Кондиционер в комнате или автомобиле работает, поглощая горячий воздух из определенного помещения, перерабатывая его в себя с помощью хладагента и ряда змеевиков, а затем выпуская холодный воздух в то же помещение, где изначально был горячий воздух. собрал.
Эта обработка в основном осуществляется с помощью пяти компонентов:
- Испаритель
- Компрессор
- Конденсатор
- Расширительный клапан
- Хладагенты
Представьте себе, что вы находитесь на улице в изнуряющую жару особенно жаркого летнего дня и выполняете богом забытые поручения, которые больше нельзя откладывать. Жара настолько невыносима, что кажется, что это самый жаркий день на земле со времен зарождения цивилизации. Но одно держит вас в напряжении: знание того, что через час вы будете в своем доме с кондиционером.
Время наконец пришло: вы открываете дверь и входите в свой дом. Порыв прохладного воздуха обволакивает каждую клеточку вашего тела и вы сразу чувствуете себя лучше.
Я уверен, что вы все испытали это хотя бы раз в жизни: «охлаждающую революцию», которую кондиционеры принесли в человеческое общество, нельзя сбрасывать со счетов; хотя у предыдущих поколений были вентиляторы и другие способы сохранять прохладу в жаркие дни, они никогда не были столь же удивительно эффективными, как современные кондиционеры с точки зрения чистой охлаждающей способности.
В этой статье мы поговорим о кондиционерах и о том, что они делают — и как они это делают — что делает их почти необходимостью в городских районах.
Рекомендуемое видео для вас:
Части переменного тока
Существует два основных типа систем кондиционирования: оконные системы и сплит-системы, которые в свою очередь делятся на мини-сплит-системы и центральные системы. На повседневном языке их обычно называют оконными AC или разделенными AC.
Независимо от типа установки все кондиционеры состоят из четырех основных компонентов, которые перечислены ниже:
(Фото предоставлено: ScienceABC)
Испаритель
Испаритель — это, по сути, змеевик теплообменника, который отвечает за сбор тепла из внутренней части помещения с помощью охлаждающего газа. Этот компонент называется испарителем, в нем жидкий хладагент поглощает тепло и испарится в газ.
Внутренний блок сплит-кондиционера содержит змеевик испарителя (Фото: Shutterstock)
Наиболее распространенные газообразные хладагенты, используемые в системах кондиционирования воздуха, включают гидрофторуглероды или ГФУ, такие как R-410A, хлорфторуглероды или ХФУ, такие как R-22, и углеводороды, такие как R-290. Этот газ фактически поглощает тепло из помещения и переходит к следующему компоненту для дальнейшей обработки, что…
Компрессор
Как следует из названия, здесь сжимается газообразный хладагент. Он находится в наружном блоке, т.е. в той части, которая установлена снаружи дома.
Конденсатор
Конденсатор поглощает испарившийся хладагент из компрессора, превращает его обратно в жидкость и отводит тепло наружу. Конечно, он также расположен на внешнем блоке раздельного кондиционера.
Конденсатор переменного тока (Фото: tradekorea)
Расширительный клапан
Расширительный клапан, также известный как дроссель, расположен между двумя змеевиками, охлаждающими змеевиками испарителя и горячими змеевиками конденсатора. Он регулирует количество хладагента, движущегося к испарителю.
Обратите внимание, что в случае оконных кондиционеров все три компонента, упомянутые выше, находятся в небольшой металлической коробке, установленной в оконном проеме.
Это основные компоненты кондиционера. Давайте посмотрим, как они работают вместе, чтобы заставить кондиционер делать то, что он делает.
AC принцип работы кондиционера
Кондиционер собирает горячий воздух из определенного помещения, перерабатывает его в себя с помощью хладагента и ряда змеевиков, а затем выпускает холодный воздух в то же помещение, где изначально был собран горячий воздух. В принципе, так работают все кондиционеры.
Развенчивая миф
Многие люди считают, что кондиционер с помощью установленных в нем машин вырабатывает охлажденный воздух, который может так быстро охладить помещение. Это также может объяснить, почему он потребляет так много электроэнергии. Однако на самом деле это ошибка. Кондиционер — это не волшебное устройство; он очень эффективно использует только некоторые физические и химические явления для охлаждения конкретной комнаты.
Что происходит, когда вы включаете кондиционер?
Когда вы включаете кондиционер и устанавливаете желаемую температуру, скажем, 20 градусов по Цельсию, установленный в нем термостат определяет наличие разницы между температурой воздуха в помещении и выбранной вами температурой.
Кредит Фотографии: Flickr
Этот теплый воздух всасывается через решетку в нижней части внутреннего блока, а затем проходит по трубам, по которым течет хладагент, т. е. хладагент. Хладагент поглощает тепло и сам становится горячим газом. Таким образом, от воздуха, попадающего на змеевики испарителя, отводится тепло. Обратите внимание, что змеевик испарителя не только поглощает тепло, но и вымывает влагу из поступающего воздуха, что способствует осушению помещения.
Затем этот горячий газообразный хладагент подается в компрессор, расположенный на внешнем блоке. В соответствии со своим названием компрессор сжимает газ так, что он становится горячим, поскольку сжатие газа увеличивает его температуру.
Затем этот горячий газ высокого давления достигает третьего компонента – конденсатора. И здесь конденсатор остается верным своему названию и конденсирует горячий газ в жидкость.
Хладагент поступает в конденсатор в виде горячего газа, но быстро превращается в более холодную жидкость, поскольку тепло от «горячего газа» рассеивается в окружающую среду через металлические ребра. В результате хладагент теряет тепло при выходе из конденсатора и становится более холодной жидкостью. Он проходит через расширительный клапан — крошечное отверстие в медной трубке системы, — который регулирует поток холодного жидкого хладагента в испаритель, так что хладагент достигает точки, с которой начался его путь.
Вот упрощенная схема процесса:
(Фото: Илмари Каронен / Wikipedia Commons)
Хотя все компоненты, участвующие в процессе кондиционирования воздуха в оконных кондиционерах, находятся в одном металлическом корпусе, основной процесс охлаждения остается точно таким же.
Части оконного кондиционера. (Фото предоставлено Википедией)
Весь процесс повторяется снова и снова, пока не будет достигнута желаемая температура. Короче говоря, кондиционер снова и снова всасывает теплый воздух, охлаждает его и выталкивает обратно в комнату до тех пор, пока не останется теплого воздуха для охлаждения.
Как бы мы ни зависели от кондиционера, удивительно, что он изначально не был разработан для человеческого комфорта. Мотивация первой современной системы кондиционирования воздуха заключалась в том, чтобы устранить определенные проблемы в производственных процессах издательства! Верить в то, что машина, которая должна была поддерживать публикацию газет в больших масштабах, когда-нибудь могла стать неотъемлемой частью каждого современного дома, — это нечто, не так ли?
Как работают кондиционеры?
17 июля 1902 года Уиллис Кэрриер изобрел первую современную систему кондиционирования воздуха. Изобретение Кэрриера помогло создать множество отраслей, которые и сегодня продолжают питать нашу экономику. В первые годы кондиционирование воздуха помогло увеличить производство всего, от хлебобулочных изделий до военного снаряжения. Это привело непосредственно к летним киноблокбастерам, когда люди стекались в прохладные кинотеатры, спасаясь от жары. Точный контроль температуры и влажности позволил даже построить крытые торговые центры, трансатлантические рейсы, а также компьютеры и серверы, обеспечивающие работу Интернета. Сегодняшние «современные» системы охлаждения по-прежнему работают на тех же основных принципах, обеспечивая комфортный охлажденный воздух для людей внутри. Итак, как работают кондиционеры?
Кондиционеры бывают разных форм и размеров, но все они работают по одной и той же основной предпосылке. Кондиционер обеспечивает холодный воздух в вашем доме или закрытом помещении, фактически удаляя тепло и влажность из воздуха в помещении. Он возвращает охлажденный воздух в помещение, а нежелательное тепло и влажность выводит наружу. Стандартный кондиционер или система охлаждения использует специальный химикат, называемый хладагентом, и состоит из трех основных механических компонентов: компрессора, змеевика конденсатора и змеевика испарителя. Эти компоненты работают вместе, чтобы быстро преобразовать хладагент из газа в жидкость и обратно. Компрессор повышает давление и температуру газообразного хладагента и направляет его в змеевик конденсатора, где он преобразуется в жидкость. Затем хладагент возвращается в помещение и попадает в змеевик испарителя. Здесь жидкий хладагент испаряется и охлаждает внутренний змеевик. Вентилятор продувает воздух из помещения через холодный змеевик испарителя, где тепло внутри дома поглощается хладагентом. Охлажденный воздух затем циркулирует по всему дому, а нагретый испаренный газ направляется обратно в компрессор. Затем тепло выделяется в наружный воздух, когда хладагент возвращается в жидкое состояние. Этот цикл продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура.
Этот чертеж, результат новаторского проекта Уиллиса Кэрриера, был представлен Sackett & Wilhelms 17 июля 1902 года и послужил основой для изобретения, которое изменит мир, — первой современной системы кондиционирования воздуха.
Процесс кондиционирования воздуха
Многие дома в Северной Америке полагаются на кондиционеры сплит-системы, часто называемые «центральным кондиционированием». Системы кондиционирования воздуха включают в себя ряд компонентов и делают больше, чем просто охлаждают воздух внутри. Они также могут контролировать влажность, качество воздуха и воздушный поток в вашем доме. Поэтому, прежде чем мы ответим на вопрос о том, как работают кондиционеры, будет полезно узнать, из чего состоит типичная система.
Что такое Централ Эйр?
Типичная система кондиционирования воздуха, часто называемая «центральной системой кондиционирования» или «сплит-системой кондиционирования воздуха», обычно включает в себя следующее:
- термостат, контролирующий работу системы
- наружный блок с вентилятором, змеевиком конденсатора и компрессором
- внутренний блок (обычно либо печь, либо фанкойл), в котором находится змеевик испарителя и вентилятор для циркуляции охлажденного воздуха
- медная трубка, позволяющая хладагенту течь между внутренним и наружным блоками
- расширительный клапан регулирует количество хладагента, поступающего в змеевик испарителя
- воздуховод, который позволяет воздуху циркулировать из внутреннего блока в различные жилые помещения и обратно во внутренний блок
В самом простом описании процесс кондиционирования воздуха включает в себя два действия, которые происходят одновременно: одно внутри дома, а другое вне дома.
- Внутри дома (иногда называемой «холодной стороной» системы), теплый воздух в помещении охлаждается, проходя через холодный охлаждающий змеевик, наполненный хладагентом. Тепло от воздуха в помещении поглощается хладагентом, когда хладагент превращается из жидкости в газ. Охлажденный воздух подается обратно в дом.
- Вне дома (иногда называемой «горячей стороной» системы), газообразный хладагент сжимается перед тем, как попасть в большой змеевик наружного блока. Тепло высвобождается наружу, когда хладагент снова превращается в жидкость, а большой вентилятор прогоняет наружный воздух через наружный змеевик, отбрасывая тепло, поглощаемое из дома.
Результатом является непрерывный цикл: тепло и влажность удаляются из воздуха в помещении, холодный воздух возвращается в дом, а тепло и влажность выходят из дома.
Как работает Central Air — более подробно
Теперь, когда у вас есть общее представление о том, как работают кондиционеры, давайте копнем немного глубже и опишем весь процесс работы.
Термостат, который обычно монтируется на стене в центре дома, отслеживает и регулирует температуру воздуха в помещении. Процесс охлаждения начинается, когда термостат определяет, что температуру воздуха необходимо понизить, и посылает сигналы компонентам системы кондиционирования воздуха как внутри, так и снаружи дома, чтобы они начали работать. Вентилятор внутреннего блока вытягивает горячий воздух из помещения через воздуховоды рециркуляции. Этот воздух проходит через фильтры, в которых собираются пыль, пух и другие взвешенные частицы. Затем отфильтрованный теплый воздух помещения проходит через холодный змеевик испарителя. Когда жидкий хладагент внутри змеевика испарителя превращается в газ, тепло из воздуха в помещении поглощается хладагентом, таким образом охлаждая воздух, проходящий через змеевик. Затем вентилятор внутреннего блока нагнетает охлажденный воздух обратно через воздуховоды в различные жилые помещения.
Газообразный хладагент выходит из дома через медную трубку и проходит в компрессор в блоке кондиционера снаружи. Думайте о компрессоре как о большом электрическом насосе. Компрессор нагнетает газообразный хладагент и направляет хладагент в змеевик конденсатора наружного блока. Большой вентилятор прогоняет наружный воздух через змеевик конденсатора, позволяя воздуху поглощать тепловую энергию из дома и высвобождать ее наружу. В ходе этого процесса хладагент снова превращается в жидкость. Затем он проходит по медной трубке обратно во внутренний блок, где проходит через расширительное устройство, которое регулирует поток хладагента в змеевик испарителя. Затем холодный хладагент поглощает больше тепла из воздуха в помещении, и цикл продолжается.
Типы кондиционеров
Как видите, вопрос «как работают кондиционеры» может привести к очень простому или очень сложному объяснению. То же самое и с описанием типов кондиционеров. И поскольку внутренние жилые помещения бывают самых разных форм и размеров, от сегодняшних новых крошечных домов до поместий площадью 30,000 XNUMX квадратных футов, системы кондиционирования воздуха для жилых помещений также доступны в различных стилях и конфигурациях. Существует три основных типа кондиционеров: сплит-системы, компактные кондиционеры и бесканальные кондиционеры. Каждый из них имеет свое собственное специализированное применение, но все они, по сути, делают одно и то же — делают его прохладным в вашем доме. Тип системы охлаждения, который лучше всего подходит для вас, зависит от вашего географического положения, размера и физических ограничений вашего дома, а также от того, как вы его используете.
Кондиционер сплит-системы
Сплит-системы предлагают наиболее распространенный ответ на вопрос «что такое система кондиционирования?» Эти системы включают в себя как внутренний блок, так и внешний блок. Внутренний блок, обычно печь или фанкойл, включает в себя змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор (обработчик воздуха), который циркулирует воздух по всему дому. Наружный блок содержит компрессор и змеевик конденсатора.
Кондиционеры со сплит-системой предлагают множество вариантов, включая базовые одноступенчатые системы, более тихие и эффективные двухступенчатые системы и самые тихие и энергосберегающие многоступенчатые системы. Кондиционер сплит-системы обеспечивает постоянный и надежный контроль температуры во всем доме. А поскольку в системе обработки воздуха в помещении используются фильтры, она может очищать воздух во время его охлаждения.
Комплектный кондиционер
Комплексные системы — это комплексные решения, которые также отвечают на вопрос «что такое система кондиционирования?» Комплектные системы содержат змеевик испарителя, вентилятор, компрессор и змеевик конденсации в одном блоке. Они хорошо работают, когда на чердаке или в чулане не хватает места для внутреннего блока кондиционера сплит-системы. Они также являются хорошим выбором в местах, где предпочтительна установка на крыше. Как и сплит-системы, блочные системы вытягивают теплый воздух из дома через возвратные воздуховоды в секцию змеевика испарителя. Воздух проходит через змеевик испарителя, а более холодный воздух возвращается обратно в дом через приточные воздуховоды. И, как и в сплит-системе, нежелательное тепло выбрасывается наружу через змеевик конденсатора.
Комплексные системы также предлагают множество вариантов для повышения энергоэффективности. Они доступны в двухступенчатых системах и одноступенчатых системах. Модели с более высоким КПД включают многоскоростные вентиляторы. В США блочные системы наиболее распространены в южных и юго-западных районах страны.
Бесканальный кондиционер
Бесканальные системы не считаются системами кондиционирования воздуха, поскольку они обеспечивают охлаждение в определенных целевых зонах дома. Они требуют менее инвазивной установки, потому что, как следует из их названия, они не полагаются на воздуховоды для распределения охлажденного воздуха. Как и сплит-системы, бесканальные системы включают наружный блок и как минимум один внутренний блок, соединенные медными трубками для хладагента. В бесканальной системе каждый внутренний блок предназначен для подачи холодного воздуха только в помещение, в котором он установлен. Внутренний блок можно установить на стене, на потолке или на полу. Некоторые бесканальные системы могут включать несколько внутренних блоков, подключенных к одному наружному блоку. Независимо от количества внутренних блоков принцип работы аналогичен сплит-системе. Внутренний блок содержит змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор, который вытягивает теплый воздух из помещения через холодный змеевик испарителя, а затем возвращает более холодный воздух обратно в помещение. Хладагент проходит по медным трубкам к наружному блоку, где расположены компрессор и змеевик конденсатора. Тепло изнутри высвобождается через наружный змеевик конденсатора. Хладагент возвращается во внутренний блок, и цикл продолжается.
Эти гибкие системы обеспечивают точечный комфорт в зонах размещения внутренних блоков. Они также действуют как система зонирования, предлагая индивидуальный контроль температуры в каждой отдельной комнате. Например, если вы хотите, чтобы в домашнем офисе было прохладнее, а в спальне было теплее, установите по воздуховоду в каждой комнате. Теперь вы можете установить разные температуры в каждой области в зависимости от ваших потребностей в комфорте.
Независимо от того, какой тип системы подходит для вашего дома или имущества, зная ответ на вопрос «Как работают кондиционеры?» может помочь вам выбрать наиболее подходящую систему. Кроме того, это позволит вам лучше понять варианты, которые предлагает ваш подрядчик по ОВКВ.
