Как устроен кондиционер (сплит-система)

В основе работы устройства находится способность впитывать в себя тепло при испарении и выводить его при конденсации. Рассмотрим более наглядно, как происходит эта процедура в сплит – системе.

Принципиальная схема кондиционера

Главными составными частями данного агрегата является:

• Компрессор.
• Испарительный элемент.
• Вентиль терморегуляции.
• Вентиляторы.

Внутренний блок кондиционера состоит из следующих узлов:

• Передняя панель — представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.)
• Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую электростатическую 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.
• Испаритель — радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.
• 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.
• Индикаторная панель (дисплей) — на передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.
• 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.
• Вентилятор — электродвигатель с турбиной, обеспечивает обдув испарителя и имеет несколько скоростей вращения.
• 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 элитных кондиционеров.
• Поддон для конденсата — расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя). Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.
• Плата управления — обычно располагается с правой стороны внутреннего блока. На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.
• Штуцерные соединения — расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Охлаждение и нагрев воздуха в центральной системе кондиционирования

Процесс охлаждения воздуха может быть выполнен двумя вариантами:

• Холодной водой от чиллера.
• Внешним компрессорным блоком, работающим на фреоне.

Что касательно чиллеров, то тут все понятно: вода охлаждается этим устройством, которому проходит водяной контур, и подается в теплообменник центрального кондиционера. В свою очередь, вентиляторы, обдувая охлажденный теплообменник, подают воздушные потоки уже более низкой температуры.

Внешний компрессорный блок, как правило, устанавливаемый на крыше, соединен с теплообменником-испарителем внутри центрального кондиционера фреоновыми магистралями. Далее его работа ничем не отличается от работы обычной сплит-системы. В компрессорном блоке фреон сжимается и подается по магистрали к теплообменнику. На входе в кондиционер, он имеет температуру не менее 70С° и находится в жидком состоянии. Поступая в испаритель, газ дополнительно подогревается теплыми воздушными потоками и закипает. При испарении фреона выделяется холод, понижающий температуру теплообменника, а воздушные потоки, которые проходят через него остывают и подаются по воздуховодам в помещения.

Нагрев воздуха также происходит двумя способами: подключенной к кондиционеру системой отопления или электрическим калорифером.

В принципе, и то и другое устройство действует по одному принципу: нагревается теплообменник либо горячей водой отопления, либо электрическим ТЭНом. Через ТЭН проходит поток воздуха, который нагревается и подается по воздушным каналам в помещения.

Достоинства и недостатки систем центрального кондиционирования

Самый большой плюс в использовании климатического комплекса заключается в том, что он в состоянии обеспечить комфортный микроклимат в целом здании, с множеством отдельных помещений разной площади. Кроме того, такая вентиляция одна из самых эффективных. Благодаря ее конструкции воздух обрабатывается и приобретает заданные параметры: подогрев или охлаждение, увлажнение, осушение и эффективная очистка. В связке с рекуператором такой климатический комплекс достаточно экономичен.

Кроме того, такие климатические комплексы надежны и долговечны. Большинство изготовителей гарантирует их бесперебойную работу в течение 40 тыс. часов.

Но такая, вроде бы идеальная система имеет три существенных недостатка:

• Высокая стоимость. Конечно, для крупных объектов ее стоимость не представляет особых проблем, но вот использовать ее в частном доме довольно дорого. Там подойдут канальные кондиционеры или обычные сплит системы.
• Сложность монтажа воздушных каналов. Эта работа трудоемкая и довольно затратная.
• Периодическое обслуживание. Дело в том, что на крупных объектах есть постоянные люди, которые находятся в штате. Если постоянного человека нет, то для периодического сервисного обслуживания, а тем более в случае поломки, вам придется подключать сервисную компанию, услуги которой могут обойтись очень недешево.

Совет:
Если вы решили у себя на объекте установить центральную систему кондиционирования, то обращайтесь только в крупные компании, которые готовы не только продать, но и обслуживать такую систему.

Особенности кондиционеров

Особенностью центрального кондиционера является то, что он относится к неавтономным системам. Это ставит его в зависимое положение от сопутствующих устройств, таких как источники тепла, холодильная установка в виде компрессорно-конденсаторного блока.

Оборудование этого типа предназначено для обслуживания огромных по площади помещений, таких как ангары, закрытые спортивные площадки, театральные залы, цеха заводов и фабрик, различные предприятия. В зависимости от требуемой мощности могут устанавливать не один, а несколько кондиционеров.

Центральный кондиционер является гибкой системой за счет наличия в нем отдельных модулей, которые можно легко комбинировать.

Принцип работы центральных кондиционеров

В центральный кондиционер поступает воздух через воздухозаборные отверстия. Затем воздух проходит через фильтры очистки, осушается или увлажняется. Далее воздушный поток попадает непосредственно в центральный кондиционер и нагревается до нужной температуры за счет тепла от удаляемого воздуха. После того, как воздушный поток приобрел подходящую температуру, он распределяется по воздуховодам и подается в помещения.

Получите бесплатную консультацию специалиста ГК ВЕНТ365 и узнайте больше об эффективной работе вашей вентиляционной системы.

Конструкция системы

Секция нагрева

Нагрев воздуха осуществляется с помощью водяного или электрического нагревателей. При установке водяного нагревателя требуется подвод горячей воды.

Секция охлаждения

Данная секция являет собой теплообменник, водяного или фреонового типа. Соответственно, в качестве хладагента используется жидкость или фреон. Для монтажа теплообменника фреонового типа дополнительно требуется установка компрессорно-конденсаторного блока.

​

Вентиляционная секция

Данная секция используется для осуществления процесса подачи воздуха в помещение. В связи с тем, что вентиляторы центробежного типа имеют высокую производительность, в большинстве случаев именно их используют в системе центрального кондиционирования. Вентилятор может быть установлен на выходе из кондиционера.

Звукоизолирующая секция

Секция оборудована шумопоглощающими вставками. Данные элементы выполнены из слоя минеральной ваты и стекловолокна. Таким образом, шум создающийся вентилятором быстро поглощается и не распространяется.

Секция увлажнения

Данный процесс может осуществляться с помощью парового увлажнителя. Чтобы избежать попадания в помещение конденсата, рекомендовано устанавливать каплеуловители.

Секция фильтрации

Благодаря фильтрам задерживается более 70% пыли и микро аллергенов, содержащихся в воздухе. В случаи загрязнения все фильтры легко можно заменить. По необходимости возможна установка двойной системыфильтрации. Для автоматического контроля состояния фильтров дополнительно устанавливается дифманометр, позволяющий своевременно определить процент засоренности фильтров и произвести замену.

Тепловые утилизаторы

С целью экономии энергии в кондиционерах используются рекуператоры, позволяющие восстанавливать тепло с воздуха, находящего в помещении. Возможна так же установка теплоутилизатора. Существует несколько видов тепловых утилизаторов:

• перекрестные теплообменники,
• вращающиеся теплообменники,
• системы с промежуточным теплоносителем.

Габариты установки и каждой секции зависят от требуемой производительности. Вес агрегата от 50 до 500 кг.

Классифицируются сети по разным признакам:

1. По объему применения свежего потока – прямоточные, рециркуляционные, с частичной рециркуляцией. Прямоточные подают воздух извне, рециркуляционные используют для очистки отработанную среду. Устройства с частичной рециркуляцией смешивают объемы свежего и отработанного воздуха.
2. По способу воздухоподачи – одно-, двухканальные.
3. Распределение по зонам может быть однозональным – для обслуживания заданной площади потоком одного качества. Также есть многозональные – они применяются в жилых домах и снабжают воздухом разного состава много помещений.

На заметку! В многоэтажных строениях применяются мультзональные системы. В этом случае в каждую зону проводится приточный канал. Параметры подачи потока свежего воздуха регулируют заранее. Общий режим задают по одному показателю, остальные различаются.

В новостройках используют сети на базе фанкойлов, чиллеров. Чиллеры в этом случае монтируют на крыше строений, фанкойлы – внутри квартир. Коммуникации между ними обеспечивают перемещение хладагента. Такие сети отличаются сложностью в монтаже, но способствуют подаче чистого охлажденного воздуха в каждое помещение.

Комплектация

Центральное климатическое оборудование состоит из различных модульных конструкций, которые отвечают за выполнение определенных задач.

1. Охладительный модуль. Является системой, наполненной водой или охлаждающей жидкостью (фреоном).
2. Нагревательный модуль. Представлен в виде отделов с водяными или электрическими нагревательными секциями. Принцип работы следующий: водяная система нагрева представляет собой циркулирующий поток теплой воды, который подается от центрального отопления или от отдельной котельной станции. Электрическое нагревание производится с помощью системы ТЭНов.
3. Вентиляторный модуль. Выполняет процесс подачи воздуха в помещение.
4. Модуль фильтрации воздушного потока. Очищает проходящий поток от частиц пыли и микроэлементов. Может дополняться различными фильтрами первичной и вторичной очистки воздуха.
5. Секция снижения уровня шума. Название говорит само за себя. Роль шумопоглотителей выполняют специальные элементы, изготовленные из минваты.
6. Модуль увлажнения воздуха. Процесс осуществляется путем распыления форсунками специального водяного пара, растворяющегося в проходящем воздушном потоке.
7. Теплоутилизатор. Эта секция используется для экономии холодного или теплого воздуха путем подогрева заборного воздуха за счет высоких температур выводящегося воздушного потока.

Устройство центрального кондиционера

Из чего состоит кондиционер? Устройство, схема и принцип работы кондиционера

Из чего состоит кондиционер?

Основные компоненты кондиционера

Печатная плата управления и индикации, датчики температуры, пульт дистанционного управления, фильтры, электродвигатели и крыльчатки вентиляторов, сервисные и 4-х-ходовые клапаны, контакторы и реле, термостаты, конденсаторы — это безусловно основные компоненты кондиционера, узлы и детали, из которых состоит любой кондиционер.

Типы кондиционеров

Устройство кондиционеров различных типов (например, кассетного, канального, потолочного и колонного) приведены в таблице. Как видно, функциональная схема одинакова для всех, отличие вызвано лишь конструктивными особенностями внутренних блоков.

Внутренний блок кондиционера

Схема настенного блока Mitsubishi Electric MSZ-LN25/35/50/60VG(W/V/B/R) серии PREMIUM.

Передняя панель — пластиковая решетка, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (например, для чистки фильтров и т.п.)

Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую электростатическую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить, как правило, не реже двух раз в месяц.

Испаритель — в результате продувки через радиатор воздух охлаждается, в нем происходит нагрев холодного фреона и его испарение.

Горизонтальные жалюзи — регулируют направление воздушного потока по вертикали с помощью электродвигателей, управляемых лишь с пульта.

Индикаторная панель (дисплей) — на передней панели кондиционера установлены светодиоды, показывающие не только режим работы кондиционера, но и сигнализирующие о возможных неисправностях.

Фильтр тонкой очистки — бывает различных типов. Как правило, используется угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие дополнительных фильтров не оказывает влияния на работу кондиционера, однако, меняет качество воздуха.

Вентилятор — электродвигатель с турбиной, обеспечивает обдув испарителя и имеет, как правило, несколько скоростей вращения.

Вертикальные жалюзи — 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 элитных кондиционеров.

Поддон — расположен под испарителем и служит не только для сбора, но и отвода наружу через дренажный шланг конденсата, образующегося на поверхности холодного испарителя.

Плата управления — блок электроники с центральным микропроцессором, как правило, располагается с правой стороны внутреннего блока. Если компрессор — «сердце» кондиционера, то платы управления (блок электроники) — его мозг.

Штуцерные соединения — расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие блоки.

Внутренний блок комплектуется пультом управления для включения кондиционера, а также выбора режима работы и установки пользовательских настроек. Пульт управления может быть не только дистанционным, но и проводным.

Наружный блок кондиционера

Компрессор — бесспорно, сердце кондиционера: он сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Подробнее с компрессорами к кондиционерам можно ознакомиться, например, в разделе компрессоры.

Четырехходовой клапан — устанавливается в кондиционерах с тепловым насосом для того, чтобы менять направление движения фреона в режиме обогрева. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.

Плата управления — устанавливается не только в инверторных и мульти-сплит-системах, но и в кондиционерах кассетного или канального типа. В обычных сплит-системах, как правило, всю электронику размещают только во внутреннем блоке.

Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор. В моделях небольшой производительности электродвигатель вентилятора имеет только одну скорость вращения. Такой кондиционер может стабильно работать лишь в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса и мощности, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также, во всех полупромышленных кондиционерах электродвигатель вентилятора имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку. Электродвигатели используются вместе с пусковыми и рабочими конденсаторами.

Датчики температуры и давления, реле и контакторы — все это бесспорно важные электронные компоненты кондиционера, на показаниях которых постоен весь алгоритм работы системы.

Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона: продуваемый через конденсатор воздух в результате нагревается.

Фильтр фреоновой системы — устанавливается, как правило, перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера. Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не поможет.

Штуцерные соединения — сервисные клапаны — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки, а также манометры.

Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммный разъем, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммный разъем, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Схема кондиционера

Так называемая взрыв-схема с обозначением абсолютно всех деталей и узлов, которые подлежат заказу у производителя, как правило, приводятся в сервис-мануалах на каждую конкретную модель. Знание партномера запчасти, безусловно, облегчает ее поиск при заказе у поставщика.

К примеру, можно посмотреть и скачать вырезки из сервисной инструкции SAMSUNG:
— внутренний блок кондиционера схема
— внешний блок кондиционера схема

Схема циркуляции хладагента

Электрическая схема сплит-системы

Для поиска и устранения неисправностей инженер безусловно должен уметь читать и понимать электрические функциональные и принципиальные схемы. Однако, не все производители приводят электрические принципиальные схемы в сервис-мануалах. Это может быть вызвано не только требованиями политики конфиденциальности, но и уходом от ремонта на компонентном уровне к замене неисправной платы или узла целиком. Поэтому иногда достаточно определить неисправность на функциональном уровне. К примеру, ниже представлены электрические схемы внутреннего и внешнего блоков сплит-системы DAEWOO DSB-187LH.

Принцип работы кондиционера

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными трубками и в результате образуют холодильный контур. Внутри контура циркулирует хладагент (скорее всего смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла). В современных кондиционерах прежде всего используются фреоны R22 и R410A.

1 — конденсатор, 2 — терморегулирующий вентиль, 3 — испаритель, 4 — компрессор.

Рассмотрим процесс работы кондиционера, использующего, например, фреон R22. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3—5 атмосфер и температурой от +10 до +20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15—25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70—90 °C, после чего он поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и вследствие чего переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла: воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. В результате на выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10—20 °C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (как правило, длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла. То есть, воздух, проходящий через испаритель, остывает и далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Подробное описание принципа работы системы кондиционирования на примере оконного кондиционера. На видео показано не только устройство кондиционера, но и описаны основные процессы протекающие в холодильном контуре, а также принцип фазового перехода хладагента.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера, причем, он не зависит от его типа, модели или производителя.