Для чего служит конденсатор в кондиционере

Пусковой и рабочий конденсаторы кондиционера

Мы продолжаем цикл статей из серии “Сделай сам”. Сегодня поговорим о конденсаторах.

Во-первых, давайте договоримся не путать элементы, присутствующие в любом кондиционере: конденсатор и конденсер. Конденсер – элемент замкнутой системы, по которой циркулирует хладагент, это, собственно, радиатор, т.е. змеевик с оребрением, предназначенный для лучшего охлаждения газообразного хладагента в наружном блоке любой холодильной системы (например, кондиционера). Часто конденсер называют конденсатором. По сути правильно, ведь в нем хладагент из газообразного состояния начинает конденсироваться в жидкое (если быть совсем точным, паровая смесь охлаждается и подготавливается к тому, чтобы превратиться в жидкость под большим давлением).

Конденсатор в электрической цепи выполняет, в общем, ту же функцию, но для электричества. Говоря простым языком, электричество собирается в конденсаторе, чтобы при необходимости быть использованным, но как бы в больших количествах, чем оно находится в сети питания 220 В.

Если в кондиционере не пускается компрессор (т.е. кондиционер может работать просто как вентилятор, не охлаждая; неработающий компрессор можно определить по отсутствию характерного шума-гудения наружного блока, хотя при этом внутренний блок, кажется, работает нормально, но не охлаждает), первым делом подозрение падает на отсутствие напряжения питания. Если после теста мы выясняем, что питание 220 В на подводящих клеммах есть, то следующим в очереди будет рабочий (пусковой) конденсатор. Как было сказано выше и как следует из названия, пусковой конденсатор конденсирует энергию и использует большую силу тока, чтобы запустить компрессор, т.к. запуск требует больших энергозатрат. Сначала разберём маркировку, параметры и условное обозначение конденсаторов на схеме.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме ясно из рисунка, буквенное обозначение – С и порядковый номер на схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора – параметр, который обозначает, какую энергию способен накопить конденсатор, а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Используемые номиналы рабочих и пусковых конденсаторов 1 мкФ (μF) – 100 мкФ (μF), чаще всего в быту встречаются конденсаторы емкостью 35 мкФ (μF) – 75 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора – суть напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры. Производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах, например:

• 400 В – 10000 часов
• 450 В – 5000 часов
• 500 В – 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку с помощью мультиметра:

– отключаем питание кондиционера;

– разряжаем конденсатор, путём закорачивания его выводов, например отверткой;

– снимаем клемму (любую);

– устанавливаем прибор на измерение ёмкости конденсаторов;

– соединяем щупы к выводам конденсатора;

– считываем значение ёмкости.

Щупы на приборе нужно установить в гнёзда для измерения конденсаторов, com – common, общий, туда вставляем один из щупов, второй в гнездо с графическим обозначением конденсатора или буквенным – С_x

Ручку переключателя режимов ставим в режим измерения ёмкости конденсаторов. На корпусе конденсатора считываем значение его ёмкости и ставим заведомо больший предел измерения на приборе, например, номинал 30 мкФ (μF), а мы на приборе ставим 200 мкФ (μF). На втором фото – прибор с автоматическим выбором предела измерений.

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, например, время измерения ёмкости 40 мкФ (μF) первым прибором – менее одной секунды, вторым – более одной минуты, так что следует ждать.

Если замеренный параметр не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс “+” и минус “-” и их можно подключить как угодно.

ВНИМАНИЕ! Запрещается применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе).

Для этих целей выпускаются неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным (НЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ. ) соединением конденсаторов. Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов: С_общ=С₁+С₂+. С_{п .} То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ (μF), получим общую ёмкость 70 мкФ (μF), напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Важные теплообменники — за что отвечают конденсор и испаритель системы кондиционирования автомобиля?

Работа автомобильного кондиционера основана на переходе хладагента из одного агрегатного состояния в другое: при испарении хладагента поглощается тепло из салона машины, а при последующей конденсации хладагента это тепло рассеивается в атмосферу. Эти процессы происходят в двух теплообменниках, установленных в салоне (испаритель) и во фронтальной части автомобиля (конденсор).

Качество охлаждения салона, нагрузка на компрессор и многие другие параметры в значительной степени зависят от того, насколько эффективно эти два теплообменника выполняют свою функцию.

Основное назначение конденсора — обеспечивать конденсацию предварительно сжатого компрессором газообразного хладагента. Поскольку при сжатии температура хладагента значительно повышается, процесс конденсации невозможен без отвода тепла во внешнюю среду. Как раз этим и занимается конденсор.

Главной его особенностью по сравнению с другими теплообменниками (радиатором двигателя, испарителем, интеркулером и т. д.) является возможность работать под значительно более высоким внутренним давлением — до 34 бар. Этой особенностью, а также необходимостью преобразовывать хладагент из газообразного состояния в жидкое, обусловлен ряд нюансов конструкции конденсоров.

В конденсорах DENSO используется высококачественный алюминий, обладающий максимальной теплопроводностью, благодаря чему обеспечивается эффективный теплообмен с внешней средой. К тому же алюминий не подвержен коррозии и достаточно пластичен. Последние два качества обеспечивают надежную защиту алюминиевых конденсоров DENSO от протечек и других механических повреждений.

Для конденсоров DENSO была разработана конструкция с большим количеством каналов охлаждения сверхтонкого сечения. Такой дизайн обеспечивает значительно большую поверхность охлаждения, что позволяет хладагенту быстрее и эффективнее переходить в жидкое состояние. Сверхтонкие каналы не требуют значительного увеличения толщины стенок для подержания работы при высоком давлении, в силу чего конденсор, оставаясь эффективным и надежным, отличается компактностью и легкостью.

Значительная часть современных конденсоров DENSO оснащена встроенным ресивером осушителем. Раньше автовладельцу периодически приходилось менять осушитель в силу несовершенства используемых для абсорбирования влаги материалов. Встроенные осушители служат гораздо дольше и меняются только в случае разгерметизации системы кондиционирования, например, при проведении ремонта автомобиля или замене компонентов самой системы. Кроме того, такое решение повышает герметичность контура охлаждения

В зависимости от необходимой производительности конденсоры DENSO доступны в двух-, трех- или многоконтурном исполнениях, благодаря чему обеспечивается надлежащее соотношение теплообмена, площади рассеивания и производительности для каждого конкретного варианта применения. Такой подход возможен потому, что инженеры DENSO разрабатывают решения для кондиционирования индивидуально для каждой модели автомобиля в строгом соответствии с требованиями производителя, в силу чего конденсоры, равно как и другие компоненты систем кондиционирования DENSO, обладают оригинальным качеством и максимально легко интегрируются в конструкцию автомобиля.

По функционалу испаритель — полная противоположность конденсора: в нем происходит переход хладагента из жидкого состояния в газообразное за счет нагрева и испарения хладагента. Нагреваясь и испаряясь, хладагент собирает тепло из салонного воздуха, проходящего через ребра испарителя, и переносит это тепло дальше по системе для последующего выведения в атмосферу в конденсоре. При этом воздух, прошедший через испаритель, охлаждается и понижает температуру в салоне автомобиля

Функционал испарителя предопределил конструкцию агрегата — его каналы толще, чем в конденсоре, а работа при низком давлении не требует увеличения прочности стенок каналов. Важной особенностью работы испарителя является низкая температура его поверхности (по сравнению с температурой воздуха как снаружи, так и внутри автомобиля). Из-за этого испаритель может покрываться конденсатом, небольшие лужицы которого можно наблюдать под машиной при ее долгой стоянке с включенным кондиционером.

Наличие конденсата требует усиленной защиты испарителя от коррозии. Помимо этого, необходимо свести к минимуму риск возникновения и размножения бактерий, которые неизбежно появляются во влажной среде, окружающей испаритель. Для решения этой проблемы на поверхность испарителей DENSO наносится особое покрытие. Оно препятствует росту бактерий и появлению неприятного запаха в салоне. Высококачественный алюминий, применяемый в конструкции испарителя, надежно противостоит коррозии. Таким образом обеспечивается долгая и беспроблемная работа одного из самых труднодоступных элементов системы кондиционирования. В некоторых случаях для доступа к испарителю может понадобиться разборка половины салона автомобиля.

Слаженная и правильная работа всех элементов системы кондиционирования — залог ее долгой жизни. Эффективное отведение тепла в атмосферу конденсором снижает нагрузку на компрессор, от площади и производительности испарителя во многом зависти комфорт в салоне. Чем быстрее охлаждается салон, тем реже система будет включать компрессор на полную мощность, что также положительно влияет на долговечность всех узлов. Качественные теплообменники от DENSO — это гарантия того, что кондиционер будет исправно и быстро охлаждать салон автомобиля на протяжении долгих лет. Эти и другие компоненты системы кондиционирования DENSO для рынка послепродажного обслуживания автомобилей можно подобрать в нашем электронном каталоге.

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.

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.

История кондиционирования воздуха. Принцип работы кондиционера

С самого начало истории человечества люди хотели жить в комфортных условиях: спать по ночам и не просыпаться от невыносимой жары или не стучать зубами, закутавшись в шкуру мамонта. Современные условия жизни дают такую возможность. И во многом этим мы обязаны кондиционерам.

В данной статье я бы хотел рассказать вам историю создания бытового кондиционера, принцип его работы и поделиться интересными фактами. И быть может, утром, придя на работу и налив себе свежего горячего кофе, вы отвлечетесь от рутинных дел и найдете для себя что-то новое и интересное в этой статье.

Перед тем как начать, дорогой читатель, я хотел бы представиться. Меня зовут Роман, и я работаю техническим специалистом в области кондиционирования воздуха. Я не претендую на звание эксперта, а просто хочу поделиться информацией. Возможно, вы дополните меня и поделитесь своим опытом и знаниями. Это моя первая статья на ХАБР, и я буду рад любой обратной связи

Кондиционирование воздуха в Персии

Бадгир представляет из себя башню, проходящую через всё здание от самых нижних помещений и возвышающуюся высоко над крышей. Внутренняя часть бадгира разделена двумя перпендикулярными и параллельными стенками. Бадгиры бывают разных видов: одно-, двух-, четырех- и восьминаправленные. Могут иметь в своём составе ёмкости с водой или каналы, в которых она протекает. Конструкция бадгира зависит от местности и направления движения ветра.

Но все конструкции имеют один тип работы: ветер попадает в верхние отверстия, которые идут внутрь здания. Под давлением ветра с наветренной стороны поток воздуха опускается в комнаты и вытесняет нагретый в этих помещениях воздух. Появляется постоянная естественная циркуляция воздуха, и она помогает создать более комфортные условия даже в условиях знойной пустыни. Отверстия в верхней части бадгира могут закрываться, когда температура днем становится невыносимой или надвигается песчаная буря.

В Египте её ещё называют «малькаф», а в ОАЭ — «барджиль».

Первые попытки создания кондиционера

Многие люди пытались создать устройство, которое бы охлаждало воздух в помещении. Например, Джон Горри, американский врач, изучавший тропические болезни, охлаждал больничные комнаты при помощи таза со льдом, подвешенного к потолку. Тяжелый холодный воздух направлялся в низ комнаты, к пациенту, а затем уходил через отверстие возле пола. Так изучали влияние воздуха на человека. Дело в том, что в то время существовала гипотеза, что причиной малярии является «плохой» воздух (от итальянского mala aria – «плохой воздух»). Джон Горри использовал труды Оливера Эванса, который работал с паровыми двигателями и заметил, что газ, расширяясь, «охлаждается». В то же время Джейкоб Перкинс продолжил совершенствовать эту идею и, улучшив конструкцию двигателя, получил патент на «Аппарат и средства для производства льда и охлаждающих жидкостей» в 1835 году. Поэтому Джон Горри смог получить патент на «улучшенную технологию производства искусственного льда» в 1851 году (https://patents.google.com/patent/US8080).

Однако все вышеперечисленные попытки большим успехом не увенчались. Настоящий прорыв произошел в 1902 году в Америке. И, как часто это бывает в жизни, создание кондиционера произошло не специально. Дело в том, что инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер в типографии Бруклина собрал машину для борьбы с влажностью воздуха. Высокая влажность воздуха в помещении отрицательно влияла на качество печати: летом бумага сохла или разбухала при изменении влажности, цветные чернила при этом расплывались, и изображение получалось размытым.

Знакомое нам слово кондиционер происходит от англ. Air conditioning («to condition» – «улучшать что-либо до желаемого состояния»). Использовал его инженер текстильной промышленности Стюарт Крэмер на съезде текстильных производителей в г. Шарлотта штата Северная Каролина в мае 1906 года по отношению к машине Уиллис Кэрриер: “Я использовал термин “кондиционирование воздуха”, чтобы включить в него общие понятия в обработке воздуха – увлажнение , очистку , обогрев и вентиляцию воздуха”.

1915 году Уиллис Кэрриер и шесть его друзей создали компанию Carrier Engineering, которая работает и по сей день. Они сделали настоящие первые шаги по созданию комфорта в помещениях. В 1924 году была установлена система кондиционирования воздуха в одном из крупных универмагов штата Детройта. В этом же году системы кондиционирования также были установлены в кинотеатрах г. Хьюстона в штате Техас. Поток людей в кинотеатры был просто умопомрачительным, в считанные дни оборот кинотеатров вырос более чем в три раза. В период с 1922 по 1930 год были кондиционированы уже свыше 300 кинотеатров по всей Америке.

Уиллис Кэрриер с холодильной машиной

1929 году не менее известная компания General Electric (GE), основанная Томасом Эдисоном, выпускает первую сплит-систему (Split-system от анг. Split – разделять). В этом устройстве использовался АММИАК, пары которого небезопасны для здоровья человека, вследствие чего компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу.

Сплит-система– это система кондиционирования воздуха, которая состоит из двух частей: одного внешнего и одного внутреннего блоков, соединенных между собой медными трубками, в которых находится хладагент.

Первые кондиционеры использовали токсичные газы, такие как аммиак и метилхлорид, которые были не безопасны при их утечке. Томас Мидгли Младший первым предложил в качестве хладагента использовать дифторхлорметан, названный впоследствии фреоном. К слову, FREON — это торговая марка компании Dupont для всех CFC, HCFC или HFC хладагентов. Правильнее называть хладагент R (Refrigerant — охладитель, хладагент) В те годы Томас Мидгли Младший работал в компании General Electric, поэтому первая сплит-система, работающая на фреоне, появилась в 1931 году от компании General Electric.

Давайте рассмотрим холодильный контур холодильной машины:

Данный цикл применим для каждого кондиционера

Вентиляторы – располагаются во внутреннем и внешнем блоке кондиционера, создают потоки воздуха, обдувающие конденсатор и испаритель.

Дроссель – устройство для ограничения подачи жидкости или регулирования потока рабочего материала.

Испаритель – теплообменник, в котором хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное за счет теплоты воздуха в помещении; располагается он во внутреннем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через испаритель, охлаждается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и нагревается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда испаритель становится конденсатором).

Компрессор – поддерживает движение хладагента по холодильному контуру путем его сжатия и подачи под давлением.

Конденсатор – теплообменник, в котором за счет охлаждения наружным воздухом конденсируется хладагент; располагается он во внешнем блоке кондиционера. Воздух, продуваемый через конденсатор, нагревается, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, и охлаждается, когда кондиционер работает в режиме обогрева (тогда конденсатор становится испарителем).

Хладагент – переносит тепло из помещения на улицу за счёт своих свойств.

Как это работает?

Компрессор сжимает газообразный хладагент. Далее хладагент попадает на конденсатор (теплообменник наружного блока), где, обдуваясь вентилятором, охлаждается и конденсируется. Далее жидкая фаза хладагента попадает на дросселирующее устройство, уменьшает свое давление и дозируется. Затем попадает в испаритель (теплообменник внутреннего блока), где, обдуваясь вентилятором, хладагент испаряется, поглощая тепло из воздуха. После этого уже газообразный хладагент снова попадает в компрессор, где цикл повторяется. Так работает каждый кондиционер.

Кондиционер

Кондиционеры обеспечивают оптимальную температуру в салоне автомобиля в жаркое время года и этим создают комфортные условия для водителя и пассажиров. Автомобильные кондиционеры в большинстве случаев имеют единый принцип действия и лишь незначительно различаются по конструкции

Содержание

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Кондиционер является частью климатической системы (климат-контроля) легкового автомобиля и предназначен для охлаждения воздуха, поступающего в салон. Он представляет собой замкнутую герметичную систему, в которой принудительно циркулирует хладагент.
Хладагент – это легкокипящее вещество, переносящее тепло при циркуляции внутри контура кондиционера. Ранее широко используемый хлорсодержащий фреон R12, из–за отрицательного влияния на озоновый слой атмосферы Земли был заменен фторсодержащим R134a (применяется в автомобилях, выпущенных после 1993 года). Фреоны этих двух типов несовместимы.

Парокомпрессионные кондиционеры с терморегулирующим вентилем (рис. 1) получили наибольшее распространение на легковых автомобилях. Их работа происходит в следующем порядке:
– парообразный хладагент, поступивший из испарителя, всасывается и сжимается компрессором, при этом хладагент нагревается; – сжатый горячий парообразный хладагент поступает в конденсатор, где принудительно охлаждается атмосферным воздухом и превращается в жидкость;
– хладагент очищается в ресивере–осушителе и дополнительно охлаждается с помощью терморегулирующего вентиля;
– готовый к работе жидкий хладагент поступает в испаритель, где при резком уменьшении давления расширяется, превращаясь в пар, охлаждая при этом поверхность испарителя и воздух, поступающий в салон автомобиля.

УСТРОЙСТВО КОНДИЦИОНЕРА

Один из вариантов расположения кондиционера в автомобиле. Типовой автомобильный кондиционер состоит из следующих узлов и деталей.

Компрессор – основной и самый сложный агрегат, обеспечивающий необходимое давление и циркуляцию хладагента в системе. Он приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя через приводной ремень и электромагнитную муфту.
Конденсатор (в обиходе – радиатор кондиционера) – теплообменный аппарат, в котором происходит конденсация паров хладагента и передача выделившегося при этом тепла в окружающий воздух. Эффективность охлаждения, обеспечиваемая кондиционером, во многом зависит от возможности конденсатора отдавать тепло. Поэтому конденсатор устанавливается перед радиатором системы охлаждения двигателя; как правило изготавливается из алюминия и обдувается с помощью дополнительного электровентилятора.
Испаритель — теплообменник, внутри которого происходит испарение хладагента с поглощением тепла. Чем больше хладагента подается в испаритель и выше разница давлений в конденсаторе и испарителе, тем сильнее охлаждение. Испаритель, как правило, изготавливается из алюминия и располагается в салоне автомобиля над радиатором отопителя на пути входящего воздушного потока, что позволяет наиболее эффективно охлаждать его при работающем кондиционере. Может снабжаться смотровым окном для контроля за количеством хладагента.
Терморегулирующий вентиль – автоматический регулятор подачи хладагента в испаритель. Количество подаваемого фреона изменяется в зависимости от температуры на выходе из испарителя, при этом она поддерживается в заданных пределах. Чем выше температура, тем больше открывается клапан терморегулирующего вентиля. При этом подача фреона в испаритель увеличивается и охлаждение усиливается. При снижении температуры на выходе из испарителя отверстие клапана уменьшается, подача хладагента в испаритель сокращается и охлаждение ослабевает.
Ресивер–осушитель устанавливается между конденсатором и испарителем (перед терморегулирующим вентилем) и обеспечивает очистку, осушение и накопление хладагента. На корпусе ресивера может размещаться смотровое окно для контроля количества хладагента.
Аккумулятор может устанавливаться после испарителя и служит для защиты от попадания в компрессор хладагента в жидком виде (жидкости в отличие от газов и паров несжимаемы). В нем фреон дополнительно осушается и фильтруется.
Реле давлений автоматически отключает компрессор при понижении давления всасывания до недопустимо низкой величины (примерно 2,1 кг/см 2 ), что обычно обусловлено утечкой хладагента из системы, а также при повышения давления нагнетания свыше допустимого значения (32 кг/см 2 ).
Трубопроводы и гибкие шланги должны обладать повышенной прочностью и обеспечивать величину утечки хладагента не более 11 граммов в год на метр их длины (по SAE J2196). Для изготовления трубопроводов, патрубков, штуцеров и их крепежа используют алюминиевые сплавы. Многослойные шланги имеют специальную внутреннюю оболочку из нейлона, обеспечивающую высокую непроницаемость для хладагента.

НЕИСПРАВНОСТИ КОНДИЦИОНЕРА

Со временем эффективность работы кондиционера постепенно снижается и для ее восстановления требуется профилактическое обслуживание, а в некоторых случаях – ремонт. Следует отметить, что диагностика и ремонт автомобильного кондиционера требуют высокой квалификации и большого числа специальных приборов и установок.
Механическому износу в наибольшей степени подвержен компрессор, в меньшей степени – вентиляторы. Но конденсатор, несмотря на то, что в нем нет подвижных частей, может выйти из строя быстрее всего. Это обусловлено тем, что он расположен перед радиатором двигателя и подвергается механическому и химическому воздействию дорожной грязи.
Утечка хладагента происходит неизбежно из-за его способности диффузировать через материал трубопроводов и уплотнений. В результате кондиционер теряет в год около 200 г хладагента, что составляет 15–20% от заправленного его количества. Иногда этого оказывается достаточно для срабатывания датчика защиты от включения, так как ухудшаются условия смазки компрессора. Более интенсивные утечки появляются из-за разгерметизации резьбовых соединений трубопроводов, износа уплотнения вала компрессора, сквозной коррозии конденсатора и испарителя, механических повреждений других деталей кондиционера.
Засорение салонного фильтра, очищающего весь воздух, поступающий в салон как при охлаждении, так и при отоплении или проветривании, может ограничивать воздушный поток и снижать эффективность работы кондиционера.
Загрязнение испарителя закономерно на автомобилях, в кондиционерах которых не предусмотрен фильтр приточного воздуха. Тополиный пух и другой мусор, засасываемый вентилятором, забивает «соты» испарителя, уменьшая эффективность охлаждения. Для восстановления нормальной работы кондиционера в этом случае требуется снятие приборной панели, демонтаж и очистка испарителя.
Загрязнение конденсатора пылью, грязью, остатками насекомых, тополиным пухом многократно снижает его теплообмен с окружающим воздухом, ухудшает работу системы кондиционирования, может вызвать аварийные выключения компрессора и сброс хладагента (при неисправной автоматической защите не исключено его заклинивание).
Неисправности электрооборудования в цепях управления кондиционером, вентиляторами в салоне и на конденсаторе могут оказывать отрицательное влияние на поддержание желаемого микроклимата в салоне автомобиля.
Подмешивание теплого воздуха (или повторный нагрев) в режиме охлаждения происходит из-за неисправности заслонок воздухораспределителя, крана или электромагнитного клапана отопителя, который не перекрывает циркуляцию охлаждающей жидкости. В этом случае холодный воздух после испарителя вновь нагревается в отопителе, т. е. работа компрессора становится бесполезной и впустую затрачивается на нее мощность двигателя.

ЗАПРАВКА КОНДИЦИОНЕРА

Вследствие того, что хладагент постепенно улетучивается из системы, его нужно периодически заправлять. Необходимость дозаправки можно определить по характеру перетекания жидкого хладагента в смотровом окне (рис. 3). Обычно для нового автомобиля эту процедуру проводят раз в 2–3 года. Через 4–6 лет эксплуатации кондиционер следует заправлять раз в 1–2 года. Это целесообразно делать только после выявления и устранения всех неисправностей (тем более в случае аварийного сброса хладагента). Заправку желательно осуществлять в специализированном автосервисе, где есть квалифицированные специалисты и необходимое оборудование.

Заправка на дороге – услуга, предлагаемая в летнее время года. Успех ее проведения во многом зависит от используемого оборудования, качества хладагента и возможности использования на заправочном пункте вакуумного насоса для откачки воздуха. Заправка без вакуумирования не исключает попадания влаги в систему, особенно в сырую или дождливую погоду. Замерзшая влага на входе в испаритель ограничит или исключит циркуляцию хладагента, приведет к его аварийному выбросу, сделает заправку бесполезной и потребует в последующем осушения системы.
Заправка в мастерских, специализирующихся на бытовом и торговом холодильном оборудовании, может привлечь более низкими ценами. Однако квалификация персонала порой бывает недостаточной для обслуживания автомобильных систем, а необходимое оборудование отсутствует. У представителей бытовых служб велик соблазн использовать для заправки более дешевый фреон R12 или R22 вместо R134a. Такая экономия может обернуться расходами на промывку всей системы или серьезный ремонт.

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В холодное время года, когда нет необходимости использовать кондиционер, желательно в профилактических целях включать его в режим охлаждения один-два раза в неделю на 10–15 мин. При отрицательных температурах делать это необходимо в теплом помещении. Длительное бездействие системы приводит к тому, что уплотнение вала компрессора, прокладки и кольца не омываются маслом и возникает утечка хладагента.
При длительной стоянке на солнце в жаркую погоду температура воздуха в салоне намного выше наружной. Для быстрого охлаждения салона необходимо на некоторое время открыть двери, чтобы вышел горячий воздух. Затем запустить двигатель, включить кондиционер в режим максимального охлаждения и рециркуляции, закрыть двери и люк. Некоторое время, пока система выходит на установленный режим, желательно находиться вне автомобиля. После посадки в салон следует перевести кондиционер в наиболее благоприятный режим: 18-20°С. Однако специалисты рекомендуют поддерживать разность внутренней и наружной температуры в пределах 5-9°С во избежание вредного воздействия на организм человека больших температурных перепадов при высадке и посадке в автомобиль.
Поток охлаждающего воздуха лучше всего направлять вверх, но ни в коем случае не в лицо. Это может вызвать простудные заболевания и воспаление лицевых нервов.
Во время мойки автомобиля возьмите за правило промывать и продувать конденсатор кондиционера. Летом смывается грязь, зимой – еще и соль. Направляйте струю воды и воздуха (не более 3-4 атм) перпендикулярно конденсатору, чтобы не погнуть тонкие ребра его ячеек. Появление неприятного запаха в салоне может быть связано с неисправностью системы удаления конденсата. При этом создается благоприятная среда для развития бактерий и других патогенных микроорганизмов. В этом случае требуется очистка испарителя и воздуховодов – эту работу лучше доверить профессионалам.

Принцип работы кондиционера

Как работает кондиционер

• Компрессор, установленный во внешнем блоке, сжимает холодильный агент и в газообразном состоянии из испарителя внутреннего блока нагнетает его в конденсатор.
• В конденсаторе фреон охлаждается за счет теплообмена с наружным воздухом и конденсируется. Все это происходит в теплообменнике внешнего блока.
• Далее холодильный агент проходит через дросселирующее устройство, где происходит резкое понижение давления и температуры фреона. При этом часть жидкого холодильного агента неизбежно переходит в газообразное состояние.
• Холодный фреон поступает в теплообменник внутреннего блока (испаритель), где за счет теплообмена с воздухом из помещения он закипает и переходит из жидкого состояния в газообразное. Воздух же, в свою очередь, охлаждается и поступает в комнату.

Как устроен принцип работы инверторного кондиционера

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Внешний блок

Внешний блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан, также в нем есть капиллярная трубка. Во всех блоках находится фильтр-осушитель, который очищает и осушает холодильный агент от возможного попадания влаги в систему и различного рода загрязнений. В сплит-системах инверторного типа во внешнем блоке также расположена плата управления, которая есть и в мультисплит-системах. Благодаря тому, что компрессор располагается именно в наружном блоке, уровень шума от работающего кондиционера в квартире гораздо ниже, чем со стороны улицы.

Размеры внешнего блока могут отличаться в зависимости от производительности модели, а также от бренда.

Соединение внутреннего блока с внешним происходит с помощью фреоновых трубопроводов. Также имеется дренажная магистраль, и электрический кабель для питания внутреннего и внешнего блока.

Внешний блок кондиционера всегда должен располагаться со стороны улицы. Он крепится на наружную сторону стены. Если кондиционер необходимо устанавливать на достаточной высоте от земли и смонтировать наружный блок обычным способом не представляется возможным, то приглашаются монтажники-альпинисты со специальным снаряжением и оборудованием. Без таких приспособлений невозможно установить внешний блок высоко.

Также наружный блок может быть установлен на крыше зданий, на незастекленных балконах и лоджиях, открытых общих балконах или лестничных пролетах с открытым доступом к улице.

Часто внешние блоки поставляются в антивандальном корпусе, если это не предусмотрено производителем, то блок, установленный на уровне первых этажей, может быть дополнительно помещен в специальный защитный короб из металлических прутьев. Во избежание скапливания снега или дождевой воды, а также мусора, над внешними блоками иногда устанавливают специальный скошенный навес.

Внутренний блок

Внутренние блоки сплит-системы могут быть следующих типов:

• настенные – они предназначены для установки на стену;
• кассетные – размещаются в зоне подпотолочного пространства;
• канальные – устанавливаются в зоне подпотолочного пространства с системой воздуховодов;
• напольно-подпотолочные – могут быть установлены как на пол, так и в зону под потолком;
• колонные – устанавливаются на пол, имеют большие размеры, в сравнении с другими типами внутренних блоков классических сплит-систем.

Работа внутреннего блока регулируется благодаря электронной плате. Во внутреннем блоке расположены фильтры для очистки воздуха, автоматика, испаритель и вентилятор для обдува теплообменника испарителя.

Основные функции современных сплит-систем – вентиляция, осушение, охлаждение, обогрев и поддержание заданной температуры воздуха в помещении.

Управление при помощи пульта дистанционного управления. Практически все современные модели сплит-систем оснащены пультом ДУ. С его помощью происходит не только включение и отключение прибора, но и управление всеми функциями – установка температурного режима, включение таймера, программирование задач, включение всех режимов, предусмотренных конкретной моделью кондиционера.

Если в модели реализована функция «I feel», то благодаря датчику температуры в пульте ДУ кондиционер отслеживает окружающую температуру воздуха в помещении, и при достижении установленной пользователем температуры оборудование поддерживает ее.

На внутреннем блоке происходит регулировка направления воздушного потока путем изменения угла наклона жалюзи.

Работа компрессора внешнего блока регулируется постоянным контролем всех систем.

Особенности функционирования напольных кондиционеров

Эти модели используются редко, если нельзя установить стандартный сплит. Напольные кондиционеры также бывают только стационарными. Стационарные модели имеют аналогичный принцип работы, как обычный кондиционер, за исключением установки внутреннего блока. Он размещается не под потолком, а на высоте полуметра от пола. Внешний блок расположен на улице. Такие сплит-системы относятся к полупромышленной серии. Как правило, они отличаются большей производительностью, чем бытовые модели.

Особенности мобильных моделей

Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

В чем отличие кондиционера от сплит-системы

Кондиционер – это сложное техническое оборудование, предназначенное для создания и поддержания комфортного температурного режима в помещении любого назначения. Кондиционер может не только охлаждать воздух, но и нагревать его, если это предусмотрено производителем. Кондиционер – это общее понятие климатической холодильной техники. Видов кондиционеров на сегодняшний день представлено очень много. Кондиционером можно назвать как бытовой прибор для охлаждения воздуха, например, оконный кондиционер или мобильный кондиционер, так и чиллер – промышленное климатическое оборудование большой мощности. Для более точного определения существуют названия кондиционеров, например, сплит-система.

Бытовая сплит-система чаще всего устанавливается в относительно небольших по площади помещениях, например, бытовая настенная сплит-система предназначена для создания оптимального микроклимата в помещениях от 10 до 70 м2, в зависимости от мощности оборудования. Поэтому такие сплит-системы чаще всего устанавливаются в квартирах или в небольших офисных помещениях.

Есть также и другие типы сплит-систем, которые больше подходят для просторных помещений большой площади – торговых центров, ресторанов, бизнес-центров и т.д. Все эти сплит-системы также имеют по одному внутреннему и одному внешнему блоку, отличаются они только внутренними блоками и производительностью. Внутренние блоки делятся по типу установки – кассетные, канальные, колонные, напольно-подпотолочные, колонные.

Сплит-системы могут отличаться опциями и функциями, это зависит от модели и производителя. Например, в сплит-системах может быть разное количество очищающих воздушных фильтров. Количество режимов также может отличаться – в некоторых кондиционерах предусмотрены следующие популярные режимы – «I feel», ночной режим, самоочистка, авторестарт, автоотключение, самодиагностика, турборежим, интеллектуальная оттайка и др.