Виды, устройство и неисправности кондиционеров

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

План

Введение

1. История

2. Виды

3. Разновидности исполнения

4. Устройство кондиционера

5. Принцип работы

6. Неисправности

Введение

Устройство кондиционера в «оконной» компоновке

Кондиционер — это устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) — повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

1. История

Современное понятие «кондиционер» (air conditioner, от англ. air — воздух и condition — состояние) как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух ещё в 1815 году. Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер (Willis Carrier) собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, сильно ухудшавшей качество печати. «Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric ещё в 1929 году. Впервые попытались кондиционировать воздух в Персии тысячи лет назад. Охлаждение воздуха в персидских устройствах происходило по принципу охлаждения воды при испарении. Типичный кондиционер тех дней представлял собой специальную шахту, улавливающую дуновение ветра, в которой размещались пористые сосуды с водой или протекала вода из источника. После охлаждения и насыщения влагой в шахте воздух поступал в помещение. Эффективный для жаркого и сухого климата, такой кондиционер оказался бы бесполезным в условиях высокой относительной влажности воздуха.

В Индии попытка противостоять жаркому летнему климату привела практически к созданию вечного двигателя. Установив вместо входной двери в помещение каркас, обвитый кокосовой пальмой — татти, индусы поместили над ним ёмкость, которая медленно заполнялась водой за счет капиллярного эффекта татти. Когда уровень воды достигал определённого значения, ёмкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Этот процесс повторялся многократно.

Уиллис Кэрриер (Willis Haviland Carrier)

Мало кто знает, что слово кондиционер впервые было произнесено вслух еще в 1815 году. Именно тогда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод. Однако, практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой. Однако, начиная с 1931 года, когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры, далекие потомки которых успешно работают и в наши дни. Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам. В дальнейшем именно они определили лицо современной индустрии климата. Так в 1958 году японская компания Daikin предложила первый тепловой насос, тем самым научив кондиционеры подавать в помещение не только холод, но и тепло. А ещё через три года произошло событие, в значительной мере предопределившее дальнейшее развитие бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Это начало массового выпуска сплит-систем. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделённый на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера — компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях, оборудованных сплит-системами, намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Уровень шума уменьшен на порядок. Второй огромный плюс — это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте. Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок — кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна — различные типы внутренних блоков позволяют создавать оптимальное распределение охлаждённого воздуха в помещениях определённой формы и назначения. А в 1968 году на рынке появился кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до девяти внутренних блоков различных типов. Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В 1981 году компания Toshiba предложила первую сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а уже в 1998 году инверторы заняли 95% японского рынка. Ну и, наконец, последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров — VRV — системы были предложены в 1982 году компанией Daikin.

2. Виды

Центральные кондиционеры — это промышленные агрегаты, которые применяются для обработки воздуха в крупных коммерческих и административных зданиях, плавательных бассейнах, промышленных предприятиях и других. Центральный кондиционер является неавтономным, то есть для работы ему необходим внешний источник холода: вода от чиллера, фреон от внешнего компрессорно-конденсаторного блока или горячая вода от системы центрального отопления, бойлера. Основными целевыми функциями данных систем являются: комфортная вентиляция с рекуперацией тепла, нагревом и охлаждением; вентиляция и осушение в помещениях плавательных бассейнов; промышленная вентиляция с рекуперацией и без рекуперации тепла. Обработанный центральными кондиционерами воздух по сети воздуховодов распределяется по всему помещению.

В зависимости от области применения все кондиционеры принято делить на три группы:

· Бытовые кондиционеры (RAC — Room Air Conditions).

· Коммерческие кондиционеры (PAC — Packages Air Conditions).

· Системы промышленной вентиляции и кондиционирования воздуха (Unitary).

Группа

Бытовые кондиционеры

Коммерческие кондиционеры

Промышленные системы

Типы кондиционеров

Сплит-системы:

· Сплит-системы настенного типа

· «Фиксированные» мульти сплит-системы настенного типа

Моноблочные:

· Мобильные кондиционеры

· Оконные кондиционеры

Сплит-системы:

· Канальные кондиционеры

· Кассетные кондиционеры

· Потолочные кондиционеры

· Колонные кондиционеры

· «Наборные» мульти сплит-системы со всеми типами внутренних блоков

· Мультизональные VRV и VRF системы

· Системы чиллер — фанкойл

· Центральные кондиционеры

· Крышные кондиционеры (rooftop)

· Шкафные кондиционеры

· Прецизионные кондиционеры

Мощность охлаждения

от 1,5−2 до 8 кВт

от 5 до 30 кВт

от 5−10 до 200−5000 кВт

Область применения

Отдельные комнаты в квартирах, офисах и коттеджах, а также другие жилые и общественные помещения площадью от 10 до 100 мІ.

Квартиры, офисы, коттеджи, торговые залы и другие помещения бытового, общественного и производственного назначения площадью от 50 до 300 мІ.

Жилые и административные здания, торговые залы и спортивные комплексы площадью свыше 300 мІ., а также производственные и специализированные помещения.

Отличительные особенности

Производители бытовых кондиционеров основное внимание уделяют разработке привлекательного дизайна внутреннего блока кондиционера и снижению его уровня шума, а также добавлению максимального количества дополнительных функций, основной из которых является очистка воздуха. Ресурс кондиционеров составляет 7−12 лет, однако многие покупатели меняют их раньше из-за морального устаревания оборудования и появления моделей с новыми дополнительными функциями.

Коммерческие (полупромышленные) кондиционеры занимают промежуточное положение между бытовыми и промышленными системами. Они могут иметь некоторые дополнительные функции для привлечения покупателей, при этом ресурс и надежность полупромышленного оборудования существенно выше, чем бытового.

Задачей промышленных систем является бесперебойное выполнение своих основных функций — охлаждения (обогрева) и вентиляции. Наиболее важными параметрами таких систем являются стоимость и сложность эксплуатации, энергоэффективность и удельная цена оборудования (в расчете на 1 кВт мощности охлаждения). Ресурс промышленных систем — не менее 20−30 лет при круглогодичной эксплуатации.

Диапазон цен

от 10 тыс. руб.

до 150 тыс. руб.

от 35 тыс. руб.

до 500 тыс. руб.

свыше 150 тыс. руб.

Здесь и далее под кондиционером мы будем понимать бытовой или коммерческий кондиционер, а промышленные системы рассмотрим

Виды кондиционеров: моноблочные, сплит-системы и мультисплит-системы

По конструктивному исполнению все кондиционеры делятся на два вида: «моноблочные», состоящие из одного блока и «сплит-системы» (от английского слова «split» — «разделять»), состоящие из нескольких блоков. Если сплит система состоит из трех или более блоков, то она называется «мульти сплит-система»:

Моноблочные кондиционеры — состоящие из одного блока (оконные, мобильные и крышные кондиционеры). В таких кондиционерах все элементы размещаются в едином корпусе, что позволяет упростить конструкцию кондиционера и снизить его стоимость.

Сплит-системы — состоящие из двух блоков (настенные, канальные, кассетные и другие типы кондиционеров). Кондиционер типа сплит-система разделен на два блока — наружный и внутренний, которые соединены между собой электрическим кабелем и медными трубами, по которым циркулирует фреон. Благодаря такой конструкции наиболее шумная и громоздкая часть кондиционера, содержащая компрессор, вынесена наружу. Внутренний блок можно разместить практически в любом удобном месте квартиры или офиса.

Все современные сплит-системы снабжены пультом дистанционного управления с жидкокристаллическим дисплеем. С его помощью можно задавать желаемую температуру с точностью до 1 градуса, устанавливать таймер для автоматического включения и выключения кондиционера в заданное время, регулировать направление воздушного потока и многое другое.

Еще одним преимуществом сплит-систем является большой выбор различных типов внутренних блоков. Среди них выделяют следующие модификации: настенный, канальный, потолочный, колонный и кассетный кондиционер. При этом бытовые сплит-системы бывают только настенного типа, все остальные кондиционеры — полупромышленные. Заметим, что применительно к сплит-системам названия «кондиционер» и «сплит-система» являются синонимами, то есть можно говорить «канальный кондиционер», или «канальная сплит-система», или «кондиционер канального типа».

Мультисплит-системы являются разновидностью сплит-систем. Их отличие в том, что к одному внешнему блоку подключается не один, а несколько внутренних блоков — обычно от 2 до 4−5 штук (каждый внутренний блок управляется индивидуальным пультом управления). При этом внутренние блоки могут быть не только разной мощности (обычно от 2 до 5 кВт), но и разных типов. Такое конструктивное решение позволяет экономить место на наружной стене здания и не так сильно портить внешний вид наружными блоками. При этом, вопреки распространенному мнению, замена нескольких сплит-систем на одну мультисплит-систему не приводит к выигрышу в цене, поскольку стоимость оборудования примерно такая же, а трудоемкость и стоимость монтажа в 1,5 — 2 раза выше из-за более длинных коммуникаций. Кроме этого, при выходе из строя внешнего блока мульти сплит-системы перестают работать все внутренние блоки. Поэтому мультисплит-системы обычно используют только при невозможности размещения нескольких внешних блоков на наружной стене здания.

Мультисплит-системы принято делить на «фиксированные» и «наборные». «Фиксированные» мульти сплит-системы продаются готовыми комплектами, в которые помимо одного наружного блока входит определенное количество внутренних. Изменять количество или типы внутренних блоков нельзя. Такие системы относятся к бытовому оборудованию и обычно имеют 2 или 3 внутренних блока. В «наборных» мульти-сплит системах к одному внешнему блоку из широкого модельного ряда подбирается несколько внутренних, обычно до 4−5 штук. При этом ограничено только максимальное количество блоков и их суммарная мощность. Внутренние блоки могут быть разных типов. Такие мульти сплит-системы относятся к полупромышленному оборудованию. Если же количество внутренних блоков превышает 5−6 штук, то это уже промышленная мультизональная система.

Сплит-системы

Настенный кондиционер (сплит-система)

Наименьшая цена среди сплит-систем, широкий ассортимент

Ограниченная мощность (до 7 кВт). Ограничения по месту установки.

Самый распространенный и наиболее доступный по цене (от 10 000 рублей) — настенный кондиционер или сплит-система настенного типа. Иногда его еще называют бытовой, домашний или комнатный кондиционер, поскольку в домах и квартирах чаще всего применяются именно они. Настенный кондиционер можно установить в любом небольшом помещении — офисе, квартире, магазине. Их мощность (2−7 кВт) позволяет охлаждать от 15 до 70 мІ. Внутренний блок бытовых кондиционеров обычно устанавливают в верхней части стены, недалеко от окна, а наружный — под окном. Такое размещение позволяет сократить расстояние между блоками и длину межблочных коммуникаций, которая обычно не превышает 5−7 метров. Заметим, что бытовые настенные кондиционеры не могут подавать в помещение свежий воздух, для этого необходима отдельная система вентиляции.

Помимо бытовых настенных кондиционеров некоторые производители выпускают полупромышленные настенные кондиционеры, имеющие мощность от 4 до 10 кВт. Внешне они похожи на бытовые сплит-системы, однако по всем параметрам (ресурсу, надежности, максимальной длине трассы и другим) они являются полупромышленным оборудованием и, как правило, используются в помещениях специализированного назначения (серверные, компьютерные залы и т. п.).

Канальный кондиционер

Скрытая установка, возможность подачи свежего воздуха. Может обслуживать несколько помещений.

Требуется подвесной потолок и система воздуховодов.

Канальные кондиционеры (канальные сплит-системы), которые иногда не совсем правильно называют центральными кондиционерами, устанавливаются за подвесным или подшивным потолком, который полностью скрывает внутренний блок кондиционера. Распределение охлажденного воздуха осуществляется по системе теплоизолированных воздуховодов, которые также размещаются в межпотолочном пространстве. Благодаря такой конструкции канальные кондиционеры могут охлаждать сразу несколько помещений. Типичная мощность кондиционеров канального типа составляет 12−25 кВт, что достаточно для охлаждения небольшого офиса, коттеджа или 4−5 комнатной квартиры. Особенностью канальных сплит-систем является возможность подачи свежего воздуха в объемах, необходимых для полноценной вентиляции кондиционируемых помещений.

Таким образом, использование одного кондиционера канального типа позволяет решить задачи как вентиляции, так и кондиционирования целого офиса, квартиры или коттеджа. Нужно только позаботиться о правильном расчете воздухообмена, подборе кондиционера по мощности охлаждения и статическому давлению, предусмотреть установку электрического или водяного калорифера для подогрева наружного воздуха в зимнее время.

Недостатком канального кондиционера является сложность раздельного регулирования температуры в разных помещениях. Для этих целей в воздуховоды необходимо устанавливать клапаны с электроприводами, а во все помещения, где требуется автономная регулировка температуры — термостаты. Если же во всех помещениях планируется поддерживать одинаковую температуру, то этот недостаток не является существенным.

Кассетный кондиционер

Скрытая установка, возможность охлаждения больших помещений.

Требуется подвесной потолок.

Для установки кассетного кондиционера (кассетной сплит-системы), также как и для канального кондиционера, необходим подвесной потолок. Однако в отличие от канальных сплит-систем, кондиционеры кассетного типа распределяют охлажденный воздух через нижнюю часть блока. Нижняя часть кассетной сплит-системы имеет размер стандартной потолочной плитки — 600 Ч 600 мм, а при большой мощности вдвое больше — 1200 Ч 600 мм и закрывается декоративной решеткой с распределительными жалюзи. Основное достоинство кассетных кондиционеров — незаметность, поскольку видна только декоративная решетка. Еще одно его преимущество — равномерное распределение воздушного потока по четырем направлениям, что позволяет использовать всего один кондиционер кассетного типа для охлаждения большого помещения (при использовании настенных сплит-систем для достижения аналогичного эффекта пришлось бы использовать 2−3 кондиционера меньшей мощности).

Напольно-потолочный кондиционер

Возможность установки как на потолке, так и внизу стены. Не нужен подвесной потолок.

Не предназначен для скрытой установки.

Если в помещении нет подвесного потолка, то альтернативой кассетному кондиционеру может стать напольно-потолочный кондиционер или просто потолочный кондиционер. Эти кондиционеры отличаются небольшой глубиной — 18−25 сантиметров. Устанавливаются они, как следует из названия, либо внизу стены, либо на потолке. При этом поток воздуха в первом случае направляется вверх, во втором — горизонтально вдоль потолка. Такая конструкция позволяет равномернее распределять охлажденный воздух по помещению и избегать попадания прямого потока на людей. Существуют модели потолочных кондиционеров распределяющие охлажденный воздух сразу по четырем направлениям, причем сила потока регулируется отдельно по каждому из направлений. Такой кондиционер может успешно применяться для охлаждения помещений сложной формы, не имеющих подвесного потолка.

Колонный кондиционер

Большая мощность. Не нужен подвесной потолок.

Требует большой площади для размещения, ухудшает дизайн.

Колонный кондиционер (не путайте с промышленными шкафными кондиционерами) используется там, где требуется большая холодопроизводительность и нет жестких требований к дизайну помещения. Эти кондиционеры по габаритам напоминают холодильник, имеют большой вес и устанавливаются на полу. Колонные кондиционеры требуют сравнительно большой площади для своего размещения, поскольку создают сильный поток охлажденного воздуха, который не позволяют находиться в непосредственной близости от кондиционера.

Моноблочные кондиционеры

Мобильные кондиционеры

Не требует специального монтажа

Повышенный уровень шума, высокая цена

Мобильный кондиционер (называемый также «напольный кондиционер») — единственный тип кондиционера, который пользователь может установить самостоятельно. Для установки такого кондиционера достаточно вывести в форточку или приоткрытое окно гибкий шланг (воздуховод), по которому из кондиционера отводится горячий воздух. Учитывая, что шланг мобильного кондиционера небольшой длины (около 1 метра), при работе кондиционер должен находиться рядом с окном. Удлинять шланг не рекомендуется, так как это может нарушить тепловой режим холодильного контура. Недостатками мобильных кондиционеров являются высокий шум от компрессора, ограниченная мощность и высокая цена, сравнимая со стоимостью сплит-системы.

В некоторых моделях мобильных кондиционеров предусмотрено два воздуховода: через первый в кондиционер поступает уличный воздух, а через второй — удаляется. Это позволяет охлаждать нагревающийся радиатор (конденсатор) без использования воздуха, находящегося внутри помещения (о том, какие радиаторы есть в кондиционере и зачем они нужны, рассказывается в разделе Принцип работы кондиционера). Поясним, чем такое решение лучше традиционного варианта с одним воздуховодом. Если воздуховода для забора воздуха с улицы нет, то воздух, который отводится по единственному воздуховоду наружу, забирается из помещения. То есть охлажденный воздух выводится из помещения, а на его место через двери и щели в окнах поступает теплый воздух — это заметно снижает эффективность работы кондиционера. Для решения этой проблемы и был создан мобильный кондиционер с двумя воздуховодами, имеющий более высокую эффективность охлаждения.

При мощности свыше 3−4 кВт охлаждать конденсатор даже через два воздуховода нецелесообразно, так как поток воздуха через них становится слишком большим. В таких моделях конденсатор делают в виде отдельного блока с вентилятором. Этот блок вывешивается за окно и подсоединяется к внутреннему блоку с помощью быстроразъемных соединений (защелок). Такой кондиционер называют мобильной сплит-системой, поскольку он состоит из двух блоков — внутреннего и наружного. Однако, в отличие от традиционной сплит-системы, кондиционер такого типа сохраняет достоинства и недостатки своих мобильных собратьев: установку кондиционера может произвести неподготовленный пользователь, но шумный компрессор по-прежнему расположен во внутреннем блоке.

Некоторые современные модели мобильных кондиционеров оснащают пультом дистанционного управления. Также они могут иметь функцию автоматического удаления конденсата. В процессе работы кондиционера на его теплообменнике конденсируется влага, которая стекает в специальный бак. Нагреваясь от компрессора, эта вода испаряется и удаляется вместе с горячим воздухом наружу, но, если влажность воздуха будет высокой, то даже в таких моделях воду из бака придется периодически выливать.

Учитывая недостатки мобильных кондиционеров, использовать их рекомендуется только там, где нет возможности установить сплит-систему: на даче, в арендуемой квартире и т. п.

Оконные кондиционеры

Самая низкая цена, простой монтаж

Повышенный шум, устанавливается в оконном проеме.

Когда-то это был наиболее распространенный тип кондиционеров, однако в настоящее время, в связи со снижением спроса, лишь немногие производители предлагают подобные модели. Для установки оконного кондиционера необходимо вырезать прямоугольное отверстие в оконном стекле или тонкой стене. Кондиционер устанавливается таким образом, чтобы большая его часть находилась снаружи помещения. В этой части корпуса расположены вентиляционные решетки, через которые удаляется нагретый воздух. Внутри же остается только небольшая часть моноблока с декоративной передней панелью, через которую охлажденный воздух поступает в помещение. Типовая мощность оконных кондиционеров — от 1,5 до 6 кВт. Наиболее простые из них могут только охлаждать воздух, более дорогие — имеют режим нагрева и пульт дистанционного управления.

Основным недостатком оконного кондиционера считается высокий уровень шума, создаваемый компрессором, а достоинствами — невысокая цена (от 5 000 рублей) и простота установки. Низкая популярность оконных кондиционеров объясняется тем, что при их монтаже нарушается теплоизоляция помещения (зимой холодный воздух будет проникать внутрь через корпус кондиционера). Однако в регионах с теплым климатом этот недостаток не является критичным, поэтому на юге России оконные кондиционеры занимают заметную долю рынка.

Прецизионные кондиционеры - В основном такой кондиционер применяется в помещениях, требующие поддержания заданных параметров с высокой надёжностью и точностью, такие как медицинские учреждения, производственные помещения, лаборатории, посты управления, узлы связи, залы электронных вычислительных машин, диспетчерские пункты и другие помещения. Представляет собой моноблок, который содержит вентагрегат, фильтр, холодильную машину с фреоновым воздухоохладителем, водяной воздухонагреватель и электрокалорифер. Применяется кондиционер как в системах с рециркуляцией воздуха, так и в системах со 100% приточным воздухом.

Автономные системы кондиционирования воздуха снабжаются извне только электрической энергией, например, шкафные кондиционеры и тому подобное. Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины, работающие на фреоне-R22, R134A, R407C. Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных машин, а в переходное или зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или методом реверсирования работы холодильной машины, по циклу так называемого «теплового насоса».

Большинство бытовых кондиционеров не могут работать при отрицательных наружных температурах, особенно в режиме подогрева, поэтому в средних широтах использовать их вместо обычных систем отопления можно только в переходный период. Кондиционеры, адаптированные к работе и при отрицательных температурах, называются всесезонными (или — кондиционерами с всесезонным блоком).

Для охлаждения небольших объёмов (например, внутренних полостей какого-либо оборудования, процессоров ПК) иногда используют кондиционеры, основанные на элементах Пельтье. Такие кондиционеры бесшумны, легки, не имеют движущихся деталей, надёжны и компактны. Но имеют очень ограниченную холодопроизводительность, дороги и менее экономичны.

Кондиционер воздуха, работающий на наружном воздухе, называется приточным; на внутреннем воздухе — рециркуляционным; на смеси наружного и внутреннего воздуха — кондиционером с рециркуляцией.

3. Разновидности исполнения

Наружные блоки сплит-систем. Яузский бульвар — жилой дом

Мобильные — кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера

Оконные — состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки — высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества — дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.

Сплит-системы (англ. split — расщепление) — состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой трассой фреонопровода (обычно используются медные трубки). Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок — испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие.

Мобильные — кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера

Оконные — состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и проч. Недостатки — высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества — дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и как следствие нет утечки фреона, максимально возможный КПД, длительный срок службы.

Сплит-системы (англ. split — расщепление) — состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой трассой фреонопровода (обычно используются медные трубки). Наружный блок содержит (подобно холодильнику) — компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок — испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и др.

Мультисплит-системы — состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой трассой фреонопровода. Как и обычные сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Системы с изменяемым расходом хладагента (VRF, VRV и т. д.) состоят из одного наружного блока (при необходимости увеличения общей мощности могут использоваться комбинации наружных блоков) и из некоторого количества внутренних блоков. Особенность систем состоит в том, что наружный блок меняет свою холодопроизводительность (мощность) в зависимости от потребностей внутренних блоков по данной мощности.

Мультисплит-системы — состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой трассой фреонопровода. Как и обычные сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Системы с изменяемым расходом хладагента (VRF, VRV и так далее) состоят из одного наружного блока (при необходимости увеличения общей мощности могут использоваться комбинации наружных блоков) и из некоторого количества внутренних блоков. Особенность систем состоит в том, что наружный блок меняет свою холодопроизводительность (мощность) в зависимости от потребностей внутренних блоков по данной мощности.

4. Устройство кондиционера

1 — конденсатор

2 — терморегулирующий вентиль

3 — испаритель

4 — компрессор

Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и любой холодильной машины) являются:

· Компрессор — сжимает рабочую среду — хладагент (как правило — 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). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия.

· Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение). Также в основном изготавливается из меди и алюминия.

· (Терморегулирующий вентиль) — трубопроводный дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем.

· Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

В этой статье мы попробуем в доступной форме описать устройство кондиционера. Из школьного курса физики, мы помним, что при испарении, влага забирает тепло, а при конденсации, отдает. Простейший пример, стоит пролить на руку немного спирта или одеколона, как руке сразу станет холодно. Это происходит из-за быстрого испарения жидкости. Обратный процесс почувствовать сложнее, потому что влага, например над кипящей кастрюлей, не только конденсируется на руке, но и тут же испаряется. Именно на этом принципе и базируется устройство кондиционера. Во внутреннем блоке происходит кипение и испарение хладагента (фреон — газ, кипящий при комнатной температуре и атмосферном давлении). Фреон забирает тепло у теплообменника внутреннего блока, который еще называется испаритель. Воздух, прогоняемый вентилятором через испаритель, отдает свое тепло и выходит из блока охлажденным. Куда же девается забранное у воздуха тепло?

Во внешнем блоке, который находится на улице, происходит обратный процесс. Под давлением, создаваемым компрессором, хладагент конденсируется в теплообменнике внешнего блока, который называется конденсатор. Размеры и характеристики испарителя и конденсатора подбираются таким образом, чтобы весь фреон в них успевал полностью превратиться в жидкость или газ. Вообще все устройство кондиционера рассчитано под конкретную мощность и в сплит-системах разной мощности практически не бывает одинаковых деталей.

· Работа кондиционера на холод

· Работа кондиционера на тепло

Компрессор представляет собой насос высокого давления для газа. Компрессор создает как раз такое давление, чтобы при нормальных температурах весь хладагент успевал сконденсироваться во внешнем блоке. Далее хладагент проходит через дросселирующее устройство. В бытовых кондиционерах это капиллярная трубка. Именно такую трубку можно увидеть под теплообменником на задней стенке старого холодильника. Кстати холодильник устроен точно так же, как и кондиционер.

В капиллярной трубке давление падает и хладагент начинает кипеть. Но так как все трубы холодильного контура надежно утеплены, существенной потери производительности кондиционера не происходит. Основной теплообмен совершается при попадании кипящего хладагента в испаритель, обдуваемый теплым воздухом. Интенсивность кипения повышается лавинообразно и так же быстро понижается температура теплообменника.

Поэтому устройство кондиционера представляет собой следующее. Внешний блок — это металлический ящик с вентилятором и соответствующими отверстиями, в котором находится компрессор, капиллярная трубка, вентилятор внешнего блока, а также конденсатор. Еще во внешнем блоке «теплого» кондиционера размещается четырехходовый клапан, который позволяет обернуть процесс вспять и заставить кондиционер обогревать воздух не снаружи, а внутри. Также во внешнем блоке инверторного кондиционера размещается плата управления компрессора. В последнее время получили распространение сплит-системы с генератором кислорода. В этом случае рядом с компрессором размещается мембрана и вакуумный насос кислородного генератора.

Внутренние блоки кондиционеров бывают в разных форм-факторах. Самые распространенные — настенные «мыльницы». Также бывают кассетные, канальные, напольные, подпотолочные, колонные, угловые и т. д. И как бы причудливо не выглядел внутренний блок сплит-системы, он содержит испаритель и вентилятор. Также во внутреннем блоке размещается соответствующая электроника.

Вентилятор применяется диагональный и представляет собой полый цилиндр, стенки которого составлены из крыльчатки. Воздух проходит сквозь вентилятор и через диффузор выбрасывается в комнату. Такие вентиляторы при небольших размерах и низком уровне шума позволяют продувать через себя довольно большое количество воздуха. Но есть один минус такого устройства: диагональные вентиляторы не способны преодолевать сколько-нибудь значительное сопротивление воздушному потоку. Поэтому если установить во внутреннем блоке плотный фильтр, задерживающий очень мелкие загрязнения, воздух просто не будет проходить сквозь него.

Испаритель как бы огибает вентилятор. Забор воздуха происходит как с лицевой части настенного блока, так и сверху. При охлаждении воздух происходит конденсация влаги из него. Если не отводить конденсат, из внутреннего блока польется вода. Для отвода конденсата под нижними частями испарителя установлены ванночки, из которых вода стекает в дренажную трубку. Чаще всего дренажная трубка выводится на улицу, куда конденсат сливается самотеком. Скорость конденсации воздуха зависит как от мощности кондиционера, так и от влажности в помещении.

Устройство кондиционера не заканчивается на внутреннем и внешнем блоке. Сплит-система не может работать без соединительных коммуникаций. Это две медные трубы для жидкости и газа в теплоизоляции, кабели связи и питания. Обычно все коммуникации при монтаже скрепляются монтажным скотчем в жгут, куда также входит и дренажная трубка. Такой жгут имеет диаметр 4−5 см и может быть уложен в пластиковый короб или замурован в стену.

Основными узлами любого кондиционера являются:

У современного кондиционера имеется электронный блок, который управляет работой в зависимости от выбранного режима. Все современные модели имеют пульт дистанционного управления, позволяющий задавать параметры.

Наружный блок кондиционера

Наружный блок кондиционера состоит из следующих основных узлов:

1. Вентилятор, создающий поток воздуха для обдува конденсатора.

2. Конденсатор — это радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона, воздух проходящий мимо конденсатора нагревается и уходит в окружающую среду.

3. Компрессор, осуществляющий сжатие хладагента и поддержание его движения по холодильному контуру.

4. Плата управления устанавливается, как правило, в инверторных кондиционерах. В неинверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке.

5. Четырехходовой клапан устанавливается в моделях с функцией подогрева. В режиме обогрева этот клапан изменяет направление движения фреона, при этом внутренний и наружный блоки как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный на охлаждение.

6. Штуцерные соединения (на рисунке не видны) для подключения медных труб, соединяющих наружный и внутренний блоки.

7. Фильтр фреоновой системы устанавливается перед входом компрессора и защищает его от частиц грязи, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера.

8. Защитная крышка, которая закрывает штуцерные соединения и электрические разъемы.

Внутренний блок кондиционера

Внутренний блок состоит из следующих основных узлов:

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

2. Фильтр грубой очистки, представляющий пластиковую сетку. Он предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных, тополиного пуха и т. п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.

3. Система фильтров состоит из различных фильтров тонкой очистки среди которых обычно бывают: угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль), антибактериальные и т. п.

4. Вентилятор, предназначенный для циркуляции очищенного и охлажденного либо подогретого воздуха в помещении.

5. Испаритель — это радиатор (теплообменник), в котором происходит нагрев холодного хладагента и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.

6. Горизонтальные жалюзи, предназначены для регулировки направление воздушного потока по вертикали. Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления. Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.

7. Индикаторная панель состоит из индикаторов (светодиодов), показывающих, в каком режиме работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.

8. Вертикальные жалюзи, которые регулируют направление воздушного потока по горизонтали.

9. Плата управления (на рисунке не показана), на которой размещен блок электроники с центральным микропроцессором.

10. Штуцерные соединения (на рисунке не показаны), расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Устройство кондиционера делает его сложным агрегатом, который весьма капризно ведет себя при некачественном монтаже. После соединения всех коммуникаций из них необходимо откачать весь воздух, для того, чтобы в контуре не осталось кислорода и влаги, которые заставляют детали компрессора ржаветь и медленно убивают его. Также при наличии влаги в контуре кондиционер иногда начинает обмораживать испаритель.

Поэтому грамотно установить кондиционер смогут только специалисты, обладающие необходимыми инструментами и навыками. А некачественный монтаж способен загубить даже самую дорогую и надежную технику. Гарантийные условия распространяются только на правильно смонтированную технику, поэтому доверять монтаж следует компаниям, которые не только помогут с выбором, но и доставят, установят и в случае поломки сами ее устранят.

5. Принцип работы

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными (в последнее время иногда и алюминиевыми) трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент. (Традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается.)

В процессе работы кондиционера происходит следующее. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3 — 5 атмосфер и температурой 10 — 20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15 — 25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до 70 — 90 °C, после чего поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

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 теплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморугулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После терморегулирующего вентиля смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент 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.

Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора (или горячего спая элемента Пельтье) принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизуется для бытовых целей: горячее водоснабжение, и другое.

Основным агрегатом современного бытового кондиционера является компрессионная холодильная машина.

Холодильная машина (см. рис.) состоит из компрессора (К), испарителя (Т — теплообменник внутреннего блока), конденсатора (Т — теплообменник внешнего блока), терморегулирующего вентиля (ТРВ) и двух вентиляторов (В).

Все указанные узлы, за исключением вентиляторов, соединены между собой трубопроводами и образуют замкнутую систему, в которой находится холодильный агент (как правило это фреон марки R22 или R410).

Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента в системе и создает необходимое давление конденсации хладагента. Он отсасывает из испарителя (теплообменник внутреннего блока) пары хладагента, сжимает их и нагнетает в конденсатор. В конденсаторе происходит охлаждение паров хладагента до их насыщения и конденсации, то есть до перехода паров в жидкое состояние. При этом происходит интенсивное отведение тепла в окружающую среду. Терморегулирующий вентиль (в бытовых кондиционерах это капиллярная трубка) пропускает жидкий хладагент из конденсатора в испаритель. С его помощью происходит дросселирование жидкости, то есть жидкий хладагент поступает в испаритель под низким давлением, что необходимо для его кипения (испарения) при низкой температуре.

Принцип работы кондиционера заключается в следующем. При работе компрессора, в испарителе, находящемся на стороне всасывания, понижается давление имеющегося в нем хладагента, который, в следствии этого, начинает интенсивно испарятся (кипеть), отнимая необходимое для этого тепло из окружающей среды через металлические стенки испарителя (так и охлаждается воздух в Вашей комнате). Пары хладагента отсасываются компрессором, сжимаются им и нагнетаются под давлением (10−15атм) в конденсатор, где тепло сбрасывается на улицу. В конденсаторе, охлаждаемом при помощи вентилятора воздухом, хладагент при высоком давлении и температуре, соответствующей температуре конденсации, переходит в жидкое состояние и через регулирующий вентиль поступает в испаритель. В момент прохождения хладагента через малое отверстие вентиля давление его понижается от давления конденсации до давления испарения. Низкое давление в испарителе, создаваемое компрессором, обеспечивает кипение (испарение) хладагента при низкой температуре с поглощением необходимого для этого тепла.

Таким образом, при работе кондиционера происходит перенос тепла из среды, в которой находится испаритель (внутреннее помещение) в ту среду, где находится конденсатор (улица). Кондиционер не производит холод или тепло, а переносит тепло с одной стороны в другую. Поэтому кондиционер по-другому называют тепловой насос.

Интересно, что современные кондиционеры могут не только охлаждать, но и нагревать воздух в помещении. Такую возможность дает четырехходовый клапан, который запускает поток хладагента в обратную сторону. Образно говоря, испаритель и конденсатор меняются местами. Поэтому при потреблении всего 1 кВт электроэнергии современные кондиционеры способны выдавать не менее 3 кВт тепла. Не стоит забывать, что кондиционер способен греть только до наружных температур порядка -10 — 15 градусов Цельсия. При более низких температурах бытовые кондиционеры уже не способны заставить хладагент кипеть во внешнем блоке.

6. Неисправности

кондиционер бытовой вентиляция моноблочный

Одна из наиболее серьёзных неисправностей связана с устройством кондиционера и возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, в результате чего компрессор выходит из строя из-за гидроудара. Причин, по которым фреон не успевает испариться, может быть несколько, но самые распространённые вызваны неправильной эксплуатацией плохо спроектированного кондиционера. Во-первых, причиной неисправности могут стать загрязнённые фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен), во-вторых — включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха. При отрицательных температурах (ниже ?10 °C) существует реальная угроза попадания жидкого фреона в полость компрессора, что приводит к его поломке. В более дорогих, правильно спроектированных системах присутствуют дополнительные датчики, ёмкости, исключающие попадание жидкого фреона на вход компрессора. В таких системах наиболее вероятной поломкой становится отказ одного из датчиков, что, впрочем, оставляет холодильную систему жизнеспособной. В бытовых оконных кондиционерах БК-1500, БК-2500 производства СССР (Бакинский завод), для устранения данного явления применялся докипатель (он применяется во многих моделях среднего и верхнего ценового диапазона кондиционеров).

Утечка хладагента также может повлечь за собой неправильную/ неэффективную работу кондиционера. В основном причиной утечки является выполненный с нарушениями монтаж фреоновой магистрали, например, некачественная развальцовка трубок. Со временем, наиболее заметным внешним проявлением утечки, кроме снижения производительности, является обмерзание жидкостного вентиля (сторона высокого давления) на внешнем блоке сплит-системы, что обуславливается понижением давления хладагента, которое в норме для кондиционеров на хладагенте R22 составляет 4.5 — 5.5 бар, вследствие чего жидкий хладагент начинает испаряться в самой трубке нагнетания, не доходя до испарителя (радиатор внутреннего блока). Однако обмерзание может наблюдаться и по другим причинам.

Наличие воздуха и влаги в контуре со временем может привести к выходу из строя компрессора, закупориванию капилляра ледяными пробками. Причиной попадания воздуха в контур также является некачественный монтаж сплит-системы. При правильном монтаже после сборки контура производится его вакуумирование в течение определённого времени (зависит от объёма контура, и для бытовых систем обычно составляет от 20 минут до часа) специальным вакуумным насосом, с целью удаления воздуха и испарения влаги, присутствующей в контуре.

В большинстве случаев, купив и установив кондиционер, его начинают использовать так же, как и любую другую бытовую технику: телевизор, утюг или пылесос, действуя по принципу — пусть работает, пока не сломается.

В отношении того же телевизора или пылесоса этот принцип оправдывает себя — до первой поломки может пройти не один год (качественная техника вполне может проработает без специализированного обслуживания и ремонта 5 — 7 лет, а иногда и больше). Однако для сплит-системы такая эксплуатация с большой вероятностью приведет к серьезной поломке уже через 2 — 3 года.

Эта особенность присуща как недорогим моделям — LG, SAMSUNG, так и элитным — DAIKIN, MITSUBISHI, FUJITSU. Разница между ними в том, что в более дорогих моделях больше степеней защиты от неправильной эксплуатации и такие кондиционеры просто «откажутся» включаться даже при незначительном отклонении от нормального режима работы. Что бы понять причину такой «капризности» сплит-систем рассмотрим в общих чертах их внутреннее устройство. Любая сплит-система состоит из двух блоков — внешнего, в котором находятся компрессор, вентилятор и радиатор (называемый конденсатором) и внутреннего, в котором так же находятся вентилятор и радиатор (называемый испарителем). При монтаже эти блоки соединяются медными трубопроводами, по которым под высоким давлением циркулирует смесь из фреона R22 и небольшого количества компрессорного масла. Вентиляторы, расположенные во внутреннем и внешнем блоке обеспечивают обдув радиаторов для улучшения теплообмена и равномерного распределения холодного воздуха в помещении. Итак, что же является наиболее распространенными причинами выхода кондиционера из строя?

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой