Принцип работы кондиционера на обогрев зимой: Обогрев помещения кондиционером — практическое применение

Содержание

Обогрев помещения кондиционером — практическое применение

27 Августа 2019

Современные сплит-системы способны подавать в помещение как прохладный, так и теплый воздух. В межсезонье, когда центральное отопление еще не включено, обогрев квартиры кондиционером может стать выгодной альтернативой обычному электронагревателю. Сначала рассмотрим принцип работы климатической техники с функцией обогрева.

Как это работает

Важно отметить, что кондиционер — не нагревательное устройство: в нем отсутствует нагревательный элемент, и он может лишь забирать тепло во внешней среде и переносить его в помещение. Во внутреннем блоке происходит процесс конденсации фреона с выделением тепла, а в наружном — процесс испарения, при котором тепло поглощается кондиционером. Таким образом, даже лучшие кондиционеры с функцией обогрева не вырабатывают тепло, а перекачивают его из одной среды в другую.

Использование в рекомендуемом диапазоне наружных температур

Эффективная работа бытовой сплит-системы на обогрев возможна в строго определенном заводом-производителем диапазоне рабочих температур.

Например, для бытовых кондиционеров TM Fujitsu с низкотемпературным комплектом NORDIC он составляет от -25 °C до +24 °C. Если использовать кондиционер на обогрев при температуре ниже допустимой, могут возникнуть следующие проблемы:

  • Существенно снизится эффективность работы системы;
  • Произойдёт обмерзание конденсатора наружного блока;
  • Сломается вентилятор наружного блока;
  • Загустеет масло, что может привести к поломке компрессора во время запуска системы.

Коэффициент полезного действия и тепловая эффективность

Потребляемая мощность при обогреве кондиционером соотносится с полезной мощностью, позволяя вычислить КПД — коэффициент полезного действия системы. Полезная мощность — это количество переданного тепла в единицу времени. Если КПД кондиционера в режиме обогрева составляет более 1, можно говорить о его эффективной работе. Как правило, количество выработанного бытовой сплит-системой тепла в 3-4 раза превышает затраты электроэнергии на его перекачку (этот показатель зависит от температуры на улице).

Низкое энергопотребление и высокая отдача тепла делают кондиционер не только удобным, но и выгодным решением в борьбе с межсезонными холодами.

Специальная разработка инженеров TM Fujitsu

Инверторный кондиционер с функцией обогрева и зимним комплектом TM Fujitsu NORDIC — пожалуй, лучший кондиционер для использования в режиме обогрева. Это наиболее совершенное на сегодняшний день оборудование для создания в доме тепла и уюта с минимумом затрат. Модели AIRFLOW NORDIC и DELUXE SLIDE NORDIC с инверторным компрессором и увеличенным теплообменником отличаются от представителей сегмента постоянной производительности пониженным расходом электроэнергии, увеличенной мощностью производства тепла и высокими коэффициентами энергоэффективности.

Что эффективнее — NORDIC или электрический обогреватель?

Кондиционеры NORDIC изначально разрабатывались для потребителей в Канаде и странах Скандинавии, где преобладает холодный климат. Модели NORDIC прошли испытания не только в лабораториях, но и в условиях реальной северной зимы. Даже при температуре -25 °C сплит-система NORDIC имеет коэффициент энергоэффективности на обогрев COP = 2,147. Это означает, что в реальных условиях эксплуатации кондиционер производит более 2 кВт тепловой энергии, потребляя из сети всего 1 кВт.

В свою очередь, любой электрический обогреватель не может производить больше тепловой энергии, чем потребляет электрической, поскольку он лишь преобразует один вид энергии в другой. Его коэффициент COP не может превышать 1. Таким образом, даже в условиях суровой зимы кондиционеры с обогревом торговой марки Fujitsu более чем в 2 раза эффективнее обычного обогревателя.

Технологии NORDIC:

  • Двухцилиндровый компрессор ротационного типа, имеющий повышенную производительность;
  • Для защиты компрессора увеличен компрессорный отсек;
  • Мощный обогреватель дренажного поддона, расположенный под теплообменником и вентилятором, надежно защищает их от обмерзания;
  • Компоненты наружного блока прошли строгую проверку на холодоустойчивость и получили сертификат Канадской Ассоциации по стандартизации (CSA).

Отметим, что в актуальной линейке бытового кондиционирования TM Fujitsu представлены только сплит-системы на основе инверторных технологий, а их классы энергоэффективности варьируются от А до А+++.

Кондиционеры Fujitsu, применяющие технологию i-PAM (интеллектуальный силовой модуль и амплитудно-импульсная модуляция) еще более эффективно используют потребляемую электроэнергию. При этом обеспечивается значительно более быстрое достижение требуемых параметров микроклимата. Заданная температура в режиме обогрева достигается почти в 3 раза быстрее, чем у стандартной инверторной модели.

Отдельно стоит упомянуть о функции «Поддержание +10 °C» — режиме, в котором кондиционер автоматически поддерживает температуру в помещении на уровне +10 °C во избежание выстуживания дома в зимнее время.

Заключение

Резюмируя, снова подчеркнем характеристики, наиболее важные для выбора хорошего кондиционера для обогрева:

  • номинальная мощность потребления;
  • производительность по теплу;
  • класс энергоэффективности;
  • диапазон рабочих температур по теплу;
  • защита от обмерзания наружного блока.

Как работает кондиционер на обогрев

Большинство сплит-систем, кроме охлаждения, работают и на отопление. Эта функция особенно актуальна в межсезонье. В частных домах прибор иногда служит основным источником тепла.

Эффективен ли такой способ обогрева и какие условия нужно создать для сплит-системы зимой, читайте в этой статье.

Как кондиционер работает на тепло

Сперва рассмотрим, как происходит процесс охлаждения:

  1. Фреон в виде газа поступает в компрессор, где он сжимается и нагревается +70–90 С°.
  2. Горячий хладагент течет в конденсатор (находится во внешнем блоке), где переходит в жидкое состояние.
  3. Процесс конденсации сопровождается охлаждением фреона с сопутствующим выделением тепла.
  4. Затем хладагент направляется в испаритель внутреннего блока, где становится газом, отдавая при этом холод и поглощая тепло из комнаты.
  5. После весь путь повторяется.

Чтобы запустить обратный процесс, то есть получить тепло, в кондиционерах используется четырехходовой вентиль. Он меняет направление циркуляции фреона. В результате внешний блок становится испарителем, и холод отводится на улицу. Внутренний блок выполняет функции конденсатора, в котором фреон охлаждается и выделяет тепло.

Чем лучше греться: кондиционером или обогревателем

В период межсезонья люди чаще всего используют обогреватели. Их главный минус – высокое потребление электроэнергии при низкой отдаче. Например, масляный обогреватель использует 2 кВт в час при такой же номинальной мощности.

Понимая, как работает кондиционер на обогрев в квартире, нетрудно догадаться, что для отопления он будет более выгодным. В сплит-системе нет ТЭНа, и электроэнергия нужна только для работы двигателя и вентилятора. Тепло в помещение будет поступать за счет конденсации фреона. При потреблении сплит-системой 700 Вт электроэнергии она отдает около 3 кВт тепла.

Получить консультацию:

Необходимые условия для корректной работы кондиционера зимой

Сплит-системы чаще всего используются в межсезонье, когда уже отключили и еще не включили центральное отопление.

Неиверторные кондиционеры и недорогие инверторные могут эксплуатироваться при уличной температуре воздуха не ниже -5-7 С°.

Инверторные сплит-системы среднего класса работают при температуре за окном в -15 С°. Модели из премиум-сегмента можно включать на обогрев и в 20-градусный мороз. Для более эффективной работы такие приборы забирают часть воздуха из помещения, что позволяет им компенсировать меньшую разницу температур. Также в дорогих моделях течет качественный фреон, который закипает при -30..-35, а не -18 С°.

Если обогревать квартиру нужно только до включения отопления, можно использовать недорогую сплит-систему. Если требуется отапливать помещение в сильные морозы, отдайте предпочтение более дорогим моделям.

Условия работы кондиционеров прописаны в руководстве по эксплуатации. Уточните у продавца максимально допустимые значения, чтобы ориентироваться при выборе подходящего прибора.

Как должен работать кондиционер на обогрев зимой

Если прибор может работать при температуре до минус 20 градусов, то включать его можно при -15-18 С°. Разница между рабочей температурой и пусковой составляет 2-5 градусов. Это будет отражено в инструкции по эксплуатации.

Прибор перед активным использованием нужно прогреть. Для этого:

  • Задайте параметры температуры в помещении в районе 18-21 °С и включите сплит.
  • Установите минимальную скорость обдува.
  • Дайте системе поработать в таком режиме около 5-10 минут.

После установите нужный температурный режим и дайте системе время, чтобы та нагрела помещение.

Изнашивается ли кондиционер в холодный период

Неинверторные модели испытывают большие нагрузки в мороз. В любой системе присутствует смазка, которая контактирует с фреоном. С понижением температуры она густеет, а при сильных морозах начинает расслаиваться, что может привести к поломке.

Также густое масло не успевает смазывать компрессор. Последнему приходится работать с повышенной нагрузкой, что снижает ресурс работы.

Инверторные кондиционеры меньше подвержены износу, так как работают постоянно, периодически снижая обороты. В результате масло циркулирует без остановки, загустевая незначительно. Благодаря этому износ компрессора меньше.

Если кондиционер рассчитан на небольшие морозы, минимизировать риск поломки поможет зимний комплект. Он будет подогревать поддон наружного блока и дренажную трубку, а также регулировать скорость вентилятора.

Мы рассказали, как работает кондиционер в режиме обогрева. Если у вас возникли вопросы по выбору сплит-системы для всесезонного использования, мы поможем подобрать подходящую модель для вашего дома. Позвоните нам по телефону или оставьте заявку на консультацию.

Заказать услугу

Другие наши услуги

Кондиционер с функцией обогрева: выбор, настройка, как пользоваться

Современные кондиционеры работают не только на охлаждение, но и на обогрев. Такой прибор можно эффективно использовать круглогодично, создавая в доме комфортный микроклимат в любой сезон года.

В статье мы рассмотрим, как использовать кондиционер в режиме обогрева в зимний период, правила и условия эксплуатации оборудования, как переключить прибор на тепло, советы по выбору кондиционера.

Оглавление:

Обогрев кондиционером зимой: плюсы и минусы

Кондиционер – это специальный бытовой прибор, предназначенный для охлаждения воздуха. Производители климатической техники оснащают современные сплит-системы функцией обогрева, что позволяет владельцу эксплуатировать кондиционер не только летом, но и в холодное время года, создавая в помещении теплую комфортную атмосферу. Благодаря встроенной системе настроек пользователь может устанавливать необходимую температуру воздуха в помещении.

Опция обогрева – неоспоримый плюс климатических систем. Но есть и минусы.

Особенности и недостатки обогрева кондиционером:

  1. Кондиционер не является полноценным прибором отопления, поэтому многие производители рекомендуют использовать их в качестве дополнительного источника тепла или для обогрева комнат в межсезонье, когда еще не работает центральная отопительная система. Но если подобрать кондиционер с достаточной мощностью с расчетом на отапливаемую площадь помещения, такой прибор вполне заменит обычные радиаторы.
  2. Сплит-системы нельзя эксплуатировать на обогрев, если температура на улице ниже критического температурного показателя, указанного в инструкции пользователя. Как правило, максимальным значением многих моделей является –100, –150. Таким образом, для многих северных регионов России холодная зимняя погода становится серьезным препятствием для эксплуатации климатического оборудования на обогрев. Единственный выход – приобретение специального зимнего комплекта для подключения к кондиционеру, позволяющего эксплуатировать оборудование при высоких минусовых температурах.
  3. В южных регионах, где температура воздуха зимой редко опускается ниже –100, такой прибор может стать полноценным источником тепла с учетом правильно подобранной мощности.
  4. Кондиционер работает от электросети и при его эксплуатации расходуется определенное количество энергии. В зимний сезон прибор работает на большой мощности и затрачивает больше энергии. Владельцу рекомендуется заранее просчитать, насколько выгодна ему будет эксплуатация кондиционера на обогрев или все же в зимний сезон дешевле отапливаться конвекторами или другими видами обогревателей.

Принцип работы кондиционера на обогрев

При включении кондиционера на режим обогрева хладагент из жидкого состояния переходит в газообразное и испаряется, частично забирая тепло. Компрессор переводит газовый хладагент во внутренний блок сплит-системы, а все накопленное по пути тепло высвобождается в испарителе. Теплый воздух проникает в помещение, повышая температуру.

КПД и эффективность отопления кондиционером

КПД – коэффициент полезного действия, выражаемый в процентах.

В паспорте сплит-системы можно увидеть показатели КПД, EER и COP, где EER определяет эффективность работы на охлаждение, а COP является средним показателем эффективности на охлаждение и обогрев. Как правило, EER всегда меньше COP, так как в процессе работы компрессор выделяет тепло и согревает фреон. По этим параметрам можно определить эффективность работы на обогрев.

Например, в паспорте изделия указаны такие данные: COP – 2,6; EER – 2,4; КПД – 260%. Эти параметры указывают на то, что при потреблении 1 кВт энергии кондиционер произведет 2.4 кВт холода и 2.6 кВт тепла. Однако эти значения также зависят от разницы температуры внутри помещения и снаружи. Чем больше разница, тем меньше эти показатели, поэтому чем холоднее на улице, тем хуже эффективность работы кондиционера на обогрев.

Как повысить КПД кондиционера на обогрев:

  1. Следить, чтобы на наружном блоке не было наледи.
  2. Подключить к сплит-системе специальный зимний комплект.
  3. Производить профилактическую чистку блоков от пыли и других загрязнений, ухудшающих работу устройства.
  4. При слишком холодной погоде на улице использовать для обогрева другие источники тепла.
  5. Устанавливая наружный блок сплит-системы, старайтесь выбрать место, закрытое от ветра и влаги.

Выбор сплит-системы с функцией обогрева

В ассортименте климатических систем большой выбор кондиционеров с функцией обогрева. Покупая такой прибор, рекомендуется обращать внимание на важные критерии.

Параметры выбора:

  1. Категория энергоэффективности.
  2. Диапазон допустимых рабочих температур.
  3. Производительность тепловой энергии.
  4. Мощность потребления энергии.
  5. Площадь помещения и его назначение (жилая комната, производственное помещение и т. д.).
  6. Наличие режима авторазморозки конденсата.

Хорошие отзывы имеют инверторные модели кондиционеров в комплекте с зимним оборудованием, эффективно функционирующие в расширенном диапазоне минусовых температур.

Особенности эксплуатации кондиционера в зимнее время

Кондиционеры на обогрев в зимний сезон следует эксплуатировать, придерживаясь некоторых правил.

Инструкция и особенности эксплуатации сплит-систем зимой:

  1. Запрещено включать прибор, если на улице температура ниже критического показателя, указанного в паспорте изделия.
  2. При длительной работе с минусовыми температурами радиатор обмерзает, что снижает эффективность работы техники. Прибор с определенной периодичностью (раз в 40-60 минут) уходит в режим оттаивания, при котором горячий фреон из внутреннего блока переходит в наружный модуль. Периодичность и длительность такого цикла зависит от степени обморожения.
  3. В процессе работы на обогрев с решеток радиатора стекает вода в поддон. При минусовых температурах она превращается в лед, который следует устранять, иначе может произойти серьезная деформация трубок теплообменника. Нельзя сбивать лед вручную, нужно проливать водой из горячего чайника обмерзшие места. Чтобы исключить подобные последствия и хлопоты в борьбе с обледенением, можно приобрести кондиционер со встроенным кабелем подогрева поддона.
  4. Не стоит задавать слишком высокий температурный параметр для нагревания воздуха в помещении, так как это заставит работать прибор на высокой мощности, что приведет к быстрому износу. Рекомендованное значение +18+250.

В зимний период кондиционер также нуждается в периодической профилактике. Не менее одного раза в 2 недели нужно выполнять чистку фильтров и промывку крыльчатки, где часто скапливаются болезнетворные бактерии. Также обязательна своевременная дозаправка фреоном и профилактическая проверка работоспособности важных механизмов системы, выполняемая опытными специалистами из сервисного центра.

Диапазон наружной температуры воздуха

Каждая модель сплит-системы имеет определенный параметр температурного диапазона. Некоторые модели рассчитаны на эксплуатацию при максимальной температуре, не ниже –50. Усовершенствованные и дорогостоящие модели эффективны в работе при наружной температуре до –15–250.  

Очень важно соблюдать требования к температурному параметру на улице, иначе при работе кондиционера происходит быстрый износ компрессора, а в дальнейшем внезапный выход из строя сплит-оборудования.

Увеличить диапазон наружной температуры можно путем подключения зимнего комплекта к кондиционеру. В набор такой установки входит ТЭН для компрессора, согревающий кабель для дренажной системы и прибор, снижающий обороты вентилятора.

Как включить кондиционер на тепло

Для переключения режима на обогрев используется пульт управления. После включения опции не стоит ожидать моментальную выдачу потока теплого воздуха. Он поступит в помещение минут через 10-15.

Включение кондиционера на обогрев (пошаговая инструкция):

  1. На ПУ нажимаем кнопку «ON».
  2. Для включения режима обогрев используется кнопка MODE, затем HEAT. На некоторых пультах эта кнопка маркируется символом «солнышко».
  3. Кнопками +\– пользователь может задать необходимое температурное значение.
  4. После настройки температуры прибор активируется в рабочий режим. Запустится вентилятор и уже через несколько минут в помещение начнет поступать теплый воздух.

В некоторых моделях сплит-систем режим обогрева включается в обратном порядке: сначала пользователь задает температуру, а после нажимает кнопку запуска рабочего режима. В прилагаемой инструкции есть точная информация, как включить кондиционер на тепло.

Эксплуатируйте кондиционеры зимой по правилам, рекомендованным производителем, и обязательно сверяйте температуру воздуха на улице, ориентируясь на параметр допустимого температурного диапазона, прежде чем включить кондиционер на обогрев. Это позволит эффективно эксплуатировать климатическое оборудование в зимний сезон, исключая риски его быстрого выхода из строя.

обогрев и охлаждение при низких температурах

На рынке представлен широкий ассортимент кондиционеров, имеющих различные технические характеристики, поэтому выбрать кондиционер не очень-то просто. Но кое-что все-таки объединяет сплит-системы, моноблоки и прочие устройства: в зимний период их используют крайне редко. Но почему?

Дело в наших знаменитых русских морозах. Когда температура воздуха меняется, меняется и его влажность – поэтому при работе кондиционера возникают излишки влаги (конденсат). В большинстве кондиционеров установлена дренажная система для удаления влаги: видимая часть этой системы – трубка, которая, как правило, выходит на улицу. Если на улице слишком холодно, трубка дренажной системы замерзает, и в ней образуется ледяная пробка, которая не дает конденсату выйти наружу. Тогда у влаги остается два выхода: либо она просачивается в Ваш дом через внутренний корпус, либо выводит прибор из строя.

От холодов страдает и наружный блок, в частности компрессор – «сердце» кондиционера, сжимающее холодильный агент (особое вещество, необходимое для работы кондиционеров) и поддерживающее его движение по остальным частям прибора. Выполнять свои прямые обязанности ему помогает специальное масло, свойства которого как раз зависят от температуры воздуха. Если она опустится ниже границы, утвержденной производителем, масло загустеет, и детали компрессора будут изнашиваться.

Существует еще одна опасность. В режиме обогрева холодильный агент, несмотря на свое название, должен не охлаждаться, а нагреваться. При чрезмерно низкой температуре этого не происходит. При поступлении охлажденного, т.е. жидкого, хладагента в компрессор происходит гидравлический удар – он-то и может привести прибор в негодность.

Поэтому зимой следует использовать кондиционер с осторожностью и следовать инструкции по эксплуатации.

Правда, есть один вид кондиционеров, который можно приспособить для работы в зимних условиях, – это мобильный моноблочный кондиционер. Это передвижное напольное устройство можно использовать во всех комнатах, брать с собой на дачу или перевезти при переезде: монтажа прибор не требует. Единственный элемент прибора, который не должен находиться в помещении, – это воздуховод для отвода теплого или холодного воздуха. Чтобы устранить риск промерзания воздуховода, стоит вывести его в вентиляционное отверстие.

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.

При какой минусовой температуре кондиционер работает на обогрев и охлаждение

Современные сплит-системы можно эффективно использовать не только для спасения от летнего зноя, но и для создания комфортного микроклимата в квартире зимой, если в этом есть необходимость. Однако, включая его в холодное время года, следует учитывать ряд важных нюансов – это позволит обеспечить безопасную и надежную работу устройства.

Неграмотное применение сплит-систем в зимнее время года влечет за собой скорый выход оборудования из строя. В первую очередь страдают дренажная система и компрессор. По этой причине нужно предельно осторожно и внимательно выставлять рабочие характеристики на устройстве.

Принцип работы современных сплит-систем

Все климатические устройства работают по одному принципу, основывающемуся на свойстве жидкостей выделять тепло при конденсации и поглощать его при испарении. Изначально все производимые системы работали только на охлаждение, но сегодня большинство из них оснащены еще и функцией обогрева.

На фото: Принцип работы кондиционера

Работа кондиционера строится на функционировании замкнутой системы: компрессор, конденсатор и испаритель соединяются между собой трубками из меди, образующими холодильный контур. По этому контуру непрерывно движется хладагент, преобразуясь из газообразного состояния в жидкое и наоборот. При работе оборудования на охлаждение фреон попадает сначала в конденсатор, а затем в испаритель, где он снова преобразуется в газ и поглощает тепло от воздуха в помещении, после чего направляется во внешний блок, откуда передает энергию окружающей среде. При работе на обогрев, благодаря специальному клапану, процесс происходит в обратной последовательности – от испарителя к конденсатору с переходом газа в жидкое состояние.

Работа кондиционера зимой в режиме обогрева

Теперь перейдем к главному и выясним, можно ли запускать сплит-систему на обогрев помещения, когда на улице значительный «минус».

При каких внешних температурах возможна работа в режиме обогрева

Большинство современных кондиционеров могут работать на обогрев только при условии, что температура за окном не ниже -7°C…-15°C. Более точную информацию по нижнему температурному порогу можно найти в инструкции к устройству. Если же использовать устройство при более низких показателях термометра, мощность обогрева будет меньшей. Кроме того, возникнет угроза обледенения дренажной системы и конденсатора, что неизбежно ведет к поломке всей сплит-системы.

На фото: Принцип работы современных сплит-систем

Но в зависимости от хладагента и типа компрессора, некоторые кондиционеры могут работать в режиме обогрева и при более низких температурах, например, -15°C…- 30°C. Речь идет о передовых моделях инверторных сплит-систем.

По каким причинам кондиционер не работает на обогрев

Если в устройстве предусмотрена возможность работы на обогрев помещения, но он не включается в этот режим, возможно произошла поломка компрессора, дренажной системы или клапана, обеспечивающего переключение холодильного контура на обогрев. Также есть вероятность утечки хладагента в местах спайки трубок. В этом случае стоит вызвать мастера по ремонту климатического оборудования.

Еще одна популярная причина – температура за окном ниже допустимого минимума, поэтому кондиционер может лишь незначительно повысить уровень тепла в комнате.

Если же прибор нормально работает, но воздух в помещении не нагревается, то, возможно, стоит просто немного подождать – иногда системе требуется дополнительное время, чтобы внутренний блок прогрелся. Зимой это вполне нормальное явление.

Также помочь разобраться в причинах неисправности может дисплей внутреннего блока, который высвечивает коды ошибок в работе сплит-системы.

Если же самостоятельно установить и устранить проблему не получается, лучше обратиться в специализированный сервисный центр.

Работа кондиционера зимой в режиме охлаждения

Охлаждение помещения с помощью сплит-системы допустимо только при условии, что температура снаружи не ниже +16°C или соответствует другим допустимым значениям, указанным в руководстве по эксплуатации оборудования. Во всех остальных случаях включение кондиционера с целью понижения температуры в комнате запрещено и грозит образованием льда и утечка воды из внутреннего блока.

На фото:Образование льда и утечка воды из внутреннего блока.

Если же есть необходимость поддерживать низкую температуру даже в зимний период, то лучше установить специальную систему, способную работать при более широких показателях температурных значений.

Еще один вариант – доработать кондиционер специальным зимним комплектом, который предоставит большие возможности по эксплуатации устройства в холодное время.

Что такое зимний комплект и для чего он нужен

Зимний комплект – это набор специальных устройств, обеспечивающих безопасную работу кондиционера при температурах ниже диапазона, заданного производителем. В него входят картерный подогрев, дренажный подогрев, регулятор скорости вентилятора. С помощью этих приборов предотвращаются оледенение дренажной системы, образование наледи на корпусе, загустение масла и переохлаждение фреона.

На фото: Зимний комплект для кондиционера Dantex

Но используя зимний комплект, очень важно не забывать, что кондиционеры, оснащенные им, могут работать лишь на охлаждение. Обогрев в данном случае возможен лишь в границах температур, обозначенных в технических характеристиках устройства.

Какие системы могут работать в режиме обогрева в зимний период

На современном рынке представлено оборудование, которое можно безопасно включать зимой в режим обогрева – даже когда температура опускается до -15°C…-30°C. Это сплит-системы инверторного типа. От стандартных кондиционеров их отличает наличие инверторного компрессора, который обеспечивает регулирование производительности. Использование инверторного компрессора с EVI-впрыском пара хладагента и ресивера позволяет достичь стабильной работы при очень низких температурах окружающей среды – у некоторых моделей предусмотрена работа при -30 °C.

Готовим кондиционер к зиме

В рамках подготовки устройства к зимнему сезону нужно провести ряд профилактических мероприятий.

Необходимо просушить внутренний блок от скопившегося конденсата. Для этого кондиционер надо сначала включить на некоторое время на охлаждение, а затем на такой же период запустить на обогрев. Почистить встроенные фильтры от скопившейся пили и грязи. Если позволяют условия, установить на внешний блок защитный козырек.

Если в помещении стоит стандартный бытовой кондиционер, то лучше ограничиться включением его в режиме обогрева лишь в период межсезонья – пока температура не опустилась ниже предельных значений, установленных производителем.

Заключение

Кондиционер может эффективно использоваться в зимнее время, однако исключительно в пределах температур, заданных производителями. Зимний комплект позволит опустить нижнюю границу этого предела, но лишь для работы в режиме охлаждения воздуха. Обогрев возможен, как правило, только при температуре снаружи не ниже -7 °C для большинства бытовых кондиционеров, поэтому не следует использовать их как основной источник отопления. Если же необходимо обеспечить работу кондиционера при более низких показателях температуры окружающей среды, лучше обзавестись инверторной сплит-системой, предоставляющей более широкие возможности.

принцип работы и выбор техники

Сначала хотели назвать обзор «Как включить кондиционер на обогрев зимой, и почему не стоит этого делать», потом решили, слишком длинно, может смотреться ущербно, портя внешним видом выдачу поисковиков. Расскажем, как работает кондиционер на обогрев, почему не стоит оборудование использовать в указанном режиме зимой.

Принцип работы современного кондиционера

Оконные моноблоки привыкли видеть в окнах государственных учреждений. Не работают на обогрев, только охлаждают. Хотя могли бы (современные и делают). Собственно, необходимо поменять направление движения фреона, переключить тракты должным образом. Состав оборудования дополнен 4-ходовым клапаном, управляемым электрическими сигналами центральной микросхемы.

Моноблоки оконные плохи одним: под установку приходилось дорабатывать раму. Зимой устройства на морозе избегайте держать, проблемы возникнут. Причина деления моноблока двумя коробами, назвали полученное сплит-системой, чтобы отличить. Однако время шло, моноблоки увидели Лету (исключая внутренние модели, которые обсудим еще), сплит-системы сегодня принято назвать кондиционерами. Следуем традиции на протяжении обзора, отмечая моноблоки.

Кондиционер-обогреватель несет внутри хладагент, работает, ведомый четырьмя состояниями удивительного вещества:

  1. Сжатие.
  2. Конденсация.
  3. Расширение.
  4. Испарение.

Кондиционер сформирован двумя блоками: внешний, наружный. Первый расположил конденсор: производит конденсацию, второй – испаритель (производит испарение). Сжатием заведует компрессор, расширением — капиллярная трубка. Весь кондиционер для обогрева за вычетом дополнительных регуляторов. Главное: должен предусматриваться режим реверса фреона. Почему, узнаем дальше.

Работа кондиционера на охлаждение

Рассмотрим сначала процесс работы на охлаждение. Внимательному читателю несложно понять, обратный режим нагрева. Сжатием занят компрессор. Вентилятор, снабженный электрическим мотором, лопасти которого внутри герметичного тракта, служащего ходом фреону. Через компрессор вещество проходит газом. Давление под усилиями лопастей нарастает, фреон входит в змеевик с радиатором отвода тепла, называемым конденсором. Поскольку газ сжали, фаза обретает повышенную температуру. Легко отдает избыточную энергию через конденсор окружающей среде. Процесс проходит тем легче, чем холоднее за окном.

В конденсоре газ оседает капельками на стенках змеевика, стекает под давлением к капиллярной трубке. Длинное (свыше метра) тонкое металлическое изделие, минуя которое, жидкость проходит маленькими порциями (попробуйте выдуть воздух изо рта через трубочку для сока, чтобы понять, почему так происходит). В результате обратная сторона капиллярной трубки формирует разряжение, компрессор работает, не переставая, выкачивает газообразный фреон. Но у нас же жидкость. Пока да, как только фреон достигает теплого змеевика, помещенного в комнате, начинает испаряться, забирая несметное количество энергии, выхолаживая помещение. Замечателен хладагент уникальными качествами. Фреон способен легко менять агрегатное состояние, поглощая-выделяя гору энергии. Других веществ, позволяющих воссоздать принцип работы кондиционера, в быту не используется.

В результате описанного процесса температура комнаты начинает понижаться. Давайте посмотрим, что будет, если на улице жарко. Снаружи расположен конденсор, фреон отдает тепло. Если змеевик, опаленный солнцем, горячий, образование влаги из газа в хладагенте нарушится. Получается максимальная наружная температура, при которой кондиционер сохраняет работоспособность.

Работа кондиционера: обогрев

Теперь давайте посмотрим, происходящее, если включить кондиционер на обогрев. Змеевики меняются назначением. Расположенный на улице станет забирать тепло, комнатный будет горячим. Ниже температура за окном, меньше толку производит работа системы. Обратите внимание: для организации работы кондиционера на обогрев компрессор теперь нагнетает фреон в сторону помещения.

Казалось бы, проще сделать, заставив лопасти работать в режиме реверса, практически непросто реализовать, в реальности используется специальный клапан с четырьмя ходами. Переключением состояния детали изменяют направление движения фреона. Компрессор ничего не замечает, работает, прогоняя крейсерский режим.

Что происходит внутри кондиционера, ведающего обогревом. Компрессор, испаритель вмещены внешнем блоком, конденсор — внутренним. Происходит режима обогрева. Получается, картер компрессора, заполненный маслом, выставлен улице. Температура резко падает, смазка густеет, начинается повышенный износ оборудования. Большинство кондиционеров избегайте включать на обогрев при температурах ниже 0 ºС (подробнее смотрите инструкции).

Второй фактор, благодаря которому работа кондиционера на обогрев зимой становится затруднительной, производительность системы. Прибор неспособен генерировать тепло, просто перекачивает с улицы, отдает комнате. При ударных низких температурах кондиционер, как обогреватель, становится бесполезен. Из положения выходят, используя специальную марку фреона (по непроверенным сведениям, R410A). Кондиционеры согласно документации греют при минус 25 ºС за окном. Но! С одним условием — комплект установки снабжен зимником. Термин подразумевает набор свойств, включающий три компонента:

  1. Электронная плата, понижающая скорость оборотов компрессора.
  2. Обогревательный кожух картера с маслом.
  3. Нагревательный кабель тракта дренажа.

Для справки. В режиме охлаждения внутренний блок скапливает обилие конденсата паров воды комнатной. Для решения проблемы рядом с магистралью фреона прокладывается дренажная ветка, по которой жидкость сливается наружу. Легкий мороз прихватывает воду, образуется лед, нарушается работоспособность прибора. Чтобы избежать явления, рядом с дренажным трактом прокладывается специальный нагревательный электрический кабель, топящий лед при возникновении необходимости.

Только при наличии упомянутого набора запускают кондиционер при отрицательных температурах. Обращаем внимание: стандартная установка лишена экзотичных элементов. Опция зимник стоит дополнительных денег. В крейсерском режиме, несмотря на инструкции, лучше избегать трогать прибор при температуре ниже нуля.

Автолюбители трижды задали вопрос, почему не заливать зимнее масло в картер, когда температура понижается. Ветка медных трубок герметична, пока возможности не предусматривается. Сие сильно усложнит обслуживание кондиционера. Теперь обсудим моноблоки, обещали же!

Моноблочные кондиционеры для обогрева

У приборов начинка сосредоточена одним корпусом. Можно ли применять кондиционер для обогрева. Посмотрим…

Выглядит здоровенным пылесосом, больше напоминает увлажнитель воздуха. Поскольку весит кондиционер моноблок немало, на корпусе приспособлены специальные колесики, чтобы легче двигать. Выглядит подставка примитивно, работает на ура. Наверное, догадались, нельзя перекачивать тепло из комнаты в нее саму, моноблок оснащается длинной трубой гофром с мощным насосом, выбрасывающим горячий воздух улице в режиме охлаждения.

Кондиционер моноблок составлен двумя герметичными отсеками. Каждый вмещает змеевик – испаритель, конденсатор. Компрессор гоняет фреон циклом, получается избыток тепла в одном отсеке, холод – в другом. Чтобы избавиться от лишней энергии, воздух конденсора выбрасывается улице (берется из комнаты).

Кондиционер-моноблок улучшает вентиляцию помещения. Поглощает заборник, часть воздуха выбрасывает на улицу, приток свежего через двери, окна усиливается. Кондиционер моноблок выглядит любопытно.

В отсеке испарителя комнатный воздух охлаждается, выкидывается обратно. Образуется конденсат, поток должен сливаться периодически. Обратите внимание: большинство моноблоков снабжено фильтрами, одновременно могут очищать воздух. Касается пыли, запахов, бактерий. Кондиционеры с ультрафиолетовой обработкой на манер увлажнителей не попадались авторам, не значит, что приборы забыла родить природа.

Имеется кондиционер с обогревом моноблочного типа. Используется не фреоновый контур, керамические ТЭНы. Получаем два устройства, собранных воедино. Кондиционер моноблок становится типичным керамическим обогревателем. Недостаток системы просты: конструкцию нужно монтировать. Проще сунуть шланг во вход системы вентиляции, не всегда делают. Зато обогрев кондиционером зимой лишен трудностей, воздух наружу не выбрасывается, можно поставить устройство с большим удобством.

Удачи с самостоятельными первыми шагами на пути ко всеобъемлющему знанию бытовой техники вместе с порталом!

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

После того, как воздух нагреется или охладится 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 с принудительной подачей воздуха

Система с принудительной подачей воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который заставляет воздух через систему металлических каналов комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи втекает в комнаты, более холодный воздух в комнатах течет вниз по другому набору воздуховодов, называемых 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.

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.

Gravity Systems

Gravity Systems 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, тепловые регистры обычно располагаются высоко на стенах, потому что 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 отопления является лучистая система. Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиантные системы

Радиантные системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, что чаще всего, 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. Излучающие системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются в системах 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 циркуляционный насос, 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 во всем доме и нагревать его.

Излучающие системы — 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 устанавливают редко.

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

Типы систем кондиционирования воздуха [лето, зима и круглый год]

В этой статье вы узнаете, что такое Система кондиционирования воздуха с принципом работы и классификацией или типами систем кондиционирования воздуха . Загрузите файл PDF в конце этой статьи.

Кондиционирование воздуха и типы

В настоящее время система кондиционирования воздуха широко используется как в домашних, так и в коммерческих условиях.Воздушное охлаждение или кондиционирование воздуха — это процесс удаления тепла и влаги из помещения, в котором находятся люди, для повышения комфорта пассажиров. Этот процесс чаще всего используется для создания более комфортной внутренней среды, как правило, для людей.

Определение кондиционирования воздуха — это система для управления влажностью, вентиляцией и температурой в здании или транспортном средстве, обычно для поддержания прохладной атмосферы в теплых условиях.

Хотя кондиционеры могут отличаться от модели к модели, они доступны в любом диапазоне от небольших устройств, которые могут охлаждать небольшую спальню, до массивных устройств, установленных на крыше офисных башен, которые могут охлаждать все здание.

Оборудование, используемое в системе кондиционирования воздуха

Ниже приводится основное оборудование или детали, используемые в системе кондиционирования воздуха:

  1. Циркуляционный вентилятор: Основная функция этого вентилятора заключается в перемещении воздуха туда и обратно. комната.
  2. Блок кондиционирования воздуха : Это блок, который состоит из процессов охлаждения и осушения для летнего кондиционирования воздуха или процессов обогрева и увлажнения для зимнего кондиционирования воздуха.
  3. Приточный воздуховод : Он направляет кондиционированный воздух от циркуляционного вентилятора в помещение для кондиционирования в нужной точке.
  4. Приточные отверстия : Это решетки, которые равномерно распределяют кондиционированный воздух в помещении.
  5. Возвратные выпускные отверстия: Это отверстия на поверхности помещения, через которые воздух из помещения попадает в обратный канал.
  6. Фильтры: Основная функция фильтров — удалять пыль, «грязь и другие вредные бактерии» из воздуха.

Принцип работы кондиционера

Кондиционер непрерывно всасывает воздух из охлаждаемого внутреннего помещения, охлаждает его по принципам охлаждения и выпускает обратно в то же внутреннее пространство, которое необходимо охладить.

Этот непрерывный циклический процесс вытяжки, охлаждения и пересчета охлажденного воздуха обеспечивает охлаждение внутреннего пространства до требуемой более низкой температуры, необходимой для комфортного охлаждения или промышленного охлаждения. Когда вы включаете кондиционер, термостат подает переменный ток 120 В на компрессор и двигатель вентилятора.

Компрессор действует как насос, сжимающий хладагент в газовой форме в змеевиках конденсатора. Расположен на задней части агрегата. Где газ конденсируется в горячую жидкость. Змеевики конденсатора рассеивают тепло по мере прохождения через них жидкости.

Рабочий

После того, как жидкий хладагент прошел через змеевики конденсатора и капиллярную трубку, он подвергается расширению. Жидкий хладагент проходит через змеевики испарителя. он поступает к змеевикам испарителя, расположенным рядом с передней частью агрегата.

Когда жидкий хладагент входит в эти змеевики, он расширяется в газ, который делает змеевики холодными. Газ течет через змеевики к линии всасывания, присоединенной к компрессору, преобразует газ обратно в жидкость, и цикл охлаждения продолжается.

В то же время двигатель вентилятора вращает крыльчатку вентилятора, которая втягивает воздух, который охлаждается змеевиками испарителя, прежде чем рециркулировать его обратно в комнату. Он также приводит в действие лопасть вентилятора конденсатора, которая продувает наружный воздух через змеевики конденсатора для их охлаждения.

Температура воздуха регулируется термостатом в зависимости от модели. Органом управления может быть блок переключателя термостата и измерительной лампы или электронная плата управления, которая работает с датчиком. Чувствительная лампа или электронный датчик прикрепляется к передней части змеевиков испарителя для контроля температуры воздуха, поступающего в змеевики.

Когда комната достаточно остынет, термостат отключает подачу напряжения на компрессор. Некоторые модели, в которых используется событие, могут управлять двигателем вентилятора только для втягивания холодного воздуха ночью.

Однако, когда прибор активно охлаждает воздух, вентиляционное отверстие должно быть закрыто для правильной работы системы. Стопорное кольцо на лопастях вентилятора конденсатора собирает собранную снизу воду и распыляет ее на змеевики конденсатора, чтобы помочь змеевикам рассеивать тепло. Чтобы вода не капала в комнату, при установке следует слегка наклонить прибор назад.

Типы систем кондиционирования воздуха

Ниже приведены типы систем кондиционирования :

  1. Система кондиционирования воздуха Комфорт.
  2. Промышленная система кондиционирования воздуха.
  3. Зимняя система кондиционирования.
  4. Летняя система кондиционирования.
  5. Круглогодичная система кондиционирования.
  6. Унитарная система кондиционирования
  7. Центральная система кондиционирования.

1. В соответствии с целью
1.1 Система комфортного кондиционирования воздуха

В этих типах систем кондиционирования воздух доводится до требуемой температуры по сухому термометру и относительной влажности для здоровья, комфорта и здоровья человека. эффективность.Если не имеется достаточных необходимых данных, то предполагается, что это температура по сухому термометру 21 ° C и относительная влажность 50%.

Пр. В домах, офисах, магазинах, ресторанах, театрах, больницах, школах и т. Д. Используются системы кондиционирования воздуха, чтобы дать людям комфорт.

1.2 Промышленная система кондиционирования воздуха

В этих типах систем кондиционирования воздуха внутренняя температура по сухому термометру и относительная влажность воздуха поддерживаются постоянными для работы машины и производственного процесса.

Текстильные фабрики, бумажные фабрики, заводы по производству деталей машин, инструментальные, фотографические и т. Д. Используют этот тип системы кондиционирования воздуха.

2. Согласно сезону года
2.1 Зимняя система кондиционирования воздуха

Принцип работы кондиционера В зимней системе кондиционирования воздух сжигается и нагревается, что обычно сопровождается увлажнением.

Схема системы.

Наружный воздух проходит через заслонку и смешивается с рециркуляционным воздухом. Смешанный воздух проходит через фильтр для удаления грязи, пыли и примесей.

Теперь воздух проходит через змеевик предварительного нагрева, чтобы предотвратить возможное замерзание воды и контролировать испарение воды во влажностях. После этого воздух проходит через змеевик повторного нагрева, чтобы довести воздух до расчетной температуры по сухому термометру.

Теперь кондиционированный воздух подается в кондиционируемое помещение с помощью вентилятора.Из кондиционированного помещения часть воздуха удаляется вытяжными вентиляторами в атмосферу. Оставшаяся часть использованного воздуха снова кондиционируется, и это будет повторяться снова и снова.

2.2 Летняя система кондиционирования

Принцип работы кондиционера в летней системе кондиционирования. В этой системе воздух охлаждается и обычно осушается. На схеме представлена ​​типовая летняя система кондиционирования воздуха .

Наружный воздух проходит через заслонку и смешивается с рециркуляционным воздухом (который поступает из кондиционируемого помещения).Смешанный воздух проходит через фильтр для удаления грязи, пыли и примесей.

Теперь воздух проходит через охлаждающий змеевик. Змеевик имеет температуру намного ниже требуемой температуры воздуха по сухому термометру в кондиционируемом помещении.

Охлажденный воздух проходит через перфорированную мембрану и теряет влагу в конденсате, который собирается в отстойнике. После этого воздух проходит через нагревательную спираль, которая медленно нагревает воздух.

Это делается для того, чтобы довести воздух до расчетной температуры по сухому термометру и относительной влажности.Теперь кондиционированный воздух подается в кондиционируемое помещение с помощью вентилятора. Из кондиционированного помещения часть отработанного воздуха выбрасывается вытяжным вентилятором в атмосферу. Оставшийся воздух снова кондиционируется, и это повторяется снова и снова.

Наружный воздух всасывается и смешивается с рециркуляционным воздухом, чтобы компенсировать потерю кондиционированного воздуха через вытяжной вентилятор из кондиционируемого помещения.

2.3 Круглогодичная система кондиционирования воздуха

В круглогодичной системе кондиционирования воздуха должно быть оборудование как для летнего, так и для зимнего кондиционирования воздуха.Схема на современный летний устроен круглогодичный кондиционер .

Принцип работы кондиционера В круглогодичной системе кондиционирования. При этом наружный воздух проходит через заслонку и смешивается с рециркуляционным воздухом. Смешанный воздух проходит через фильтр для удаления грязи, пыли и примесей.

В летней системе кондиционирования воздуха охлаждение работает для охлаждения воздуха до требуемого клапана. Осушение достигается за счет работы охлаждающего змеевика при более низкой температуре, чем температура точки росы.

В зимней системе кондиционирования охлаждающий змеевик отключается, а нагревательный змеевик нагревает воздух. Увлажнитель распылительного типа также используется в засушливое время года для увлажнения воздуха.

3. В соответствии с расположением оборудования
3.1 Унитарная система кондиционирования воздуха
  • В унитарной системе кондиционирования собранный кондиционер устанавливается в кондиционируемом помещении или рядом с ним.
  • Унитарные системы, распространенный тип однокомнатных кондиционеров, устанавливаются в оконном или стенном проеме с внутренними органами управления.
  • Внутренний воздух охлаждается, когда вентилятор обдувает испаритель.
  • Наружный воздух нагревается, поскольку второй вентилятор обдувает кондиционер.
  • В этом процессе тепло подается из помещения и отводится в окружающую среду.
  • В большом доме или здании может быть несколько таких блоков, что позволяет охлаждать каждую комнату отдельно.
Унитарные системы кондиционирования воздуха бывают следующих двух типов:
  1. Оконный блок
  2. Вертикальные упакованные блоки или системы PTAC
1.Оконный блок

Эти кондиционеры типа имеют небольшую мощность от 1TR до 3TR и упоминаются через окно или стену. Они используются для кондиционирования воздуха только в одном помещении. Если комната больше по размеру, то используются две и более единицы.

2. Установки с вертикальной насадкой или системы PTAC

Кондиционеры этого типа больше по мощности от 5 до 20TR и расположены рядом с помещением, которое необходимо кондиционировать. Этот агрегат очень удобен для кондиционирования воздуха в ресторане, банке или небольшом офисе.Системы PTAC также известны как настенные раздельные системы кондиционирования или бесканальные системы.

Эти системы PTAC, которые широко используются в отелях, имеют два отдельных блока, испарительный блок внутри и конденсаторный блок снаружи, с трубками, проходящими через стену и соединяющими их вместе. Это сводит к минимуму занимаемую внутренним пространством систему и позволяет каждой комнате быть смежной независимо.

Система PTAC может быть адаптирована для обеспечения обогрева в холодную погоду либо напрямую с помощью электрической планки, газовых или других нагревателей, либо путем реверсирования потока хладагента для нагрева внутренней части и отвода тепла от внешнего воздуха, превращая воздух в Тепловой насос.

Хотя комнатное кондиционирование воздуха обеспечивает максимальную гибкость при охлаждении комнат, оно обычно дороже, чем центральная система кондиционирования воздуха.

3.2 Центральная система кондиционирования воздуха

Это наиболее важные типы систем кондиционирования воздуха , которые используются при требуемой холодопроизводительности 25TR или более. Он используется, когда воздушный поток превышает 300 м³ / мин или когда требуется кондиционирование различных зон в здании.

Применение системы кондиционирования воздуха

Ниже приводится применение системы кондиционирования воздуха:

  1. Использование кондиционера является обычным явлением в зонах приготовления и обработки пищевых продуктов.Используется в операционных больницах для создания комфортных условий для пациентов. И многие другие отрасли, такие как текстильная, полиграфическая, фотография и многое другое.
  2. Система кондиционирования воздуха, используемая в коммерческих целях для человека. Например, в театрах, складских помещениях и т. Д.
  3. Многие транспортные средства используют системы кондиционирования воздуха, такие как автомобили, поезда, самолеты, корабли и т. Д. Это обеспечивает комфортные условия для пассажиров.
  4. Система кондиционирования воздуха, используемая в Телецентрах, Компьютерных центрах и музеях специального назначения.

Загрузите эту статью в формате PDF.


Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения по поводу системы кондиционирования воздуха. Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Типы систем кондиционирования воздуха », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

У нас также есть сообщество Facebook для вас, ребята, если вы хотите, вы можете присоединиться к нашему сообществу, вот ссылка на нашу группу в Facebook.

Спасибо, что прочитали.Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать информацию о наших последних сообщениях.

Возможно, вам будет интересно прочитать эту статью:

  1. Что такое формовочная машина и 4 основных типа формовочных машин
  2. Ременные приводы и типы ременных приводов [завершено]
  3. 22 Различные типы операций на токарных станках

Магия холода, часть 1 — Как работает ваш кондиционер

Если вы задавались вопросом, как ваш кондиционер действительно сохраняет прохладу летом, вы нашли правильное место.Как бы потрясающе это ни звучало, я на самом деле провел большую часть своих полувека, живя в нем! Я знаю я знаю. Это потрясающее достижение, но на самом деле я должен отдать должное своим родителям, бабушке и дедушке, Уиллису Кэрриеру и Интернету.

Если вы задавались вопросом, как ваш кондиционер на самом деле сохраняет прохладу летом, вы нашли правильное место. Как бы потрясающе это ни звучало, я на самом деле провел большую часть своих полувека, живя в нем! Я знаю я знаю. Это потрясающее достижение, но на самом деле я должен отдать должное своим родителям, бабушке и дедушке, Уиллису Кэрриеру и Интернету.

Система кондиционирования — вещь удивительная. Я провел годы с 1988 по 1998, живя в Луизиане и Флориде, за рулем машины без кондиционера, поэтому я ценю прохладный воздух. Если вы какое-то время читали этот блог, вы, вероятно, знаете, что я также ценю правильную работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Если вы когда-нибудь задумывались, как работает ваш кондиционер, и не могли расшифровать объяснения, которые вы нашли в других местах, я думаю, я могу сделать это понятным для вас. Сегодняшний пост посвящен основам кондиционирования воздуха на простом английском языке.Никаких ТРВ, теплообменников переохлаждения или испарителя! Прокомментируйте, пожалуйста, ниже и дайте мне знать, насколько мне это удается. Если вы хотите пойти немного глубже, завтра я расскажу о цикле охлаждения на промежуточном уровне.

Основы кондиционирования воздуха

Кондиционер — это устройство, которое перемещает тепло из одного места в другое. Он забирает тепло изнутри вашего дома и перемещает его наружу. Другими словами, он перекачивает тепло из одного места в другое. Хотя мы могли бы назвать это тепловым насосом, мы обычно оставляем этот термин для кондиционеров, которые могут перекачивать тепло в любом направлении — изнутри наружу или снаружи внутрь.(Некоторое время назад я писал о парадоксе получения тепла из холодного зимнего воздуха.)

Когда вы кладете лицо перед вентиляционным отверстием переменного тока, может показаться, что кондиционер создает холод, но на самом деле он отводит тепловую энергию изнутри вашего дома и отправляет ее наружу. Эта передача тепла от воздуха в вашем доме действительно делает воздух более прохладным, а воздух, выходящий из приточных отверстий, действительно кажется холодным. Однако лучше думать о процессе как о тепловом потоке изнутри наружу.(Подробнее об этом читайте в разделе Что такое тепло в любом случае? )

Упрощенный цикл охлаждения

Кондиционер работает по термодинамическому циклу, называемому циклом охлаждения. Это серия изменений температуры, давления и состояния (жидкость / пар), которым подвергается хладагент при отводе тепла из дома. Хладагент — это специальная жидкость, которая переключается между жидкостью и паром при удобных температурах для отвода тепла из воздуха с температурой около 75 ° F и отвода его в воздух с температурой выше 90 ° F.Это то, что проходит по медным трубам, одна из которых изолирована, а другая нет, которые соединяют внутреннюю часть вашего кондиционера с наружной частью.

Я собираюсь сосредоточить это обсуждение на наиболее распространенном типе центральной системы кондиционирования воздуха — сплит-системе с источником воздуха. Он называется источником воздуха, потому что он отводит тепло изнутри дома в наружный воздух, в отличие от наземных или водных систем, которые сбрасывают тепло в колодец, землю или немного воды. Это называется сплит-системой, потому что есть блок, который сидит снаружи и производит весь этот шум все лето, а другой компонент находится где-то внутри дома, может быть, на чердаке или в подполье.Другие типы кондиционеров по-прежнему используют один и тот же цикл охлаждения, но расположение некоторых элементов различается.

Холодильный цикл состоит из четырех этапов, поэтому давайте рассмотрим каждую из них. Начнем с хладагента, собирающего тепло изнутри дома, обозначенного цифрой 1 на схеме ниже.

Шаг 1: Уловите тепло изнутри дома.

Внутренняя часть вашей сплит-системы оснащена вентилятором, который забирает воздух из дома и направляет его через очень холодный змеевик.Через этот змеевик проходит холодный, холодный, холодный хладагент, поэтому воздух, проходящий через него, становится холодным. Что ж, на самом деле происходит то, что тепло из воздуха течет в холодный змеевик вместе с холодным хладагентом.

Когда воздух выходит из змеевика, температура упала примерно на 20 ° F (если все работает правильно). Таким образом, если в вашем доме температура 75 ° F, воздух, выходящий из змеевика, будет иметь температуру 55 ° F.

Основная физика здесь заключается в том, что тепло любит переходить от чего-то более теплого к чему-то более прохладному .Теплый домашний воздух движется по холодному змеевику, а тепло течет из воздуха в змеевик. Хладагент забирает тепло, повышая температуру, и так уж получилось, что полученное тепло вызывает кипение хладагента. Внутри змеевика он превращается из жидкости в пар.

Затем более теплый испарившийся хладагент переходит на этап 2.

Шаг 2: Хладагент нагнетается до высокой температуры.

Еще холодный, но испарившийся хладагент течет к наружному блоку и попадает в компрессор.Затем компрессор нагнетает хладагент до высокого давления, что также вызывает повышение температуры. Почему нам нужен хладагент с высокой температурой? Потому что тепло переходит от более теплого к более холодному . Верно?

Когда хладагент выходит из шага № 1, он еще холодный. Найдите медные трубки, по которым хладагент проходит между внутренней и внешней частями вашего кондиционера. Хладагент, поступающий с этапа 1 на этап 2, находится в изолированной медной линии. Найдите место, где можно дотронуться до этой трубы, и вы увидите, что она еще холодная.

Тепло не переходит от холодного к горячему, поэтому, если мы хотим получить тепло от этого хладагента и поместить его в воздух с температурой 95 ° F, мы должны повысить температуру. Компрессор выполняет эту работу и доводит его до температуры, значительно превышающей температуру окружающей среды (наружного воздуха). Кондиционеры работают даже в таких местах, как Феникс, штат Аризона, где температура наружного воздуха может достигать 115 ° F и выше, поэтому у компрессора много работы.

Шаг 3: Хладагент отдает тепло наружному воздуху.

После нагнетания до высокой температуры нагретый испарившийся хладагент проходит через другой змеевик. Это змеевик, окружающий компрессор наружного блока. Вентилятор внутри блока втягивает наружный воздух через змеевик и направляет его через верхнюю часть наружного блока. Горячий наружный воздух, проходящий через еще более горячий змеевик, заставляет тепло выходить из хладагента в наружный воздух.

Тепло течет от более теплого к более прохладному!

По мере того, как тепло выходит из хладагента в наружный воздух, оно охлаждается ниже точки конденсации, и пар снова конденсируется в жидкость.Температура хладагента после выхода из шага 3 все еще довольно высока, что вы можете проверить, положив руку на неизолированную медную трубу, выходящую из наружного блока.

Шаг 4: Хладагент остывает.

Когда хладагент перемещается извне во внутренний блок,

он проходит через специальное устройство, прежде чем попасть в змеевик, о котором я говорил в шаге 1. Это специальное устройство позволяет теплому жидкому хладагенту расширяться в больший объем, что вызывает повышение температуры. сбросить — много!

Вы когда-нибудь использовали один из этих картриджей с CO2, чтобы накачать велосипедную шину? Вы когда-нибудь использовали баллончик со сжатым воздухом для очистки клавиатуры компьютера? Если да, то вы, вероятно, заметили, что после выпуска газа из баллончика или баллончика баллон становится очень холодным.Именно это и происходит в этой части кондиционера.

Почему мы хотим снизить температуру?

Тепло течет от более теплого к более прохладному!

Нам нужно сделать хладагент более холодным, чем воздух в помещении, чтобы мы могли отводить от него тепло, поэтому этот шаг очень важен. На самом деле, я люблю говорить, что — это то место, где происходит волшебство в кондиционере.

Другой взгляд на цикл охлаждения

Гравитация, даже несмотря на то, что это самая слабая из фундаментальных сил природы, — это то, что мы все понимаем интуитивно.Мы жили в его ограничениях всю нашу жизнь, если только мы не были одними из немногих, кто путешествовал на комете vomet или в космическом пространстве, поэтому давайте посмотрим на гравитационный аналог холодильного цикла.

Диаграмма ниже — это в основном переведенный весь цикл. Чашка собирает воду на дне и сливает ее в более высокую точку. Вода в этом аналоге заменяет тепло, высота означает температуру, а чашка — хладагент.

Подобно тому, как тепло течет от более теплого к более холодному (помните это?), Вода здесь хочет течь от более высокого уровня к более низкому.Чтобы забирать воду (тепло) из дома, чашка (хладагент) должна быть ниже (холоднее), чем в доме. Чтобы сбросить эту воду (тепло) во внешний резервуар, который находится выше (теплее), чашу (хладагент) необходимо поднять на высоту (температуру) над внешней стороной.

Сводка

Итак, вот оно. Если то, что я написал выше, имеет для вас смысл, теперь вы понимаете, как работает кондиционер. Это в основном то же самое для холодильника или морозильника, но с другим диапазоном температур.Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете, в разделе комментариев ниже.

Чтобы прочитать более продвинутую версию холодильного цикла, в которой я назвал компоненты и более подробно рассказал о том, что происходит с хладагентом, см .:

Магия холода, часть 2 — Принципы промежуточного кондиционирования воздуха

.

Как тепловые насосы работают летом и зимой

Обдумывая обновления систем отопления и охлаждения для вашего дома, вы можете задаться вопросом о разнице между кондиционером и тепловым насосом.Многие неуверенные домовладельцы спрашивают: «Охладают ли тепловые насосы?» Название теплового насоса может сбивать с толку, особенно если вам нужна новая система охлаждения. Однако установка этого типа многосезонного решения по управлению комфортом может предоставить вам способ снизить затраты на электроэнергию, поскольку вы поддерживаете температуру в помещении в течение года.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос по конструкции аналогичен кондиционеру. Название подразумевает нагрев, основное отличие этого типа системы от блока переменного тока.И в тепловом насосе, и в кондиционере хладагент используется для изменения температуры в вашем доме. Хладагент закипает и испаряется при низких температурах, когда он находится под давлением. Когда давление сбрасывается, материал становится холоднее.

Эти принципы работают в обеих системах, когда охлаждение в помещении происходит, когда хладагент поглощает тепло из внутренней среды. Поскольку в результате теплообмена воздух в помещении становится холодным, в приточно-вытяжной установке также происходит осушение.Хладагент продолжает свой путь через змеевики к конденсаторной установке, где тепло выделяется в наружный воздух. В тепловом насосе процесс может быть обратным, так что тепло поглощается из наружного воздуха и выделяется внутри вашего дома, когда блок работает в режиме отопления.

Сравнима ли эффективность теплового насоса с кондиционерами?

Для домашнего охлаждения производительность теплового насоса во многом такая же, как и у систем кондиционирования воздуха. Если вы собираетесь заменить существующий блок переменного тока, вы обнаружите, что и тепловые насосы, и кондиционеры на сегодняшнем рынке обеспечивают широкий диапазон уровней эффективности.Сезонные рейтинги энергоэффективности, SEER, могут варьироваться примерно от 15 до 21 в обоих типах систем. Если вашему нынешнему охлаждающему устройству больше 10 лет, ваши уровни эффективности значительно улучшатся, независимо от того, выберете ли вы более доступный блок или выберете ли вы систему высшего класса.

Замена кондиционера на тепловой насос позволит вам получить выгоду от нового источника тепла в вашем доме. Это может быть отличным способом сэкономить деньги и обеспечить полный комфорт вашему дому, особенно если у вас есть существующая печь, которая в настоящее время не требует замены.В самые ледяные зимние дни ваша печь является надежным источником тепла, но в более мягких условиях она может быть слишком сильной. Ваш новый тепловой насос может обеспечить доступное и комфортное отопление в таких случаях.

Работа со специалистом по HVAC

По мере того как вы сравниваете такие факторы, как показатели эффективности и стоимость переменного тока и теплового насоса, эксперты J & J Mechanical, Inc. готовы предоставить факты, необходимые для принятия правильного решения о вашей следующей системе охлаждения. Представители службы поддержки клиентов в нашем офисе в Гринвилле, штат Северная Каролина, готовы запланировать смету, когда вы позвоните.

Применения термодинамики: тепловые насосы и холодильники

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите использование тепловых двигателей в тепловых насосах и холодильниках.
  • Продемонстрируйте, как тепловой насос работает для обогрева внутреннего пространства.
  • Объясните разницу между тепловыми насосами и холодильниками.
  • Рассчитайте коэффициент полезного действия теплового насоса.

Рисунок 1.Практически в каждом доме есть холодильник. Большинство людей не осознают, что они тоже делят свои дома с тепловым насосом. (кредит: Id1337x, Wikimedia Commons)

Тепловые насосы, кондиционеры и холодильники используют передачу тепла от холода к горячему. Это тепловые двигатели, работающие задом наперед. Мы говорим «в обратном направлении», а не в обратном направлении, потому что, за исключением двигателей Карно, все тепловые двигатели, хотя они и могут работать в обратном направлении, не могут быть полностью изменены. Передача тепла происходит из холодного резервуара Q c и в горячий.Для этого требуется рабочая мощность Вт , которая также преобразуется в теплопередачу. Таким образом, теплопередача к горячему резервуару составляет Q h = Q c + W . (Обратите внимание, что Q h , Q c и W положительные, их направления указаны на схемах, а не знаком.) Тепловой насос предназначен для передачи тепла Q h происходить в теплой среде, например, в доме зимой.Задача кондиционеров и холодильников заключается в том, чтобы передача тепла Q c происходила из прохладной окружающей среды, такой как охлаждение комнаты или хранение продуктов при более низких температурах, чем окружающая среда. (Фактически, тепловой насос может использоваться как для обогрева, так и для охлаждения помещения. По сути, это кондиционер и нагревательный элемент в одном устройстве. В этом разделе мы сосредоточимся на его режиме обогрева.)

Рис. 2. Тепловые насосы, кондиционеры и холодильники — это тепловые двигатели, работающие в обратном направлении.Показанный здесь основан на (реверсивном) двигателе Карно. (а) Принципиальная схема, показывающая передачу тепла из холодного резервуара в теплый резервуар с помощью теплового насоса. Направления W , Q h и Q c противоположны тем, которые были бы в тепловом двигателе. (b) диаграмма для цикла Карно, аналогичная показанной на рисунке 3, но в обратном порядке по пути ADCBA. Площадь внутри цикла отрицательная, что означает, что имеется сетевой ввод. Имеется передача тепла Q c в систему из холодного резервуара по пути DC и передача тепла Q h из системы в горячий резервуар по пути BA.

Тепловые насосы

Большим преимуществом использования теплового насоса для поддержания тепла в доме, а не просто сжигания топлива, является то, что тепловой насос подает Q h = Q c + W . Теплоотдача происходит от наружного воздуха даже при температуре ниже точки замерзания во внутреннее пространство. Вы платите только за Вт и получаете дополнительную теплоотдачу Q c извне бесплатно; во многих случаях в отапливаемое пространство передается как минимум вдвое больше энергии, чем используется для работы теплового насоса.Когда вы сжигаете топливо, чтобы согреться, вы платите за все. Недостатком является то, что затраты на работу (требуемые вторым законом термодинамики) иногда дороже, чем простое сжигание топлива, особенно если работа выполняется за счет электроэнергии.

Основные компоненты теплового насоса в режиме нагрева показаны на рисунке 3. Используется рабочая жидкость, например хладагент, не содержащий CFC. В наружных змеевиках (испарителе) теплопередача Q c происходит к рабочему телу из холодного наружного воздуха, превращая его в газ.

Рис. 3. Простой тепловой насос состоит из четырех основных компонентов: (1) конденсатор, (2) расширительный клапан, (3) испаритель и (4) компрессор. В режиме обогрева теплопередача Q c происходит к рабочему телу в испарителе (3) из более холодного наружного воздуха, превращая его в газ. Компрессор с электрическим приводом (4) увеличивает температуру и давление газа и нагнетает его в змеевики конденсатора (1) внутри отапливаемого пространства. Поскольку температура газа выше, чем температура в комнате, передача тепла от газа к комнате происходит, когда газ конденсируется в жидкость.Затем рабочая жидкость охлаждается, поскольку она течет обратно через расширительный клапан (2) к змеевикам испарителя наружного блока.

Компрессор с электрическим приводом (рабочая мощность W ) повышает температуру и давление газа и нагнетает его в змеевики конденсатора, которые находятся внутри отапливаемого пространства. Поскольку температура газа выше, чем температура внутри комнаты, происходит передача тепла в комнату, и газ конденсируется в жидкость. Затем жидкость течет обратно через редукционный клапан к змеевикам испарителя наружного блока, охлаждаясь за счет расширения.(В цикле охлаждения змеевики испарителя и конденсатора меняются ролями, и направление потока жидкости меняется на противоположное.)

О качестве теплового насоса судят по тому, сколько тепла Q h происходит в теплое пространство, по сравнению с тем, сколько работы требуется Вт . Исходя из соотношения между тем, что вы получаете, и тем, что вы тратите, мы определяем коэффициент полезного действия теплового насоса ( COP л.с. ) как [латексный] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {Q _ {\ text {h}}} {W} \\ [/ latex].

Поскольку эффективность теплового двигателя составляет [латекс] Eff = \ frac {W} {Q _ {\ text {h}}} \\ [/ latex], мы видим, что [латекс] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {1} {Eff} \\ [/ latex], важный и интересный факт. Во-первых, поскольку КПД любого теплового двигателя меньше 1, это означает, что COP л.с. всегда больше 1, то есть тепловой насос всегда имеет большую теплопередачу Q ч , чем затраченная работа. Это. Во-вторых, это означает, что тепловые насосы лучше всего работают при небольших перепадах температур.Эффективность идеального двигателя, или двигателя Карно, равна [латексному] Eff _ {\ text {C}} = 1- \ left (\ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \ справа) \\ [/ латекс]; таким образом, чем меньше разница температур, тем меньше КПД и больше COP л.с. (потому что [латекс] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {1} {Eff} \\ [/ latex] ). Другими словами, тепловые насосы не так хорошо работают в очень холодном климате, как в более умеренном.

Трение и другие необратимые процессы снижают эффективность теплового двигателя, но они приносят пользу работе теплового насоса , а не — вместо этого они уменьшают затраты труда, преобразовывая часть его в теплоотдачу обратно в холодный резервуар, прежде чем он попадет в холодный резервуар. Тепловой насос.

Рис. 4. Когда настоящий тепловой двигатель работает в обратном направлении, часть запланированной работы ( W ) идет на теплопередачу до того, как он попадет в тепловой двигатель, тем самым снижая его коэффициент полезного действия. На этом рисунке W ′ представляет собой часть W , которая идет в тепловой насос, в то время как оставшаяся часть W теряется в виде теплоты трения ( Q f ) в холодный резервуар. Если бы все W ушло в тепловой насос, то Q h было бы больше.В лучшем тепловом насосе используются адиабатические и изотермические процессы, поскольку теоретически не было бы диссипативных процессов, снижающих передачу тепла к горячему резервуару.

Пример 1. Лучший [латексный] COP _ {\ text {hp}} \\ [/ latex] теплового насоса для домашнего использования

Тепловой насос, используемый для обогрева дома, должен использовать цикл, который производит рабочую жидкость при температурах выше, чем типичная температура в помещении, чтобы могла происходить передача тепла внутрь. Точно так же он должен производить рабочую жидкость при температурах ниже, чем температура наружного воздуха, чтобы передача тепла происходила извне.Следовательно, его горячая и холодная температура резервуара не может быть слишком близкой, что ограничивает его COP л.с. . (См. Рис. 5.) Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия для такого теплового насоса, если температура горячего резервуара составляет 45,0 ° C, а температура холодного резервуара —15,0 ° C?

Стратегия

Перевернутый двигатель Карно будет работать с максимальной производительностью в качестве теплового насоса. Как отмечалось выше, [latex] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {1} {Eff} \\ [/ latex], поэтому нам нужно сначала рассчитать эффективность Карно, чтобы решить эту проблему.

Решение

Эффективность Карно по абсолютной температуре определяется по формуле:

[латекс] Eff _ {\ text {C}} = 1- \ frac {T _ {\ text {c}}} {T _ {\ text {h}}} \\ [/ latex].

Температура в кельвинах составляет T h = 318 K и T c = 258 K, так что

[латекс] Eff _ {\ text {C}} = 1- \ frac {258 \ text {K}} {318 \ text {K}} = 0,1887 \\ [/ latex].

Таким образом, из обсуждения выше,

[латекс] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {1} {Eff} = \ frac {1} {0.1887} = 5,30 \\ [/ latex], или [латекс] COP _ {\ text {hp}} = \ frac {Q _ {\ text {h}}} {W} = \ frac {1} {0,1887} = 5,30 \\ [/ latex] так что Q h = 5,30 W.

Обсуждение

Этот результат означает, что теплопередача тепловым насосом в 5,30 раз больше, чем вложенная в него работа. Это будет стоить в 5,30 раза больше, чем теплопередача, производимая электрическим комнатным обогревателем, такая же, как и теплопередача, производимая этим тепловым насосом. Это не нарушение сохранения энергии. Холодный окружающий воздух обеспечивает 4.3 Дж на 1 Дж работы от розетки.

Рис. 5. Передача тепла снаружи внутрь, а также работа, выполняемая для запуска насоса, происходит в тепловом насосе из приведенного выше примера. Обратите внимание, что холодная температура, создаваемая тепловым насосом, ниже, чем температура наружного воздуха, поэтому происходит передача тепла рабочей жидкости. Компрессор насоса создает температуру выше температуры в помещении для передачи тепла в дом.

Рисунок 6.В жаркую погоду происходит передача тепла от воздуха внутри помещения к воздуху снаружи, охлаждая помещение. В прохладную погоду происходит передача тепла от воздуха снаружи к воздуху внутри, нагревая комнату. Это переключение достигается за счет изменения направления потока рабочей жидкости на противоположное.

Настоящие тепловые насосы работают не так хорошо, как идеальные в предыдущем примере; их значения COP л.с. находятся в диапазоне от 2 до 4. Этот диапазон означает, что теплопередача Q h от тепловых насосов в 2–4 раза больше, чем работа, вложенная в них W .Однако их экономическая осуществимость все еще ограничена, поскольку W обычно поставляется за счет электроэнергии, которая стоит больше на джоуль, чем передача тепла путем сжигания топлива, такого как природный газ. Кроме того, первоначальная стоимость теплового насоса выше, чем у многих печей, поэтому тепловой насос должен работать дольше, чтобы окупить его стоимость. Тепловые насосы, скорее всего, будут экономически лучше там, где зимние температуры мягкие, электричество относительно дешево, а другие виды топлива относительно дороги.Кроме того, поскольку они могут охлаждать и обогревать помещение, они имеют преимущества там, где также желательно охлаждение в летние месяцы. Таким образом, одни из лучших мест для тепловых насосов — теплый летний климат с прохладной зимой. На рис. 6 показан тепловой насос, называемый в некоторых странах «обратным циклом » или «охладителем сплит-системы » .

Кондиционеры и холодильники

Кондиционеры и холодильники предназначены для охлаждения чего-либо в теплой среде. Как и в случае с тепловыми насосами, для передачи тепла от холода к горячему требуется дополнительная работа, а это дорого.О качестве кондиционеров и холодильников судят по тому, сколько тепла Q c происходит из холодной окружающей среды, по сравнению с тем, сколько требуется трудозатрат Вт . То, что считается преимуществом теплового насоса, в холодильнике считается отходящим теплом. Таким образом, мы определяем коэффициент полезного действия ( COP ref ) кондиционера или холодильника как

.

[латекс] {COP} _ {\ text {ref}} = \ frac {Q _ {\ text {c}}} {W} \\ [/ latex].

Еще раз отмечая, что Q h = Q c + W , мы видим, что кондиционер будет иметь более низкий коэффициент полезного действия, чем тепловой насос, потому что [латекс] {COP} _ { \ text {hp}} = \ frac {Q _ {\ text {h}}} {W} \\ [/ latex] и Q h больше Q c . В задачах и упражнениях этого модуля вы покажете, что COP ref = COP л.с. — 1 для теплового двигателя, используемого либо в качестве кондиционера, либо в качестве теплового насоса, работающего между двумя одинаковыми температурами.Настоящие кондиционеры и холодильники обычно работают замечательно, имея значения COP ref в диапазоне от 2 до 6. Эти числа лучше, чем значения COP л.с. для упомянутых выше тепловых насосов, поскольку разница температур составляет меньше, но они меньше, чем у двигателей Карно, работающих между теми же двумя температурами.

Был разработан тип рейтинговой системы COP , называемый «рейтинг энергоэффективности» ( EER ).Этот рейтинг является примером того, что единицы, не относящиеся к системе СИ, по-прежнему используются и актуальны для потребителей. Чтобы упростить жизнь потребителя, Австралия, Канада, Новая Зеландия и США используют рейтинг Energy Star из 5 звезд — чем больше звездочек, тем более энергоэффективным является устройство. EER s выражается в смешанных единицах британских тепловых единиц (Btu) в час нагрева или охлаждения, деленных на потребляемую мощность в ваттах. Комнатные кондиционеры доступны с EER s в диапазоне от 6 до 12.Хотя это не то же самое, что только что описанные COP , эти EER хороши для сравнения — чем больше EER , тем дешевле будет эксплуатироваться кондиционер (но тем выше, вероятно, будет цена его покупки). ).

EER кондиционера или холодильника можно выразить как

[латекс] \ displaystyle {EER} = \ frac {\ frac {Q _ {\ text {c}}} {t_1}} {\ frac {W} {t_2}} \\ [/ latex],

, где Q c — количество теплопередачи от холодной окружающей среды в британских тепловых единицах, t 1 — время в часах, W — потребляемая работа в джоулях и t 2 — время в секундах.

Стратегии решения проблем термодинамики

  1. Изучите ситуацию, чтобы определить, задействовано ли тепло, работа или внутренняя энергия . Ищите любую систему, в которой основными методами передачи энергии являются тепло и работа. Тепловые двигатели, тепловые насосы, холодильники и кондиционеры являются примерами таких систем.
  2. Определите интересующую систему и нарисуйте помеченную диаграмму системы, показывающую поток энергии.
  3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные) .Письменный список полезен. Максимальная эффективность означает, что задействован двигатель Карно. Эффективность — это не то же самое, что коэффициент полезного действия.
  4. Составьте список того, что дано или может быть выведено из проблемы, как указано (укажите известные). Обязательно отличите теплопередачу в системе от теплопередачи из системы, а также затраченные усилия и результаты работы. Во многих ситуациях полезно определить тип процесса, например изотермический или адиабатический.
  5. Решите соответствующее уравнение для количества, которое необходимо определить (неизвестное).
  6. Подставьте известные величины вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численные решения с указанием единиц.
  7. Проверьте ответ, чтобы узнать, разумен ли он: имеет ли он смысл? Например, КПД всегда меньше 1, тогда как коэффициенты производительности больше 1.

Сводка раздела

  • Артефакт второго закона термодинамики — это способность обогревать внутреннее пространство с помощью теплового насоса.Тепловые насосы сжимают холодный окружающий воздух и при этом нагревают его до комнатной температуры без нарушения принципов консервации.
  • Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия теплового насоса, используйте уравнение [latex] {\ text {COP}} _ {\ text {hp}} = \ frac {{Q} _ {\ text {h}}} {W} \\ [/ латекс].
  • Холодильник — это тепловой насос; он забирает теплый окружающий воздух и расширяет его, чтобы охладить.

Концептуальные вопросы

  1. Объясните, почему тепловые насосы не работают в очень холодном климате так же хорошо, как в более мягком.То же самое и с холодильниками?
  2. В некоторых странах Северной Европы дома строятся без каких-либо систем отопления. Они очень хорошо изолированы и согреваются теплом тела жителей. Однако, когда жителей нет дома, в этих домах все равно тепло. Какое возможное объяснение?
  3. Почему холодильники, кондиционеры и тепловые насосы работают наиболее рентабельно для циклов с небольшой разницей между T h и T c ? (Обратите внимание, что температура используемого цикла имеет решающее значение для его COP .)
  4. Менеджеры продуктовых магазинов утверждают, что летом общее потребление энергии меньше, если в магазине поддерживается низкая температура. Приведите аргументы в поддержку или опровержение этого утверждения, учитывая, что в магазине множество холодильников и морозильников.
  5. Можно ли охладить кухню, оставив дверцу холодильника открытой?

Задачи и упражнения

  1. Каков коэффициент полезного действия идеального теплового насоса с теплопередачей при температуре холода −25?От 0ºC до горячей температуры 40,0ºC?
  2. Предположим, у вас есть идеальный холодильник, который охлаждает окружающую среду до –20,0ºC и передает тепло в другую среду при 50,0ºC. Каков его коэффициент полезного действия?
  3. Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия гипотетического холодильника, который может производить жидкий азот при температуре –200ºC и имеет теплопередачу в окружающую среду при температуре 35,0ºC?
  4. В очень мягком зимнем климате тепловой насос передает тепло из окружающей среды на 5.От 00ºC до единицы при 35,0ºC. Каков наилучший возможный коэффициент полезного действия для этих температур? Ясно покажите, как вы следуете шагам, указанным в Стратегиях решения проблем термодинамики.
  5. (a) Каков наилучший коэффициент полезного действия теплового насоса с температурой горячего резервуара 50,0 ° C и температурой холодного резервуара -20,0 ° C? (b) Сколько тепла происходит в теплой среде, если в нее вложено 3,60 × 10 7 Дж работы (10,0 кВт · ч)? (c) Если стоимость этих работ составляет 10.0 центов / кВт · ч, как его стоимость по сравнению с прямой теплопередачей, достигаемой за счет сжигания природного газа по цене 85,0 центов за терм. (Термины — это общепринятая единица измерения энергии для природного газа, равная 1,055 × 10 8 Дж.)
  6. (a) Каков наилучший коэффициент полезного действия холодильника, который охлаждает окружающую среду до –30,0ºC и передает тепло в другую среду при 45,0ºC? (б) Сколько работы в джоулях необходимо сделать для передачи тепла 4186 кДж из холодной среды? (c) Какова стоимость этого, если работа стоит 10.0 центов за 3,60 × 10 6 Дж (киловатт-час)? (d) Сколько кДж теплопередачи происходит в теплую среду? (e) Обсудите, какой тип холодильника может работать при этих температурах.
  7. Предположим, вы хотите использовать идеальный холодильник с температурой холода -10,0 ° C и хотите, чтобы у него был коэффициент полезного действия 7,00. Какова температура горячего резервуара у такого холодильника?
  8. Рассматривается идеальный тепловой насос для обогрева помещения с температурой 22 ° C.0ºC. Какова температура холодного резервуара, если коэффициент полезного действия насоса должен составлять 12,0?
  9. 4-тонный кондиционер удаляет 5,06 × 10 7 Дж (48 000 британских тепловых единиц) из холодной среды за 1 час. (a) Какая энергия в джоулях необходима для этого, если кондиционер имеет рейтинг энергоэффективности ( EER ), равный 12,0? (b) Какова стоимость этого, если работа стоит 10,0 центов за 3,60 × 10 6 Дж (один киловатт-час)? (c) Обсудите, насколько реалистична эта стоимость.Обратите внимание, что рейтинг энергоэффективности ( EER ) кондиционера или холодильника определяется как количество британских тепловых единиц теплопередачи из холодной среды в час, деленное на потребляемую мощность в ваттах.
  10. Покажите, что коэффициенты производительности холодильников и тепловых насосов связаны соотношением COP ref = COP hp — 1. Начнем с определений COP s и отношения сохранения энергии между Q h , Q c и W .

Глоссарий

тепловой насос: машина, передающая тепло от холода к горячему

КПД: для теплового насоса, это отношение теплопередачи на выходе (горячий резервуар) к произведенной работе; для холодильника или кондиционера это отношение теплоотдачи от холодного резервуара к произведенной работе

Избранные решения проблем и упражнения

1. 4.82

3.0,311

5. (а) 4,61; б) 1,66 × 10 8 Дж или 3,97 × 10 4 ккал; (c) Для передачи 1,66 × 10 8 Дж тепловой насос стоит 1 доллар США, природный газ — 1,34 доллара.

7. 27,6ºC

9. (а) 1,44 × 10 7 Дж; (б) 40 центов; (c) Эта стоимость кажется вполне реальной; там говорится, что работа кондиционера в течение всего дня будет стоить 9,59 долларов (если он будет работать непрерывно).

Как работает кондиционер? — Coolray

Многие люди ошибочно думают, что их кондиционер работает, «создавая» холодный воздух.Они этого не делают. Вместо этого они работают, отводя тепло внутри вашего дома и передавая его на улицу.

Итак, как именно работает этот процесс?

Как кондиционер отводит тепло наружу

Тепло внутри вашего дома поглощается и передается наружу через охлаждающий агент или «хладагент». Хладагент находится внутри змеевиков, которые проходят через замкнутую систему. Змеевики направляют хладагент из дома на улицу и обратно.

Станции на маршруте управляют состоянием, давлением и температурой хладагента, так что он поглощает или отводит тепло в определенных точках.Эти станции включают:

  • Испаритель
  • Компрессор
  • Конденсатор

Давайте подробнее рассмотрим этот процесс:

Фото предоставлено Energy Vanguard / Allison Bailes

Шаг 1: Тепло поглощается змеевиком испарителя
Теплый воздух внутри вашего дома втягивается через вентиляционное отверстие и обдувается холодным змеевиком испарителя. Змеевик испарителя — это станция, расположенная в помещении и поглощающая тепло из воздуха, охлаждая воздух.Вентилятор нагнетает холодный воздух в воздуховоды, которые распределяют его по всему дому.

По мере того, как хладагент поглощает тепло от проходящего воздуха, он переходит из жидкого состояния в газообразное и продолжает двигаться по системе контура к компрессору.

Шаг 2: Компрессор повышает температуру хладагента
Компрессор уменьшает объем газа. Обычно это делается путем плотного сжатия газа между двумя твердыми предметами.

Повышает давление и температуру хладагента, подготавливая его к процессу конденсации.

Шаг 3: Тепло передается наружу
Хладагент, который теперь представляет собой перегретый пар, достигает конденсатора (который находится на открытом воздухе) и подвергается воздействию наружного воздуха. Наружный воздух поглощает тепло от хладагента, понижая температуру хладагента и изменяя состояние с газа обратно на жидкость.

Шаг 4: Хладагент остывает; процесс повторяется
После того, как тепло от хладагента отводится наружу, холодный хладагент возвращается обратно в испаритель, чтобы повторить процесс снова.Процесс продолжается до тех пор, пока внутренняя температура вашего дома не достигнет желаемого уровня. В этот момент ваш термостат приказывает вашему кондиционеру отключиться.

Дополнительная литература о кондиционировании воздуха


Coolray — ваш эксперт по домашнему комфорту в районе Атланты со специалистами в области отопления, кондиционирования, качества воздуха и водопровода. Остались вопросы? Мы будем рады помочь — просто свяжитесь с нами через Интернет.

Как работает тепловой насос | Как работают тепловые насосы

Основные сведения о тепловом насосе

Один очень важный момент, который следует понимать, отвечая на вопрос «как работают тепловые насосы?» в том, что тепловые насосы не производят тепло — они перемещают тепло из одного места в другое.Печь создает тепло, которое распространяется по всему дому, но тепловой насос поглощает тепловую энергию из наружного воздуха (даже при низких температурах) и передает ее воздуху в помещении. В режиме охлаждения тепловой насос и кондиционер функционально идентичны, они поглощают тепло из воздуха в помещении и отводят его через наружный блок. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о тепловых насосах и кондиционерах.

При рассмотрении того, какой тип системы лучше всего подходит для вашего дома, следует учитывать несколько важных факторов, включая размер дома и местный климат.У местного дилера Carrier есть опыт, чтобы должным образом оценить ваши конкретные потребности и помочь вам принять правильное решение.

Важные компоненты системы теплового насоса

Типичная система теплового насоса с источником воздуха состоит из двух основных компонентов: наружного блока (который выглядит так же, как наружный блок сплит-системы кондиционирования воздуха) и внутреннего блока обработки воздуха. Как внутренний, так и внешний блок содержат различные важные компоненты.

Наружный блок

Наружный блок содержит змеевик и вентилятор.Змеевик работает либо как конденсатор (в режиме охлаждения), либо как испаритель (в режиме нагрева). Вентилятор обдувает змеевик наружным воздухом для облегчения теплообмена.

Внутренний блок

Как и наружный блок, внутренний блок, обычно называемый блоком обработки воздуха, содержит змеевик и вентилятор. Змеевик действует как испаритель (в режиме охлаждения) или конденсатор (в режиме нагрева). Вентилятор отвечает за перемещение воздуха через змеевик и воздуховоды в доме.

Хладагент

Хладагент — это вещество, которое поглощает и отводит тепло при циркуляции в системе теплового насоса.

Компрессор

Компрессор нагнетает хладагент и перемещает его по системе.

Реверсивный клапан

Часть системы теплового насоса, которая меняет направление потока хладагента, позволяя системе работать в противоположном направлении и переключаться между нагревом и охлаждением.

Расширительный клапан

Расширительный клапан действует как дозирующее устройство, регулируя поток хладагента, когда он проходит через систему, что позволяет снизить давление и температуру хладагента.

Как работает тепловой насос — режим охлаждения

Одна из самых важных вещей, которые нужно понять о работе теплового насоса и процессе передачи тепла, заключается в том, что тепловая энергия естественным образом стремится переместиться в области с более низкими температурами и меньшим давлением. Тепловые насосы полагаются на это физическое свойство, позволяя теплу контактировать с более прохладной средой с более низким давлением, чтобы тепло могло передаваться естественным образом. Так работает тепловой насос.

Тепловой насос в режиме охлаждения.

Шаг 1

Жидкий хладагент перекачивается через расширительное устройство на внутреннем змеевике, которое функционирует как испаритель.Воздух из помещения проходит через змеевики, где тепловая энергия поглощается хладагентом. Получающийся в результате прохладный воздух обдувается воздуховодами дома. Процесс поглощения тепловой энергии приводит к нагреванию жидкого хладагента и его испарению в газообразную форму.

Шаг 2

Теперь газообразный хладагент проходит через компрессор, который сжимает газ. В процессе сжатия газа он нагревается (физическое свойство сжатых газов). Горячий хладагент под давлением проходит через систему к змеевику наружного блока.

Шаг 3

Вентилятор наружного блока перемещает наружный воздух через змеевики, которые служат змеевиками конденсатора в режиме охлаждения. Поскольку воздух снаружи дома холоднее, чем горячий сжатый газовый хладагент в змеевике, тепло передается от хладагента к наружному воздуху. Во время этого процесса хладагент снова конденсируется до жидкого состояния при охлаждении. Теплый жидкий хладагент перекачивается через систему к расширительному клапану внутренних блоков.

Шаг 4

Расширительный клапан снижает давление теплого жидкого хладагента, что значительно его охлаждает.В этот момент хладагент находится в холодном жидком состоянии и готов к перекачке обратно в змеевик испарителя внутреннего блока, чтобы снова начать цикл.

Как работает тепловой насос — режим отопления

Тепловой насос в режиме обогрева работает так же, как и в режиме охлаждения, за исключением того, что поток хладагента реверсируется с помощью реверсивного клапана, названного так же удачно. Реверсирование потока означает, что источником тепла становится наружный воздух (даже при низкой температуре наружного воздуха), а тепловая энергия выделяется внутри дома.Внешний змеевик теперь выполняет функцию испарителя, а внутренний змеевик выполняет роль конденсатора.

Физика процесса такая же. Тепловая энергия поглощается в наружном блоке холодным жидким хладагентом, превращая его в холодный газ. Затем к холодному газу прикладывают давление, превращая его в горячий газ. Горячий газ охлаждается во внутреннем блоке за счет прохождения воздуха, нагрева воздуха и конденсации газа до теплой жидкости. Теплая жидкость сбрасывается под давлением, когда она входит в наружный блок, превращая ее в охлаждающую жидкость и возобновляя цикл.

Как работает тепловой насос — Обзор

Тепловой насос — это универсальная и эффективная система охлаждения и обогрева. Благодаря реверсивному клапану тепловой насос может изменять поток хладагента и либо нагревать, либо охлаждать дом. Воздух обдувается змеевиком испарителя, передавая тепловую энергию от воздуха хладагенту. Эта тепловая энергия циркулирует в хладагенте в змеевике конденсатора, где она высвобождается, когда вентилятор продувает воздух через змеевик. Благодаря этому процессу тепло перекачивается из одного места в другое.

Местный эксперт Carrier HVAC может помочь оценить ваши потребности в отоплении и охлаждении и порекомендовать подходящую систему теплового насоса.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *