И откуда в жаркий летний день берется освежающая прохлада, необходимо подробно рассмотреть основные принципы устройства кондиционирующих систем . Для этого стоит припомнить школьные уроки физики, на которых речь шла о поглощении жидкостью тепла, и простой опыт: на руку наливался одеколон или спирт, которые в процессе создавали приятный холодок. Именно этот незатейливый принцип и используется в современных кондиционерах .
Из чего же состоит стандартная сплит-система? Как правило, внутри нее находится замкнутый контур, по которому движется жидкость - . Перетекая внутри контура, хладагент в одном месте поглощает тепло, для того чтобы выделить его в другом. Этот процесс протекает в специальных трубках – , которые изготавливаются из меди и содержат поперечные перегородки из алюминия. Для более быстрого протекания процессов в теплообменники нагнетают воздух, делая это при помощи специальных вентиляторов.
Исходя из названия процессов, протекающих в теплообменнике, один из них принято называть , а другой – . Когда кондиционер работает «на тепло» в качестве выступает внутренний испаритель (часть кондиционера, находящаяся в помещении), а при работе «на холод» – все происходит наоборот. Таков принцип работы кондиционера , но в чем суть?
Холод сам по себе не является законченным продуктом, а лишь производным от переноса тепла с помощью хладагента. Этот процесс в литературе именуется « ». Благодаря ему производительность кондиционера получается в три раза выше , чем его энергопотребление. На первый взгляд это может вызвать недоумение: КПД 300% - неужели такое возможно? Что такое хладагент и как его можно перенести из помещения, в котором температура около 20 градусов, наружу, где температура в два раза выше?
Оказывается все гораздо проще, чем это можно себе предположить. Перенос температуры напрямую зависит от давления, причем происходит он не линейно, а монотонно. Таким образом, в процессе транспортировки величина давления становится выше, чем температура фазового перехода. Закипевший хладагент меняет свое состояние из жидкого в парообразное и начинает поглощать из окружающего воздуха тепло, при этом в теплообменнике создается необходимое давление, при котором температура фазового перехода становится ниже окружающей. В обратном процессе хладагент отдает свое тепло воздуху, и температура перехода повышается.
Еще одной важной деталью в работе кондиционера является замкнутый контур , для создания которого необходимо хотя бы два элемента: - для повышения давления и дроссельное устройство - для его понижения. Первый из них устанавливается непосредственно перед конденсатором, а второй перед .
В целом, насчитывается пять элементов, обязательных в кондиционерах любого типа: замкнутый контур, наружный и внутренний теплообменник, компрессор и дросселирующее устройство. Они являются основной составляющей как самой простой, так и самой сложной сплит-системой.
В наше время для полнофункциональной работы кондиционера в контур добавляют четырехходовой вентиль, благодаря которому он может вырабатывать как тепло, так и холод. Такая сплит-система получила название «кондиционер с реверсивным циклом », дополнительной функцией которого стал перенос тепла из помещения на улицу и обратно.
После монтажа следует подключение кондиционера к электросети, которое проводится по схемам, указанным как на внутреннем, так и на внешнем блоках. Подробное описание этапов этого процесса и требования к электросети обычно даны в инструкции отдельно для каждого прибора в зависимости от его мощности.
Стоит иметь в виду, что электрические схемы подключения кондиционера для маломощных бытовых и более мощных полупромышленных (коммерческих) моделей различаются. Первые имеют однофазное, а вторые как однофазное, так и трехфазное подключение.
Существуют два способа запитки сплит-системы: напрямую через розетку и с помощью подведения провода к электрощитку. Первый вариант подходит для бытовых приборов и в случае уже завершенного ремонта в помещении. Второй способ приемлем для мощных агрегатов, а также для устройств различной мощности при начальной стадии черновых ремонтных работ. Бытовые модели чаще вводят в эксплуатацию первым способом, поэтому в этой статье более подробно будет рассмотрен именно он.
Как правило, запитка сплит-системы проходит в несколько этапов, которые следует строго соблюдать, если пользователь планирует выполнить это самостоятельно. Итак, как подключить кондиционер своими руками без соответствующего опыта? Это сложно, но вполне осуществимо.
В первую очередь владелец сплит-системы обязан запомнить последовательность работ. Они проводятся по такой схеме:
В зависимости от внутреннего устройства кабель может проходить как от наружного, так и от комнатного блока к источнику питания.
Если принято решение подключать кондиционер к электросети через розетку, то необходимо убедиться в том, что она выдержит предстоящую нагрузку. При несоответствии требуемым параметрам монтажник не должен подсоединять прибор к ней и обязан пояснить заказчику суть проблемы, а также предложить выход из положения – прокладывание отдельной линии к щитку.
Вот основные требования к розетке:
При соблюдении всех перечисленных требований приступают к подготовительным работам по подключению кондиционера к розетке своими руками. Сначала проверяют наличие нужных инструментов, а потом зачищают жилы кабеля ножом или устройством для снятия изоляции. Теперь переходят к прокладке межблочных кабелей и подключению внешнего блока кондиционера, а затем внутреннего.
Современные усиленные евророзетки обычно подходят для приборов повышенной мощности.
Подключение проводится согласно схемам на блоках, на которых указаны клеммные колодки, соответствующие межблочным кабелям. Неподключенные жилы кабеля требуется изолировать, чтобы они не соприкасались с токоведущими частями кондиционера.
Маркировка клемм для on/off моделей сплит-систем:
Маркировка клемм для инверторных моделей сплит-систем:
В некоторых китайских кондиционерах эконом-класса между блоками прокладывается отдельный провод для подключения температурного датчика.
Провода подключаются к клеммам. Коробка с клеммами находится под панелью блоков. В соответствии с нумерацией провода внутреннего модуля соединяют с контактами внешнего.
Краткая инструкция подключения кондиционера своими руками для внутреннего блока выглядит следующим образом:
Такая же краткая инструкция подходит для того, чтобы произвести подключение внешнего блока кондиционера по электрической схеме самостоятельно. Вместо декоративной панели у наружного блока снимают защитную крышку и соединяют его проводами с внутренним модулем через клеммы.
В самом конце проверяют, соответствует ли проделанная работа схемам подключения. Только потом можно включать прибор.
Стоит помнить о том, какой провод необходим для подключения кондиционера, а точнее, какое требуется сечение. Его параметры указываются в инструкции для каждой модели сплит-системы индивидуально. Сечение зависит от мощности прибора. Как правило, бытовые кондиционеры (7, 9, 12, 13 размера) требуют диаметр провода от 1,5 до 2,5 мм². Можно ориентироваться на силу тока: менее 18 А – 1,5 мм², более 18 А – 2,5 мм².
Также провод, необходимый для подключения кондиционера к электросети, выбирают, учитывая удаленность щитка. Расстояние между блоком прибора и электрическим щитком свыше 10 метров требует сечения от 2,5 мм².
В целях обеспечения надежной работы кондиционера используют только медные провода. Для однофазного подключения берут трехжильные провода (фаза-ноль-земля), а для трехфазного – пятижильные.
Провод нельзя прокладывать вблизи газовых и отопительных труб. Минимальное расстояние между ними составляет не менее 1 метра. В случае необходимости используют дополнительную изоляцию. Как правило, кабель прокладывают вместе с трассой в гофре и прячут в короба или штробу в стене.
К стене кабеля крепятся хомутами, которые фиксируют дюбелями или шурупами. При укладывании коммуникаций в короба для их крепления применяют клей или шурупы. Если выполняется скрытая проводка, то провода прячут в гофру и фиксируют ее к стене при помощи специальных хомутов.
Если планируется запитывать сплит-систему от щитка, то понадобятся устройства защиты одним из которых является автоматический выключатель. Его подбирают относительно номинальной мощности прибора, указанной в техническом паспорте или на внешнем блоке. Желательно всегда оставлять небольшой запас. Например, у старт-стоповых кондиционеров очень высокий пусковой ток, зашкаливающий за 20 А. И хотя продолжительность работы при таких значениях невелика, все-таки учитывать это стоит.
Подобрать необходимые значения автомата по току можно по формуле: мощность кондиционера (кВт) разделить на напряжение сети (220 В) и увеличить полученные данные на 20-30%.
При подключении кондиционера к питающей сети важно помнить, что автоматический выключатель должен иметь расстояние между контактами в разомкнутом состоянии не менее 3 мм для каждого фазного провода. Строго соблюдают фазность: порядок подключения фаз должен соответствовать порядку на клеммной колодке.
Для кондиционеров подходит автоматический выключатель типа C. Он полностью обеспечивает безопасность нагрузки двигателей и имеет высокие характеристики по срабатыванию в случае экстренной ситуации.
Необходимо убедиться, позволяет ли электрощиток устанавливать в него дополнительное оборудование.
Стоит помнить о том, что как для кондиционера, так и для других бытовых электрических приборов, наиболее надежным является подключение через отдельную линию. При таком варианте не обязательно устанавливать устройство защитного отключения и дифференциальное реле.
Ниже на фото будет дана электрическая схема подключения кондиционера LG инверторного типа. Первая схема – подключение внутреннего блока, вторая – подключение наружного блока. Третье фото – клеммная колодка внешнего блока. Четвертое фото – полностью готовый к функционированию внутренний блок. Представленная на фотографиях сплит-система 9 модели установлена в квартире, подключена к розетке и отлично работает. Монтажники использовали медный питающий кабель с сечением в 1,5 мм².
Для того, чтобы справиться со всеми этапами самостоятельно, можно посмотреть видео установки и подключения кондиционера своими руками ниже:
Принцип работы любого кондиционера основан на свойстве жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Чтобы понять, каким образом происходит этот процесс, рассмотрим схему кондиционера и его устройство на примере сплит-системы:
Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:
Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан (на схеме не показан), который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.
Отметим, что одна из наиболее серьезных проблем при работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. Тогда на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате происходит гидроудар и компрессор выходит из строя. Причин, по которым фреон может не успевать испариться, может быть несколько. Самые распространенные — загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и работа кондиционера при низких температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает переохлажденный фреон).
Схема соединений системы отопления, ветиляции и кондиционирования (начало): 1 - монтажный блок реле и предохранителей в моторном отсеке; 2 - монтажный блок предохранителей в салоне; 3 - блок управления вентиляцией, отоплением и кондиционированием; 4 - переключатель режимов работы вентилятора; 5 - выключатель кондиционера; 6 - лампа подсветки; 7 - реле электровентилятора отопителя; 8 - дополнительный резистор электродвигателя вентилятора; 9 - ЭБУ Sirius D4; 10 - ЭБУ MR – 140; 11 - ЭБУ HV-240; 12 - электродвигатель вентилятора отопителя; 13 - регулятор яркости подсветки приборов
Схема соединений системы отопления, ветиляции и кондиционирования (окончание): 1 - монтажный блок реле и предохранителей в моторном отсеке; 2 - монтажный блок предохранителей в салоне; 3 - электродвигатель привода заслонки рециркуляции; 4 - реле компрессора кондиционера; 5 - блок управления вентиляцией, отоплением и кондиционированием; 6 - муфта компрессора кондиционера; 7 - ЭБУ Sirius D4; 8 - ЭБУ MR – 140; 9 - ЭБУ HV-240; 10 - реле обогрева заднего стекла
1) Цепь переключателя управления кондиционером, резистора и управления электровентилятором
а. ИНФОРМАЦИЯ О РАЗЪЁМЕ
№ РАЗЪЁМА (№ И ЦВЕТ КОНТАКТА) |
СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЖГУТ ПРОВОДОВ | ПОЛОЖЕНИЕ РАЗЪЁМА |
С101 (контакт 21, белый) | Кузов - | Блок предохранителей в моторном отсеке |
С105 (контакт 4, белый) | Блок предохранителей в моторном отсеке | |
С108 (контакт 24, черный) | Кузов - двигатель | Слева от блока предохранителей в моторном отсеке |
С201 (контакт 76, черный) | ||
С202 (контакт 89, белый) | Приборная панель - кузов | |
s203 (красн.) | Приборная панель | За кронштейном аудиосистемы |
s204 (пурпур.) | Приборная панель | За кронштейном аудиосистемы |
g201 | Приборная панель | С левой стороны блока предохранителей на приборной панели |
g203 | Приборная панель |
б. УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ & И НАХОЖДЕНИЕ НОМЕРА КОНТАКТА
в. РАСПОЛОЖЕНИЕ РАЗЪЁМОВ И СОЕДИНЕНИЙ МАССЫ
Ж/П ПРИБОРНАЯ ПАНЕЛЬ
г. КОНТАКТНАЯ КОЛОДКА
s203
s204
2) ЦЕПЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОНДИЦИОНЕРОМ, ПРИВОДА ВПУСКНОЙ ЗАСЛОНКИ И КОМПРЕССОРА КОНДИЦИОНЕРА
а. ИНФОРМАЦИЯ О РАЗЪЁМЕ
№ РАЗЪЁМА (№ И ЦВЕТ КОНТАКТА) |
СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЖГУТ ПРОВОДОВ | ПОЛОЖЕНИЕ РАЗЪЁМА |
С101 (контакт 21, белый) | Кузов - блок предохранителей в моторном отсеке | Блок предохранителей в моторном отсеке |
С104 (контакт 24, белый) | Передняя часть кузова - блок предохранителей в моторном отсеке | Блок предохранителей в моторном отсеке |
С106 (контакт 20, белый) | Двигатель - блок предохранителей в моторном отсеке | Блок предохранителей в моторном отсеке |
С201 (контакт 76, черный) | Приборная панель - блок предохранителей на приборной панели | Блок предохранителей на приборной панели |
С202 (контакт 89, белый) | Приборная панель - кузов | Левая часть пространства для ног водителя |
s203 (красн.) | Приборная панель | За кронштейном аудиосистемы |
g102 | ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ | За правой фарой |
g203 | Приборная панель | За левым кронштейном аудиосистемы |
Многие из нас пользуются дома или на работе агрегатами для охлаждения воздуха в помещениях – кондиционерами. Но о том, как они функционируют, знает далеко не каждый. Задача данной статьи – объяснить устройство и принцип работы сплит-системы, что наиболее часто встречаются в нашей повседневной жизни.
Современная сплит – система разделена на две части – наружный и внутренний блоки. Каждый из них выполняет свою функцию и содержит набор соответствующего оборудования. Внутри корпуса наружного блока находится теплообменник – конденсатор, вентилятор, призванный прогонять через него воздух, и компрессор – нагнетатель давления. Из более мелких, но не менее важных функциональных элементов следует выделить осушитель, расширительный клапан и соединительные трубки из меди. Кроме того, устройство данного узла предусматривает запитку от электросети, для чего в нем имеется необходимые электротехнические элементы, а также средства автоматизации.
Примечание. В случае когда конструкцией предусматривается работа сплит-системы на обогрев, в наружном блоке дополнительно установлен четырехходовой клапан с электроприводом, подогреватель компрессора и регулятор давления конденсации.
Внутренняя часть кондиционера помимо корпуса содержит теплообменник – испаритель с , фильтрующие элементы, жалюзи для направления потока воздуха и ванночку для сбора конденсата. Между внутренним и наружным блоком прокладываются 2 магистрали для хладоносителя, по трубе с большим диаметром он движется в виде газа, с меньшим – в жидком состоянии. Ниже на рисунке показано устройство сплит-системы с указанием основных элементов:
1 – компрессор; 2 – четырехходовой клапан для переключения режимов «зима – лето»; 3 – электронный блок; 4 – осевой вентилятор; 5 – теплообменник – конденсатор; 6 – магистрали для хладагента; 7 – центробежный вентилятор; 8 – теплообменник – испаритель; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – фильтр тонкой очистки.
Сплит – система, как и всякая холодильная машина, отличается очень высокой эффективностью. Для примера: охладитель, потребляющий электрическую мощность в размере 1 кВт, обладает холодопроизводительностью ориентировочно 3 кВт. При этом никакие законы сохранения энергии не нарушаются и КПД установки вовсе не 300%, как можно подумать.
Следует понимать, что принцип работы кондиционера заключается не в производстве холода, а в переносе тепловой энергии из одного места в другое посредством хладагента, называемого рабочим телом.
В качестве рабочего тела выступает фреон, чья температура кипения почти на 100 ºС ниже того же показателя у воды. Хитрость состоит в том, что для парообразования любая жидкость должна получить большое количество тепловой энергии, ее рабочее тело и отнимает у комнатного воздуха в испарителе. В физике эта энергия называется удельной теплотой парообразования.
Испаренный во внутреннем блоке фреон по трубке большого диаметра поступает в компрессор, создающий давление в сплит-системе и далее, в теплообменник – конденсатор. Рабочее тело, находящееся под давлением, интенсивно конденсируется в нем при контакте с наружным воздухом, высвобождая в атмосферу ранее поглощенное тепло. Только теперь это называется удельной теплотой конденсации, при постоянном количестве фреона в системе ее величина равна затраченной энергии парообразования. Как происходит описанный процесс, показывает схема работы кондиционера сплит-системы:
После перехода в жидкую фазу хладагент проходит через осушитель с целью отделения влаги и входит в расширительный клапан. Здесь за счет резкого увеличения размера канала (сопла) снижается давление и рабочее тело снова возвращается в испаритель за очередной порцией тепла.
Из электрооборудования, потребляющего значительную мощность, на схеме можно увидеть два вентилятора и компрессор, остальные источники энергопотребления ничтожно малы. То есть, приведенный в примере 1 кВт электричества расходуется лишь на вращение осей вентиляторов и компрессора, всю остальную работу проделывает фреон.
Все прочие функции – за системами автоматики. По достижении установленной температуры в помещении датчик подает сигнал на блок управления, а тот останавливает компрессор и вентиляторы, процесс прекращается. Воздушная среда в комнате нагрелась, - и датчик снова инициирует запуск охладителя, такая циклическая работа идет непрерывно. В то же время инверторные сплит – системы, чья конструкция немного отличается от устройства обычных кондиционеров, никогда не останавливают процесс. Такие агрегаты характеризуются плавным изменением температуры и тихим режимом работы компрессора.
Примечание. При интенсивных процессах теплообмена на ребрах испарителя и конденсатора выпадает влага, содержащаяся в воздухе, для ее сбора и отвода конструкция кондиционера предусматривает ванночку и систему трубок.
Для перехода установки в режим подогрева воздуха происходит переключение направления движения рабочего тела, вследствие чего теплообменники меняются функциями, наружный становится испарителем и отбирает теплоту из окружающей среды, а внутренний действует как конденсатор, передавая эту энергию в помещение. Для перераспределения потоков в схему введен четырехходовой клапан, чтобы не приходилось мудрить с компрессором.
Заключение
Сплит – система, как и другие холодильные машины, является очень экономичной в силу эффективности своей работы. Именно по этой причине они получили широкую популярность для создания комфортных условий в зданиях различного назначения.
Как работает система чиллер-фанкойл Что такое инверторный кондиционер Как включить кондиционер на обогрев Как выполняется антибактериальная чистка кондиционера