Кондиціонери

КОНДИЦІОНЕРИ.

Кондиціонер - пристрій для підтримання оптимальних кліматичних умов в приміщеннях. У простій формі, кондиціонер призначений для регулювання і підтримки заданої температури повітря в приміщенні. Найбільш широко кондиціонери використовуються для зниження температури повітря всередині приміщень в жарку пору року і цілий рік в приміщеннях, де утворюється надлишкове тепло (інформаційно-обчислювальні центри, вагони метро, ​​салони літаків, аудиторії, зали для глядачів і т.д.). Або потрібна підтримка певної температури (продуктові склади, операційні). Кондиціонери з функцією теплового насоса поряд з охолодженням дозволяють підвищувати температуру повітря в холодну пору року і можуть використовуватися як охолоджуючий і опалювальний прилад. Більш складні установки кондиціонування забезпечені механізмами очищення повітря від забруднюючих частинок, припливу свіжого повітря, зволоження повітря, збагачення повітря киснем і іншими функціями, що підвищують якість повітря.

Найбільшого поширення мають кондиціонери компресійного типу. Крім цього існують також кондиціонери абсорбційного і випарного типів. Компресійні кондиціонери в більшості випадків можуть працювати як на охолодження, так і на нагрів повітря. Випарні кондиціонери крім охолодження здійснюють також зволоження повітря і вентиляцію.

Компресійний кондиціонер.

Основними вузлами будь-якого місцевого автономного кондиціонера компресійного типу (як і будь-якої холодильної установки) є:

 - компресор - стискає робоче середовище - хладагент (як правило, фреон) і підтримує його рух по холодильному контуру;

 - конденсатор - радіатор, розташований в зовнішньому блоці. Назва відображає процес, що відбувається при роботі кондиціонера - перехід газу з газоподібної фази в рідку (конденсація). Для високої ефективності і тривалої експлуатації переважно виготовляється з міді та алюмінію;

 - випарник - радіатор, розташований у внутрішньому блоці. У випарнику при різкому зниженні тиску фреон переходить з рідкої фази в газоподібну (кипіння). В основному, виготовляється з міді та алюмінію;

 - терморегулюючий вентиль - трубопровідний дросель, який знижує тиск фреону перед випарником;

 - вентилятори - створюють потік повітря, що обдуває випарник і конденсатор. Використовуються для інтенсивнішого теплообміну з навколишнім повітрям.

Принципи роботи кондиціонерів.

Компресор, конденсатор, дросель і випарник з'єднані тонкостінними мідними або алюмінієвими трубками і утворюють холодильний контур, усередині якого циркулює хладагент (традиційно в кондиціонерах використовується суміш фреону з невеликою кількістю компресорного масла).

В процесі роботи кондиціонера відбувається наступне (розглянемо на прикладі фреону R22).

На вхід компресора з випарника надходить газоподібний хладагент під низьким тиском в 3-5 атмосфер і температурою від +10 до +20°C. Компресор кондиціонера стискає хладагент до тиску 15-25 атмосфер, в результаті чого хладагент нагрівається до + 70-90°C, після чого надходить в конденсатор.

Завдяки більш низькій температурі повітря навколо конденсатора, хладагент виділяє до нього  частину свого тепла і переходить з газоподібної фази в рідку. Вентилятор на конденсаторі має за ціль зменшення розміру конденсатора, при збереженні необхідної величини теплообміну.

На виході конденсатора хладагент знаходиться в рідкому стані, під високим тиском і з температурою на 10-20°C вище температури атмосферного повітря. З конденсатора теплий хладагент потрапляє в терморегулюючий вентиль, який в найпростішому випадку являє собою капіляр (довгу тонку мідну трубку, звиту в спіраль). На виході терморегулюючого вентиля тиск і температура хладагенту істотно знижуються, частина хладагенту при цьому може випаруватися.

Після дроселюючого пристрою суміш рідкого і газоподібного хладагенту  з низьким тиском надходить у випарник. У випарнику рідкий хладагент переходить в газоподібну фазу з поглинанням тепла, відповідно, повітря, що проходить через випарник, остигає. Далі газоподібний хладагент з низьким тиском надходить на вхід компресора і весь цикл повторюється. Цей процес лежить в основі роботи будь-якого кондиціонера і не залежить від його типу, моделі або виробника.

Робота кондиціонера без відводу тепла від конденсатора принципово неможлива. Це фундаментальне обмеження, що випливає з другого закону термодинаміки. У звичайних побутових установках це тепло є мізерними і відводиться в навколишнє середовище. Причому його кількість перевищує величину, поглинену при охолодженні приміщення, тому що  при стисненні компресором фреону витрачається енергія, що переходить в т.ч. в тепло. У більш складних пристроях це тепло утилізується для побутових цілей: гаряче водопостачання та ін.

Існує три основних види кондиціонерів:

- спліт-система;

- мультіспліт-система;

- мобільні.