Кондиционеры

КОНДИЦИОНЕРЫ.

Кондиционе́р — устройство для поддержания оптимальных климатических условий в помещениях. В простейшей форме, кондиционер предназначен для регулирования и поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Наиболее широко кондиционеры используются для снижения температуры воздуха внутри помещений в жаркое время года и круглогодично в помещениях, где образуется избыточное тепло (информационно-вычислительные центры, вагоны метро, салоны самолётов, аудитории, зрительные залы и т. д.) или требуется поддержание определённой температуры (продуктовые склады, операционные). Кондиционеры с функцией теплового насоса наряду с охлаждением позволяют повышать температуру воздуха в холодное время года и могут использоваться как охлаждающий и отопительный прибор. Более сложные установки кондиционирования снабжены механизмами очистки воздуха от загрязняющих частиц, притока свежего воздуха, увлажнения воздуха, обогащения воздуха кислородом и другими функциями, повышающими качество воздуха.

Наибольшее распространение имеют кондиционеры компрессионного типа. Кроме этого существуют также кондиционеры абсорбционного и испарительного типов. Компрессионные кондиционеры в большинстве случаев могут работать как на охлаждение, так и на нагрев воздуха. Испарительные кондиционеры кроме охлаждения осуществляют также увлажнение воздуха и вентиляцию.

Компрессионный кондиционер.

Основными узлами любого местного автономного кондиционера компрессионного типа (как и любой холодильной установки) 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 газа 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 при резком снижении давления фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (кипение). 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.

Принципы работы кондиционеров.

Компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель соединены тонкостенными медными либо алюминиевыми трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент (традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла).

В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона R22). На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3—5 атмосфер и температурой от +10 до +20°C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15—25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70—90°C, после чего поступает в конденсатор.

Благодаря более низкой температуре окружающего конденсатор воздуха, хладагент выделяет в него часть своего тепла и переходит из газообразной фазы в жидкую. Вентилятор на конденсаторе служит цели уменьшения размера конденсатора, при сохранении требуемой величины теплообмена.

На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10—20°C выше температуры атмосферного воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После дросселирующего устройства 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 без отвода тепла от конденсатора 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 превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения, т.к. при сжатии компрессором фреона затрачивается энергия, переходящая в т.ч. в тепло. В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое.

Существует три основных вида кондиционеров:

- сплит-система;

- мультисплит-система;

- мобильные.