Na obrázku č. 4 je zjednodušené schéma chladicího okruhu domácí nástěnné klimatizace split-systém, jejímž hlavním úkolem je ochlazovat vzduch uvnitř klimatizované místnosti (nebo jinými slovy odvádět teplo z místnosti a přenést na ulici). Pracovní látkou pro pohyb tepelné energie je chladivo. Vzduch se ochlazuje působením termodynamického procesu v chladicím okruhu, který má 4 složky:
- Odpařování chladiva, ke kterému dochází uvnitř výměníku tepla výparníku vnitřní jednotky.
- Kondenzace chladiva, ke které dochází uvnitř výměníku tepla kondenzátoru venkovní jednotky.
- Stlačování chladiva, které je produkováno kompresorem umístěným ve venkovní jednotce.
- Škrcení, ke kterému dochází uvnitř kapiláry venkovní jednotky.
Jak je známo, když se chladivo odpařuje, to znamená, když přechází z kapalného do plynného stavu, absorbuje tepelnou energii, nebo jinými slovy, ochlazuje výparník.
Když chladivo kondenzuje, to znamená, když přechází z plynného do kapalného stavu, chladivo vydává tepelnou energii, nebo jinými slovy ohřívá kondenzátor. Procesy kondenzace a vypařování probíhají za určitých podmínek vytvořených ve výměnících tepla.
Jedním z hlavních prvků chladicího okruhu je expanzní zařízení - kapilára. Kapilární trubice má malou průtokovou plochu ve srovnání s jinými prvky chladicího okruhu, jako je hrdlo láhve. Kompresor tak vytváří vysokotlakou zónu před kapilárou - ve výměníku tepla kondenzátoru (Vysokotlaká zóna ve schématu klimatizace je zvýrazněna červeně) a nízkotlaká zóna za kapilárou ve výměníku tepla výparníku (Nízká tlaková zóna ve schématu klimatizace je zvýrazněna modře). Chladicí plyn opouštějící kompresor má vysoký tlak a teplotu. Jakmile chladivo vstoupí do výměníku tepla kondenzátoru, začne kondenzovat – přechod z plynného do kapalného stavu. Ke kondenzačnímu procesu dochází díky tomu, že ventilátory cirkulací venkovního vzduchu přes teplosměnnou plochu kondenzátoru ochlazují kondenzátor a tím i chladivo. Současně při kondenzaci chladivo uvolňuje tepelnou energii do venkovního vzduchu. Dále kapalné, zkondenzované chladivo vstupuje do kapiláry a poté do nízkotlaké zóny. V nízkotlaké zóně klesá tlak a tím i teplota kapalného chladiva. Po průchodu linkami meziblokové freonové komunikace vstupuje chladivo do vnitřní jednotky a poté do výměníku tepla výparníku. Ventilátor vnitřní jednotky cirkuluje upravený vzduch přes výměník tepla výparníku a ohřívá jej. Chladivo umístěné na druhé straně teplosměnné plochy výparníku se odpařuje, absorbuje teplo a ochlazuje výměník tepla. Na výstupu z výparníku je chladivo pouze v plynném stavu. Dále, podél linií meziblokové freonové komunikace, se freon vrací zpět do kompresoru
Klimatizace v moderním světě již dávno není luxusním zbožím, ale právě naopak, stala se nezbytným domácím spotřebičem. Díky vysoké funkčnosti vytváří klimatizace v místnosti ty nejpříznivější klimatické podmínky pro lidské zdraví.
Co je to dělená klimatizace?
Split systém je zařízení, které je odpovědné za vytváření a udržování určitých parametrů v uzavřené místnosti: teplota, čistota, vlhkost a rychlost vzduchu. Na rozdíl od běžné okenní klimatizace, která kombinuje ventilátor a chladicí prvek do jednoho pouzdra a instaluje se přímo do okenního otvoru, se split systém skládá ze dvou jednotek pro vnitřní a venkovní instalaci, které jsou propojeny měděnými trubkami. Dělený systém je tedy uzavřený okruh, ve kterém freon neustále cirkuluje.
Co je to dělený invertorový systém?
Neinvertorová klimatizace funguje na principu zapínání a vypínání kompresoru při zvýšení nebo snížení nastavené teploty v místnosti. A automaticky snižuje provozní výkon, když dosáhne nastavené teploty v místnosti a udržuje ji bez ztráty elektřiny.
Jak funguje split systém?
Principem fungování jakéhokoli split systému je schopnost kapaliny absorbovat teplo při odpařování a uvolnit ho v okamžiku kondenzace. Freonový plyn vstupuje do kompresoru pod nízkým tlakem, zde je stlačen a zahřát, načež vstupuje do kondenzátoru, kde je vháněn studeným vzduchem a stává se kapalinou. Z kondenzátoru je freon posílán do termoregulátoru 
ventil, ochlazuje a vstupuje do výparníku. Zde freon odebírá teplo ze vzduchu a přechází do plynného stavu, v důsledku čehož se vzduch v místnosti ochladí a celý chladicí cyklus začíná znovu.
Nutno podotknout, že některé klimatizace mohou kromě ochlazování vzduchu do místnosti fungovat i v režimu topení. Princip fungování split systému pro vytápění je založen na stejném procesu jako chlazení, pouze venkovní a vnitřní jednotka jakoby mění místo. Výsledkem je, že ve venkovní jednotce dochází k odpařování a ve vnitřní jednotce ke kondenzaci. Vytápění místností pomocí split systému je však možné pouze při venkovních teplotách nad nulou, jinak může dojít k poruše kompresoru.
Abyste pochopili princip fungování klimatizace, nemusíte být absolventem vysoké školy technického směru ve svém vystudovaném oboru. Stačí si osvěžit paměť na hlavní body ze školního kurzu fyziky, získat vysvětlení k otázkám, které vás zajímají, a pak... Poté si budete moci vědomě vybrat klimatizaci, váš výběr nebude ovlivněn výmluvnost obchodního poradce a s největší pravděpodobností se nenecháte svést kouzlem slova „prodej“ “ Vaše rozhodnutí budou založena na seriózním základě – na nezbytných znalostech a pochopení toho, které zařízení je ve vašem konkrétním případě potřeba. Pochopíte, jak vypočítat výkon klimatizace a provedete výpočet sami! Pochopení toho, jak klimatizace funguje, vám pomůže vyhnout se nepříjemným chybám během provozu. Budete hrdí na svůj úspěšný nákup! Takže začneme...
Jak je zázračné zařízení zvané „klimatizace“ schopné ochladit a někdy i ohřát vzduch? - Abyste odpověděli, musíte si zapamatovat pouze jedno pravidlo ze školního kurzu fyziky. Jak si pamatujete, při odpařování kapalin (přechod z kapalného do plynného skupenství) dochází k absorpci tepla, tedy ochlazování (vzpomeňte si, jak studeným je ubrousek namočený v acetonu).
Při zpětném procesu – kondenzaci (přechodu látky z plynné do kapalné) se uvolňuje teplo, tedy zahřívání, čehož se využívá i v klimatizacích. Na tomto principu fungují nejen klimatizace, ale také téměř všechna chladicí zařízení (ledničky, ledničky, vodní chladiče). V takových jednotkách se jako chladivo obvykle používají freony, které mají schopnost snadno přecházet z plynné frakce do kapaliny a naopak s relativně malou změnou tlaku.
Hlavní typy jednotek
Nejprve se krátce zamysleme nad tím, jaké typy klimatizací existují a jaké jsou hlavní rozdíly mezi jednotlivými typy těchto zařízení. V závislosti na oblasti použití a účelu existuje mnoho typů a modelů klimatizací: průmyslové, domácí, automobilové, okenní, stacionární a přenosné.
Průmyslové klimatizace se vyznačují vysokou spotřebou energie a energie, jsou schopny regulovat mikroklima ve velkých místnostech pro domácí modely, důležitější jsou takové parametry, jako je účinnost, tichý provoz a snadná údržba; Klimatizace mohou být vyrobeny v jednom krytu nebo se skládají z několika bloků, ale principiální schéma fungování jakékoli klimatizace je založeno na pravidle, které již bylo uvedeno výše.
Dnes jsou split systémy nejoblíbenější v každodenním životě (jako nejproduktivnější, nejhospodárnější a snadno použitelné), takže se podívejme na provozní vlastnosti klimatizací na příkladu takového zařízení.
Návrh klimatizace na příkladu děleného systému
Navzdory skutečnosti, že split systém se skládá z vnitřní a venkovní jednotky, jeho princip fungování je stejný jako u jakéhokoli jiného typu domácí klimatizace, protože je založen na zcela utěsněném uzavřeném okruhu naplněném chladivem, který se skládá z propojených výměníků tepla. měděnými trubkami. Výměník tepla ve vnitřní jednotce se nazývá výparník a ve venkovní jednotce se nazývá kondenzátor.
Chladivo protékající systémem přenáší tepelnou energii mezi výměníky tepla, to vše se děje díky kompresoru umístěnému ve vnější jednotce. Pro efektivní výměnu tepla mezi chladivem a vzduchem jsou v každém z bloků instalovány ventilátory, které pohání vzduch přes tepelné výměníky. Další důležitou součástí zařízení je škrticí zařízení, které je instalováno ve vnitřní jednotce před výparníkem a je nutné ke snížení tlaku freonu, aby se přeměnil na plynnou frakci.
Celý proces provozu klimatizace v režimu chlazení vzduchem probíhá následovně. Kompresor ve venkovní jednotce čerpá chladivo, čímž zvyšuje tlak ve výměníku tepla kondenzátoru, což způsobí jeho přechod do kapalné frakce, což je doprovázeno uvolňováním tepla, které se uvolňuje do vzduchu v důsledku provozu fanoušek.
Ochlazené chladivo vstupuje do vnitřní jednotky měděným potrubím, kde se při průchodu škrtícím zařízením vaří, přechází do plynného stavu, absorbuje teplo a výrazně ochlazuje odpařovací výměník tepla. Ventilátor vnitřní jednotky vhání vzduch odebraný z místnosti, který se po ochlazení vrací zpět. Na odpařovacích deskách přitom kondenzuje vlhkost, která je odváděna plastovou trubkou do kanalizace nebo ven. Chladivo se poté vrací měděnou trubkou do kompresoru a cyklus se opakuje.
Ve vnitřním bloku split systému se vzduch čistí a ochlazuje (a také ohřívá, pokud to umožňuje konstrukce)
Některé klimatizace mohou pracovat v režimu ohřevu vnitřního vzduchu za tímto účelem má venkovní jednotka split systému čtyřcestný ventil, s jehož pomocí se freon pohybuje v opačném směru. V tomto případě se z kondenzátoru stane výparník a z výparníku kondenzátor.
Jak vypočítat požadovaný výkon
Vzhledem k tomu, že klimatizace se častěji používají pro chlazení vzduchu a méně často pro vytápění, je klimatizace vypočítána na základě jejího chladicího výkonu. Důležitým bodem je, že chladicí kapacita klimatizace by neměla být zaměňována s její spotřebou energie. Chladicí výkon domácích klimatizací je 2,5-4krát vyšší než elektrická energie, kterou spotřebují. Ukazuje se, že účinnost zařízení je asi 300%! Jak je tohle možné? Všechno je docela jednoduché - elektřina se ve skutečnosti nepoužívá k chlazení vzduchu, ale pouze k přenosu tepla z místnosti na ulici.
Orientačně je výpočet klimatizace podle plochy proveden na základě poměru 1 kW chladícího výkonu k 10 m 2 plochy místnosti s výškou stropu do 3 m Pro přesnější výpočty teplo generované elektrickými spotřebiči , je třeba vzít v úvahu osoby zdržující se v místnosti, velikost oken a intenzitu slunečního záření. Když je místnost situována na jižní stranu a je zde velká okenní plocha, je nutná rezerva chodu až 20 %.
Vzorec pro výpočet výkonu klimatizace vypadá takto:
Q - tepelný tok (W);
S - plocha místnosti (m2)
h - výška místnosti (m);
q je koeficient oslunění (silně osvětleno 40 W/m3, středně osvětleno - 35 W/m3, slabě osvětleno - 30 W/m3).
K těmto přítokům je třeba připočítat 0,1 kW tepla na osobu a cca 1/3 jmenovitého výkonu elektrických spotřebičů provozovaných v místnosti.
Sečtením všech tepelných přítoků zjistíte požadovaný vypočítaný chladicí výkon klimatizace.
Je velmi důležité správně vypočítat výkon klimatizace. Je jasné, že v horkém počasí s nedostatečným výkonem klimatizace jednoduše nezvládne úkol, opotřebuje se a předčasně selže, ale neměli byste používat ani příliš výkonné zařízení. Vysoce výkonná klimatizace v malé místnosti se často vypíná, což ve skutečnosti přispívá k předčasnému opotřebení.
Invertorové klimatizace se dobře osvědčily z hlediska plynulého rozvodu výkonu. Principem činnosti invertorové klimatizace je schopnost měnit výkon kompresoru bez jeho úplného vypnutí. Nonstop provoz kompresoru výrazně snižuje jeho opotřebení, šetří energii a umožňuje pružněji regulovat teplotu vzduchu v místnosti.
To je vše. Obdržené informace vám pomohou zorientovat se při nákupu, protože nyní víte, jak si spočítat klimatizaci na základě výkonu a plochy, jak zjistit její výkon a jaký je zásadní rozdíl mezi invertorovými klimatizacemi.
Mnoho z nás používá doma nebo v práci jednotky pro chlazení vnitřního vzduchu – klimatizace. Ale ne každý ví, jak fungují. Účelem tohoto článku je vysvětlit strukturu a princip fungování rozděleného systému, který se nejčastěji vyskytuje v našem každodenním životě.
Klimatizační zařízení pro domácnost
Moderní split systém je rozdělen na dvě části – venkovní a vnitřní jednotky. Každý z nich plní svou vlastní funkci a obsahuje sadu odpovídajících zařízení. Uvnitř krytu venkovní jednotky se nachází výměník tepla - kondenzátor, ventilátor určený k prohánění vzduchu skrz něj a kompresor - tlakový ventilátor. Z menších, ale neméně důležitých funkčních prvků je třeba vyzdvihnout sušičku, expanzní ventil a propojovací měděné trubky. Konstrukce této jednotky navíc zajišťuje napájení z elektrické sítě, pro kterou má potřebné elektrické prvky a také automatizační zařízení.
Poznámka. V případě, že konstrukce počítá s provozem split systému pro vytápění, je ve venkovní jednotce dodatečně instalován čtyřcestný ventil s elektrickým pohonem, ohřívač kompresoru a regulátor kondenzačního tlaku.
Vnitřní část klimatizace kromě pouzdra obsahuje tepelný výměník - výparník s, filtrační vložky, žaluzie pro usměrnění proudu vzduchu a vanu pro sběr kondenzátu. Mezi vnitřní a venkovní jednotkou jsou vedena 2 potrubí pro chladicí kapalinu potrubím s větším průměrem se pohybuje ve formě plynu a s menším průměrem se pohybuje v kapalném stavu. Níže uvedený obrázek ukazuje strukturu rozděleného systému s uvedením hlavních prvků:
1 – kompresor; 2 – čtyřcestný ventil pro přepínání zimního a letního režimu; 3 – elektronická jednotka; 4 – axiální ventilátor; 5 – výměník tepla – kondenzátor; 6 – vedení pro chladivo; 7 – radiální ventilátor; 8 – výměník tepla – výparník; 9 – hrubý filtr; 10 – jemný filtr.
Princip činnosti
Dělený systém, jako každý chladicí stroj, je velmi účinný. Například: chladič, který spotřebuje elektrický výkon 1 kW, má chladicí výkon přibližně 3 kW. Zároveň nejsou porušeny žádné zákony zachování energie a účinnost instalace není vůbec 300%, jak si možná myslíte.
Je třeba si uvědomit, že principem fungování klimatizace není vyrábět chlad, ale přenášet tepelnou energii z jednoho místa na druhé prostřednictvím chladiva zvaného pracovní tekutina.
Pracovní tekutinou je freon, jehož bod varu je téměř o 100 ºС nižší než u vody. Trik je v tom, že pro odpařování musí jakákoli kapalina přijmout velké množství tepelné energie, kterou její pracovní tekutina odebírá vzduchu v místnosti ve výparníku. Ve fyzice se tato energie nazývá měrné výparné teplo.
Freon odpařený ve vnitřní jednotce proudí trubkou velkého průměru do kompresoru, který vytváří tlak v split systému a následně do výměníku tepla - kondenzátoru. Pracovní tekutina v ní pod tlakem při kontaktu s venkovním vzduchem intenzivně kondenzuje a uvolňuje dříve absorbované teplo do atmosféry. Teprve nyní se nazývá měrné kondenzační teplo při konstantním množství freonu v systému se jeho hodnota rovná vynaložené energii odpařování. Jak popsaný proces probíhá, je znázorněno na provozním schématu klimatizace s děleným systémem:
Po vstupu do kapalné fáze prochází chladivo sušičkou k oddělení vlhkosti a vstupuje do expanzního ventilu. Zde v důsledku prudkého zvětšení velikosti kanálu (trysky) tlak klesá a pracovní tekutina se vrací do výparníku pro další porci tepla.
Mezi elektrickým zařízením, které spotřebovává značnou energii, jsou na schématu vidět dva ventilátory a kompresor, další zdroje spotřeby energie jsou zanedbatelné. To znamená, že 1 kW elektřiny uvedené v příkladu je vynaloženo pouze na otáčení os ventilátorů a kompresoru, veškerou zbývající práci provádí freon.
Všechny ostatní funkce jsou prováděny automatizačními systémy. Po dosažení nastavené teploty v místnosti vyšle čidlo signál do řídící jednotky, která zastaví kompresor a ventilátory a proces se zastaví. Vzduch v místnosti se ohřeje a čidlo opět spustí start chladiče, takový cyklický provoz nepřetržitě pokračuje. Invertorové split systémy, jejichž konstrukce se mírně liší od konstrukce běžných klimatizací, přitom proces nikdy nezastaví. Takové jednotky se vyznačují plynulou změnou teploty a tichým chodem kompresoru.
Poznámka. Během intenzivních procesů výměny tepla padá vlhkost obsažená ve vzduchu na žebra výparníku a kondenzátoru, aby se shromáždila a odstranila, konstrukce klimatizace poskytuje vanu a systém trubek.
Pro přepnutí instalace do režimu ohřevu vzduchu se přepne směr pohybu pracovní tekutiny, v důsledku čehož výměníky tepla mění funkce, vnější se stává výparníkem a odebírá teplo z okolí a vnitřní působí jako kondenzátor, přenášející tuto energii do místnosti. Pro přerozdělení průtoků byl do okruhu zaveden čtyřcestný ventil, takže není třeba zacházet s kompresorem.
Závěr
Split systém, stejně jako ostatní chladicí stroje, je díky efektivitě svého provozu velmi ekonomický. Z tohoto důvodu si získaly širokou oblibu pro vytváření pohodlných podmínek v budovách pro různé účely.
Jak funguje systém chladič-fan coil?
Co je invertorová klimatizace
Jak zapnout klimatizaci pro vytápění
Jak provést antibakteriální čištění klimatizace