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

Устройство кондиционера и принцип работы

Из чего же состоит стандартная сплит-система? Как правило, внутри нее находится замкнутый контур, по которому движется жидкость — хладагент. Перетекая внутри контура, хладагент в одном месте поглощает тепло, для того чтобы выделить его в другом. Этот процесс протекает в специальных трубках – теплообменниках, которые изготавливаются из меди и содержат поперечные перегородки из алюминия. Для более быстрого протекания процессов в теплообменники нагнетают воздух, делая это при помощи специальных вентиляторов.

Исходя из названия процессов, протекающих в теплообменнике, один из них принято называть конденсатором, а другой – испарителем. Когда кондиционер работает «на тепло» в качестве конденсатора выступает внутренний испаритель (часть кондиционера, находящаяся в помещении), а при работе «на холод» – все происходит наоборот. Таков принцип работы кондиционера, но в чем суть?

Холод сам по себе не является законченным продуктом, а лишь производным от переноса тепла с помощью хладагента. Этот процесс в литературе именуется «тепловым насосом». Благодаря ему производительность кондиционера получается в три раза выше, чем его энергопотребление. На первый взгляд это может вызвать недоумение: КПД 300% — неужели такое возможно? Что такое хладагент и как его можно перенести из помещения, в котором температура около 20 градусов, наружу, где температура в два раза выше?

Оказывается все гораздо проще, чем это можно себе предположить. Перенос температуры напрямую зависит от давления, причем происходит он не линейно, а монотонно. Таким образом, в процессе транспортировки величина давления становится выше, чем температура фазового перехода. Закипевший хладагент меняет свое состояние из жидкого в парообразное и начинает поглощать из окружающего воздуха тепло, при этом в теплообменнике создается необходимое давление, при котором температура фазового перехода становится ниже окружающей. В обратном процессе хладагент отдает свое тепло воздуху, и температура перехода повышается.

Еще одной важной деталью в работе кондиционера является замкнутый контур, для создания которого необходимо хотя бы два элемента: компрессор — для повышения давления конденсации и дроссельное устройство — для его понижения. Первый из них устанавливается непосредственно перед конденсатором, а второй перед испарителем.

В целом, насчитывается пять элементов, обязательных в кондиционерах любого типа: замкнутый контур, наружный и внутренний теплообменник, компрессор и дросселирующее устройство. Они являются основной составляющей как самой простой, так и самой сложной сплит-системой.

В наше время для полнофункциональной работы кондиционера в контур добавляют четырехходовой вентиль, благодаря которому он может вырабатывать как тепло, так и холод. Такая сплит-система получила название «кондиционер с реверсивным циклом», дополнительной функцией которого стал перенос тепла из помещения на улицу и обратно.

Наружный блок кондиционера

  • 3. Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Компрессор бывает поршневого или спирального (scroll) типа. Поршневые компрессоры дешевле, но менее надежны, чем спиральные, особенно в условиях низких температур наружного воздуха.
  • 5. Четырехходовой клапан — устанавливается в реверсивных (тепло — холод) кондиционерах. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.
  • 4. Плата управления — как правило, устанавливается только на инверторных кондиционерах. В не инверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке, поскольку
  • большие перепады температуры и влажности снижают надежность электронных компонентов.
  • 1. Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор.
  • В недорогих моделях имеет только одну скорость вращения.
  • Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.
  • 2. Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.
  • 7. Фильтр фреоновой системы — устанавливается 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.
  • 6. Штуцерные соединения — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.
  • 8. Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммник, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммник, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Как устроен кондиционер (сплит-система)

Кондиционер – это прибор для регулировки и сохранения оптимальной температуры в бытовых помещениях, строительных объектах, на транспорте и других местах нахождения людей. Наиболее популярными являются климатизеры компрессионного вида: они как охлаждают воздух, так его и нагревают.

Устройство кондиционера

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.

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

Несмотря на разнообразие кондиционеров, их внешний модуль всегда имеет одинаковые составные части:

  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)

ВАЖНО! В случае работы кондиционера в режиме нагнетания теплого воздуха, внешний модуль снабжается четырех ходовым клапаном, который управляется от внутреннего модуля. Он отвечает за изменение режимов подачи теплого и холодного воздушного потока.

Внутренний блок

Внутренний кондиционер необходим для получения охлажденного воздуха в помещении. Конструкция данного блока позволяет принимать поступивший воздух с улицы и равномерно распределять его в помещении. В связи с этим главными элементами внутреннего устройства являются:

Радиатор (испаритель). Такое название он получил потому, что в стадии охлаждения в трубках происходит испарение фреона, а на таком явлении основан принцип работы контура. От размеров этого прибора во многом зависит мощность агрегата: чем больше кондиционер, тем крупнее должен быть испаритель.

Он представляет собой переплетение трубок с пластинками, которые увеличивают плоскость теплообмена. По капиллярным сосудам движется хладагент с определенной скоростью и температурой.

Вентилятор (крыльчатка, вал). Для быстрого охлаждения помещения, необходимо воздушный поток принудительно прогнать через охлажденный радиатор. В этом и помогает данная крыльчатка.

У многих моделей испаритель как бы очерчивает конфигурацию вентилятора, тем самым делая компактной установку внутреннего модуля. При этом создается эффективная циркуляция воздушных масс.

Мотор вентилятора. Он крепится специальным кронштейном к коробке модуля и служит для вращения крыльчатки.

Дренажная ванночка. Во время работы кондиционера на радиаторе образуется конденсат. И вот для его сбора существует данный лоток. В нем, кроме влаги, собирается пыль, грязь и прочие посторонние частицы. Поэтому, для лучшего ухода за ним, данное приспособление съемное.

Вертикальные и горизонтальные жалюзи. Двигаются эти элементы от небольших моторов и крепятся под лотком для дренажа. При этом горизонтальные шторки регулируют воздушный поток вверх-вниз, а вертикальные – вправо-влево.

Командный блок. Данная микросхема представляет собой плату, к которой через провода подходят все значимые пусковые элементы двигателей и датчиков.

Фильтр грубой очистки. Он выглядит как сетка из пластмассы, к которой прилипают мелкие частицы пыли, грязи, шерсти. Очищать такой фильтр нужно один раз в две недели во избежание перегрузки двигателя.

Работа кондиционера

Все компоненты агрегата соединяются друг с другом трубками из меди и тем самым формируют холодильный контур. Внутри его циркулирует фреон с небольшой толикой компрессионного масла.

Устройство кондиционера позволяет совершать следующий процесс:

  1. В компрессор из радиатора поступает хладагент под низким давлением в 2-4 атмосферы и температурой около +15 градусов.
  2. Работая, компрессор сжимает фреон до 16 — 22 очков, в связи с этим он нагревается до +75 — 85 градусов и попадает в конденсатор.
  3. Испаритель охлаждается потоком воздуха, имеющим температуру ниже, чем у фреона, вследствие чего хладагент остывает и преобразуется из газа в водянистое состояние.
  4. Из конденсатора фреон попадает в терморегулирующий вентиль (в бытовых приборах он выглядит в виде спиральной трубки).
  5. При прохождении через капилляры, напор газа понижается до 3-5 атмосфер, и он остывает, при этом часть его испаряется.
  6. После ТРВ жидкий фреон поступает в радиатор, обдуваемый воздушным потоком. В нем хладагент полностью преобразуется в газ, забирает тепло, в связи с этим температура в помещении понижается.

Затем фреон с низким давлением двигается к компрессору, и вся работа компрессора, а значит и бытового кондиционера, повторяется вновь.

Типы кондиционеров

Изготовители производят всякие виды кондиционеров, вкладывая значительные средства в свое дело. В результате чего современный потребитель может выбрать всякую модель по любым параметрам.

Кондиционеры сплит – системы

Устройства типа сплит прекрасно подходят для маленьких комнат.

НА ЗАМЕТКУ! По установке агрегаты делятся на напольные, оконные, настенные и потолочные кондиционеры.

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.

Читайте также:  Куда ставить увлажнитель воздуха в комнате: советы экспертов по выбору оптимального места для установки прибора

Их нередко устанавливают в домах, где нужен особый микроклимат для каждого помещения – торговых центрах, банках, гостиницах. Промышленные кондиционеры подразделяются на следующие системы:

Мультизональные устройства. Эти узлы кондиционирования VRF и VRV включают в себя до 64 внутренних модулей и до трех наружных блоков. Суммарно они располагаются на коммуникациях длиной до 300 метров.

Для всякого внутреннего модуля допускается устанавливать отдельную температуру и обеспечить свой микроклимат в каждой комнате. Погрешность устанавливаемой температуры составляет всего 0,05 градуса.

«Чиллер-фанкойл». Устройства с этой системой отличаются тем, что внутри контура применяется не фреон, а вода или антифриз. Центральный холодильный аппарат называется «чиллером», а теплообменные элементы – «фанкойлами».

Преимущество такого агрегата в том, что расстояние между этими компонентами может быть любое, так как вода течет по обычным трубам.

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.

Неисправности кондиционеров

Сегодняшнее климатическое оборудование снабжено функцией оповещения о возможных поломках. Стоит лишь расшифровать диагностическую информацию.

Агрегат не включается

Это самая распространенная поломка у кондиционера и наверняка каждый пользователь с ней встречался. Эти проблемы происходят обычно из-за электрической части:

  • Устройство не подключено.
  • Неисправна командная микросхема.
  • Отсутствует связь между наружным и внутренним блоками.
  • Не работает пульт управления.
  • Сработал автомат защиты.
  • Ошибочная коммутация при подаче сигналов.

И наконец, устройство может производить сбой в силу банального износа деталей.

Отключение сплит-системы после непродолжительной работы

Такое явление происходит из-за перегрева компрессора, а также по причине поломки защитного реле. Нагревается установка по причине загрязнения радиатора на внешнем модуле.

В таких случаях следует произвести профилактическую чистку решетки. А также после заправки может нарушиться баланс в контурах радиатора и конденсатора.

Течь конденсата из внутреннего блока

В летнее время владельцы кондиционеров могут наблюдать переполнение емкостей с конденсатом. Причиной этого может быть обмерзание теплообменника, который следует утеплить. Если протекание появляется в стыках, то нужно подкрутить гайки. В случае забивания грязью дренажной трубки, ее также следует прочистить.

Кондиционер работает не на полную мощность

Такая неисправность случается в основном летом. Аппарат во время эксплуатации потребляет большое количество энергии, но не в состоянии обеспечить необходимый температурный режим. Причина здесь чаще всего кроется в загрязненных воздушных фильтрах.

ВНИМАНИЕ! Тонкие очистители, озонаторы, лампы ультрафиолетового света хотя и улучшают воздух, но при этом ощутимо влияют на стоимость агрегата.

Запахи

Если от устройства стал появляться неприятный душок, то для этого есть несколько причин. В случае горелого запаха нужно проверять проводку, причем делать это рекомендуется в сервисных центрах.

Когда зловонье отдает сыростью или плесенью, это значит, что внутри агрегата образовалась колония бактерий. Избавиться от него можно с помощью антигрибкового препарата.

Польза и вред от кондиционера

>Плюсы от устройства

Главным преимуществом климатизеров является то, что они создают в помещении подходящий для человека микроклимат. Это повышает, в свою очередь, производительность труда, улучшает настроение и самочувствие.

Следовательно, основным достоинством этого кондиционера является создание благоприятных условий для работы или отдыха. Основной задачей таких агрегатов является понижение температуры в жаркое время, и нагрев воздуха в холодный период.

К тому же установка кондиционеров в сервисных центрах или в интернет-залах позволяет миновать преждевременных поломок компьютерного оборудования из-за перегрева.

А также некоторые модели таких агрегатов способны выполнить еще несколько полезных функций:

  1. Очищение воздушного пространства от неприятных запахов. Например, часто оконные кондиционеры монтируют на кухне и в туалете.
  2. Увлажнение или осушение воздушной среды в помещении.

Минусы устройств

Однако при неправильном использовании кондиционера, от него может исходить определенный вред для здоровья человека:

  • Есть вероятность, что в этих устройствах размножаются вредные бактерии.
  • Климатическое оборудование благоприятствует распространению вирусов.
  • Кондиционеры, пропуская через себя воздух, убивают в нем полезные элементы.
  • Компрессоры создают шум во время работы.

На самом деле, в большинстве случаев, это относится к мифам, и такие утверждения не соответствуют действительности. Во избежание неприятных явлений, не нужно находиться под холодной струей воздушного потока.

Систематические чистки агрегата и его профилактический ремонт помогут избежать неправильной работы устройства. И если соблюдать эти элементарные правила, то кондиционер создаст в помещении приятный микроклимат, так необходимый человеку для приятного отдыха и плодотворной работы.

Устройство и принцип работы кондиционера

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации.

Перечень основных узлов и деталей, из которых состоит любой кондиционер:

  • печатная плата управления и индикации
  • датчики температуры (термисторы)
  • пульт дистанционного управления
  • фильтры
  • электродвигатели и крыльчатки вентиляторов
  • сервисные и 4-х-ходовые клапаны
  • контакторы и реле
  • термостаты
  • конденсаторы

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.

Наружный блок кондиционера состоит из следующих узлов:

  • Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Подробнее о компрессорах к кондиционерам можно ознакомиться в разделе Компрессоры.
  • Четырехходовой клапан — устанавливается в реверсивных (тепло – холод) кондиционерах. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.
  • Плата управления — как правило, устанавливается только на инверторных, мульти-сплит-системах и кондиционерах кассетного или канального типа. В обычных сплит-системах всю электронику размещают только во внутреннем блоке.
  • Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор. В слбомощных моделях имеет только одну скорость вращения. Такой кондиционер может стабильно работать в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса и мощности, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также во всех полупромышленных кондиционерах, вентилятор имеет 2 – 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку.
  • Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона. Продуваемый через конденсатор воздух, соответственно, нагревается.
  • Фильтр фреоновой системы — устанавливается 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 — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.
  • 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.

Принцип работы

В основе работы любого кондиционера лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Рассмотрим, как происходит этот процесс в сплит-системе:

Основными узлами любого кондиционера являются:

  • Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.
  • Конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).
  • Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).
  • ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление фреона перед испарителем.
  • Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Они используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:

  • В компрессор из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 – 5 атмосфер и температурой 10 – 20°С.
  • Компрессор сжимает фреон до давления 15 – 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 – 90°С и поступает в конденсатор.
  • Конденсатор обдувается воздухом, имеющим температуру ниже температуры фреона, в результате фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. При этом воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. На выходе из конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением, температура фреона на 10 – 20°С выше температуры атмосферного воздуха.
  • Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который в бытовых кондиционерах выполняется в виде капилляра (длинной тонкой медной трубки, свитой в спираль). В результате прохождения через капилляр давление фреона понижается до 3 – 5 атмосфер и фреон остывает, часть фреона может при этом испариться.
  • После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением и низкой температурой поступает в испаритель, который обдувается комнатным воздухом. В испарителе фреон полностью переходит в газообразное состояние, забирая у воздуха тепло, в результате воздух в комнате охлаждается. Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан (на схеме не показан), который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.

Читайте также:  Ремонт сплит-системы своими руками: типовые неисправности и их устранение

Отметим, что одна из наиболее серьезных проблем при работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. Тогда на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате происходит гидроудар и компрессор выходит из строя. Причин, по которым фреон может не успевать испариться, может быть несколько. Самые распространенные — загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и работа кондиционера при низких температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает переохлажденный фреон).

Решим любую задачу по ремонту и обслуживанию климатической техники в Москве и области.

Скидка при звонке с интернета – 5%. Назовите кодовое слово: “сервис”.

Схема кондиционера

Как и любое другое техническое устройство, кондиционер имеет принципиальную схему, на которой указаны все его составляющие, а также коммуникации – то есть соединения между ними.

Условно кондиционер можно разделить на две функциональные части:

  • холодильный контур
  • электрическая часть

Основную функцию – охлаждение, осуществляет холодильный контур, а вот всеми его компонентами управляет электрическая схема (электронная).

В данной статье мы рассмотрим схемы неинверторных кондиционеров.

Схема холодильного контура

Ниже размещена схема холодильного контура кондиционера.

Схема взята не из учебника, а из сервисной документации производителя, поэтому и обозначения приведены на английском языке.

Compressor – компрессор, “сердце кондиционера”. Компрессор сжимает хладагент и прокачивает его по контуру.

Heat exchanger – теплообменник,

  • outdoor unit – внешнего блока, то есть конденсатор, охлаждает сжатый фреон ниже температуры конденсации
  • indoor unit – внутреннего блока – испаритель, в нём рабочее вещество испаряется, опуская температуру

Expansion valve – расширительный вентиль

По-другому ТРВ – терморегулирующий вентиль. Обеспечивает подачу необходимого количества хладагента.

В простых кондиционерах его роль выполняет капиллярная трубка, без всякой регулировки, в инверторных системах – электронный расширительный вентиль.

2-Way valve – двухходовой вентиль, то есть обычная задвижка, с двумя положениями – открыто и закрыто

3-Way valve – трёхходовой клапан, в кондиционере это сервисный порт, к которому подключается шланг манометрического манометра для измерения давления или заправки.

4-Way valve – четырёхходовой клапан, обеспечивает реверс хладагента для работы кондиционера в режиме обогрева

Strainer – фильтр, на данной схеме это фильтр-осушитель, так как установлен перед ТРВ (и после, так как система может работать в режиме реверса и хладагент меняет направление движения).

Его задача не допустить попадание влаги в тонкий канал ТРВ – так как влага его закупорит, не давая пройти хладагенту.

Muffler – глушитель

Стрелками указано направление движения фреона по контуру:

  • сплошной стрелкой – в режиме охлаждения
  • пунктирной стрелкой – в режиме нагрева

Также в более сложных и совершенных кондиционерах устанавливают:

  • датчики давления
  • отделители жидкого хладагента
  • линии перепуска
  • системы инжекции (впрыска) в компрессор
  • маслоотделители

Схема мульти сплит системы

Мульти сплит система – это кондиционер имеющий один внешний блок и несколько внутренних

В этом случае добавляются ещё несколько внутренних блоков, а также:

Distributor – распределитель, который расщепляет поток хладагента и направляет его в несколько внутренних блоков.

В схеме также присутствуют элементы, которые используются не только в мульти системах:

Receiver tank – ресивер.

Ресивер имеет несколько предназначений – защита от гидроудара компрессора, слив фреона при ремонте и т.д.

В данном случае это линейный ресивер, который не допускает попадание газообразного фреона в ТРВ

Электрическая схема кондиционера

Схема электрических соединений внешнего блока сплит системы:

Terminal – клеммная колодка для подключения межблочного кабеля для соединения с внутренним блоком.

N – электрическая нейтраль

2 – подача питания на компрессор с платы управления внутреннего блока

3 – подача питания на двигатель вентилятора для работы на 1-ой скорости

4 – подача питания на двигатель вентилятора для работы на 2-ой скорости

5 – подача питания на привод четырёхходового клапана для переключения в режим обогрева

Компрессор

C – common – общий вывод обмоток компрессора

R – running рабочая обмотка компрессора

S – starting фазосдвигающая обмотка двигателя компрессора, стартовая

Internal overload protector – внутренняя защита от перегрузки

Compressor Capacitior – электрический конденсатор, в данном случае рабочий (бывают ещё и пусковые, в настоящее время в кондиционерах не используются)

Fan motor – двигатель, мотор вентилятора

Thermal protector – защита от перегрева, обычно ставится непосредственно на обмотки двигателя и при превышении температуры разрывает цепь.

Fan motor Capacitior – рабочий конденсатор двигателя вентилятора

SV – solenoid valve – электромагнитный клапан, приводящий в действие механизм четырёхходового клапана.

Схема внутреннего блока кондиционера:

Клеммная колодка

На клеммной колодке кроме межблочных соединений находятся и зажимы для подключения питания (питание может подводиться и наоборот – к внешнему блоку)

L, N – электрическая линия и нейтраль однофазного питания

Filter Board – плата фильтра, уменьшает уровень помех в сети питания

Control Board – плата управления – управляет всеми устройствами, получает данные со всех датчиков, выполняет терморегуляцию, выводит информацию для пользователя на дисплей, выполняет самодиагностику.

Main relay – главное реле – силовое реле, подающее напряжение на компрессор.

Display board – модуль индикации, может представлять из себя линейку светодиодов, которые показывают наличие питания, выбранный режим, код ошибки или дисплей, на котором выводится ещё и температура.

Thermistor – термистор, терморезистор, датчик температуры

Room temp. – датчик температуры воздуха в комнате

Pipe temp. – датчик температуры трубки теплообменника, испарителя

Датчики температуры ещё могут находиться в:

    • пульте управления – для поддержания температуры в точке нахождения пульта (например ,режим “I Feel”).
    • на входе, выходе и в средней точки испарителя

Step motor – шаговый двигатель,

Применяется для открывания жалюзийной решётки, шторки, закрывающей вентилятор

За один шаг его вал отклоняется на небольшой угол, таким образом получается очень точно контролировать положение вала.

Drain pump motor – дренажный насос, встроенный только у кассетных кондиционеров

Float switch – поплавковый датчик уровня конденсата, только для кассетных кондиционеров

Где взять схему моего кондиционера?

Схемы кондиционера могут отличаться для каждой конкретной модели – где-то могут быть детали, которых нет в приведённых схемах (например датчики или защитные приборы), или наоборот, некоторых деталей не будет.

Для каждой модели кондиционера производитель выпускает сервисную документацию (Service Manual) для ремонтников, обслуживающего и инженерного персонала. В ней находятся не только схемы, но и коды ошибок, способы устранения поломок.

Итак, для нахождения схемы кондиционера необходимо:

  • выписать точную модель оборудования
  • найти сервис мануал в разделе “Техническая документация”
  • можно воспользоваться поиском по сайту или в интернете
  • получить информацию у производителя, дистрибьютора

Но даже если вы не нашли информацию по необходимому оборудованию, можно воспользоваться другой из этой серии, либо вообще от другого производителя, т ак как схемные решения очень схожи.

Также можно создать тему на профессиональном форуме, коллеги обязательно помогут Вам!

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

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.

Читайте также:  Обзор сплит-системы Ballu BSLI 12HN1: достоинства и недостатки, отзывы, характеристики

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 ValveЗапорный клапан
Ambient temperature sensorДатчик температуры окружающей среды
Discharge temperature sensorДатчик температуры нагнетания
C-oil temperature sensorДатчик температуры теплообменника
Indoor heat exchangerТеплообменник внутреннего блока
Indoor unitВнутренний блок
Stop ValveЗапорный клапан
StrainerСетчатый фильтр
Electronic expansion valveЭлектронный расширительный клапан
Outdoor unitНаружный блок
Discharge pressure switchДатчик давления на выходе
4-Way ValveЧетырехходовой клапан
CompressorКомпрессор
AccumulatorСборник жидкости
Suction temperature sensorДатчик температуры на стороне всасывания
C-oil temperature sensorДатчик температуры теплообменника
Ambient temperature sensorДатчик температуры окружающей среды
Outdoor heat exchangerТеплообменник наружного блока
Defrost temperature sensorДатчик 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.

Кондиционер: описание принципа работы устройства

В современном мире кондиционеры используются повсюду: и в офисных зданиях, и на производстве, и в жилых помещениях. Ещё совсем недавно они были предметами роскоши, а сейчас без них практически невозможно представить жаркое лето.

Тем не менее многие всё ещё не знают, как устроен этот прибор и каков принцип его работы. С этим могут быть связаны ошибки в эксплуатации и выведение аппарата из строя.

Стандартный бытовой кондиционер состоит из двух основных частей: внешнего и внутреннего блока. Один из них находится снаружи помещения, а другой — внутри.

Наружный модуль. Эта часть вынесена из квартиры или офиса и обычно размещается на стене здания снаружи. Связана такая особенность конструкции и с необходимостью отвода воздуха в атмосферу (или забора из неё), и с тем, что наружный блок очень сильно шумит из-за расположенных в нём компрессора и вентилятора. Вот его основные составные части:

  1. 1. Компрессор — сжимает хладагент (чаще всего фреон) и заставляет его циркулировать между внешним и внутренним блоками.
  2. 2. Конденсатор — охлаждает фреон и конденсирует его. Следовательно, проходящий через него воздух нагревается.
  3. 3. Вентиляторы — обдувают внутренние части модуля, в особенности конденсатор. У самых слабых моделей имеет только одну скорость, из-за чего может работать с небольшим диапазоном наружных температур. Если же аппарат рассчитан на больший температурный диапазон, он будет иметь 2−3 скорости либо возможность их плавной регулировки. Такие кондиционеры имеют более высокую мощность и чаще всего относятся к классу полупромышленных.
  4. 4. Фильтр системы фреона — защищает конденсатор от попадания медной стружки и другой грязи, которая могла оказаться в системе во время некачественного монтажа. Однако, если внутренняя часть аппарата слишком сильно загрязнена, он не поможет.
  5. 5. Плата управления — бывает не во всех кондиционерах, а только в инверторных, кассетных или канальных и мульти-сплит-системах. Принцип работы всех остальных кондиционеров несколько иной — там вся электроника размещается во внутреннем блоке.
  6. 6. Четырёхходовой клапан — встречается только в реверсивных моделях, способных не только охлаждать воздух, но и обогревать его. Такой режим возможен только благодаря этой детали: при переключении на обогрев она запускает все процессы в обратном порядке, как бы меняя между собой внутренний и внешний блок.
  7. 7. Штуцерные соединения — позволяют соединить два блока при помощи труб из меди.
  8. 8. Защитная крышка — она закрывает клеммный разъём, к которому подключаются электрические провода, и (иногда) штуцерные соединения. В некоторых моделях последние остаются снаружи.
  9. 9. Внешний корпус устройства.

Этот блок устройства получает переданный с улицы холодный воздух и распределяет его по помещению.

В его состав входят:

  1. 1. Передняя панель — это решётка из пластика, через которую воздух всасывается внутрь устройства. При необходимости, например, чтобы почистить кондиционер, её можно легко снять.
  2. 2. Испаритель — в этом элементе происходит нагрев хладагента и его испарение. При этом воздух, проходящий через него, охлаждается.
  3. 3. Фильтр грубой очистки — электростатическая сетка, которая задерживает крупные частицы грязи, шерсть домашних любимцев и пыль. Чтобы устройство нормально работало, нужно чистить его не реже чем раз в две недели.
  4. 4. Дисплей, или индикаторная панель, — несколько установленных на передней части аппарата светодиодов с подписями, которые указывают на режим работы и могут сигнализировать о неполадках.
  5. 5. Горизонтальные жалюзи — при помощи них регулируется направление потока воздуха вверх-вниз. Можно либо выставить их положение вручную, либо задать одну из автоматических опций, и тогда воздух будет равномерно распределяться по комнате.
  6. 6. Вертикальные жалюзи — соответственно, регулируют направление воздуха вправо или влево.
  7. 7. Фильтр тонкой очистки — способен отсеивать мелкие частицы грязи. Бывает разных типов, например, электростатический, который задерживает пыль, или угольный, избавляющий от неприятных запахов. Не оказывает никакого влияния на общую работу кондиционера, а лишь создаёт дополнительный комфорт для владельца.
  8. 8. Вентилятор — оснащён турбиной и обычно имеет несколько скоростей. Обеспечивает охлаждение испарителя.
  9. 9. Поддон для конденсата — находится под испарителем и собирает капли воды, образующиеся под холодной деталью. После этого вода поступает наружу через дренажный шланг.
  10. 10. Плата управления — главная часть устройства, его «мозг». На ней находится блок электроники, в котором расположен центральный микропроцессор.
  11. 11. Штуцерные соединения — через них внутренний блок соединяется с наружным при помощи медных труб.

Чаще всего разные модели кондиционеров, даже те, что выглядят совсем по-разному снаружи, имеют практически одинаковое внутреннее устройство. Отличаются лишь мелкие детали и количество дополнительных опций.

Главные компоненты в составе кондиционера — это испаритель, компрессор, конденсатор, а также терморегулирующий вентиль, который снижает давление хладагента перед его входом в испаритель, и вентиляторы.

Первые четыре элемента составляют холодильный контур, по которому проходит фреон, смешанный с небольшой долей компрессорного масла. Во время работы устройства постоянно повторяется следующий процесс:

  1. 1. Фреон поступает из испарителя в компрессор. В этот момент он имеет низкое давление, температуру в 10−20 градусов Цельсия и находится в газообразном состоянии.
  2. 2. Компрессор сжимает хладагент с 3−5 атмосфер изначально до 15−25. В результате этого процесса фреон нагревается до температур в 70−90 градусов, после чего отправляется в конденсатор.
  3. 3. Вентиляторы обдувают конденсатор воздухом, имеющим температуру гораздо ниже той, до которой нагрелся фреон. Это заставляет газ остыть и конденсироваться, перейдя из газообразного состояния в жидкое. При этом процессе выделяется тепло, которое передаётся воздуху, поэтому выходящие из этого отсека потоки ветра горячие. Выходит из этого отсека фреон в виде жидкости под высоким давлением, а его температура находится на отметке в 10−20 градусов выше окружающей среды.
  4. 4. Тёплый фреон проходит сквозь терморегулирующий вентиль. В кондиционерах бытового типа эта часть выполнена в форме тонкой спиральной трубки, сделанной из меди. При этом давление жидкости падает до изначального, хладагент остывает и может частично испариться.
  5. 5. После этого этапа получается смесь газа и жидкости, имеющая низкое давление и температуру. Она отправляется в испаритель, обдуваемый снаружи воздухом комнатной температуры. Под действием высокой температуры хладагент окончательно переходит в жидкое состояние, забирая у воздуха тепло и тем самым охлаждая его. Потом фреон, вернувшийся к изначальным параметрам, опять поступает из испарителя в компрессор, и весь цикл повторяется вновь.

Это описание кондиционера, работающего в режиме охлаждения, но процесс нагрева принципиально ничем не отличается. В систему устанавливается четырёхходовой клапан, разворачивающий движение фреона, и он нагревает воздух в квартире за счёт тепла, поглощённого из окружающей среды. Это возможно лишь при тёплой погоде за окном.

Ссылка на основную публикацию