Как работает оконный кондиционер

как работает оконный кондиционер

Принцип работы оконного кондиционера

Под передачей тепловой энергии не подразумевается непосредственная передача температуры, подобно тому, как это происходит в теплообменных агрегатах. Функцию передачи тепловой энергии выполняет термодинамический процесс, протекающий внутри холодильного контура (Подробно принцип работы холодильного контура описан в разделе: как работает холодильный контур оконного кондиционера). На рисунке №1 показана упрощенная схема работы оконного кондиционера. Как видно из рисунка №1, воздух, находящийся снаружи здания охлаждает теплообменник конденсатора оконного кондиционера. Рабочим веществом для переноса тепловой энергии является хладагент. Таким образом тепло-содержание хладагента, протекающего внутри теплообменника конденсатора уменьшается. Обратный процесс происходит в теплообменнике испарителя. Хладагент с низким теплосодержанием охлаждает теплообменную поверхность испарителя, который, в свою очередь охлаждает кондиционируемый воздух внутри помещения. Уменьшение и увеличение теплосодержание хладагента связано с двумя процессами (Испарения и конденсации), которые протекают в теплообменниках испарителя и конденсатора.

Рисунок№1 Схема работы оконного кондиционера

Функциональные элементы оконного кондиционера

На рисунке №2 показана конструкция и размещение функциональных элементов оконного кондиционера. Основными функциональными элементами оконного кондиционера являются:

Холодильный контур – предназначен для охлаждения воздуха внутри кондиционируемого помещения. Холодильный контур включает компрессор, два теплообменника: испаритель и конденсатор, расширительное устройство – капилярная трубка.
Осевой вентилятор конденсатора предназначены для организации циркуляции наружного воздуха через телообменник конденсатора.
Внутренний центробежный вентилятор предназначен для организации циркуляции, а также подачи кондиционируемого воздуха в помещения через теплообменник испарителя оконного кондиционера.
Панель управления включает термостат, и поворотные механизмы управления. Панель управления предназначена для управления работой функциональных компонентов оконного кондиционера

Функциональные элементы оконных кондиционеров

Как работает холодильный контур оконного кондиционера

На рисунке №3 представлена упращенная схема холодильного контура оконного кондиционера

Как работает холодильный контур оконного кондиционера продолжение

Как было сказано ранее, холодильный контур предназначен для охлаждения рециркуляционного воздуха кондиционируемого помещения. (Под рециркуляционным воздухом подразумевается воздух, забираемый из помещения, и подаваемый обратно в помещение.
Рабочим телом при перемещении тепловой энергии служит хладагент – фреон. В оконных кондиционерах могут использоваться хладагенты R-22, R-407C, R-410a. Известно, что при испарении, то-есть при переходе из жидкого в газообразное состояние хладагент (Как и любое другое вещество) охлаждает поверхность, с которой соприкасается, или другими словами поглощает его тепловую энергию. При конденсации хладагент нагревает поверхность, с которой соприкасается, то-есть отдает тепловую энергию.
Испарение хладагента происходит внутри теплообменника испарителя, через который пропускается кондиционируемый воздух. Таким образом кондиционируемый воздух охлаждается. Конденсация хладагента происходит внутри теплообменника конденсатора, через который пропускается наружный воздух из улицы. Таким образом наружный воздух нагревается. Испарение и конденсация хладагента происходят благодаря созданным в теплообменниках термодинамическим условиям.
Почему хладагент кипит и конденсируется?
Конденсация (Переход из газообразного состояние в жидкое) горячего хладагента в газообразном состоянии происходит при высоком давлении (Которое соответствует давлению конденсации), а также при снижении его температуры ниже значения температуры насыщенных паров, то-есть ниже значения температуры конденсации.
Испарение (Переход из жидкого состояния в газообразное) холодного хладагента в жидком состоянии происходит при определенном давлении (Которое соответствует давлению испарения), та также при повышении его температуры выше значения температуры насыщенных паров, то-есть выше значения температуры испарения.
Основным устройством холодильного контура является расширительное устройство – капилярная трубка. Капилярная трубка имеет малое пропускное сечение по отношению к другим элементам холодильного контура подобно горлышку от бутылки. Компрессор создает до капилярной трубки (В зоне конденсации, включающей теплообменник конденсатора) высокое давление, а после капилярной трубки (В зоне испарения, включающей испаритель) низкое давление.
Осевой вентилятор, организуя циркуляцию наружного воздуха, через теплообменник конденсатора охлаждает последний. При охлаждении, фреон, находящийся в теплообменнике конденсатора под высоким давлением начинает конденсироваться (Переходит из газообразного состояния в жидкое), отдавая тепло воздуху с наружи здания. Далее фреон поступает из теплообменника конденсатора, по фреонопроводу в капилярную трубку и далее в зону низкого давления. После капилярной трубки, в зоне низкого давления происходит резкое падение давления, а следовательно и температуры фреона. Температура фреона, поступающего в теплообменник испарителя ниже его температуры кипения. (В зависимости от марки, используемого в оконном кондиционере хладагента, его температура на входе испарителя может различаться. В любом случае температура хладагента ниже температуры кипения.) Центробежный вентилятор, создавая циркуляцию кондиционируемого воздуха, через теплообменник испарителя нагревает последний. Попадая в теплообменник испарителя, фреон, нагреваемый кондиционируемым воздухом начинает кипеть и испаряться (Переходя из жидкого состояния в газообразное). При этом фреон поглощает тепловую энергию приточного воздуха, охлаждая его. Далее фреон попадает в компрессор и процесс повторяется.