Если компрессору требуется высокая производительность, в него поступает газообразный хладагент под высоким давлением. Как вы знаете, слишком много охлаждающей жидкости испаряется в испарителе, что приводит к повышению давления.
Компрессор в кондиционере: зачем нужен, как устроен, виды, схема
Без компрессора, который является частью четырех самых важных компонентов кондиционера или сплит-системы, было бы невозможно запустить цикл охлаждения. Прежде всего, компрессор отвечает за обеспечение циркуляции хладагента в контуре.
Компрессор поглощает фреон в газообразном состоянии, затем сжимает его для повышения давления и в газообразном состоянии выталкивает в пневматический конденсатор. Таким образом, компрессор минимизирует вибрации во время работы и в процессе изменения давления фреона.
Научное объяснение.
Помимо сжатия фреона, компрессор также отвечает за поддержание постоянного потока.
Как правило, начальные параметры фреона составляют от 3 до 5 атм. давления при температуре от 10 до 20 °C. Сжатие осуществляется до параметров в диапазоне от 15 до 25 атм. В результате она нагревается до 70-90°. Используя эти параметры, фреон подается в конденсатор. Эти значения считаются нормальными и функциональными.
Основными функциями компрессорной установки являются
- Степень сжатия. Этот показатель также называют степенью сжатия или максимальным отношением давления паров фреона на выходе к максимальному значению на входе.
- Объем хладагента. Этот параметр зависит от длины контура хладагента и мощности самого агрегата. Как правило, длина составляет от 3 до 5 метров, но никогда не превышает 3 метров.
Характер проблемы — простыми словами.
Представьте, что на улице +10°C, а в доме +25°C. Как бы вы предложили охладить воздух в комнате? Правильно, откройте окно.
В таком случае, почему для охлаждения воздуха в помещении достаточно просто открыть окно? Ответ прост. Это связано с тем, что снаружи холоднее, чем внутри. Наружный воздух поступает в помещение и охлаждает его.
Компрессор не только сжимает газ, но и нагревает его! Это имеет решающее значение для кондиционирования воздуха!
Теперь другой пример. Представьте, что за окном +35°C, а в комнате +25°C. Как бы вы предложили охлаждать комнату сейчас?
Нельзя открывать окно — это только нагреет комнату. Вам нужен другой метод. Для этого необходим холодильный цикл на основе компрессора. Это встроено в кондиционер.
Другими словами, легко охладить что-то за счет того, что кому-то холодно: это происходит автоматически благодаря естественному теплообмену. Однако, чтобы охладить что-то более холодное, чем что-то более теплое, необходим компрессор.
Что на самом деле делает компрессор в кондиционере?
Принято считать, что компрессоры сжимают хладагент и повышают его давление. Это необходимо для следующих процессов конденсации.
На самом деле, если вы хотите понять суть холодильного парокомпрессионного цикла, компрессор необходим не только для сжатия хладагента, но и для его нагрева до более высокой температуры, чем окружающий воздух. Поскольку после компрессора он становится горячее, он отдает тепло наружному воздуху и направляет его в конденсатор. Если хладагент сжат, но не нагрет, тепло не может быть передано наружу.
Предположим, компрессор сжимает фреон пять раз и нагревает его на 45°C (от 15°C до 60°C). В конденсаторе фреон охлаждается при температуре 15 °C без изменения давления. В ТРВ фреон расширялся пять раз и одновременно охлаждался при температуре 45 °C, как в компрессоре. Конечная температура фреона составляет 0°C. Это самая низкая температура, которая может охладить помещение. Находящийся внутри воздух вдувается в испаритель, и его температура постепенно повышается до 15 °C. В то же время сам воздух охлаждается до 15-17 °C и довольствуется прохладой.
Как устроен компрессор: основные элементы, виды
Давайте рассмотрим основные типы компрессоров, используемых в кондиционерах и сплит-системах, и изучим оттенки их конструкции.
Ротационный компрессор.
Этот тип компрессора наиболее распространен в сплит-системах. Большинство из них производится в Японии, Китае (80% всех компрессоров) и других передовых странах Юго-Восточной Азии.
Прокручивающиеся компрессоры.
Компрессоры устанавливаются в агрегатах, используемых для изменения климата в крупных жилых и промышленных районах. Спиральные компрессоры являются элементами бытовых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха и промышленных холодильных установок.
Кохлер.
Благодаря высокой производительности эти компрессоры устанавливаются в промышленных сплит-системах и кондиционерах, а также в холодильниках с воздушным и водяным контурами охлаждения. Компрессоры искусственного КРС в настоящее время находятся во многих моделях коммерческих кондиционеров.
Центробежный.
Пользуется спросом для промышленного охлаждения.
Поршневые компрессоры.
Этот тип можно считать устаревшим из-за конструктивного и технического происхождения всех автоматических компрессорных установок. В настоящее время он используется в холодильной технике первого поколения.
Компрессор этого типа снабжается электродвигателем с вертикальным валом, который не производит много шума при работе.
Важно: Поршневые компрессоры отличаются коленчатым валом и узлами коленчатого вала. Они отличаются большой производительностью и используются в тяжелых условиях эксплуатации. Высокопроизводительные кондиционеры.
Компрессора нового поколения
Линейные компрессоры.
Инновационным в этих системах является магнитный кинематический механизм, который позволяет поршню регрессировать. Вал не требуется. Низкий уровень шума, прочность, эффективность и компактность.
Ротационные компрессоры.
Циркуляция хладагента осуществляется за счет изменения давления между камерами выпуска и всасывания, контролируемого движением вращающегося ротора. Эти компрессоры отличаются компактными размерами и гораздо большей производительностью, чем поршневые агрегаты.
Другими словами, легко охладить что-то за счет того, что кому-то холодно: это происходит автоматически благодаря естественному теплообмену. Однако, чтобы охладить что-то более холодное, чем что-то более теплое, необходим компрессор.
Составные элементы
В целом, строительство кондиционера включает в себя следующее
- Компрессор,.
- Линии высокого и низкого давления, линии
- конденсаторы
- Осушители,.
- термостатический расширительный клапан или душирующее устройство, то
- Испарители,.
- Электрическое оборудование (например, датчики температуры, электрические вентиляторы, электромагнитные муфты).
Все эти элементы соединены проводами, чтобы система была закрытой и герметичной. Основным элементом системы кондиционирования воздуха является хладагент (фреон). Это вещество, которое гарантирует поглощение и отдачу тепла.
Компрессор и его движение.
Компрессор — это устройство, которое сжимает хладагент. Это создает давление и позволяет фреону течь дальше в систему. Существуют различные типы компрессоров, используемых в транспортных средствах, с различными конструкциями. Наиболее распространенными являются ротационные и поршневые компрессоры, но есть и более интересные конструкции, например, компрессоры типа Ванкеля.
Конструкция поршневого компрессора
Компрессор — это своего рода сепаратор, который разделяет всю систему на контур высокого давления и контур низкого давления. Контур высокого давления содержит все компоненты до испарителя, а контур низкого давления содержит только линию от испарителя до компрессора.
Компрессоры, используемые в автомобилях, обычно механические и приводятся в действие от коленчатого вала с помощью ремня. Однако, поскольку система кондиционирования воздуха не используется постоянно, предусмотрен механизм остановки компрессора. Как правило, в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже в электроприводах, компрессор приводится в действие электродвигателем. Этот тип привода используется в электромобилях.
Другим типом привода является комбинированный привод, используемый в некоторых гибридных моделях. В таких автомобилях компрессор может работать от электродвигателя (при работе от аккумулятора) и от коленчатого вала (для двигателей внутреннего сгорания).
Линии высокого давления.
Линии высокого давления предназначены для того, чтобы выдерживать высокие нагрузки и температуры. Когда фреон сжимается компрессором, давление хладагента значительно возрастает, до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 градусов Цельсия). Поэтому линия высокого давления предъявляет серьезные эксплуатационные требования.
Линии низкого давления представляют собой обычные трубки. После испарителя давление хладагента значительно падает, и фреон течет по трубке практически при атмосферном давлении.
Конденсатор.
Конденсатор — это точка, в которой хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое и активно используется для выработки тепла. Конденсаторы — это обычные холодильники (обычно из алюминиевого сплава) с вентилятором.
Расположение конденсатора в автомобиле
Кондиционер в составе климат-контроля
Система кондиционирования воздуха может быть отдельной системой или частью системы кондиционирования воздуха. Во втором случае все системы кабины (вентиляция, отопление и кондиционирование) взаимодействуют и управляются электронным блоком (ЭБУ). Например, для поддержания нужной температуры в салоне после охлаждения воздух нагревается. Это означает, что часть воздушного потока через испаритель подается в радиатор и смешивается с основным воздухом для регулирования температуры. В этом случае конструкция кондиционера транспортного средства, используемого для кондиционирования воздуха, ничем не отличается от конструкции кондиционера оборудования, изготовленного как отдельная система.
Система кондиционирования работает по замкнутому контуру. Компрессор сжимает газ фреон и повышает давление нагрева хладагента. Затем хладагент подается в конденсатор по линии высокого давления. В конденсаторе фреон конденсируется за счет выделения тепла и превращается в жидкость, которая все еще находится под давлением.
После конденсатора хладагент проходит по трубам и через осушитель, где удаляются частицы воды и другие примеси, чтобы не повредить систему.
Жидкий теплоноситель поступает из осушителя в ТРВ, где происходит регулирование (снижение) давления. В результате падения давления процесс преобразования начинается в газообразном состоянии. То же самое происходит в системах, оснащенных аккумуляторным газификатором.
После расширительного клапана фреон поступает в испаритель, где давление резко падает, заставляя хладагент испаряться и поглощать тепло из окружающей среды. Вода, конденсирующаяся на поверхности радиатора, выходит из салона через дренажную трубку.
Хладагент, уже в газообразном состоянии, проходит через испаритель по линии низкого давления к компрессору, и весь процесс повторяется снова.
Положительные и отрицательные стороны
Если говорить о преимуществах системы кондиционирования, то оно только одно — кондиционер обеспечивает прохладу внутри автомобиля летом. Таким образом, нет необходимости открывать окна в автомобиле, так как воздух поступает в салон через систему вентиляции, проходя через фильтр жилого помещения. Поэтому водителю не приходится дышать пыльным воздухом с примесями выхлопных газов (при езде по городу и стоянии в пробках).
Но у кондиционера есть и много недостатков:
- Кондиционер — это дополнительная система, которая сложна по конструкции и требует обслуживания. Владелец автомобиля должен проверять состояние труб и мест их соединения и периодически заполнять их охлаждающей жидкостью,
- Автомобили с таким оборудованием стоят дороже, а наличие кондиционера значительно увеличивает цену модели.
- Если компрессор приводится в действие коленчатым валом, включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л.с.), и это особенно заметно на автомобилях с маломощными силовыми агрегатами. Электропривод создает значительный заряд в сети автомобиля. В любом случае, включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда батареи электромобиля,
- Охлажденный кондиционером воздух нагнетается вентилятором, создавая в салоне сквозняк, который может вызвать заболевание,
- Если влага, конденсирующаяся в испарителе, отводится, бактерии, находящиеся в воздухе, остаются в этом охладителе. Бактерии и грибки, скапливающиеся в испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут вызывать аллергию,
- Ремонт кондиционера стоит дорого, и когда он ломается, многие автовладельцы не спешат восстанавливать систему, предпочитая ездить на автомобиле без ремонта кондиционера (такая поломка не влияет на работу двигателя),
- Фреон — химически агрессивное вещество, поэтому со временем он вызывает повреждение компонентов системы, в первую очередь труб и радиаторов. Поэтому поломка оборудования произойдет в любом случае.
Несмотря на множество недостатков, кондиционер является популярным оборудованием, и многие автовладельцы даже не мыслят себе автомобиль без этого устройства. А в некоторых европейских странах установка автомобильного кондиционера является обязательным требованием производителей автомобилей, и эксплуатация автомобиля без кондиционера в этих странах запрещена.
