Принципът на действие и устройството на климатика

Устройството и принципът на работа на конвенционален климатик

Климатикът работи в затворен цикъл въз основа на две функции:

• преходът на вещество от газообразно състояние в течност с нарастващо налягане (и обратно);
• отделяне на топлина по време на кондензация (преход от газ към течност) и охлаждане по време на изпаряване.

С други думи, компресор се използва за пренос на топлина. Той променя налягането на хладилния агент. Обикновено фреонът в различни съединения действа в това си качество, например “R410”. Как да пълним климатика с фреон - прочетете тук.

Ето диаграма на такава система:

Поетапната фаза на цикъла е както следва:

1. Компресор (малка помпа с електродвигател) изгражда налягането на газа, като го изпомпва от изпарителя (в стаята) към кондензатора (отвън). Поради повишеното налягане на газа, температурата му може да се повиши до 90 градуса по Целзий.

Когато компресорът е стартиран, той работи без смазване през първите секунди, тъй като маслото се влива в картера, когато двигателят не работи. Следователно, всяко следващо стартиране на двигателя увеличава общото му износване. По-добре е двигателят да работи непрекъснато, но това води до голям разход на енергия.

1. В кондензатора фреонът започва да отделя топлина за околната среда, тъй като газът в този момент е по-горещ от въздуха. Външният вентилатор се включва и осигурява интензивно продухване на топлообменника, което многократно ускорява процеса.
2. В резултат на охлаждането газът се превръща в течност, но налягането все още е високо. Температурата на течността все още е малко по-висока от температурата на околната среда.
3. Освен това фреонът преминава в капиляр - тънка медна тръба, навита с дълга спирала. Друго име за тази част е дросел. Така налягането на течния фреон спада до няколко атмосфери. Част от течността веднага преминава в газообразно състояние.
4. Фреонът попада в изпарителя. Сега топлообменникът преминава от течно в газообразно състояние, докато фреонът се охлажда заедно с решетката на топлообменника в помещението. Стаен вентилатор прокарва въздух през охладена скара, бързо навлизайки студ в стаята.
5. След това цикълът се повтаря отново - от фази 1 до 5.

Как работи климатикът в режим на охлаждане е показано на диаграмата:

Тъй като изпарителят е много студен и влажността в помещението може да бъде висока, на изпарителя се появяват капки вода - конденз. Всъщност това е дестилирана вода. Капките се натрупват и започват да текат надолу - по изпарителя и отдолу. Разбира се, водата не е необходима на закрито, така че обикновено тръба, изведена на улицата, се използва за оттичане на кондензата.

Изходящият въздушен поток може да бъде насочен с помощта на специални самолети за жалузи в желаната посока, както хоризонтално, така и вертикално. Обикновено такъв контрол може да се извърши и от дистанционното управление. Много модели могат автоматично да въртят жалузите редовно настрани или нагоре и надолу, изтласквайки хладен въздух през по-голям обем.

Как да инсталирате климатика сами - прочетете тук.

Овлажнител на климатика - как работи

Това е един от елементите на системата. Неговата функция е да събира течния фреон, изтичащ от кондензатора, и да предотвратява замърсяването на хладилния агент. Той се намира на фреоновата пътека, след кондензатора и пред дросела:

Външно сушителят изглежда като малка тръба, която се разширява към средата и се стеснява към краищата. Вътре в тръбата има минерал, абсорбиращ влагата "зеолит". По пътя на движението на фреона има две решетки:

• Един от входната страна с големи отвори, за да се предотврати навлизането на зеолитните гранули в кондензатора.
• Втората мрежа е от страната на изхода. Дупките в него са сравнително малки, като в цедка за чай, за да не пропускат частици зеолит, метални фрагменти и така нататък в компресора.

В сушилнята обикновено се прави допълнителен отвор. Използва се при сглобяването и ремонта на уреда с цел бързо създаване на вакуум в системата. В противен случай дроселът с малък диаметър би забавил процеса на евакуация на климатика. Не отваряйте тази технологична дупка, в противен случай устройството ще спре да работи.

Устройство за климатик

Устройство за климатик

Всички климатици се състоят от следните части:

• вентилатор;
• дросел;
• кондензатор;
• компресор;
• изпарител.

Компресорът компресира фреона и го принуждава да циркулира в системата. Кондензаторът се използва за преобразуване на фреона от газ в течност. Обикновено се намира във външно тяло. Изпарителят, от друга страна, кара течния фреон да се превърне в газ. Действието му е противоположно на това на кондензатора. Дроселът намалява фреоновото налягане и вентилаторите охлаждат системата.

Ето как работи всяко подобно устройство. В същото време принципът на действие на подов климатик не се различава от принципа на действие на монтиран на стената или на тавана климатик.

Инверторен климатик

Основната цел на инверторния климатик е да спести енергия и да удължи работното състояние на компресора. В такива системи работата не се осъществява с дръпване „включване-изключване“, а с плавен контрол на мощността. Климатикът работи непрекъснато, но не с пълна сила. Това позволява на двигателя на компресора да удължи живота си. Освен това поддържането на стабилна температура в помещението изисква много по-малко консумация на енергия, отколкото при „дрипавия ритъм“ на конвенционалния климатик.

Контролът на скоростта на компресора се постига чрез преобразуване (обръщане) на входящия променлив ток в постоянен ток и след това обратно към променлив ток, но с различна честота. Електрониката решава как да променя оборотите на двигателя - намалява или увеличава и промените в скоростта се извършват плавно.

Но е важно да се разбере, че инверторният климатик е по-икономичен само на тези места, където конвенционалният климатик се включва само от време на време. При непрекъсната работа конвенционалният климатик е много по-ефективен при едно и също потребление на енергия, тъй като не губи електричество за преобразуване. Следователно, ако вашият инверторен климатик работи с пълен капацитет почти непрекъснато, неговият капацитет е избран неправилно.

Инженер от Climate-Control ще ви каже какво представлява инверторен климатик и дали си струва да се плаща за него:

Сплит система

Разделяне означава разделяне. В сплит системите кондензаторът и изпарителят не са в един корпус, но могат да бъдат разделени, например, от стена. Те обаче са свързани с тръби, за да обменят хладилен агент помежду си. Обикновено външната част на сплит системата е монтирана от външната страна на стената на сградата. Той съдържа следните елементи:

• компресор;
• кондензатор;
• дросел;
• външен вентилатор и др.

Отвън може да генерира достатъчно силен шум по време на работа (до 45 децибела), което може да дразни съседите ви.

Вътрешната част е монтирана вътре в сградата, тя съдържа:

• изпарител;
• филтър за пречистване на въздуха;
• термостат;
• управляваща електроника.

Обикновено интериорът е много тих.

При инсталиране на сплит система е необходимо специално оборудване за свързване на външните и вътрешните части с медни тръби. На първо място, това е вакуумна помпа, без която няма да бъде възможно да се сглоби работеща система. Производителите не дават гаранция за агрегати, инсталирани от несертифицирани монтажници.

Съвременните сплит системи са оборудвани със система за управление на пускането на компресора.Тази система предотвратява прекалено бързото стартиране на двигателя след последното изключване, за да не прегрее.

Съществуват мулти-сплит системи, в които не едно, а две или повече вътрешни тела. Но такива системи са малко по-скъпи от конвенционалните, тъй като изискват както по-сложна система за връзка с външно тяло, така и по-сложна система за управление за всяко вътрешно тяло (с отделен термостат, дистанционно управление и т.н. ).

Повечето сплит системи могат да работят не само за охлаждане, но и за отопление.

Как климатикът изпълнява своята функция

Термодинамичните процеси, които няма да бъдат разгледани подробно в тази статия, осигуряват работоспособността на този тип оборудване. На практика се използва абсорбирането на топлина от околната среда от течности по време на тяхното изпаряване. Най-простият "охладител", който се използва при необходимост от опитни туристи, е навлажнена кърпа. Ако увиете съд с напитка, поставете го на силен вятър, температурата на течността ще спадне.

Този принцип е в основата на функционирането на специална група климатици. В тези устройства са инсталирани блокове, които извършват автоматично овлажняване на работните повърхности. Въздушният поток се осигурява от вграден вентилатор. Недостатъците на такава система са очевидни:

• Не е в състояние да осигури висока производителност.
• Съдът за вода трябва да се попълва редовно.
• Уредът работи само за охлаждане. За вентилация, отопление ще е необходимо съставът на оборудването да се допълни със специални възли.

Съвременните сплит системи са много по-практични и удобни за работа. Нека разгледаме по-подробно принципа на тяхното действие. Този тип техника използва затворен кръг, през който хладилният агент циркулира. Днес фреонът се използва много рядко, тъй като е открита вредата, която той може да причини на околната среда.

Внимание! В следващата дискусия ще използваме името на този газ за простота. Новите климатици са пълни с безвредни смеси, които изпълняват същите функции.

Верига на климатика: външни и вътрешни тела

Следният работен цикъл се използва при този тип климатик:

• Фреонът в газообразно състояние влиза в компресора. Този блок увеличава налягането в системата, което от своя страна осигурява необходимата скорост на движение на хладилния агент в линията и едновременно повишаване на температурата му.
• На следващия етап излишната топлина се отстранява и фреонът се превръща в течност. За да направите това, газът се прекарва през серпентинна система от тръби в радиатора. Принудително издухване се осигурява от вентилатор.
• След това налягането се намалява. В домакинските модели уредите се използват не сложно, а по-скоро ефективно решение. Фреонът влиза в специален клапан. Този възел представлява тънка медна тръба, усукана в спирала. В него започва процесът на изпаряване на течността, намалявайки температурата му.
• В следващия радиатор необходимото преобразуване е завършено. Образува се охладен газ. Намаляването на стайната температура се извършва чрез принудителен въздушен поток през този уред.
• След това фреонът влиза в компресора, цикълът се повтаря отново.

Основните технически параметри на стандартната технология са показани в таблицата:

Подов климатик

Подови климатици се използват, когато е нежелателно или невъзможно да се използва конвенционален модел на стена, например стаята е твърде малка и потокът от студен въздух от стената веднага ще падне върху хората.

Те са два вида: стационарни и мобилни. И тези, и други не са твърде различни от своите колеги на стената. Стационарният подов климатик, като правило, се прави по схемата "сплит". Той също така трябва да обменя топлина с външния свят, като обичайния, поради което просто е фиксиран на височина от около половин метър от нивото на пода, а всички останали елементи са еднакви. Мобилният подов климатик най-често е просто мобилен климатик.

Мобилен климатик: характеристики на работата

Устройството на мобилен климатик е почти същото като стационарния. Основната разлика е, че целият климатик е изцяло вътре в стаята. В допълнение, обикновено се изисква дебела тръбна тръба за изпомпване на външната атмосфера през кондензатора. Този въздуховод трябва да бъде запечатан през прозорец или специален отвор в стените.

Капацитетът на мобилните климатици обикновено е нисък, тъй като те са предназначени за охлаждане на малки помещения. Най-шумната част от климатика (кондензатор + вентилатор + дросел) е поставена в жилището, поради което с голяма мощност на климатика ще бъде неудобно в стаята.

Повечето технически решения включват не само въздушен охладител, но и нагревател. Повишаването на температурата се дължи на директното нагряване на въздуха от нагревателни елементи. Освен това капацитетът им може да бъде доста голям, така че проверете електропреносната мрежа за пригодност за такива товари. Модели с възможност за работа "за топлина", както в сплит системи (с пренареждане на маркуча на канала и без нагревателни елементи), също могат да бъдат намерени.

Мобилните климатици често са оборудвани с мощен вентилатор, който позволява не само да охлажда / затопля въздуха в помещението, но и да го разпръсква по цялата конструкция.

Дестилираната вода, генерирана по време на работа на устройството, най-често се събира в специален контейнер. За да не бягате с него на всеки час, изливайки натрупаната вода, по-добре е да изберете модел с по-голям капацитет. Също така, някои модели, когато пълнят резервоара за вода, просто спират да работят, подавайки сигнали и изисквайки да източат течността.

Мобилните климатици са полезни там, където няма причина да инсталирате стационарен. Например при наемане на къща, в лятна вила или по време на дълго бизнес пътуване. Често за кухнята се купуват мобилни въздушни охладители, така че през лятото да не е толкова горещо и задушно по време на работа на всички кухненски уреди.

За мобилните климатици, техните плюсове и минуси можете да научите от следващото видео, където за пример се разглежда мобилният климатик ТМ Carrier 51AKP:

Тази диаграма накратко и ясно показва кои процеси и в кои блокове на климатика се извършват, което прави възможно охлаждането на въздуха в стаята.

Разбира се, не всеки потребител се интересува от това как работи климатикът. Основното нещо е да се работи. Но за тези, които все още се интересуват от това и които не се страхуват от няколко конкретни термина, накратко ще ви кажем.

Принципът на работа на климатиците, работещи с хладилен агент, обикновено е един и същ (с малки изменения) за всички видове, било то сплит система, моноблок за прозорци или мобилен климатик. Същият принцип на „термопомпата“ се използва и в други хладилни машини (например битови и промишлени хладилници). Всички климатици имат три основни блока - компресор и два топлообменника - изпарител и кондензатор. А също и на вентилатора за издухване на топлообменниците. Всички други пълнежи (електроника, филтри, дренаж) служат за осигуряване и поддържане на работата на тези пет компонента. Нека разгледаме принципа на „термопомпата“, като използваме примера на сплит система.

Така, Въздушното охлаждане от климатик се основава на един интересен физически феномен - поглъщането на топлина от околната среда по време на фазовия преход на дадено вещество - от течност към газ, тоест просто - кипене. Но за да се отстрани тази топлина от помещението, се използва противоположният принцип - при преминаване от газ към течност веществото, напротив, отделя топлина, освобождавайки я в околната среда.

Веществото, което се използва в хладилните машини, се нарича хладилен агент (фреоните са просто вид хладилни агенти, но в ежедневието това е общото наименование на работното вещество на климатиците). Кипенето става в изпарителя - топлообменника на вътрешното тяло, който представлява перка с бобина, направена от топлопроводим метал (мед или алуминий). Топлината се абсорбира от въздуха точно когато преминава през тази намотка по време на кипене на хладилния агент... Изпарителят се продухва от вентилатора (турбината) на вътрешното тяло.

Освен това хладилният агент в газообразно състояние (по-точно под формата на пара) се изпраща към компресора (разположен във външното тяло, извън хладилното помещение), където се компресира и впоследствие се кондензира в течност във втория топлообменник (което следователно се нарича кондензатор). Топлината, генерирана по време на процеса на кондензация, се издухва в атмосферата от вентилатора на външното тяло. Компресорът извършва непрекъснато повторение на този цикъл, задвижвайки фреон по веригата и служи като своеобразно сърце на климатика.

Това всъщност е целият принцип. Има още няколко подробности за добавяне. По време на студена работа водата постоянно се кондензира върху изпарителя. Дренажна система служи за източването му. Филтрите предпазват изпарителя и турбината от замърсявания и в същото време пречистват въздуха (доколкото е възможно, разбира се). Многобройни допълнителни функции, разбира се, дават някакъв ефект, но по-скоро всичко е по-скоро от маркетингов характер.

При някои модели се добавя чист въздух от улицата, а при някои се прави дори подобие на изпускателна вентилация. Разбира се, това също е по-скоро маркетинг, отколкото истински заместител на нормалната вентилация. За работа през зимата има така наречените "зимни комплекти", които включват отопление на картера на компресора, устройство за зимно стартиране и отопление на канализацията. Ако климатикът не е оборудван с такива устройства, работата му в студено време заплашва да се провали бързо. Климатикът, който работи през зимата без зимен комплект, не подлежи на гаранционно обслужване, ремонт или подмяна по гаранция.

Малко за режима на охлаждане и работата на вентилатора. За да почувствате комфортна прохлада, не е необходимо да поставяте климатика в режим на охлаждане на изключително ниска температура при 30-градусова топлина. Достатъчно е въздухът да се охлади с 2-3 градуса. В същото време, колкото по-ниска е скоростта на вентилатора, толкова по-малък е рискът от настинки и по-тихата работа на климатика. По-добре е въздушният поток да се насочи успоредно на тавана. Избягвайте прякото излагане на студен въздух. Не забравяйте, че в действителност температурата му е много по-ниска от стойността, която сте задали на дистанционното управление. Средно тя е с 15 градуса по-ниска от първоначалната стайна температура, така че ефектът от такава струя е подобен на приличен проект.

Между другото, колкото по-ниска е скоростта на вентилатора, толкова повече въздухът се охлажда и обратно. Но при високи обороти, той се смесва по-бързо на закрито. Общо взето основната идея на климатика изобщо не е бързо охлаждане, а в ПОДДРЪЖКА на постоянна комфортна температура в стаята. За това е предназначен автоматичният режим. Охлаждането, отоплението, вентилацията и изсушаването са опционални функции.

В опростена версия на режим „автоматичен“ климатикът автоматично се включва в студа, когато температурата надвиши определена марка и се изключва, когато достигне условно комфортна температура (22-25 градуса).В по-усъвършенствана версия температурата може да бъде зададена произволно, а самият климатик автоматично ще загрява или охлажда въздуха, опитвайки се да поддържа зададената стойност в стаята.

Има и режим на изсушаване, при който климатикът работи сякаш е студен, но не реагира на допълнителни команди - основната му задача в този режим е да отстранява влагата от въздуха и да я източва през дренажния канал.

В скъпите сплит системи има и различни функции като мониторинг на температурата в различни части на помещението и други подобни, но досега не е имало случаи някой да се свърже със службата да се оплаче от неизправност на такъв сензор).

Как работи мобилният климатик без въздуховод?

Мобилният климатик без въздуховод всъщност не е климатик, а овлажнител на въздуха и с необходимостта постоянно да попълва запасите от вода. Такова устройство не премахва никъде топлината, а просто изхвърля въздуха от стаята през влажния гъбест материал. Възможно е краткотрайно усещане за прохлада през първите минути на работа поради увеличаването на влажността на въздуха.

В сравнение с конвенционалния климатик, той има следните недостатъци:

1. Мощността на такова устройство не може да бъде голяма - поради ограничението на размерите и шума, както и обхвата на приложение в малки помещения.
2. Влажността в стаята става много висока. Съответно може да се появи плесен и т.н.
3. Необходимо е постоянно да добавяте вода към това устройство, в противен случай то може да се изключи напълно.

Принципът на действие на климатик за прозорци

Климатиците за прозорци са популярни по същата причина като мобилните климатици. Обикновено те не работят целогодишно, а само при горещо време. Това е много добро решение за кухнята, когато искате малко прохлада през лятото, а няма средства за закупуване на скъпо устройство за охлаждане на малка стая.

Подобна настройка изглежда така:

Като правило те са направени по схемата "моноблок" и заемат отвора за прозореца. Когато избирате климатик за прозорци, първо проверете дали е подходящ за вашия конкретен прозорец (вентилационни отвори). Въпросът е не само в размера, но и в общата здравина на рамката на прозореца, защото теглото на блока може да бъде значително и не всеки порутен прозорец може да го издържи.

Имайте предвид, че най-вероятно няма да има плътно затворено прилягане на кутията на климатика на прозореца, така че ще трябва да решите въпроса с изолацията от външния въздух. Някои наематели всяко лято вкарват климатик в отвора на прозореца и запълват пукнатините със строителна пяна, а всяка есен премахват устройството, за да запечатат прозорците за зимата. Случва се обаче и климатикът да е монтиран, запечатан и след това да заеме мястото си през прозореца през цялата година, той просто „почива“ през зимата.

Евтините модели може да нямат дистанционно управление - всичко се контролира от предния панел. В този случай това е правилният подход - колкото по-прост, толкова по-добре. По-малко вероятно е да разруши сложната електроника.

Можете ясно да видите как работи такъв климатик и какво се случва по време на работата му, във видеото:

Как работи климатикът за отопление?

Съществуващите климатици, способни да се отопляват през зимата, обикновено са оборудвани с четирипътен клапан. Този клапан, превключвайки, кара хладилния агент да се нагрява от околния въздух и, напротив, отделя топлина в помещението. Това е много икономичен начин за отопление на сграда, тъй като по-голямата част от енергията се изразходва не за повишаване на самата температура на въздуха, а за пренос на топлина от улицата към къщата.

Средно отоплението на стая с климатик е около 3 пъти по-икономично от отоплението на жилище с електрически уреди, които са оборудвани с нагревателни елементи (термични електрически нагреватели). Как да настроите климатика за топлина е описано тук :.

Трябва обаче да се има предвид, че колкото по-студено е пред прозореца и колкото по-топло трябва да бъде във вашата стая, толкова по-малко климатикът е подходящ за това. При слана от -15 и по-ниска, битовият климатик обикновено вече не може да осигури пренос на топлина от улицата към къщата, тъй като:

• Климатикът първоначално е предназначен за охлаждане, поради което в режим на отопление на жилището неговата ефективност спада заедно с околната температура.
• Съвременният екологичен хладилен агент също не е подходящ за замръзване.
• За компресора е трудно да работи в студено време - смазката става твърде плътна.

Много сплит-системи имат автоматично превключване между режимите "студено" - "отопление", като редовно преминават към режим на охлаждане на помещението (с общия режим "отопление"), но без работата на вентилатора вътре в сградата. Това се прави, за да се загрее радиаторът във външния блок на системата, така че той да не се покрива с лед от кондензат и да не губи способността си да обменя ефективно топлина.

В сплит системите също има неприятна възможност за замръзване на дренажния маркуч. Водата се превръща в лед и образува запушалка вътре в маркуча. По-нататъшният поток от вода от климатика вече няма да се извършва на улицата, а в стаята.

След като се запознаете с цялото разнообразие от видове на тази климатична технология, ще ви бъде много по-лесно да изберете климатик според вашите нужди. Разбира се, в този случай си струва да започнем от вида на помещението, което трябва да се охлади, както и от финансовите възможности.

Работа на системата

Функционирането на климатичната система
Всички части на климатика (с изключение на вентилаторите) са свързани помежду си с тънки медни тръби. В някои устройства тръбите са изработени от алуминий. Хладилен агент циркулира през тръбите вътре в климатика (най-често това е фреон). Охладителят приема или газообразна, или течна форма. Вентилаторите предпазват системата от прегряване.

Когато парообразният фреон навлезе в компресионния отвор, той има температура около 10-15 градуса. В този случай налягането му е 4-5 атмосфери. Хладилният агент се компресира в компресора, налягането се увеличава 5 пъти и температурата на фреона се повишава до 90 градуса.

Много горещ фреон влиза в кондензатора. Там той се охлажда, отделя топлина и плавно преминава в течно състояние. След това фреонът преминава дросела и влиза в изпарителя. Тук течен агент се смесва с газообразен. Той се изпарява и създава охлаждане. След това фреонът отново влиза в компресора и цикълът се затваря. Ето как работи една проста схема за това как работи климатикът.