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:
- 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.
- По способу воздухоподачи – одно-, двухканальные.
- 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.
- Охладительный модуль. Является системой, наполненной водой или охлаждающей жидкостью (фреоном).
- 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.
- Вентиляторный модуль. Выполняет процесс подачи воздуха в помещение.
- Модуль фильтрации воздушного потока. Очищает проходящий поток от частиц пыли и микроэлементов. Может дополняться различными фильтрами первичной и вторичной очистки воздуха.
- Секция снижения уровня шума. Название говорит само за себя. Роль шумопоглотителей выполняют специальные элементы, изготовленные из минваты.
- Модуль увлажнения воздуха. Процесс осуществляется путем распыления форсунками специального водяного пара, растворяющегося в проходящем воздушном потоке.
- 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
Stop Valve | Запорный клапан |
Ambient temperature sensor | Датчик температуры окружающей среды |
Discharge temperature sensor | Датчик температуры нагнетания |
C-oil temperature sensor | Датчик температуры теплообменника |
Indoor heat exchanger | Теплообменник внутреннего блока |
Indoor unit | Внутренний блок |
Stop Valve | Запорный клапан |
Strainer | Сетчатый фильтр |
Electronic expansion valve | Электронный расширительный клапан |
Outdoor unit | Наружный блок |
Discharge pressure switch | Датчик давления на выходе |
4-Way Valve | Четырехходовой клапан |
Compressor | Компрессор |
Accumulator | Сборник жидкости |
Suction temperature sensor | Датчик температуры на стороне всасывания |
C-oil temperature sensor | Датчик температуры теплообменника |
Ambient temperature sensor | Датчик температуры окружающей среды |
Outdoor heat exchanger | Теплообменник наружного блока |
Defrost temperature sensor | Датчик температуры размораживания |
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.