Как работает кондиционер: принцип работы простыми словами

Когда на улице +35, а дома становится прохладно, кажется, что кондиционер «создает» холод − так же, как обогреватель создает тепло. На самом деле работа кондиционера устроена совсем иначе. Прибор не генерирует холодный воздух − он отводит избыток тепла из помещения наружу. Именно этот принцип объясняет, почему наружный блок устанавливают по определенным правилам, как кондиционер способен работать в режиме обогрева в холодное время года и почему в случае неисправности вместо прохлады из него может поступать теплый воздух.

В этой статье мы простыми словами разберем, как работает кондиционер, как именно он обеспечивает охлаждение и обогрев помещения.

Из чего состоит кондиционер?

Бытовой сплит-кондиционер состоит из двух блоков − внутреннего и внешнего. Они соединены между собой медными трубками и электрическим кабелем.

• внутренний блок устанавливают в комнате. Он забирает теплый воздух, охлаждает его с помощью теплообменника и возвращает обратно в помещение;
• наружный блок размещают на фасаде здания или на балконе. Он отводит наружу тепло, которое кондиционер забирает из комнаты, поэтому во время работы из него выходит теплый воздух.

Внутри системы циркулирует хладагент (фреон) − вещество, которое легко переходит из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Именно во время этих переходов происходит охлаждение. Движение хладагента обеспечивают четыре основных узла:

1. Компрессор − сжимает газообразный фреон и подает его по контуру.
2. Конденсатор − во внешнем блоке отводит тепло наружу, после чего фреон переходит в жидкое состояние.
3. Испаритель − во внутреннем блоке фреон испаряется, отбирая тепло из воздуха в помещении.
4. ТРВ (терморегулирующий клапан) или капиллярная трубка − снижает давление фреона перед испарителем.

Принцип работы: холодильный контур

Самый простой пример − обычный холодильник. Он не производит холод, а отводит тепло изнутри наружу, из-за чего его задняя стенка нагревается. Изучая принцип работы кондиционера, можно заметить полную аналогию: устройство точно так же переносит тепло, но только за пределы помещения.

Работу холодильного контура можно разделить на четыре этапа:

1. Сжатие. Компрессор сжимает газообразный фреон, в результате чего его давление и температура быстро повышаются.
2. Конденсация. Нагретый фреон поступает в конденсатор наружного блока, где охлаждается потоком воздуха, переходит в жидкое состояние и отдает тепло наружу.
3. Расширение. Далее жидкий фреон проходит через терморегулирующий клапан (ТРВ) или капиллярную трубку. Давление резко снижается, а хладагент превращается в холодную смесь жидкости и пара.
4. Испарение. Попав в испаритель внутреннего блока, фреон поглощает тепло из воздуха, испаряется, снова становится газом и возвращается в компрессор. После этого цикл повторяется.

Именно непрерывное прохождение этапов сжатия, конденсации, расширения и испарения обеспечивает работу кондиционера. Цикл повторяется снова и снова в течение всего времени, пока устройство включено.

Как кондиционер охлаждает воздух?

На первый взгляд все работает очень просто: вентилятор внутреннего блока забирает теплый воздух из комнаты, пропускает его через холодный испаритель и возвращает обратно уже охлажденным. Однако за этим, казалось бы, несложным процессом стоят два важных этапа, благодаря которым кондиционер снижает температуру в помещении.

Прежде всего, воздух отдает тепло фреону, циркулирующему в испарителе, благодаря чему температура в помещении постепенно снижается. Кроме того, когда теплый влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью теплообменника, он охлаждается ниже точки росы, из-за чего влага оседает в виде капель. Такой же эффект можно наблюдать на холодном стакане в жаркий день. Образовавшийся конденсат собирается в поддон и отводится наружу через дренажную трубку. Именно поэтому летом из дренажа наружного блока или из-под окна часто капает вода − это естественный результат работы кондиционера, а не признак поломки.

Как работает обогрев (тепловой насос)?

Современные кондиционеры способны не только охлаждать воздух, но и обогревать помещение. Эта функция работает благодаря четырехходовому клапану, который изменяет направление холодильного цикла.

В режиме обогрева теплообменники выполняют противоположные функции: наружный блок работает как испаритель, отбирая тепло из наружного воздуха даже в морозную погоду, а внутренний − как конденсатор, передавая это тепло в помещение. Фактически кондиционер работает по принципу теплового насоса: он переносит тепловую энергию с улицы внутрь, а не вырабатывает ее, как обычный электрообогреватель. Именно поэтому такой способ отопления в большинстве случаев потребляет меньше электроэнергии, чем прямой электрообогрев.

Инверторные кондиционеры по сравнению с обычными (on/off)

Главное отличие заключается в работе компрессора, то есть в том, как кондиционер поддерживает нужную температуру.

1. Обычный (on/off) компрессор работает в двух режимах: на максимальной мощности или полностью выключен. После достижения заданной температуры он останавливается, а когда воздух в помещении снова нагревается − запускается снова на полную мощность. Из-за этого возникают перепады температуры, повышенная нагрузка на систему и шум при каждом запуске.
2. Инверторный компрессор использует частотный преобразователь, который позволяет плавно регулировать скорость работы. Мощность автоматически подстраивается под текущие условия, поэтому компрессор практически не выключается, а лишь снижает обороты, поддерживая стабильную температуру.

На практике разница заметна сразу: инверторные кондиционеры более точно поддерживают заданную температуру, работают тише и потребляют меньше электроэнергии при длительном использовании. В то же время их начальная стоимость, как правило, выше.

Если вы подбираете кондиционер для своих потребностей, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей «Как выбрать кондиционер». В ней подробно рассказано, как определить подходящую мощность, разобраться в типах устройств, классах энергоэффективности и выбрать модель под любой бюджет.

Что влияет на исправную работу кондиционера?

Даже качественная техника не обеспечит стабильную работу без профессиональной установки и регулярного сервиса. Своевременное профессиональное обслуживание кондиционеров позволяет предотвратить серьезные поломки. На долговечность и эффективность системы больше всего влияют три фактора:

1. Профессиональный монтаж кондиционера. Правильно проложенная медная магистраль, необходимый уклон дренажа, проверка герметичности и вакуумирование трассы перед открытием сервисных вентилей и надежная установка внутреннего и внешнего блоков помогают избежать протечек, перегрузки компрессора и преждевременного износа оборудования.
2. Регулярная чистка кондиционеров. Загрязненные фильтры и теплообменник внутреннего блока ухудшают теплообмен, увеличивают нагрузку на компрессор и создают благоприятные условия для появления бактерий и грибка. Внешний блок также нуждается в очистке от пуха, листьев и другого мусора, мешающего нормальному отводу тепла.
3. Диагностика герметичности холодильного контура. Потеря хладагента часто становится причиной того, что кондиционер начинает хуже охлаждать или обогревать помещение. Найти место утечки и восстановить необходимый уровень фреона без специального оборудования невозможно.

Если кондиционер стал охлаждать слабее, появились посторонние шумы, неприятный запах или вода вытекает не там, где должна, не стоит откладывать ремонт до серьезной поломки. Специалисты KINGSYSTEM выполняют монтаж, профессиональную чистку и ремонт кондиционеров любой сложности − от регулярного сервисного обслуживания до устранения утечки фреона, замены компрессора и других неисправностей с соблюдением всех технических требований.