Come funziona un condizionatore: il principio di funzionamento del condizionatore, la sua struttura e lo schema tecnico

La chiave per un funzionamento efficiente e a lungo termine del condizionatore d'aria è il suo corretto funzionamento e una manutenzione regolare. Sei d'accordo? Ma per evitare guasti a questa apparecchiatura molto costosa, è consigliabile studiare il dispositivo e considerare anche il principio di funzionamento del condizionatore.

Sono questi problemi che discuteremo nel nostro materiale: analizzeremo in dettaglio i principali elementi strutturali delle apparecchiature standard di climatizzazione. Parleremo anche del principio e delle caratteristiche del suo funzionamento e forniremo un diagramma tipico. Integreremo l'articolo con foto visive e utili consigli video.

Il design di un tipico condizionatore d'aria

È difficile immaginare la vita confortevole di una persona moderna senza aria condizionata. E così che quando lo utilizza l'utente non ha problemi e guasti, si consiglia di familiarizzare in termini generali con la progettazione e il principio di funzionamento di questo tipo di apparecchiature di climatizzazione. Parleremo ulteriormente dei componenti principali e degli elementi di design del condizionatore d'aria.

Principali elementi strutturali delle apparecchiature

Se un utente vedesse uno spaccato di un condizionatore che aumenta il comfort del suo soggiorno, vi troverebbe numerosi elementi strutturali e componenti. Alcuni di essi vengono utilizzati per controllare l'unità, aiutando l'elettronica standard e l'utente a controllare la situazione.

E i principali che influenzano la funzionalità sono elementi di design come:

• evaporatore, che si trova nell'unità interna del condizionatore d'aria ed è progettato per garantire che il refrigerante utilizzato assorba calore quando passa allo stato gassoso;
• condensatore — questo elemento strutturale è situato nell'unità esterna del condizionatore ed è progettato per garantire il passaggio del refrigerante esistente allo stato liquido, con il contemporaneo rilascio di calore.

Entrambi gli elementi sono essenzialmente radiatori. Che occupano una parte significativa nella progettazione degli impianti di climatizzazione. Ciò è necessario per garantire un efficace scambio termico tra il refrigerante e l'aria.

Lo schema mostra l'unità interna di un tipico condizionatore d'aria, indipendentemente da marca, modello e prestazioni. E il suo elemento principale è sempre l'evaporatore, che occupa gran parte del corpo

L'evaporatore e il condensatore sono una struttura costituita da tubi di rame di piccolo diametro su cui sono posizionate piastre trasversali di alluminio, progettate per aumentare la velocità di trasferimento del calore.

Cos’altro influisce sulle prestazioni dei condizionatori?

Oltre all'evaporatore e al condensatore sopra elencati, esistono numerosi altri elementi di progettazione che garantiscono l'efficienza delle apparecchiature di climatizzazione.

Questi includono:

• tifosi;
• compressore;
• valvola termostatica (valvola).

Prodotti come tifosi, installato in ogni unità di climatizzazione. Il loro compito è aumentare il flusso d'aria che soffia sull'evaporatore o sul condensatore. Ciò migliora significativamente le prestazioni del sistema nel suo complesso.

Compressore È del tutto possibile definirlo il cuore di qualsiasi moderno condizionatore d'aria. Il motivo è che è lui a garantire il movimento del refrigerante attraverso il circuito di refrigerazione. Che di solito è costituito da tubi di rame.

Lo schema mostra l'unità esterna di un moderno condizionatore. Inoltre, il suo elemento principale è tradizionalmente il condensatore, indicato in blu. Accanto all'elemento strutturale specificato si trova un ventilatore, senza il quale non sarà possibile ottenere un funzionamento efficiente del sistema

Inoltre, il compressore è progettato per comprimere il refrigerante dietro l'evaporatore. Che migliora anche le prestazioni di qualsiasi condizionatore.

Abbiamo parlato della diagnostica del compressore e delle funzionalità di risoluzione dei problemi in questo materiale.

Valvola termostatica progettato per ridurre la pressione del refrigerante davanti all'evaporatore. Questa funzione fornisce un migliore trasferimento di calore.

Il ruolo del refrigerante nel funzionamento delle apparecchiature di climatizzazione

Qualsiasi moderno condizionatore d'aria è un sistema tecnico costituito da un numero di unità e parti. Ma saranno tutti inutili senza refrigerante, che è una sostanza che passa facilmente dallo stato liquido a quello gassoso e viceversa. Allo stesso tempo, rilascia o assorbe una quantità significativa di calore.

Esistono più di 4 dozzine di tipi di freon, ma solo alcuni di essi vengono utilizzati come refrigerante. Allo stesso tempo, il più richiesto oggi è l'R-22: è ciò che alimenta oltre il 98% dei condizionatori d'aria. Ma dovresti ricordare che i suoi giorni sono già contati e questo dovrebbe essere preso in considerazione quando si acquistano apparecchiature di climatizzazione

Da molti decenni vengono utilizzati come refrigerante diversi tipi di una sostanza chiamata freon: si tratta principalmente di una miscela di etano e metano.La caratteristica principale di questa sostanza è il suo basso punto di ebollizione. Cosa succede a 5-10 °C. In questo caso il freon può riscaldarsi fino a 70-90° durante l'evaporazione. Queste caratteristiche consentono di rimuovere un'enorme quantità di calore e abbastanza rapidamente.

E il refrigerante specificato è incolore, inodore e, soprattutto, innocuo per la salute degli utenti. Allo stesso tempo, il tipo di freon più popolare oggi (R-22) ha un impatto negativo sullo strato di ozono dell'atmosfera. Pertanto, se non sei indifferente ai problemi ambientali, dovresti acquistare condizionatori d'aria che funzionano con refrigerante R-410. Che non distrugge gli strati protettivi dell'atmosfera.

La foto mostra la ricarica del condizionatore d'aria con freon. Ma va ricordato che secondo il cosiddetto Protocollo di Montreal, l’uso del freon R-22 deve essere fermato entro il 2030. E questo è un punto molto importante. Poiché meno tempo rimane prima del periodo specificato, meno consigliabile è l'acquisto di condizionatori che funzionano con refrigeranti dannosi

In pratica ricarica condizionatore con freon viene eseguito abbastanza raramente. Ad esempio, dopo riparazione, manutenzione, perdite. E in ogni caso, il refrigerante specificato (R-410) non danneggerà la salute degli utenti e dei loro animali domestici.

Principio di funzionamento e schema elettrico del condizionatore

Il condizionatore sembra essere un'apparecchiatura abbastanza semplice, i cui principali componenti strutturali non sono particolarmente complicati. Analizzeremo quindi nel dettaglio il suo principio di funzionamento, anch'esso estremamente semplice.

Come funziona un tipico condizionatore d'aria?

Quando i liquidi evaporano, assorbono calore, attivamente, e durante la condensazione (transizione dallo stato gassoso a quello liquido) lo rilasciano.E questi fenomeni fisici sono tradizionalmente alla base del principio di funzionamento dei condizionatori.

Puoi assicurarti che il metodo specificato di rimozione del calore sia efficace anche a casa. Ad esempio, applicando sulla superficie della pelle qualsiasi soluzione contenente alcol che, evaporando rapidamente, lascia una sensazione di freddo. Poiché il calore dalla superficie del corpo viene assorbito e rimosso lateralmente.

Per dirla semplicemente, la base per il funzionamento di qualsiasi moderno condizionatore d'aria sono le procedure di ebollizione (con assorbimento di calore) e di condensazione (con rilascio di calore). Durante questi processi il calore viene assorbito/ceduto secondo le formule riportate nel grafico. Dove Q è la quantità di calore, L è il calore specifico di vaporizzazione e m indica la massa della sostanza

Questo è esattamente ciò che accade negli ambienti chiusi. Il motivo è che il refrigerante liquido, entrato nell'unità interna del condizionatore d'aria, assorbe attivamente e in grandi quantità il calore in eccesso e la sua temperatura aumenta in modo significativo.

Di conseguenza, evapora e si sposta nell'unità esterna (solitamente situata all'esterno dell'edificio). Laddove, sotto l'influenza di aria più fredda, pompata in quantità significative da un ventilatore, avviene il processo inverso.

La foto mostra l'evaporatore di un condizionatore d'aria. Che in apparenza ricorda un normale radiatore. In realtà è così. Poiché il design di questo elemento garantisce il flusso più efficiente di aria calda nella stanza, da cui il refrigerante assorbe calore, la stanza diventa più fresca

Cioè, si verifica la condensa, a seguito della quale il refrigerante diventa nuovamente liquido e, di conseguenza, viene rilasciato calore. E poi seguirà un nuovo ciclo, e così via all’infinito.

Rappresentazione schematica del funzionamento dell'apparecchiatura

Indipendentemente dal tipo, dal tipo e dal nome del condizionatore, il processo di raffreddamento dell'aria è sempre lo stesso. Quindi, dopo l'accensione, il refrigerante viene fornito all'evaporatore. Inoltre, la sua pressione è di 3-5 atmosfere e la temperatura è compresa tra 10 e 20 °C.

Successivamente, allo stato gassoso, il freon si sposta al compressore. E poi si comprime a 15-20 atmosfere. Inoltre, il refrigerante viene riscaldato a 70-90 °C.

Lo schema, in forma semplificata, mostra il principio di funzionamento di qualsiasi moderno condizionatore. Quindi la figura mostra che il refrigerante raffreddato nel condensatore entra nel regolatore di flusso (valvola termostatica). Dove la sua pressione diminuisce, il che consente al liquido di raffreddarsi ancora di più. Successivamente il refrigerante viene trasportato all'evaporatore, dove avviene il processo principale. Cioè, raffreddando l'aria e contemporaneamente riscaldando il refrigerante

Successivamente il gas viene trasportato al condensatore, soffiato attivamente da un ventilatore. Come risultato dell'esposizione all'aria iniettata a una temperatura inferiore, il freon rilascia calore, che porta alla sua transizione allo stato liquido.

Ma la sua temperatura rimane comunque 10-20 °C più alta di quella dell'aria circostante. Questo problema viene risolto quando il liquido si muove attraverso la valvola di espansione. Dove la pressione del refrigerante scende nuovamente a 3-5 atmosfere. Ciò consente al freon di raffreddarsi ulteriormente ed è pronto per un nuovo ciclo di assorbimento del calore, quindi viene nuovamente fornito all'evaporatore.

La figura mostra un diagramma schematico di un condizionatore d'aria. In questo caso, un'unità dotata di evaporatore è posizionata all'interno. E il secondo, con un condensatore, è all'esterno.Ciò consente di rendere la procedura di scambio termico il più efficiente possibile. Inoltre l'unità, che si trova su strada, ospita sempre un compressore, che è la parte più rumorosa della struttura

Caratteristiche del condizionatore

Un condizionatore d'aria necessita di elettricità per funzionare, ma questo è vantaggioso perché ha un'efficienza piuttosto elevata.

Ma se ci sono cadute regolari di tensione nella rete, per evitare guasti a questo tipo di apparecchiature di climatizzazione, è necessario installare e stabilizzatore.

Nonostante il metodo di scambio termico semplice ed efficace, è necessario ricordare sempre che il condizionatore d'aria soddisferà le caratteristiche dichiarate solo regolarmente manutenzione.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video allegato di seguito ti aiuterà ad approfondire e consolidare le tue conoscenze sull'argomento:

Il principio di funzionamento di qualsiasi condizionatore d'aria, indipendentemente dalla marca, tipo, abbastanza semplice. Perché si basa sui fenomeni fisici più semplici. Allo stesso tempo, va ricordato che le apparecchiature di climatizzazione hanno caratteristiche tecniche diverse. Inoltre, i condizionatori sono affidabili, efficienti e facili da usare. Ciò che deve essere preso in considerazione, così come la futura transizione al freon sicuro, poiché questa caratteristica può portare a perdite finanziarie.

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