Как кондиционер работает на тепло


Как ведет себя кондиционер, когда работает на обогрев

Приветствую всех гостей сайта Кондиционерщик! Если вы попали на данную страницу, значит у вас возникли сомнения после включения функции «тепла» вашего климатического помощника. Сегодня хочу рассказать о том, как ведет себя кондиционер, когда он работает на обогрев. Еще коротко расскажу о том, как происходит процесс нагрева. И выясним, почему греться «сплитом» выгодно.

Принцип регулирования температуры в режимах обогрева и охлаждения ничем не отличается. То есть, какую температуру задали на пульте, такую же «кондёр» и должен поддерживать в комнате (при правильном расчете мощности устройства). Традиционно «градус» поддерживается на заданном уровне включением/выключением компрессора (если модель не инверторная). Но есть одна особенность, которая часто вызывает сомнения!


Как происходит обогрев кондиционером и почему он эффективен

Коротко о том, как происходит процесс:

  1. Компрессор внешнего блока сжимает фреон, после чего тот нагревается и по трубкам движется во внутреннее устройство.
  2. В режиме «тепла» во внутренний блок поступает нагретый фреон и передает тепло комнатному воздуху (через теплообменник).
  3. Отдав тепло, фреон «остывает» и уже охлажденным поступает в теплообменник внешнего блока.
  4. Через внешний теплообменник происходит отдача остаточного «холода» уличному воздуху. «Холодная энергия» (если так можно выразиться) передается даже когда на улице не тепло!
  5. После этого фреон снова поступает в компрессор, и процесс повторяется заново.

Таким образом, получается, что «электрическая энергия» (при работе компрессора) тратится лишь на ПЕРЕНОС «тепловой энергии» с улицы. Например, чтобы получить 2000 Вт тепла в комнате, кондиционер затратит лишь 600 Вт электроэнергии. Любые традиционные нагреватели тратят энергию не на перенос тепла, а на его ПРЕОБРАЗОВАНИЕ из электричества. И чтобы выдать те же 2000 Вт тепла должны потребить 2000 Вт электричества.


Почему при работе «сплита» на обогрев, он ведет себя не так, как при работе на охлаждение

Обычная работа кондиционера на охлаждение редко вызывает сомнения, и вы привыкаете к его «поведению». Но как только переключаетесь на противоположный режим, то сразу возникают вопросы. Не удивительно! Ведь внутренний блок периодически затихает!

Когда вы пользуетесь кондиционером в режиме охлаждения, вентилятор внутреннего блока крутится постоянно, и жалюзи работают в установленном режиме. При этом только изменяется температура потока. А при включении режима обогрева, внутренний вентилятор останавливается, когда теплообменник холодный. Этому есть причина! И далее мы разберем, почему так происходит.


Особенности работы кондиционера на обогрев

Все очень просто! Основная причина заключается в том, что при работе на тепло на внешнем блоке (а точнее на его радиаторе) образуется конденсат (вода), который не должен заледенеть. Вращением вентилятора внутреннего блока регулируется температура конденсации фреона в системе. Пока вентилятор «стоит», повышается температура газа во внутреннем блоке (происходит нагрев теплообменника). При этом регулируются температурные параметры для поддержания процессов испарения и конденсации хладагента (фреона).

Во время остановки вентилятора внутреннего устройства, можно услышать, что компрессор кондиционера продолжает работать. Тем самым повышает давление и, в свою очередь, температуру газа в системе.

Таким образом, теплообменник внутреннего блока хорошо прогревает воздух в комнате. И при этом вы не почувствуете прохладный поток. В режиме охлаждения вентилятор не останавливается, поскольку испарение фреона происходит во внутреннем блоке. При этом образование наледи на нем не происходит (конечно же, при исправной системе и соблюдении всех условий эксплуатации).

Поэтому, периодическая остановка внутреннего блока — это «нормальная» работа кондиционера в режиме обогрева. И будьте уверенны, что кондиционер правильно включен на тепло.

Как работают кондиционеры: основы кондиционирования воздуха

Кондиционеры

используют охлаждение для охлаждения воздуха в помещении, используя замечательный физический закон: когда жидкость превращается в газ (в процессе, называемом фазовым преобразованием ), она поглощает тепло. Кондиционеры используют эту особенность фазового преобразования, заставляя специальные химические соединения испаряться и конденсироваться снова и снова в замкнутой системе змеевиков.

Речь идет о хладагентах , которые обладают свойствами, позволяющими им изменяться при относительно низких температурах.В кондиционерах также есть вентиляторы, которые перемещают теплый внутренний воздух по этим холодным змеевикам, заполненным хладагентом. Фактически, центральные кондиционеры имеют целую систему каналов, предназначенных для направления воздуха к этим змеевикам, охлаждающим воздух, и от них.

Когда горячий воздух проходит через холодные змеевики испарителя низкого давления , хладагент внутри поглощает тепло при переходе из жидкого в газообразное состояние. Для обеспечения эффективного охлаждения кондиционер должен снова преобразовать газообразный хладагент в жидкость.Для этого компрессор подвергает газ высокому давлению, в результате чего выделяется нежелательное тепло. Все дополнительное тепло, создаваемое при сжатии газа, затем выводится на улицу с помощью второго набора змеевиков, называемых змеевиками конденсатора , и второго вентилятора. По мере охлаждения газ снова превращается в жидкость, и процесс начинается снова. Думайте об этом как о бесконечном элегантном цикле: жидкий хладагент, фазовое преобразование в поглощение газа / тепла, сжатие и фазовый переход снова в жидкость.

Легко увидеть, что в кондиционере происходят две разные вещи. Хладагент охлаждает воздух в помещении, а образующийся в результате газ постоянно сжимается и охлаждается, чтобы снова превратиться в жидкость. На следующей странице мы рассмотрим, как работают разные части кондиционера, чтобы сделать все это возможным.

.

Как работает система кондиционирования воздуха?

Если вы живете в жарком климате, нет ничего лучше, чем сохранять прохладу с помощью системы кондиционирования воздуха. Но как именно они работают?

Здесь мы пытаемся ответить на этот самый вопрос и исследовать, какие типы систем переменного тока существуют. Поскольку отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC) - это очень сложная инженерная область, мы должны отметить, что это не является исчерпывающим руководством и должно рассматриваться как краткий обзор.

СВЯЗАННЫЙ: КАК ЛЮДИ СОХРАНЯЮТ ОХЛАЖДЕНИЕ ДО КОНДИЦИОНЕРА ВОЗДУХА

Как работает кондиционер?

Короче говоря, они работают как обычный кухонный холодильник. В системах кондиционирования и холодильниках используется одна и та же технология - цикл охлаждения.

В системах, использующих преимущества этого цикла, используются специальные химические вещества, называемые хладагентами (в некоторых системах вода), для поглощения и / или выделения энергии для нагрева или охлаждения воздуха.Когда эти химические вещества сжимаются компрессором агрегата AC, хладагент меняет состояние с газового на жидкое и выделяет тепло в конденсаторе .

При охлаждении помещения этот процесс происходит за пределами рассматриваемого пространства. Этот холодный воздух под высоким давлением перекачивается во внутренний блок и снова превращается в газ с помощью расширительного клапана системы .

Это, как следует из названия, вызывает расширение жидкого хладагента обратно в газовую форму.По мере расширения хладагент «втягивает» тепло и вызывает охлаждение воздуха в рассматриваемом пространстве в испарителе системы кондиционирования воздуха .

Этот теперь расширенный и «горячий» газ далее транспортируется к компрессору системы, и цикл начинается снова.

Чтобы визуализировать это, представьте губку как хладагент, а воду как «тепло». Когда вы сжимаете промокшую губку (компрессор и конденсатор), вода выталкивается наружу и выделяется тепло в нашей аналогии. Когда вы отпускаете губку (расширительный клапан и испаритель), она расширяется и, по нашей аналогии, может поглотить больше воды или тепла.

В основе этого цикла лежат научные принципы термодинамики, закон Бойля, закон Шарля и законы Ги-Люссака.

В первую очередь факт «жидкость, расширяющаяся в газ, извлекает или забирает тепло из окружающей среды». - Система кондиционирования и отопления Goodman.

В этом смысле кондиционер и холодильники работают, «перемещая» или «перекачивая» энергию из одного места в другое. В большинстве случаев блоки переменного тока будут передавать «тепло» из вашей комнаты, офиса или дома и выбрасывать его в воздух за пределами вашего дома или офиса.

Источник: Pixabay

Этот цикл является обратимым и может использоваться для обогрева вашей комнаты или всего вашего дома в холодные месяцы, но эта функция обычно зарезервирована для систем, называемых тепловыми насосами .

Основное различие между холодильником и блоком переменного тока состоит в том, что блок имеет тенденцию разделяться на две отдельные части; внешний конденсатор (или чиллер) и внутренний блок.

Холодильники, с другой стороны, являются одним автономным блоком (хотя некоторые блоки переменного тока также могут быть).

Любое тепло, удаляемое из его внутренней части, сбрасывается в ту же комнату в задней части устройства. Это основная причина, по которой вы никогда не сможете использовать холодильник в качестве самостоятельного блока переменного тока; если, конечно, вы не проделаете дыру в стене позади него.

Вы можете проверить это, прикоснувшись (будьте осторожны, он может сильно нагреться) к задней части холодильника во время его работы. Он должен быть теплым или горячим на ощупь.

Какие существуют типы систем кондиционирования воздуха?

Блоки переменного тока сегодня бывают самых разных форм и размеров, от массивных систем воздуховодов в офисах и промышленных зданиях до небольших домашних систем переменного тока, с которыми вы, вероятно, более знакомы.

Некоторые из более крупных установок имеют очень большие наружные холодильные агрегаты, которые могут иметь водяное или воздушное охлаждение или, в более старых системах, градирни. Они соединены изолированными трубами для перекачивания хладагента для кондиционирования воздуха внутри большого или набора больших агрегатов, называемых установками кондиционирования воздуха (AHU).

Эти системы могут быть очень сложными с нагревательными элементами, увлажнителями и фильтрами для очень точного контроля температуры и качества воздуха в помещениях в здании, которые они обслуживают.Они также, как правило, поставляются со сложными системами рекуперации тепла для уменьшения количества электричества (или газа), необходимого для нагрева / охлаждения воздуха в системе.

Они бывают двух основных форм; Постоянный объем воздуха (CAV) и переменный объем воздуха (VAV) , который определяет степень, в которой регулируется воздушный поток вокруг воздуховодов системы.

Им также можно управлять с помощью очень сложных систем программного обеспечения, датчиков и исполнительных механизмов, называемых системами управления зданием (BMS).

Эти большие системы HVAC «всасывают» свежий наружный воздух и при необходимости нагревают / охлаждают его перед транспортировкой по воздуховодам в требуемые области.Эти системы также могут иметь терминалы повторного нагрева или фанкойлы для дальнейшего улучшения темперирования подаваемого воздуха в зону.

Более современные установки избавляются от централизованных AHU в пользу систем фанкойлов или «внутренних блоков», которые напрямую связаны с одним или несколькими «наружными» блоками переменного тока. Они называются системами с регулируемым потоком охлаждения (VRF), которые регулируют воздух непосредственно в месте использования.

Но большинство людей привыкло к тепловым насосам с раздельным или многократным распределением воздуха (ASHP) или к агрегатам кондиционирования воздуха для отдельных помещений.Они гораздо больше похожи на холодильники и чаще всего устанавливаются в домашних условиях.

Но следует также отметить, что существуют различные другие системы, использующие тот же принцип, например, геотермальные тепловые насосы (GSHP). Они используют землю в качестве «свалки» или источника тепла вместо воздуха или источника тепла. И ASHP, и GSHP также могут подключаться к обычным радиаторным системам или системам теплого пола вместо обычного газового котла с некоторыми изменениями.

Как работает кондиционер в автомобилях?

Проще говоря, кондиционер в автомобиле работает точно так же, как и любой другой блок переменного тока.С той лишь разницей, что они должны быть достаточно компактными, чтобы поместиться в автомобиле.

Чиллерная часть системы (с расширительным клапаном и испарителем) обычно устанавливается за приборной панелью автомобиля. Другой рабочий конец системы (компрессор и конденсатор), как правило, располагается рядом с решеткой радиатора автомобиля - сюда во время движения вдувается свежий воздух).

Обе части соединены цепью труб, по которым хладагент проходит между агрегатами во время работы.В отличие от более крупных агрегатов, используемых в зданиях, сам агрегат в автомобилях, как правило, приводится в действие коленчатым валом автомобиля, другими словами, он приводится в действие двигателем.

Эти системы обычно также поставляются с обогревателем и осушителями для кондиционирования воздуха по мере необходимости. Как и в случае создания систем переменного тока, автомобильный блок переменного тока преобразует хладагент между газом и жидкостью, высоким и низким давлением, а также высокой и низкой температурой по мере необходимости.

Дешевле оставить кондиционер на весь день?

Проще говоря, нет.Причина этого в том, что, оставив систему переменного тока на весь день, вы получите:

1. Не используйте энергию без необходимости, если вас нет дома или комнаты / зоны не используются.

2. Работа системы приводит к ее износу. Это сокращает срок его службы.

Также убедитесь, что окна закрыты или установлена ​​защита от сквозняков, когда кондиционер работает. В конце концов, вы же не хотите «кондиционировать» мир.

Вам также следует убедиться, что вы используете затеняющие устройства (например, навес или стратегически посаженные деревья) снаружи, чтобы уменьшить «солнечное излучение» или пассивное отопление вашего дома от солнечного света.

Другие меры включают улучшение теплоизоляции вашего дома, поддержание в хорошем состоянии систем кондиционирования (особенно фильтров) и использование потолочных вентиляторов для улучшения внутреннего перемешивания воздуха (т. Е. Предотвращения расслоения горячего воздуха около потолка или наоборот. ).

Если вас действительно беспокоят счета за электроэнергию, связанные с вашими системами переменного тока, вы можете сделать свою систему переменного тока «умнее». Используя бытовые BMS, интеллектуальные датчики (термостаты и погодную компенсацию), зональный контроль и другие энергоэффективные меры, вы можете значительно повысить эффективность и снизить стоимость ваших систем переменного тока.

Вам также следует использовать решения «бесплатного» охлаждения и обогрева, подумав об использовании природы, чтобы помочь вам. Правильное использование естественной вентиляции для охлаждения или обогрева вашего дома резко сократит затраты на использование энергии, связанной с отоплением / охлаждением, путем ее отключения.

Но это возможно только в том случае, если качество воздуха за пределами вашего дома позволяет это. Например, проживание в большом городе с «грязным воздухом» может ограничить вашу способность использовать эту бесплатную форму отопления и охлаждения.

Как работает кондиционер с обратным циклом?

Системы кондиционирования воздуха с обратным циклом, или тепловые насосы, как их чаще называют, работают так же, как и любые другие блоки переменного тока. Исключением является то, что они специально разработаны, чтобы иметь возможность по желанию полностью изменить цикл.

Как и другие системы переменного тока, они также могут фильтровать и осушать воздух по мере необходимости.

.

Как работают кондиционеры | HowStuffWorks

Первая современная система кондиционирования воздуха была разработана в 1902 году молодым инженером-электриком по имени Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Он был разработан для решения проблемы влажности в Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company в Бруклине, штат Нью-Йорк. Бумага на заводе иногда впитывала влагу из теплого летнего воздуха, что затрудняло применение техник многослойной печати того времени. Компания Carrier обрабатывала воздух внутри здания, продувая его по охлажденным трубам.Воздух охлаждается, проходя через холодные трубы, и, поскольку холодный воздух не может нести столько влаги, сколько теплый воздух, этот процесс снизил влажность в растении и стабилизировал влажность бумаги. Снижение влажности также имело побочное преимущество в виде снижения температуры воздуха - и так родилась новая технология.

Кэрриер понял, что он разработал что-то с далеко идущим потенциалом, и вскоре в кинотеатрах и магазинах начали появляться системы кондиционирования, которые делали долгие жаркие летние месяцы намного более комфортными [источник: Time].

Реальные технологические кондиционеры, используемые для снижения температуры окружающего воздуха в помещении, основаны на очень простом научном принципе. Остальное достигается применением нескольких умных механических приемов. На самом деле кондиционер очень похож на другой бытовой прибор в вашем доме - холодильник. У кондиционеров нет внешнего корпуса, на который опирается холодильник для изоляции своей холодильной камеры. Вместо этого стены в вашем доме не пропускают холодный воздух, а горячий - наружу.

Давайте перейдем к следующей странице, где мы узнаем, что происходит со всем этим горячим воздухом, когда вы используете свой кондиционер.

.

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

Когда воздух нагревается или охлаждается у источника тепла / холода, его необходимо распределить по различным комнатам вашего дома. Это может быть выполнено с помощью систем с принудительной подачей воздуха, гравитации или излучения, описанных ниже.

Системы нагнетания воздуха

Система принудительной подачи воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который нагнетает воздух через систему металлических каналов в комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи втекает в комнаты, более холодный воздух в комнатах стекает через другой набор каналов, называемый системой возврата холодного воздуха, в печь для обогрева. Эта система регулируется: вы можете увеличивать или уменьшать количество воздуха, проходящего через ваш дом. В центральных системах кондиционирования воздуха используется та же система принудительной подачи воздуха, включая вентилятор, для распределения холодного воздуха по комнатам и возврата более теплого воздуха для охлаждения.

Объявление

Проблемы с системами принудительной подачи воздуха обычно связаны с неисправностью вентилятора.Воздуходувка также может быть шумной и добавляет стоимость электроэнергии к стоимости топочного топлива. Но поскольку в ней используется воздуходувка, система принудительной подачи воздуха представляет собой эффективный способ направлять переносимое по воздуху тепло или холодный воздух по всему дому.

Гравитационные системы

Гравитационные системы основаны на принципе подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха. Следовательно, гравитационные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха из кондиционера. В гравитационной системе печь располагается рядом с полом или под ним.Нагретый воздух поднимается по воздуховодам и попадает в пол по всему дому. Если печь расположена на первом этаже дома, регистры тепла обычно располагаются высоко на стенах, поскольку регистры всегда должны быть выше печи. Нагретый воздух поднимается к потолку. По мере того, как воздух охлаждается, он опускается, входит в каналы возвратного воздуха и возвращается в печь для повторного нагрева.

Другой основной системой распределения для отопления является лучистая система.Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиант Системс

Излучающие системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, чаще, обогревая радиаторы в комнатах. Затем эти предметы нагревают воздух в комнате. В некоторых системах используются электрические нагревательные панели для выработки тепла, которое излучается в комнаты. Как и гравитационные настенные обогреватели, эти панели обычно устанавливают в теплом климате или там, где электричество относительно недорогое.Системы излучающего излучения нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются с системами водяного отопления. Эти системы могут зависеть от силы тяжести или от циркуляционного насоса для циркуляции нагретой воды от котла к радиаторам или конвекторам. Система, в которой используется насос или циркулятор, называется гидравлической системой.

Современные системы лучистого отопления часто встраиваются в дома, построенные на фундаменте из бетонных плит.Под поверхностью бетонной плиты прокладывается сеть водопроводных труб. Когда бетон нагревается трубами, он нагревает воздух, соприкасающийся с поверхностью пола. Плита не должна сильно нагреваться; в конечном итоге он будет контактировать с воздухом по всему дому и нагревать его.

Системы Radiant, особенно когда они зависят от силы тяжести, подвержены ряду проблем. Трубы, используемые для распределения нагретой воды, могут забиться минеральными отложениями или наклониться под неправильным углом.Также может выйти из строя бойлер, в котором вода нагревается у источника тепла. В новых домах системы горячего водоснабжения устанавливаются редко.

В следующем разделе вы узнаете, как термостат и другие элементы управления используются для поддержания климата в помещении, создаваемого вашими системами отопления и охлаждения.

.

Смотрите также