Многие, наверное, задумывался над вопросом: как работает кондиционер в Алматы? Как он умудряется отбирать тепло у более холодного воздуха (в помещении) и отдавать теплом (на улице в жаркий летний день), что противоречит Второму закону термодинамики. Как известно, Второй закон термодинамики гласит: тепло передается от более нагретого тела к менее нагретому телу. Как же же этот хитрый устройство опровергает этот закон?
Физические принципы работы
Суть заключается в следующем: жидкость при испарении имеет свойство поглощать тепло, а при конденсации выделять тепло. Все кондиционеры работают на этом принципе.
Вы скажете, что, к примеру, для того, чтобы вода начала активно испаряться, ее нужно нагреть до температуры 100°С. Но здесь упущена одна существенная деталь: давление, при котором происходит процесс. Температура кипения прямо пропорционально зависит от давления, при котором происходит данный процесс.
Исходя из выше изложенного, температуру кипения можно менять путем изменения давления. При снижении давления снижается температура кипения, в результате сильного снижением давления мы можем заставить воду закипеть при температуре 20-25°С (комфортная температура в помещении) и поглощать тепло из воздуха в помещении, но это технически сложно и экономически не выгодно.
Выход из поставленной ситуации — использование жидкости с низкой температурой кипения (аммиак, фреон). Температура кипения фреона намного ниже, чем у воды.
Для справки: многие фреонов имеют температуру кипения при атмосферном давлении -5°С, что на 105° ниже, чем вода при том же атмосферном давлении.
Прежде чем понять принцип действия кондиционера, давайте разберемся, из чего же он состоит.
Составные части кондиционера
Кондиционер состоит из четырех основных элементов:
- компрессор,
- конденсатор,
- терморегулирующий вентиль (ТРВ),
- испаритель,
которые замкнуты в герметичную сеть медных фреонопроводов.
Было бы целесообразно и экономически поместить все элементы в один моноблочный корпус и смонтировать его на границе помещения и наружного воздуха. Так и поступили инженеры в прошлом веке. Самое удобное и практичное место для монтажа такого кондиционера — оконный проем. Как результат, их так и стали называть — «оконные кондиционеры».
Но такая система имеет ряд недостатков, самый большой из них — шум. Любой кондиционер создан для повышения комфорта и улучшения работоспособности человека там, где он работает. А появление в помещении устройства, который портит интерьер и при этом монотонно шумит, никак не вписывается в эту концепцию.
Особенности работы компрессора
Выходом из данной ситуации стало разделение моноблочного кондиционера на внутренний и внешний блок. Таким образом, удалось вынести за пределы помещения все элементы, создающие шум. Это привело к тому, что за стенами будину оказался самый громкий элемент – «компрессор», и назвали такой тип кондиционера сплит-системой (англ. split — «разделять»).
Рассмотрим принцип работы кондиционера с помощью схемы его работы
Все начинается в наружном блоке.
«Сердце кондиционера» – компрессор, который нагнетает газообразный фреон в теплообменник наружного блока (конденсатор), при этом увеличивается давление (температура кипения увеличивается и фреон переходит из газообразного состояния в жидкое состояние), процесс конденсации сопровождается выделением тепла. Для увеличения выделения теплоты вентилятор внешнего блока охлаждает конденсатор. В результате воздух, проходящий конденсатор, нагревается.
После конденсатора фреон в жидком состоянии и с высоким давлением поступает в ТРВ (терморегулирующий вентиль). ТРВ служит для понижения давления. При снижении давления снижается температура кипения фреона, так, мы заставляем фреон кипеть и испаряться. Этот процесс происходит в теплообменнике внутреннего блока кондиционера (конденсаторе).
При испарении фреон поглощает тепло от воздуха внутри помещения, которым вентилятор внутреннего блока обдувает конденсатор. Следовательно, охлаждается воздух внутри помещения.
Далее фреон в газообразном состоянии и под низким давлением поступает в компрессор, и цикл повторяется. По такому принципу работают все кондиционеры, независимо от типа, мощности, модели или фирмы-производителя климатического оборудования.
Выводы
Воздух охлаждается за счет фреона, что при переходе в газообразное состояние погллинає тепло, а при переходе в жидкое состояние отдает. Состоит кондиционер из компрессора, конденсатора, ТРВ, а также испарителя.
Комперссор перекачивает газообразный фреон в конденсатор, где тот конденсирует, при этом выделяет тепло. После этого жидкий фреон поступает в терморегулирующий вентиль, который понижает давление фреона, чтобы тот в теплообменнике закипела при меньшей температуре, далее газообразный фреон поступает в компессор и процесс повторяется циклически.
Покупая кондиционер для своего дома вы сможете обеспечить комфортные температурные условия себе и своим близким: охладить воздух летом и подогреть зимой.