Що таке кондиціонер: поняття, види, принцип роботи, будову, призначення і застосування

Запорукою благополучного проживання в сучасних будинках і квартирах є підтримання оптимального мікроклімату. Ключову роль у цьому відіграє кондиціонуючу обладнання. Що таке кондиціонер? Це прилад, який використовується для регулювання температурного, а в деяких випадках і вологісного режиму. При цьому набір функцій і навіть його конструкційне пристрій в залежності від моделі може бути різним.

Загальне поняття кондиціонуючого приладу

Це електротехнічний пристрій, у переліку основних завдань якого входить підтримання комфортних кліматичних умов в приміщеннях різного призначення. Крім того, існують малогабаритні кондиціонери для транспортних засобів та виробничої техніки. Основну масу даних приладів складає клас побутових та промислових моделей. У другому випадку цільове застосування має дещо інший характер, ніж у побутовому сегменті. Але в обох категоріях базове поняття кондиціонера можна представити так: електроприлад, робота якого спрямована на регулювання температурного режиму в певному діапазоні. Згідно з нормативами кліматичне обладнання повинно забезпечувати можливість регулювання температури в спектрі 17-25 °C. При цьому сучасні пристрої здатні підтримувати режими в діапазоні від -5 до 40 °C. Крім того, багатофункціональні прилади також регулюють вологість (коефіцієнт - 50-60 %), рухливість повітряної маси (до 015 м/с) і навіть зміст деяких газів (наприклад, кисню).

Призначення кондиціонера

Найчастіше обладнання розраховується на завдання зниження температури з функцією зволоження повітряного середовища. У літній час особливо затребуваний режим охолодження, але останнім часом з'являються і моделі, які забезпечують нагрів за рахунок теплового насоса. Хоча про повноцінної опалювальної функції навіть на рівні побутового обігрівача мови не йде. У визначенні кондиціонерів промислового призначення принципово важливо відзначити їх багатофункціональність – це прилади, які крім завдань регулювання температури також реалізують очищення повітря. Дана функція потрібна на підприємствах, діяльність яких пов'язана з обробкою матеріалів і різного роду сировини, в процесі якої виділяються дрібні частинки пилу. Для підтримання санітарних норм на виробничих майданчиках і комфорту робочого персоналу, наприклад на деревопереробних фабриках, використовується промисловий кондиціонер. Крім розширеного функціоналу його також відрізняє висока потужність, що дозволяє постійно обслуговувати приміщення площею до 250-300 м 2 .

Пристрій компресорних моделей

Саме такий тип кондиціонерів може працювати і на охолодження і на обігрів повітря, що багато в чому обумовлює його широке поширення. Базовий набір складових частин у внутрішньому пристрої кондиціонера компресорного типу можна представити так:

Конденсатор – компактний радіаторний модуль в блоці, призначеному для зовнішньої установки (з боку вулиці). Цей вузол забезпечує процес конденсації, тобто переходу газу в рідкий стан. Зазвичай виготовляють радіатори з алюмінію або міді.

Компресор виконує функцію стиску холодоагенту (робоче середовище зразок фреону) і підтримує його циркуляцію в холодильному контурі.

Випарний радіатор розміщується у внутрішньому блоці (в приміщенні). Забезпечує процес, зворотний конденсації, тобто при різкому спаді тиску вже холодоагент переходить з рідкого стану в газоподібний.

Регуляційна арматура – дросель, понижуючий тиск на ділянці перед випарником.

Вентилятори забезпечують циркуляцію повітряних потоків, обдуваючи тим самим конденсатор з блоком випарника.

Пристрій випарних моделей

Більш простий по конструкції прилад, який виконує завдання охолодження і вентиляції. До його переваг можна віднести відсутність технологічних процесів, пов'язаних з обробкою шкідливих речовин на зразок фреону в ході роботи. Пристрій кондиціонера цього типу формується наступними елементами:

Електродвигун – управляє роботою вентилятора, який, у свою чергу, забезпечує подачу повітряних мас.

Трубопровідна інфраструктура. Утворюється насосом з клапанами для управління процесами подачі і зливу водної середовища.

Випарні фільтри – очищають воду, не дозволяючи шкідливим часткам надходити в повітря. Зазвичай виготовляються з целюлози і мають комірчасту конструкцію.

Піддон для води виготовляється з високоміцного пластику або металу, стійкого до перепадів температури і водяному середовищі.

Сучасні моделі випарних кондиціонерів з можливістю непрямого випаровування мають перевагу у вигляді виключення проникнення вологи в приміщення.

Принцип роботи компресорного кондиціонера

Функціонування приладу будується на циркуляції хладагента (фреону) по контуру трубопроводів з технологічними точками його обробки. На вхід компресорної установки під низьким тиском подається холодоагент, після чого слідує процес його стискання і нагрівання. Далі фреон надходить в конденсатор, де за рахунок інтенсивного охолодження його температура знижується, а сама середовище переходить у рідкий стан, виділяючи при цьому тепло. У результаті відбувається нагрівання повітря. На наступному етапі принцип роботи і пристрій кондиціонера компресорного типу будуть мати декілька схожих рис з моделями випарного типу, що виражається функцією терморегулюючого вентиля. Справа в тому, що після виходу з компресора фреон потрапляє в цей вентиль і деяка його частина випаровується в умовах пониження температури і тиску. У випаровувачі холодоагент приймає газоподібну форму, поглинає тепле повітря і остигає. Цей цикл повторюється кілька разів, поки не будуть досягнуті встановлені мікрокліматичні показники.

Принцип роботи випарного кондиціонера

Процес охолодження в результаті випаровування водного середовища може реалізовуватися по-різному, з-за чого виділяють пряму і непряму регулювання мікроклімату. У першому випадку охолодження ґрунтується на изоэнтальпийном процесі і рекомендується для застосування у холодну пору. Влітку ж кондиціонери з прямим випаровуванням можуть бути ефективні тільки при незначному коефіцієнті вологості. Принцип пристрою кондиціонера з непрямим охолодженням передбачає використання поверхневого теплообмінника з повітроохолоджувачем. За зв'язує їх каналах циркулює повітря охолоджується, регулювання температури якого буде залежати від зовнішнього зрошення водою, що стікає в піддон. Непряме випаровування знижує продуктивність кондиціонера, але розширює функціональні можливості регуляції за рахунок зниженого вологовмісту припливного повітря.

Різновиди кондиціонерів з точки зору встановлення

Мобільні кондиціонери. Найбільш компактні моделі, які можна переносити з місця на місце, підключаючи до розетки в будь-якому доступному місці.

Настінні прилади. Це класичний і найбільш поширений форм-фактор, що передбачає поділ на два блоки – внутрішній і зовнішній.

Канальні моделі. Інтегруються в основну систему повітроводів – як правило, їх розміщують в надпотолочной ніші з виходом робочої частини до приміщення.

Касетні моделі. Теж різновид стельового кондиціонера, але який не вбудовується в канал вентиляції, а пов'язується з нею за допомогою патрубків.

Напольно-стельові пристрої. Розміщуються за принципом звичайних обігрівачів – конвекторів або радіаторів. Володіють низькою продуктивністю, але завдяки компактним розмірам і стильному дизайну користуються високим попитом.

Колонні моделі. Форм-фактор, як видно з назви, представлений у вигляді колони. Тобто установка проводиться на підлозі, однак на відміну від мобільних кондиціонерів такі прилади переважно стаціонарні і передбачають зв'язок з зовнішнім блоком, що працюють на охолодження.

Особливості спліт-систем

До цієї групи відносяться всі моделі кондиціонерів, які передбачають поділ на два блоки, один з яких виноситься на вулицю, а інший монтується в приміщенні. Типове пристрій кондиціонера спліт передбачає наявність компресора, конденсатора, фільтрів, вентиляторів і з'єднує магістралі. Власне, у виносному блоці відбуваються основні робочі процеси, а внутрішній модуль лише забезпечує з ним комунікаційну зв'язок, відповідаючи також за регуляцію параметрів мікроклімату. Такий поділ дозволяє знижувати шкідливий вплив від холодоагенту і повністю виключає шум в приміщенні від робочого компресора.
В результаті технологічного поліпшення двохблочний конструкції виникла і успішно застосовується концепція мульти-спліт-системи. Пристрій кондиціонера цього типу відрізняється тим, що в одній робочій інфраструктурі може бути задіяно кілька компресорів з конденсаторами і многоходовыми клапанами. Багатокомпонентні системи дозволяють здійснювати управління від одного внутрішнього блоку, контролюючи при цьому роботу декількох модулів.

Можливості сучасних кондиціонерів

Незалежно від форм-фактора і принципу роботи, більшість моделей нового покоління дає розширені можливості управління процесами регуляції мікроклімату. Що таке кондиціонер сучасного типу з точки зору користувача контролю? Це ергономічний пристрій, яке через засоби дистанційного управління надає можливості інформування про показники температури, вологості і навіть про склад повітряного середовища. На пульті зазвичай передбачений цифровий дисплей з елементами управління (іноді сенсорними). Також в деякі прилади інтегрується модуль Wi-Fi для реалізації дистанційного контролю на віддаленій відстані через мобільні пристрої.

Експлуатація кондиціонера

Після установки крім використання приладу за призначенням від власника вимагається виконання низки профілактичних операцій, пов'язаних з технічним обслуговуванням. Наприклад, пристрій системи кондиціонера з компресорним блоком передбачає наявність спеціальної інфраструктури для зручного виміру експлуатаційних показників, за якими можна відстежувати і стан холодоагенту, періодично вимагає заміни. Що стосується випарних систем, то вони потребують постійного оновлення водного середовища з доливом. Також для підтримки робочого стану рекомендується регулярно здійснювати продувку комунікаційних каналів, чищення блоків та дренажної системи.

Плюси кондиціонера

У кожного типу даного приладу свої переваги і слабкі місця, але, в принципі, вони є оптимальним рішенням для виконання завдань регулювання мікрокліматичних параметрів. Наприклад, компресорні моделі виграють в потужності та універсальності застосування, а випарні відрізняються енергоефективністю і можливостями провітрювання приміщень. Для промислової сфери застосування оптимально підходить пристрій кондиціонера спліт системи з багатокомпонентним підключенням робочих модулів. У цьому випадку при невеликому обсязі монтажних заходів можна забезпечити безліч приміщень ефективними регуляторами мікроклімату високої потужності.

Мінуси кондиціонера

Основні претензії до даного устаткування крім необхідності техобслуговування та їх конструкційної складності стосуються шкоди для здоров'я. Причому це відноситься і до приладів, які не передбачають використання холодоагентів. Адже, що таке кондиціонер як регулятор мікрокліматичних параметрів? Це засіб, що теоретично дозволяє змінювати показники температури, вологості і темпів руху потоків повітря в прискореному режимі. Якщо неправильно підходити до процесу зміни даних показників, різко коригуючи їх значення, то збільшується ризик захворювань і, перш за все, застуди.

Висновок

Щоб кондиціонер не розчарував в ході експлуатації, необхідно правильно підійти до його вибору. Фахівці рекомендують розглядати це питання в комплексі, враховуючи функціональне наповнення, особливості робочого процесу, можливості регулювання окремих параметрів мікроклімату і т. д. Звичайно, чимале значення має і енергоспоживання. Що таке кондиціонер в плані енерговитрат? У середньому такі прилади споживають 08-1 кВт/ч. При цьому треба враховувати, що приблизно 1 кВт потужності, що охолоджує йде на обслуговування приміщення площею до 10 м 2 . Якщо ж мова йде про випарних моделях, то цей показник може бути скорочений до 08 кВт, так як його принцип роботи менш затратний по енергоресурсах.