные параметры воздуха.

Основные элементы конструкции:

• Передняя панель в виде пластиковой решётки, обеспечивающей доступ воздуха. Легко демонтируется для проведения техобслуживания.
• Испаритель — теплообменник, где под катализирующим воздействием вентилятора происходит нагрев фреона и охлаждение воздуха.
• Фильтр грубой очистки — в виде сетки с электростатическими свойствами. Собирает мелкодисперсный мусор, шерсть животных, крупные частицы пыли.
• Фильтры тонкой очистки — каталитические, бактерицидные, плазменные и др. Их назначение — очищать воздух от патогенных микроорганизмов, пыли, пыльцы растений, улавливать дым и неприятные запахи. Часть моделей кондиционеров содержат два и более фильтров.
• Индикаторная панель — на ней располагаются световые диоды, отображающие режим работы устройства, указывающих на возможные неисправности.
• Вентилятор выполняет функцию обдува испарителя, имеет несколько скоростей работы.
• Плата управления расположена в правой части корпуса. На ней находится центральный микропроцессор.
• Вертикальные и горизонтальные жалюзи осуществляют направление воздушного потока в зависимости от желания пользователя.
• Поддон — находится под испарителем. Его предназначение — сбор конденсата, образующегося на испарителе, отвод с помощью дренажного шланга.

Починка кондиционера своими руками: стоит ли браться

Избегайте возиться с фреоном. Сложно купить, заправка невозможна в домашних условиях. Необходимо выдержать давление системы, избегая вызвать дисфункцию прибора. Поведает умная индикация о поломках. Чаще сигнализация сформирована светодиодами, горящими или моргающими в фиксированной последовательности. Каждый вид поломки кондиционера сопровождается специфическим кодом.

Найдете сплит-системы, информацию выводящие на ЖК-дисплей, пульт управления. Имеется функция самоконтроля, запускаемая удержанием кнопки включения (опционально). Получается код поломки, как бывает со стиральными машинами. Каждый производитель предоставляет собственный механизм определения неисправности. Подробнее почитайте в инструкции по эксплуатации или на сайте компании. Там же указываются типовые поломки кондиционера. Разумеется, возникают случаи, о которых производитель благоразумно умалчивает. Рекомендуется почитать форумы, посвященные кондиционерам.

Как мы получаем холод?

Как работает В целом принцип работы автомобильного устройства сопоставим с работой обычного холодильника. Хотя само устройство этих агрегатов немного разное. Схема кондиционера представляет собой полностью герметичную систему с муфтой, ниппелем-золотником, ТРВ-клапаном, переходниками, набором фитингов, конденсатором, прочими комплектующими и расходными материалами.

В качестве расходных материалов выступают фреон и специальное масло, находящиеся в расширительных бачках. Это масло растворяется во фреоне и в целом оно отлично работает при низких температурах. Данный расходный материал в расширительном бачке необходим для смазки компрессора и системы кондиционирования в целом.

Принцип работы автомобильного кондиционера

В целом заполнить систему можно и газом пропаном, но это очень опасно с точки зрения безопасности. Для нормального функционирования систем кондиционирования были разработаны специальные хлоросодержащие материалы. Кроме того, что они полностью безопасны, такие соединения обладают всеми нужными характеристиками. Пусть в работе систем от разных производителей есть определенные различия, в целом схема функционирования идентичная. Рассмотрим самый распространенный пример.

При включении системы в первую очередь активируется муфта с прижимным шкивом. Вал, соединенный с прижимным шкивом, начинает работу в результате воздействия ремня, который при выключенной системе работает вхолостую. Также начинает работу и компрессор, предназначенный для сжатия фреона и перегона его по шлангам к радиатору, где он охлаждается.

Охлаждению воздуха также способствует вентилятор, начинающим свою работу вместе с компрессором. Когда авто в движении, устройство также обдувается набегающим воздухом. В результате охлаждения расходный материал в расширительном бачке конденсируется и поступает в ресивер в жидком состоянии. Затем материал проходит процедуру фильтрации, от чего далее по комплектующим он поступает уже в очищенном состоянии, без пыли и грязи.

Схема работы устройства в машине

В итоге после очистки фреон поступает в салон транспортного средства для охлаждения температуры воздуха. Но перед этим ему необходимо пройти еще через один элемент — ТРВ-клапан. ТРВ-клапан монтируется на магистрали, по которой расходный материал попадает в испаритель. В том случае, если в испарителе достаточно фреона, ТРВ-клапан закроется. Когда из испарителя начнет выходить слишком горячий пар, то ТРВ-клапан будет открываться таким образом, чтобы установка клапана в плане температуры воздуха не была нарушена.

То есть ТРВ-клапан представляет собой автоматически регулирующуюся заслонку. В целом ТРВ-клапан можно сравнить с соплом аэрозольного баллона. После прохождения через этот элемент расходный материал преобразуется в газообразное состояние в результате кипения. Материал охлаждает испаритель, а благодаря работе вентилятора холодный воздух поступает в салон. После прохождения через устройство испарителя, фреон опять поступает в компрессор (автор видео — Олег Дендеберя).

Следует также отметить, что за функционированием всех комплектующих следят различные регуляторы, их число может изменяться в зависимости от модели климатизера. К примеру, на осушителе установлен регулятор, предназначенный для включения второй скорости вентилятора. При маленьком охлаждении конденсатора давление в шлангах увеличивается, при этом расходный материал уже не конденсируется. Регулятор начинает включаться в результате того, что он реагирует на изменения давления в трубках. Еще один датчик предназначен для выключения компрессора при необходимости.

Функциональные возможности кондиционеров

Многие потребители полагают, что устройство кондиционера позволяет пользоваться прибором только для охлаждения воздуха во время жары. Зная, как работает кондиционер, можно пользоваться многочисленными функциями устройства.

Основные режимы

Охлаждение — устройство включается, когда температура становится выше заданных параметров. Работает в диапазоне +1-30˚С с точностью до 1˚. В инверторных установках — до 0,5˚.

Обогрев — в этом режиме работают двухконтурные сплит-системы с заявленной функцией. Происходит нагрев температуры воздуха до заданной, равномерно распределяя воздух по всему объёму помещения. Функция удобна в период межсезонья, когда выключено центральное отопление, в летнюю сырую погоду.

Вентиляция — в этом режиме выключен компрессор и вентилятор выносного блока. Равномерно распределяет воздух, не даёт теплу концентрироваться у потолка в зимний период.

Устройство кондиционеров

Лучшим образом понять принцип работы системы можно, ознакомившись с отдельными составляющими прибора. Сплит-система состоит из двух комплектующих — внутреннего и внешнего, которые не могут существовать друг без друга и являются взаимосвязанными.

Внешняя часть кондиционера

Наружный блок устанавливается со стороны улицы и предназначен для охлаждения горячего фреона. Он состоит из следующих элементов:

• вентилятор создает воздушные потоки, обдуваемые конденсатор;
• конденсатор — компонент, охлаждающий и кондиционирующий хладагент. Проходящий через него воздух нагревается и выводится на улицу;
• компрессор — один из главных комплектующих системы, отвечающий за сжатие и циркуляцию охладителя по холодильным контурам;
• блок управления может располагаться как в наружной, так и во внутренней части устройства, в зависимости от модели;
• четырехкодовый клапан — механизм, обеспечивающий переключение между охлаждающим и согревающим режимами. С его помощью изменяется направление фреона и принципы работы внутреннего и наружного блоков;
• фильтр охлаждающего вещества располагается перед компрессором для защиты корпуса от попадания мусора и пыли внутрь системы;
• разнообразные штуцерные соединения — детали, предназначенные для подключения медных труб между внутренней и наружной составляющими;

• защитная панель обеспечивает надежную защиту корпуса от повреждений и проникновений.

Внутренний блок

Располагается внутри помещения, его устройство во многом схоже с конструкцией внешнего, но имеет свои конструктивные особенности:

• передняя панель производится из надежного пластика и предназначена для поступления воздушного потока внутрь комнаты. Ее легко снимать и устанавливать обратно, чтобы проводить чистку или замену фильтров;
• фильтр грубой очистки представляет собой пластиковую сетку, способную удерживать крупный мусор, шерсть животных и прочее. Его необходимо чистить каждый месяц;
• фильтры тонкой очистки — целая система фильтрующих элементов, состоящая из угольного, антибактериального, электростатического и других чистящих единиц. В зависимости от модели агрегата, в комплект могут входить только отдельные составляющие или все сразу;
• кулер — вентилятор, циркулирующий воздух в помещении, как холодный, так и подогретый;
• испаритель — обязательный элемент системы, отвечающий за охлаждение фреона;
• жалюзи — наружная составляющая, предназначенная для регулировки направления потока;
• панель с индикаторами — небольшой дисплей, отображающий режим работы прибора, возможные коды ошибок, на отдельных моделях также показывает текущую температуру и время;

• плата управления — на детали располагается электронный блок и центральный процессор.

Интересно! Чаще всего кондиционирующее оборудование работает на двухблочной системе. Два блока необходимы для одновременной генерации холода и отвода тепла наружу. Более редкий вариант — одноблочные установки, выводящие тепло на улицу по специальному воздуховоду.

Внутренний блок кондиционера

• 1. Передняя панель — представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.)
• 2. Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.
• 5. Испаритель — радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.
• 6. Горизонтальные жалюзи — регулируют направление воздушного потока по вертикали. Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления. Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.
• 7. Индикаторная панель — на передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.
• 3. Фильтр тонкой очистки — бывает различных типов: угольный (удаляет неприятные
• запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие или отсутствие фильтров тонкой очистки никакого влияния на работу кондиционера не оказывает.
• 4. Вентилятор — имеет 3 — 4 скорости вращения.
• 8. Вертикальные жалюзи — служат для регулировки направления воздушного потока по горизонтали. В бытовых кондиционерах положение этих жалюзи можно регулировать только вручную. Возможность регулировки с пульта ДУ есть только в некоторых моделях кондиционеров премиум-класса.
• Поддон для конденсата (на рисунке не показан) — расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя). Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.
• Плата управления
• (на рисунке не показана) — обычно располагается с правой стороны внутреннего блока. На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.
• Штуцерные соединения
• (на рисунке не показаны) —
• расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Типы кондиционеров

Кондиционеры сплит – системы

Устройства типа сплит прекрасно подходят для маленьких комнат.

Различают два вида таких устройств: разделительные системы и мульти разделяющиеся системы. Настенные аппараты вида сплит-система представляют собой два блока: маленький внутренний узел и крупный внешний модуль.

Во внешнем устройстве находятся самые шумные в работе устройства. Мульти сплит-система образована в результате объединения нескольких внутренних блоков к единому наружному модулю. Это разрешает оптимально сохранить дизайн дома.

Кондиционеры потолочного типа

В помещениях с большой площадью, как правило, выбирают агрегаты для установки на потолке. Их достоинство состоит в том, что охлажденный воздух равномерно распределяется горизонтально по комнате, не действуя напрямую на людей.

Массивный кондиционер потолочного вида почти незаметен, и он незаменим, когда нужен обширный поток воздуха для самых отдаленных частей помещения, при этом длина струи у некоторых моделей достигает до 55 метров.

Различают также канальные и кассетные потолочные кондиционеры. При этом первые устройства полностью спрятаны за натяжным потолком или в канале, а второго вида – кассетные блоки имеют вид потолочной плитки размером 600×600 мм.

Сплит-система

Хотя разъединительная система состоит из внутреннего и внешнего модулей, по принципу работы она не отличается от действия бытового потолочного кондиционера любого другого типа.

В самом корпусе внешнего блока расположен теплообменник, вентилятор и компрессор. Дополнительными элементами сплит – системы являются осушитель, расширительный клапан и присоединительные трубки.

А также для подключения агрегата к электросети, в нем расположены нужные пусковые и контролирующие приборы.

Промышленные кондиционеры

Такие устройства разрабатываются для обслуживания площадей более 350 метров и поэтому они имеют ряд особенностей, отличаясь тем самым от бытовых кондиционеров. Устройство прецизионного оборудования может быть различным.

Их нередко устанавливают в домах, где нужен особый микроклимат для каждого помещения – торговых центрах, банках, гостиницах.

Центральные и крышные кондиционеры

Данные устройства разнообразные по своему действию. Они применяются в виде агрегатов по теплообмену, вентиляторов, очистителей и увлажнителей воздуха.

Центральным его называют потому, что воздушная масса обрабатывается во внутреннем блоке и потом по трубам двигается по комнатам. Монтаж кондиционеров такого вида и проведение коммуникаций выделяется особой сложностью и ему требуется наружный источник холода.

По возможности лучше выбирать крышные моноблоки, которые более простые в установке.

Особенности функционирования

У техники такого рода есть ряд основных узлов, благодаря совокупности действия которых появляется возможность оказывать влияние на температуру в помещении. Как и любое холодильное оборудование, устройство и принцип работы кондиционера подразумевает наличие компрессора, функцией которого является сжатие воздушной среды. Работает компрессор с хладагентом, в качестве которого выступает фреон. Такой узел, как конденсатор, ответственен за преобразование газообразного фреона в жидкое состояние.

Как правило, конденсатор располагается снаружи, то есть является узлом внешнего блока, во внутреннем блоке происходит обратный процесс: жидкий фреон переходит в газообразное состояние. Также в кондиционере присутствует дроссель, снижающий давление хладагента перед тем, как он попадет в испаритель. Для нагнетания воздуха обязательно наличие вентиляторов. Принцип работы кондиционера на обогрев построен на процессе, обратном стандартному (для охлаждения). Из компрессора хладагент направляется к испарителю внутреннего блока, где, конденсируясь, отдает тепло в помещение. Затем посредством обратного клапана фреон в жидком состоянии попадает в конденсатор внешнего блока под действием высокого давления.

сплит системы кондиционера

Однако большинство существующих моделей категорически не рекомендуется включать на обогрев зимой при температуре ниже -5, а то и -10 градусов. Если предполагается применять такую технику в особо суровом климате, следует приобрести модель кондиционера, рассчитанную на функционирование при температуре ниже -20 градусов.

Принцип действия разных типов устройств

Нередко пользователи отдают предпочтение мобильным кондиционерам. Это объясняется отсутствием необходимости производить монтаж, удобством эксплуатации и возможностью охлаждать разные участки жилья, при необходимости. Однако имеется ряд недостатков: повышенный уровень шума, необходимость регулярно удалять воду из поддона и обустраивать вывод шланга на улицу. Принцип работы мобильного кондиционера заключается в том, что вентилятор нагнетает воздух, который, проходя через испаритель, охлаждается. Во время работы устройства конденсат, который образовывается на поверхности испарителя, удаляется посредством дренажа.

прецизионный кондиционер

Используются такие кондиционеры в промышленности, однако они намного более функциональны: погрешность значения температуры на требуемом производственном участке составляет всего 1 градус, а эксплуатируются такие агрегаты в наиболее суровых условиях – до -60 градусов. Забор воздуха может быть произведен как снизу, так и сверху. В первом случае приток воздуха производится через специальную панель и воздуховоды, отток воздушной среды осуществляется через решетки в полу. Во втором случае система работает наоборот, отдавая воздух через воздуховоды и забирая воздушные потоки снизу.

Принцип работы канального кондиционера основан на действии сплит-системы, при этом в циркуляции воздуха участвуют два блока: внешний и внутренний. Однако забор и приток воздуха в помещение осуществляется через вентиляционную шахту, в которой непосредственно вмонтирован внутренний блок кондиционера. Дальнейшая схема действия дублирует ту, на основе которой функционируют бытовые сплит-системы. Принцип работы инверторного кондиционера основан на возможности регулирования мощности устройства. Такая возможность позволяет экономить электроэнергию примерно до 30%. Такая техника соответственно будет и более эффективной, так как для достижения определенной температуры и поддержания данного значения мощность может повышаться или понижаться. Инверторная схема работы подразумевает преобразование переменного тока в постоянный, а по достижении требуемых параметров напряжения и тока выполнить обратный процесс.

Возможные неисправности системы

Чтобы не навредить кондиционеру, необходимо знать, от чего он может поломаться. Вот наиболее распространенные причины:

Забился воздушный фильтр

О подобном свидетельствует значительное ослабление воздушного потока, дующего из кондиционера.

С определенной периодичностью фильтр нужно промывать проточной водой, в результате чего его рабочие качества будут восстановлены.

Если даже после очистки фильтра ситуация не изменилась, осмотрите испаритель: возможно, на нем тоже накопилось немало пыли.

Во внутреннем блоке завелась нежелательная органика

Об этом владелец сразу узнает по неприятному запаху. Микробы селятся и размножаются на испарителе, где образуется живительный конденсат. Радиатор следует обработать специальным дезинфицирующим составом.

Забилась система отвода конденсата

В этом случае из внутреннего блока будет литься вода. Обычно засорение вызывается пылью.

Она содержится в прогоняемом через кондиционер воздухе, и часть ее оседает на влажном от конденсата испарителе.

Затем вместе с влагой она стекает в отводную трубку и забивает ее. После прочистки системы вода будет уходить по проектному пути.

Вышел из строя компрессор

Некоторые пользователи пытаются греться кондиционером даже при падении температуры на улице ниже +5 градусов, хотя его компрессор на это не рассчитан (это не касается некоторых специальных моделей). В результате агрегат выходит из строя. Чтобы прибором можно было пользоваться и в мороз, нужно установить систему обогрева компрессора.

Гидроудар

Причина возникновения этого явления – поступление хладагента в компрессор в жидком виде – до его превращения в испарителе в газообразное состояние. При этом последний может быть поврежден. Фреон не успевает испариться из-за переохлаждения, что может быть вызвано двумя причинами: запуском прибора в морозную погоду и засорением фильтров пылью (испаритель хуже обдувается теплым воздухом из помещения).

Если вам необходимо обогреть гараж или дачный домик, то совсем необязательно покупать красивый и новый отопительный прибор. Можно сделать обогреватель своими руками. В теме приведены инструкции по сборке.

Схемы подключения радиаторов отопления описаны в следующем материале.