Як працює кондиціонер: принцип роботи простими словами

Коли на вулиці +35, а вдома стає прохолодно, здається, що кондиціонер «створює» холод так само, як обігрівач створює тепло. Насправді роботу кондиціонера влаштовано зовсім інакше. Прилад не генерує холодне повітря – він відводить надлишок тепла із приміщення назовні. Саме цей принцип пояснює, чому зовнішній блок встановлюють за певними правилами, як кондиціонер здатний працювати в режимі обігріву в холодну пору року і чому в разі несправності замість прохолоди може надходити тепле повітря.

У цій статті ми простими словами розберемо, як працює кондиціонер, як саме він забезпечує охолодження та обігрів приміщення.

З чого складається кондиціонер?

Побутовий спліт-кондиціонер складається з двох блоків – внутрішнього та зовнішнього. Вони з’єднані між собою мідними трубками та електричним кабелем.

• внутрішній блок встановлюють у кімнаті. Він забирає тепле повітря, охолоджує його за допомогою теплообмінника та повертає назад у приміщення;
• зовнішній блок розміщують на фасаді будівлі або балконі. Він відводить назовні тепло, яке забирає кондиціонер з кімнати, тому під час роботи з нього виходить тепле повітря.

Всередині системи циркулює холодоагент (фреон) – речовина, яка легко переходить із рідкого стану в газоподібний та навпаки. Саме під час цих переходів відбувається охолодження. Рух холодоагенту забезпечують чотири основні вузли:

1. Компресор − стискає газоподібний фреон та подає його за контуром.
2. Конденсатор – у зовнішньому блоці відводить тепло назовні, після чого фреон переходить у рідкий стан.
3. Випарник – у внутрішньому блоці фреон випаровується, відбираючи тепло з повітря у приміщенні.
4. ТРВ (терморегулюючий клапан) або капілярна трубка – знижує тиск фреону перед випарником.

Принцип роботи: контур холодильний

Найпростіший приклад – звичайний холодильник. Він не виробляє холоду, а відводить тепло зсередини назовні, через що його задня стінка нагрівається. Вивчаючи принцип роботи кондиціонера, можна помітити повну аналогію: пристрій так само переносить тепло, але тільки за межі приміщення.

Роботу холодильного контуру можна розділити на чотири етапи:

1. Стиснення. Компресор стискає газоподібний фреон, у результаті його тиск і температура швидко підвищуються.
2. Конденсація. Нагрітий фреон надходить у конденсатор зовнішнього блоку, де охолоджується потоком повітря, переходить у рідкий стан та віддає тепло назовні.
3. Розширення. Далі рідкий фреон проходить через терморегулюючий клапан (ТРВ) або капілярну трубку. Тиск різко знижується, а холодоагент перетворюється на холодну суміш рідини та пари.
4. Випаровування. Потрапивши у випарник внутрішнього блоку, фреон поглинає тепло з повітря, випаровується, знову стає газом і повертається до компресора. Після цього цикл повторюється.

Саме безперервне проходження етапів стиснення, конденсації, розширення та випаровування забезпечує роботу кондиціонера. Цикл повторюється знову і знову протягом усього часу, поки пристрій увімкнено.

Як кондиціонер охолоджує повітря?

На перший погляд, усе працює дуже просто: вентилятор внутрішнього блоку забирає тепле повітря з кімнати, пропускає його через холодний випарник і повертає назад вже охолодженим. Однак за цим, здавалося б, нескладним процесом стоять два важливі етапи, завдяки яким кондиціонер знижує температуру в приміщенні.

Насамперед повітря віддає тепло фреону, що циркулює у випарнику, завдяки чому температура в приміщенні поступово знижується. Крім того, коли тепле вологе повітря стикається з холодною поверхнею теплообмінника, воно охолоджується нижче за точку роси, через що волога осідає у вигляді крапель. Такий же ефект можна спостерігати на холодній склянці у спекотний день. Конденсат, що утворився, збирається в піддон і відводиться назовні через дренажну трубку. Саме тому влітку із дренажу зовнішнього блоку або з-під вікна часто капає вода – це природний результат роботи кондиціонера, а не ознака поломки.

Як працює обігрів (тепловий насос)?

Сучасні кондиціонери здатні не лише охолоджувати повітря, а й обігрівати приміщення. Ця функція працює завдяки чотириходовому клапану, який змінює напрям холодильного циклу.

У режимі обігріву теплообмінники виконують протилежні функції: зовнішній блок працює як випарник, відбираючи тепло із зовнішнього повітря навіть у морозну погоду, а внутрішній як конденсатор, передаючи це тепло в приміщення. Фактично кондиціонер працює за принципом теплового насоса: він переносить теплову енергію з вулиці всередину, а не виробляє її як звичайний електрообігрівач. Саме тому такий спосіб опалення в більшості випадків споживає менше електроенергії, ніж прямий електрообігрів.

Інверторні кондиціонери в порівнянні зі звичайними (on/off)

Головна відмінність полягає в роботі компресора, тобто в тому, як кондиціонер підтримує необхідну температуру.

1. Звичайний (on/off) компресор працює у двох режимах: на максимальній потужності або повністю вимкнений. Після досягнення заданої температури він зупиняється, а коли повітря в приміщенні знову нагрівається – знову запускається на повну потужність. Через це виникають перепади температури, підвищене навантаження на систему та шум при кожному запуску.
2. Інверторний компресор використовує частотний перетворювач, що дозволяє плавно регулювати швидкість роботи. Потужність автоматично підлаштовується під поточні умови, тому компресор практично не вимикається, лише знижує оберти, підтримуючи стабільну температуру.

Насправді різниця помітна відразу: інверторні кондиціонери більш точно підтримують задану температуру, працюють тихіше і споживають менше електроенергії при тривалому використанні. У той же час їхня початкова вартість, як правило, вища.

Якщо ви підбираєте кондиціонер для потреб, рекомендуємо ознайомитися з нашою статтею «Як вибрати кондиціонер». У ній докладно розказано, як визначити потрібну потужність, розібратися в типах пристроїв, класах енергоефективності та вибрати модель під будь-який бюджет.

Що впливає на роботу кондиціонера?

Навіть якісна техніка не забезпечить стабільну роботу без професійної установки та регулярного сервісу. Своєчасне професійне обслуговування кондиціонерів дозволяє запобігти серйозним поломкам. На довговічність та ефективність системи найбільше впливають три фактори:

1. Професійний монтаж кондиціонера. Правильно прокладена мідна магістраль, необхідний ухил дренажу, перевірка герметичності та вакуумування траси перед відкриттям сервісних вентилів та надійне встановлення внутрішнього та зовнішнього блоків допомагають уникнути протікання, перевантаження компресора та передчасного зносу обладнання.
2. Регулярне чищення кондиціонерів. Забруднені фільтри та теплообмінник внутрішнього блоку погіршують теплообмін, збільшують навантаження на компресор та створюють сприятливі умови для появи бактерій та грибка. Зовнішній блок також потребує очищення від пуху, листя та іншого сміття, що заважає нормальному відводу тепла.
3. Діагностика герметичності холодильного контуру. Втрата холодоагенту часто стає причиною того, що кондиціонер починає гірше охолоджувати або обігрівати приміщення. Знайти місце витоку та відновити необхідний рівень фреону без спеціального обладнання неможливо.

Якщо кондиціонер став охолоджувати слабше, з’явилися сторонні шуми, неприємний запах або вода витікає не там, де має бути, не варто відкладати ремонт до серйозної поломки. Фахівці KINGSYSTEM виконують монтаж, професійне чищення та ремонт кондиціонерів будь-якої складності – від регулярного сервісного обслуговування до усунення витоку фреону, заміни компресора та інших несправностей з дотриманням усіх технічних вимог.