Slika št. 4 prikazuje poenostavljen diagram hladilnega kroga gospodinjske stenske split sistemske klimatske naprave, katere glavna naloga je hlajenje zraka v klimatiziranem prostoru (ali z drugimi besedami, odvajanje toplote iz prostora in prenesite na ulico). Delovna snov za premikanje toplotne energije je hladilno sredstvo. Zrak se ohladi zaradi delovanja termodinamičnega procesa v hladilnem krogu, ki ima 4 komponente:
- Izhlapevanje hladilnega sredstva, ki nastane v izmenjevalniku toplote uparjalnika notranje enote.
- Kondenzacija hladilnega sredstva, ki nastane znotraj toplotnega izmenjevalnika kondenzatorja zunanje enote.
- Stiskanje hladilnega sredstva, ki ga proizvaja kompresor, ki se nahaja v zunanji enoti.
- Dušenje, ki se pojavi znotraj kapilarne cevi zunanje enote.
Kot je znano, hladilno sredstvo pri izhlapevanju, torej pri prehodu iz tekočega v plinasto stanje, absorbira toplotno energijo oziroma z drugimi besedami hladi uparjalnik.
Ko hladilno sredstvo kondenzira, torej ko prehaja iz plinastega v tekoče stanje, hladilno sredstvo oddaja toplotno energijo oziroma z drugimi besedami segreva kondenzator. Procesi kondenzacije in izhlapevanja potekajo pod določenimi pogoji, ustvarjenimi v toplotnih izmenjevalcih.
Eden glavnih elementov hladilnega kroga je ekspanzijska naprava - kapilarna cev. Kapilarna cev ima majhno pretočno površino v primerjavi z drugimi elementi hladilnega kroga, kot je vrat steklenice. Tako kompresor ustvari visokotlačno območje pred kapilarno cevjo - v toplotnem izmenjevalniku kondenzatorja (visokotlačno območje na diagramu klimatske naprave je označeno z rdečo) in nizkotlačno območje za kapilarno cevjo v toplotnem izmenjevalniku uparjalnika (nizkotlačno območje na diagramu klimatske naprave). tlačno območje v diagramu klimatske naprave je označeno z modro). Hladilni plin, ki zapušča kompresor, ima visok tlak in temperaturo. Ko hladilno sredstvo vstopi v toplotni izmenjevalnik kondenzatorja, začne kondenzirati – prehaja iz plinastega stanja v tekoče stanje. Proces kondenzacije nastane zaradi dejstva, da ventilatorji s kroženjem zunanjega zraka skozi površino za izmenjavo toplote kondenzatorja ohladijo le-tega in s tem hladilno sredstvo. Hkrati hladilno sredstvo s kondenzacijo oddaja toplotno energijo zunanjemu zraku. Nato tekoče, kondenzirano hladilno sredstvo vstopi v kapilarno cev in nato v območje nizkega tlaka. V območju nizkega tlaka tlak in s tem temperatura tekočega hladilnega sredstva pade. Po prehodu skozi linije medblokovnih freonskih komunikacij hladilno sredstvo vstopi v notranjo enoto in nato v toplotni izmenjevalnik uparjalnika. Ventilator notranje enote kroži klimatiziran zrak skozi izmenjevalnik toplote uparjalnika in ga segreje. Hladilno sredstvo, ki se nahaja na drugi strani površine za izmenjavo toplote uparjalnika, izhlapi, absorbira toploto in ohladi izmenjevalnik toplote. Na izhodu iz uparjalnika je hladilno sredstvo samo v plinastem stanju. Nadalje se freon po povezavah med bloki freona vrne nazaj v kompresor
V sodobnem svetu klimatska naprava že dolgo ni več luksuzni predmet, temveč je postala nepogrešljiv gospodinjski aparat. Zahvaljujoč visoki funkcionalnosti klimatska naprava ustvarja v prostoru najbolj ugodne klimatske pogoje za zdravje ljudi.
Kaj je split klimatska naprava?
Razdeljeni sistem je naprava, ki je odgovorna za ustvarjanje in vzdrževanje določenih parametrov v zaprtem prostoru: temperatura, čistoča, vlažnost in hitrost zraka. Za razliko od običajne okenske klimatske naprave, ki združuje ventilator in hladilni element v enem ohišju in se namesti neposredno v okensko odprtino, je split sistem sestavljen iz dveh enot za notranjo in zunanjo montažo, ki sta povezani z bakrenimi cevmi. Tako je split sistem zaprt krog, v katerem freon nenehno kroži.
Kaj je inverterski split sistem?
Neinverterska klimatska naprava deluje na principu vklopa in izklopa kompresorja, ko nastavljena temperatura prostora naraste ali pade. In samodejno zmanjša moč delovanja, ko doseže nastavljeno temperaturo v prostoru in jo vzdržuje brez izgube električne energije.
Kako deluje split sistem?
Načelo delovanja katerega koli split sistema je sposobnost tekočine, da absorbira toploto med izhlapevanjem in jo sprosti v trenutku kondenzacije. Plin freon vstopi v kompresor pod nizkim tlakom, tu se stisne in segreje, nato pa vstopi v kondenzator, kjer ga prepihuje hladen zrak in postane tekočina. Iz kondenzatorja se freon pošlje v termoregulator 
ventil, se ohladi in vstopi v uparjalnik. Tukaj, ko odvzame toploto iz zraka, freon preide v plinasto stanje, zaradi česar se zrak v prostoru ohladi in celoten hladilni cikel se začne znova.
Treba je opozoriti, da lahko nekatere klimatske naprave poleg hlajenja zraka v prostoru delujejo tudi v načinu ogrevanja. Princip delovanja split sistema za ogrevanje temelji na enakem procesu kot hlajenje, le zunanja in notranja enota navidezno zamenjata mesti. Posledično pride do izhlapevanja v zunanji enoti, do kondenzacije pa v notranji enoti. Ogrevanje prostorov s split sistemom pa je možno le pri zunanjih temperaturah nad ničlo, sicer se lahko kompresor pokvari.
Da bi razumeli princip delovanja klimatske naprave, vam ni treba biti diplomant tehnične univerze na svojem študijskem področju. Dovolj je, da si osvežite spomin na glavne poudarke iz šolskega tečaja fizike, dobite nekaj razlag o zanimivih vprašanjih, potem pa ... Potem se boste lahko zavestno odločili za klimatsko napravo, na vašo izbiro ne bodo vplivali zgovornost prodajnega svetovalca in najverjetneje vas ne bo zapeljala čarobnost besede "prodaja" " Vaše odločitve bodo temeljile na resni podlagi - potrebnem znanju in razumevanju, katera naprava je potrebna v vašem konkretnem primeru. Razumeli boste, kako izračunati moč klimatske naprave in izračun narediti sami! Če boste razumeli delovanje klimatske naprave, se boste izognili nadležnim napakam med delovanjem. Ponosni boste na uspešen nakup! Pa začnimo ...
Kako lahko čudežna naprava, imenovana "klimatska naprava", ohladi in včasih ogreje zrak? - Če želite odgovoriti, se morate spomniti samo enega pravila iz šolskega tečaja fizike. Kot se spomnite, ko tekočine izhlapevajo (prehod iz tekočega v plinasto stanje), se toplota absorbira, to je hlajenje (spomnite se, kako hladen postane prtiček, namočen v aceton).
Pri obratnem procesu - kondenzaciji (prehod snovi iz plinastega stanja v tekoče) se sprošča toplota, to je segrevanje, ki se uporablja tudi pri klimatskih napravah. Na tem principu ne delujejo samo klimatske naprave, ampak tudi skoraj vse hladilne naprave (hladilniki, hladilniki, vodni hladilniki). Freoni se običajno uporabljajo kot hladilno sredstvo v takšnih enotah; imajo lastnost, da zlahka prehajajo iz plinaste frakcije v tekočino in obratno z relativno majhno spremembo tlaka.
Glavne vrste enot
Za začetek na kratko preučimo, katere vrste klimatskih naprav obstajajo in kakšne so glavne razlike med različnimi vrstami te opreme. Odvisno od področja uporabe in namena obstaja veliko vrst in modelov klimatskih naprav: industrijske, gospodinjske, avtomobilske, okenske, stacionarne in prenosne.
Za industrijske klimatske naprave je značilna visoka poraba energije, lahko uravnavajo mikroklimo v velikih prostorih, bolj pomembni so parametri, kot so učinkovitost, tiho delovanje in enostavnost vzdrževanja. Klimatske naprave so lahko izdelane v enem ohišju ali sestavljene iz več blokov, vendar načelni diagram delovanja katere koli klimatske naprave temelji na pravilu, ki je bilo že obravnavano zgoraj.
Danes so split sistemi najbolj priljubljeni v vsakdanjem življenju (kot najbolj produktivni, ekonomični in enostavni za uporabo), zato si oglejmo primer takšne naprave, značilnosti delovanja klimatskih naprav.
Zasnova klimatske naprave na primeru split sistema
Kljub dejstvu, da je split sistem sestavljen iz notranje in zunanje enote, je njegov princip delovanja enak kot pri vseh drugih tipih gospodinjskih klimatskih naprav, saj temelji na popolnoma zaprtem zaprtem krogu, napolnjenem s hladilnim sredstvom, sestavljenim iz izmenjevalnikov toplote, povezanih z bakrenimi cevmi. Toplotni izmenjevalnik v notranji enoti se imenuje uparjalnik, v zunanji enoti pa kondenzator.
Hladilno sredstvo, ki teče skozi sistem, prenaša toplotno energijo med izmenjevalniki toplote, vse to se zgodi zahvaljujoč kompresorju, ki se nahaja v zunanji enoti. Za učinkovito izmenjavo toplote med hladilnim sredstvom in zrakom so v vsakem od blokov nameščeni ventilatorji, ki poganjajo zrak skozi toplotne izmenjevalnike. Druga pomembna komponenta naprave je dušilna naprava, nameščena je v notranji enoti pred uparjalnikom in je potrebna za znižanje tlaka freona, da se slednji pretvori v plinasto frakcijo.
Celoten postopek delovanja klimatske naprave v načinu zračnega hlajenja poteka na naslednji način. Kompresor v zunanji enoti črpa hladivo, s čimer se poveča tlak v toplotnem izmenjevalniku kondenzatorja, zaradi česar le-to preide v tekočo frakcijo, kar spremlja sproščanje toplote, ki se sprošča v zrak zaradi delovanja ventilator.
Ohlajeno hladilno sredstvo vstopi v notranjo enoto po bakrenem cevovodu, kjer skozi dušilno napravo zavre, se spremeni v plinasto stanje, absorbira toploto in močno ohladi izparilni toplotni izmenjevalnik. Ventilator notranje enote piha zrak, odvzet iz prostora, ki se ohlajen vrne nazaj. Ob tem se na ploščah uparjalnika kondenzira vlaga, ki se po plastični cevi odvaja v kanalizacijo ali navzven. Hladilno sredstvo se nato vrne skozi bakreno cev v kompresor in cikel se ponovi.
V notranjem bloku split sistema se zrak čisti in ohlaja (pa tudi ogreva, če je predvideno v načrtu)
Nekatere klimatske naprave lahko delujejo v načinu ogrevanja notranjega zraka, zato ima zunanja enota split sistema štiripotni ventil, s pomočjo katerega se freon premika v nasprotni smeri. V tem primeru kondenzator postane uparjalnik, uparjalnik pa kondenzator.
Kako izračunati potrebno moč
Ker se klimatske naprave pogosteje uporabljajo za hlajenje zraka, manjkrat za ogrevanje, se klimatska naprava izračuna glede na njeno hladilno moč. Pomembno je, da hladilne zmogljivosti klimatske naprave ne smemo zamenjevati z njeno porabo energije. Hladilna moč gospodinjskih klimatskih naprav je 2,5-4-krat večja od električne energije, ki jo porabijo. Izkazalo se je, da je učinkovitost naprave približno 300%! Kako je to mogoče? Vse je precej preprosto - električna energija se dejansko uporablja ne za hlajenje zraka, ampak samo za prenos toplote iz prostora na ulico.
Približno se izračun klimatske naprave po površini izvede na podlagi razmerja 1 kW hladilne moči na 10 m 2 površine prostora z višino stropa do 3 m. Za natančnejši izračun toplote, ki jo proizvajajo električni aparati , ljudi, ki se zadržujejo v prostoru, je treba upoštevati velikost oken in intenzivnost izpostavljenosti soncu. Če se soba nahaja na južni strani in ima veliko okensko površino, je potrebna rezerva moči do 20%.
Formula za izračun moči klimatske naprave izgleda takole:
Q - toplotni dotok (W);
S - površina prostora (m2)
h - višina prostora (m);
q je koeficient osončenosti (močno osvetljeno 40 W/m3, srednje osvetljeno - 35 W/m3, slabo osvetljeno - 30 W/m3).
Tem dotokom je treba dodati 0,1 kW toplote za vsako osebo in približno 1/3 nazivne moči električnih naprav, ki delujejo v prostoru.
S seštevanjem vseh toplotnih dotokov lahko ugotovite zahtevano računsko hladilno moč klimatske naprave.
Zelo pomembno je pravilno izračunati zmogljivost klimatske naprave. Jasno je, da v vročini in z nezadostno močjo klimatska naprava preprosto ne bo kos nalogi, se bo obrabila in prezgodaj odpovedala, vendar tudi ne smete uporabljati preveč močne naprave. Visoko zmogljiva klimatska naprava v majhni sobi se bo pogosto izklopila, kar bo dejansko prispevalo k prezgodnji obrabi.
Inverterske klimatske naprave so se dobro izkazale pri nemoteni porazdelitvi moči. Načelo delovanja inverterske klimatske naprave je zmožnost spreminjanja delovanja kompresorja, ne da bi ga popolnoma izklopili. Neprekinjeno delovanje kompresorja občutno zmanjša njegovo obrabo, varčuje z energijo in omogoča bolj prilagodljiv nadzor nad temperaturo zraka v prostoru.
To je vse. Prejete informacije vam bodo pomagale pri navigaciji pri nakupu, saj zdaj veste, kako izračunati klimatsko napravo glede na moč in površino, kako ugotoviti njeno zmogljivost in kakšna je temeljna razlika med inverterskimi klimatskimi napravami.
Mnogi od nas doma ali v službi uporabljajo notranje enote za hlajenje zraka – klimatske naprave. Vendar vsi ne vedo, kako delujejo. Namen tega članka je razložiti zgradbo in princip delovanja split sistema, ki ga najpogosteje srečamo v vsakdanjem življenju.
Gospodinjska klimatska naprava
Sodoben split sistem je razdeljen na dva dela - zunanjo in notranjo enoto. Vsak od njih opravlja svojo funkcijo in vsebuje nabor ustrezne opreme. Znotraj ohišja zunanje enote je toplotni izmenjevalnik - kondenzator, ventilator, ki poganja zrak skozi njega, in kompresor - tlačno puhalo. Med manjšimi, a nič manj pomembnimi funkcionalnimi elementi velja izpostaviti sušilnik, ekspanzijski ventil in priključne bakrene cevi. Poleg tega zasnova te enote zagotavlja napajanje iz električnega omrežja, za kar ima potrebne električne elemente, pa tudi opremo za avtomatizacijo.
Opomba. V primeru, ko projekt predvideva delovanje split sistema za ogrevanje, se v zunanjo enoto dodatno vgradi štiripotni ventil z električnim pogonom, kompresorski grelec in regulator tlaka kondenzacije.
Notranji del klimatske naprave poleg ohišja vsebuje toplotni izmenjevalec - uparjalnik s filtrirnimi elementi, žaluzijami za usmerjanje zračnega toka in posodico za zbiranje kondenza. Med notranjo in zunanjo enoto sta položena 2 voda za hladilno tekočino, skozi cev z večjim premerom se giblje v obliki plina, z manjšim premerom pa v tekočem stanju. Spodnja slika prikazuje strukturo split sistema z navedbo glavnih elementov:
1 – kompresor; 2 – štiripotni ventil za preklop med zimskim in poletnim načinom; 3 – elektronska enota; 4 – aksialni ventilator; 5 – izmenjevalnik toplote – kondenzator; 6 – cevi za hladilno sredstvo; 7 – centrifugalni ventilator; 8 – izmenjevalnik toplote – uparjalnik; 9 – grobi filter; 10 – fini filter.
Princip delovanja
Razdeljeni sistem je, kot vsak hladilni stroj, zelo učinkovit. Na primer: hladilnik, ki porabi 1 kW električne energije, ima hladilno moč približno 3 kW. Hkrati niso kršeni nobeni zakoni o ohranjanju energije in izkoristek naprave sploh ni 300-odstoten, kot bi si mislili.
Treba je razumeti, da načelo delovanja klimatske naprave ni proizvajanje mraza, temveč prenos toplotne energije iz enega kraja v drugega skozi hladilno sredstvo, imenovano delovna tekočina.
Delovna tekočina je freon, katerega vrelišče je skoraj 100 ºС nižje kot vrelišče vode. Trik je v tem, da mora vsaka tekočina za uparjanje prejeti veliko količino toplotne energije; njena delovna tekočina odvzame zraku v prostoru v uparjalniku. V fiziki se ta energija imenuje specifična toplota uparjanja.
Freon, ki je izhlapel v notranji enoti, teče skozi cev velikega premera v kompresor, ki ustvarja tlak v split sistemu in nato v toplotni izmenjevalnik - kondenzator. Delovna tekočina pod pritiskom ob stiku z zunanjim zrakom v njem intenzivno kondenzira in sprošča v ozračje prej absorbirano toploto. Samo zdaj se imenuje specifična toplota kondenzacije; konstantna količina freona v sistemu je enaka porabljeni energiji uparjanja. Kako poteka opisani proces, je prikazano v diagramu delovanja klimatske naprave split sistem:
Po vstopu v tekočo fazo gre hladilno sredstvo skozi sušilnik za ločevanje vlage in vstopi v ekspanzijski ventil. Tu se zaradi močnega povečanja velikosti kanala (šobe) tlak zmanjša in delovna tekočina se vrne v uparjalnik za naslednji del toplote.
Med električno opremo, ki porabi veliko energije, sta na diagramu vidna dva ventilatorja in kompresor, drugi viri porabe energije so zanemarljivi. To pomeni, da se 1 kW električne energije, navedene v primeru, porabi samo za vrtenje osi ventilatorjev in kompresorja; vse ostalo delo opravi freon.
Vse ostale funkcije opravljajo sistemi avtomatizacije. Ko je dosežena nastavljena temperatura v prostoru, senzor pošlje signal krmilni enoti, ki zaustavi kompresor in ventilatorje, proces pa se ustavi. Zrak v prostoru se je segrel in senzor ponovno sproži zagon hladilnika, takšno ciklično delovanje se nadaljuje neprekinjeno. Hkrati inverterski split sistemi, katerih zasnova se nekoliko razlikuje od zasnove običajnih klimatskih naprav, nikoli ne ustavijo procesa. Za takšne enote je značilna gladka sprememba temperature in tiho delovanje kompresorja.
Opomba. Med intenzivnimi procesi izmenjave toplote vlaga, ki jo vsebuje zrak, pade na rebra uparjalnika in kondenzatorja; za zbiranje in odstranjevanje je zasnova klimatske naprave opremljena s kopeljo in sistemom cevi.
Za preklop naprave v način ogrevanja zraka se spremeni smer gibanja delovne tekočine, zaradi česar toplotni izmenjevalniki spremenijo funkcijo, zunanji postane uparjalnik in odvaja toploto iz okolja, notranji pa deluje kot uparjalnik. kot kondenzator, ki to energijo prenaša v prostor. Za prerazporeditev tokov je bil v tokokrog uveden štiripotni ventil, tako da ni treba delati težav s kompresorjem.
Zaključek
Razdeljeni sistem je, tako kot drugi hladilni stroji, zaradi učinkovitosti delovanja zelo ekonomičen. Zaradi tega so pridobili široko priljubljenost pri ustvarjanju udobnih pogojev v zgradbah za različne namene.
Kako deluje sistem hladilnik-ventilatorski konvektor?
Kaj je inverterska klimatska naprava
Kako vklopiti klimatsko napravo za ogrevanje
Kako izvesti antibakterijsko čiščenje klimatske naprave