Cum funcționează aparatul de aer condiționat: principiul de funcționare al aparatului, structura sa și schema tehnică

Cheia pentru o funcționare îndelungată și eficientă a aparatului de aer condiționat este exploatarea corectă și întreținerea regulată. Sunteți de acord? Dar pentru a evita defecțiunile acestui echipament deloc ieftin, este de dorit să studiați structura și să examinați principiul de funcționare al aparatului.

Tocmai aceste întrebări le vom discuta în materialul nostru – vom analiza în detaliu elementele structurale de bază ale echipamentului climatic tipic. Și, de asemenea, vom vorbi despre principiul și particularitățile funcționării sale, vom prezenta o schemă tipică. Vom completa articolul cu fotografii ilustrative și recomandări video utile.

Structura unui aparat de aer condiționat tipic

Este greu de imaginat viața confortabilă a omului modern fără aparat de aer condiționat. Și pentru ca în timpul exploatării utilizatorul să nu întâmpine probleme și defecțiuni, este de dorit să se familiarizeze în linii mari cu structura și principiul de funcționare al acestui tip de echipament climatic. Despre principalele subansambluri și elemente de construcție ale aparatului vom vorbi în continuare.

Elementele structurale principale ale echipamentului

Dacă utilizatorul ar vedea aparatul de aer condiționat, care îi sporește confortul locuirii, în secțiune, ar găsi acolo destul de multe elemente și subansambluri structurale. O parte dintre ele servesc la gestionarea agregatului, ajută electronica de serie și utilizatorul să controleze situația.

Iar elementele principale care influențează funcționalitatea sunt următoarele elemente constructive:

• evaporatorul, care se află în blocul interior al aparatului de aer condiționat și este destinat asigurării absorbției căldurii de către agentul frigorific utilizat atunci când se transformă în stare gazoasă;
• condensatorul – acest element constructiv se amplasează în blocul exterior al aparatului de aer condiționat și este destinat asigurării tranziției agentului frigorific existent în stare lichidă, cu eliberarea simultană a căldurii.

Prin esența lor, ambele elemente reprezintă radiatoare. Care ocupă o parte semnificativă în construcția blocurilor aparatului de aer condiționat. Acest lucru este necesar pentru asigurarea unui schimb termic eficient între agentul frigorific și aer.

În schemă este reprezentată unitatea interioară a unui aparat de aer condiționat tipic, independent de marcă, model și performanță. Iar elementul său principal este întotdeauna evaporatorul, care ocupă cea mai mare parte a carcasei.

Evaporatorul și condensatorul reprezintă o construcție formată din țevi de cupru de diametru mic, cu plăci transversale din aluminiu montate pe ele, menite să crească viteza schimbului termic.

Ce altceva influențează funcționalitatea aparatelor de aer condiționat?

Pe lângă evaporatorul și condensatorul enumerate mai sus, mai există câteva elemente de construcție care asigură eficiența echipamentului climatic.

Printre acestea se numără:

• ventilatoare;
• compresor;
• supapă de reglare termică (ventil).

Astfel de dispozitive, cum ar fi ventilatoarele, sunt instalate în fiecare unitate a aparatului de aer condiționat. Sarcina lor constă în intensificarea fluxurilor de aer care suflă peste evaporator sau condensator. Ceea ce crește semnificativ performanța întregului sistem.

Compresorul poate fi numit cu adevărat inima oricărui aparat de aer condiționat modern. Motivul este că tocmai el asigură deplasarea agentului frigorific de-a lungul circuitului de răcire, care constă de obicei din țevi de cupru.

În schemă este reprezentată unitatea exterioară a unui aparat de aer condiționat modern. Iar elementul său principal este în mod tradițional condensatorul, care este marcat cu albastru. Lângă elementul de construcție menționat se află un ventilator, fără de care nu se poate obține o funcționare eficientă a sistemului.

În plus, compresorul este destinat comprimării agentului frigorific după evaporator, ceea ce crește, de asemenea, performanța oricărui aparat de aer condiționat.

Despre diagnosticarea compresorului și particularitățile remedierii defecțiunilor am vorbit în acest material.

Supapa de reglare termică este destinată reducerii presiunii agentului frigorific înainte de evaporator. Această caracteristică asigură un schimb termic mai bun.

Rolul agentului frigorific în funcționarea echipamentului climatic

Orice aparat de aer condiționat modern este un sistem tehnic format dintr-o serie de ansambluri și părți. Dar toate acestea ar fi inutile fără agent frigorific, care reprezintă o substanță ce trece ușor din stare lichidă în stare gazoasă și invers, eliberând sau absorbind în acest proces o cantitate semnificativă de căldură.

Există peste patru zeci de tipuri de freon, dar doar câteva dintre ele sunt utilizate ca agent frigorific. În același timp, cel mai solicitat astăzi este R-22 – tocmai cu acesta sunt încărcate peste 98% din aparatele de aer condiționat. Dar trebuie să rețineți că zilele sale sunt deja numărate și acest lucru trebuie luat în considerare la achiziționarea echipamentului climatic.

Ca agent frigorific, de multe decenii se folosesc diferite tipuri de substanță numită freon – este, în principal, un amestec de etan și metan. Caracteristica principală a substanței menționate este punctul scăzut de fierbere. Ceea ce se întâmplă la 5-10 °C. În același timp, freonul se poate încălzi până la 70-90° în timpul evaporării. Aceste particularități ale sale permit eliminarea unei cantități uriașe de căldură, și destul de rapid.

În plus, agentul frigorific menționat este incolor, inodor și, cel mai important, inofensiv pentru sănătatea utilizatorilor. În același timp, cel mai căutat tip de freon în prezent (R-22) are un impact negativ asupra stratului de ozon al atmosferei. Prin urmare, dacă nu vă sunt indiferente problemele ecologice, atunci ar trebui să achiziționați aparate de aer condiționat care funcționează cu agentul frigorific R-410, care nu distruge straturile protectoare ale atmosferei.

În fotografie este ilustrată reumplerea aparatului de aer condiționat cu freon. Dar trebuie reținut că, conform așa-numitului Protocol de la Montreal, utilizarea freonului R-22 trebuie să înceteze până în 2030. Și acesta este un moment foarte important. Deoarece, cu cât rămâne mai puțin timp până la termenul menționat, cu atât este mai puțin justificată achiziționarea de aparate de aer condiționat care funcționează cu agent frigorific nociv.

În practică, reumplerea aparatului de aer condiționat cu freon se efectuează destul de rar. De exemplu, după reparații, întreținere, scurgeri. Și în oricare dintre cazuri, agentul frigorific menționat (R-410) nu va dăuna sănătății utilizatorilor și animalelor lor de companie.

Principiul de funcționare și schema aparatului de aer condiționat

Aparatul de aer condiționat pare a fi un echipament destul de simplu, ale cărui principale componente structurale nu prezintă o dificultate deosebită. Prin urmare, vom analiza în detaliu principiul său de funcționare, care este, de asemenea, extrem de simplu.

Cum funcționează un aparat de aer condiționat tipic?

La evaporare, lichidele absorb căldură, și anume în mod activ, iar la condensare (trecerea din stare gazoasă înapoi în stare lichidă) o eliberează. Iar fenomenele fizice menționate sunt în mod tradițional baza principiului de funcționare a aparatelor de aer condiționat.

Vă puteți convinge că metoda menționată de eliminare a căldurii este eficientă chiar și acasă. De exemplu, aplicând pe suprafața pielii dumneavoastră o soluție care conține alcool, care, evaporându-se rapid, lasă în urmă o senzație de frig. Deoarece căldura de pe suprafața corpului este absorbită și eliminată.

Simplu spus, baza de funcționare a oricărui aparat de aer condiționat modern o constituie procesele de fierbere (cu absorbție de căldură) și condensare (cu eliberare de căldură). În procesele menționate, absorbția/eliberarea de căldură are loc conform formulelor ilustrate în grafic. Unde Q este cantitatea de căldură, L este căldura specifică de vaporizare, iar m desemnează masa substanței.

Același lucru se întâmplă și în interior. Motivul este că, atunci când lichidul frigorific ajunge în unitatea interioară a aparatului de aer condiționat, absoarbe activ și în cantități mari excesul de căldură, iar temperatura sa crește semnificativ.

Ca urmare, acesta se evaporă și se deplasează către unitatea exterioară (de obicei amplasată în afara clădirii). Acolo, sub influența aerului mai rece, împins în cantități semnificative de ventilator, are loc procesul invers.

În fotografie este prezentat evaporatorul aparatului de aer condiționat. Acesta seamănă ca aspect cu un radiator obișnuit. Și așa este, de fapt. Deoarece construcția acestui element asigură o ventilare cât mai eficientă cu aer cald din cameră, din care agentul frigorific absoarbe căldura, astfel încât în cameră devine mai răcoare.

Adică are loc condensarea, în urma căreia agentul frigorific devine din nou lichid, eliberându-se, în consecință, căldură. Apoi urmează un nou ciclu și așa mai departe, la nesfârșit.

Schema de principiu a funcționării echipamentului

Indiferent de tipul, modelul sau denumirea aparatului de aer condiționat, procesul de răcire a aerului este întotdeauna același. Astfel, după pornire, agentul frigorific este furnizat în evaporator. Presiunea sa este de 3-5 atmosfere, iar temperatura se situează între 10-20 °C.

Apoi, în stare gazoasă, freonul se deplasează către compresor. Și este imediat comprimat la 15-20 de atmosfere. În plus, agentul frigorific se încălzește până la 70-90 °C.

Pe schemă, într-o formă simplificată, este ilustrat principiul de funcționare al oricărui aparat de aer condiționat modern. În figură se arată că agentul frigorific răcit în condensator ajunge la regulatorul de debit (ventilul de termoreglare). Acolo presiunea sa scade, ceea ce permite lichidului să se răcească și mai mult. Apoi, agentul frigorific este transportat în evaporator, unde are loc procesul principal. Adică răcirea aerului concomitent cu încălzirea agentului frigorific.

După aceea, gazul este transportat în condensator, care este activ ventilat de ventilator. Ca urmare a acțiunii aerului împins cu o temperatură mai scăzută, freonul eliberează căldură, ceea ce duce la trecerea sa în stare lichidă.

Cu toate acestea, temperatura sa rămâne cu 10-20 °C mai mare decât cea a aerului ambiant. Această problemă se rezolvă în momentul deplasării lichidului prin ventilul de termoreglare. Acolo presiunea agentului frigorific scade din nou la 3-5 atmosfere scăzute. Ceea ce permite freonului să se răcească suplimentar și este pregătit pentru un nou ciclu de absorbție a căldurii, astfel încât este trimis din nou în evaporator.

În imagine este prezentată schema de principiu a aparatului de aer condiționat. Astfel, un bloc, echipat cu evaporator, se află în interiorul încăperii. Iar celălalt, cu condensatorul, se află în exterior. Ceea ce face ca procedura de schimb termic să fie cât mai eficientă. În plus, în blocul care se află afară, este întotdeauna amplasat compresorul, care este cea mai zgomotoasă parte a construcției.

Particularitățile funcționării aparatului de aer condiționat

Pentru funcționarea aparatului de aer condiționat este necesară energie electrică, dar acest lucru este avantajos, deoarece randamentul său este destul de ridicat.

Dar dacă în rețea există fluctuații regulate de tensiune, pentru a evita defectarea acestui tip de echipament climatic, trebuie să instalați imediat și un stabilizator.

În ciuda modului simplu și eficient de schimb termic, trebuie să rețineți întotdeauna că aparatul de aer condiționat va corespunde caracteristicilor declarate numai cu o întreținere tehnică regulată.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipul atașat mai jos vă va ajuta să aprofundați și să consolidați cunoștințele dobândite pe această temă:

Principiul de funcționare al oricărui aparat de aer condiționat, indiferent de marcă, tip, este destul de simplu. Deoarece se bazează pe cele mai simple fenomene fizice. În același timp, trebuie reținut că echipamentul climatic are diverse caracteristici tehnice. În plus, aparatele de aer condiționat se remarcă prin fiabilitate, eficiență și ușurință în utilizare. Trebuie să se țină cont de aceste aspecte, precum și de viitoarea tranziție la un freon sigur, deoarece această particularitate poate duce la pierderi financiare.

Doriți să completați materialul prezentat mai sus cu informații sau observații utile? Sau aveți întrebări legate de subiectul articolului nostru? Adresați-le experților noștri și celorlalți vizitatori ai site-ului în blocul de feedback, situat mai jos.