Els aparells d’aire condicionat domèstics i semi-industrials són de dos tipus, segons el disseny i el principi de funcionament: sistemes monobloc i split. Els monoblocs, al seu torn, es divideixen en dispositius mòbils, finestres i evaporatius i sistemes dividits: en paret, casset, conducte, columna i sostre (universal).
- La base dels principis de funcionament de diferents sistemes climàtics
- Com funcionen els sistemes dividits i les seves varietats
- Treball de refrigeració
- Treballs de calefacció
- Condicionadors d'aire de precisió
- Condicionadors d'aire inverter
- Sistema climàtic de conductes
- Com funcionen els aparells d’aire condicionat mòbils
- Refredament
- Calefacció
- Refrigeració i calefacció amb aparells d’aire condicionat per finestres
- Refredament
- Calefacció
- Com funcionen els aparells d’aire condicionat evaporatius
- Refredament
- Calefacció
La base dels principis de funcionament de diferents sistemes climàtics
Els sistemes split i mòbils, així com els aparells d’aire condicionat per a finestres, tenen un principi de funcionament diferent, però basat en la propietat de qualsevol líquid de prendre calor durant l’evaporació i alliberar-lo durant la condensació. En aquests dispositius de refrigeració, el líquid de treball és freó de gas. Circula en bucle tancat per blocs i monoblocs de dos components.
La temperatura de transició de fase, quan el gas es torna líquid i després torna al seu estat normal, depèn de la pressió de funcionament: com més alta sigui, més alta serà la temperatura de transició de fase.
Per tal que el freó líquid bulli i prengui calor de l’aire, el compressor crea pressió a l’evaporador, a la qual la temperatura de transició de fase és inferior a la temperatura ambient. Quan el compressor crea una pressió a la qual la temperatura de transició de fase és més alta que l’aire, el freó torna a prendre un estat gasós i desprèn la calor presa a l’exterior, és a dir, al carrer, a través de la unitat externa.
Si considerem el principi de funcionament d’un aparell d’aire condicionat de sòl sense conducte d’aire, aquí s’utilitza la mateixa propietat d’un líquid, però la substància de treball és l’aigua i no el freó. No hi ha cap bucle tancat a l’interior de l’instrument. El líquid és bombat per la bomba de drenatge i s’evapora sota la influència de l’aire càlid, donant la frescor a l’exterior. De fet, és més aviat un evaporador, no un condicionador d’aire, ja que humida bé l’aire, però refreda mediocre.
Com funcionen els sistemes dividits i les seves varietats
El freó circula en un circuit tancat. Consisteix en:
- bobina interna - intercanviador de calor evaporatiu;
- bescanviador extern de condensador de bobina;
- connexió de canonades de coure: línia de freó;
- un compressor que augmenta la pressió;
- tub capil·lar en sistemes domèstics;
- vàlvula termostàtica (TRV) per a unitats semiindustrials.
El tub capil·lar i la vàlvula d’expansió tenen un sinònim comú: dispositiu d’estrangulació. Proporcionen una diferència de pressió entre refrigerant de condensació i evaporació a causa de la resistència hidràulica a tota la longitud.
Els aparells d’aire condicionat que poden escalfar l’aire tenen una vàlvula de 4 vies que canvia funcionalment dos intercanviadors de calor en alguns llocs: l’exterior és responsable de l’evaporació del refrigerant i l’interior és responsable de la seva condensació.
Treball de refrigeració
El freó entra al compressor, on la seva pressió augmenta 3 vegades, i la temperatura augmenta entre 50 i 60 ° C, és a dir, es produeix una compressió.Després entra al condensador i es bufa amb aire més fred, després del qual es converteix en un estat líquid. L’aire passa a través de l’intercanviador de calor del condensador i s’escalfa per la calor generada pel freó.
Aleshores, el refrigerant flueix cap a un tub capilar espiral o vàlvula d’expansió, on disminueix la seva pressió, disminueix la temperatura i es produeix poca evaporació. L’intercanviador de calor evaporatiu es bufa amb aire de l’habitació, però quan entra freó més fred, es refreda. Al mateix temps, el refrigerant pren la calor i entra en el seu estat original. Després es repeteix el cicle.
Quan es treballa en fred, l’esquema d’acció del condicionador d’aire de sistema dividit consta de 4 etapes principals: compressió, condensació, rarefacció i evaporació.
Treballs de calefacció
L’essència del principi de funcionament del sistema d’aire condicionat de sistema split per a la calefacció no canvia. Quan la vàlvula de 4 vies canvia les funcions de les unitats, quan canvia la direcció del flux de refrigerant, la unitat exterior pren aire del carrer, on s’evapora el freó, i la unitat interior la lliura a l’habitació. en què el refrigerant entra de nou a la fase gasosa.
Com més baixa sigui la temperatura de l’aire exterior, més difícil és extreure’n calor, ja que la diferència entre la temperatura de l’aire i la temperatura d’evaporació del freó disminueix, per tant, disminueix la capacitat de calefacció a causa de la igualació dels seus valors.
Condicionadors d'aire de precisió
- És capaç de funcionar 24/7/365 durant 10 anys, mentre que un sistema domèstic dividit no durarà més de 2 anys.
- Té un ventilador potent, a causa del qual la qualitat de refrigeració és superior a la d’un split. Els corrents d’aire d’una temperatura determinada es distribueixen uniformement per l’habitació.
- El freó, l’aigua o el glicol poden actuar com a substància de treball.
- La humidificació de l’aire es realitza mitjançant un generador de vapor de tipus elèctrode.
Els aparells d’aire condicionat de precisió s’utilitzen en sales de servidors on és necessari mantenir contínuament una certa temperatura i humitat.
Condicionadors d'aire inverter
El principi de funcionament d’un condicionador d’aire inverter és el mateix que el d’un condicionador d’aire convencional. La diferència entre els equips climàtics del tipus inversor es troba en el control del mode de funcionament. En un sistema dividit convencional, quan s’assoleix la temperatura configurada, el compressor s’apaga. Quan la temperatura canvia cap amunt, arrenca el bufador. Així, el sistema funciona a plena capacitat, però de manera intermitent.
Els motors inversors tenen una placa convertidora de freqüència que canvia la freqüència estàndard de la xarxa elèctrica. El ventilador no para de funcionar quan s’assoleix la norma de temperatura: alenteix gradualment la rotació i, quan l’aire s’escalfa 1 grau, augmenta el nombre de revolucions per unitat de temps.
Els avantatges d’aquest control es troben en la durabilitat de l’equip i en l’estalvi d’electricitat fins a un 30% en comparació amb els sistemes dividits sense inversors.
Sistema climàtic de conductes
Un sistema de conductes d’entrada i sortida d’aire surt de la unitat interior del condicionador d’aire per conductes, a través del qual s’admet aire calent i es subministra aire fred a una o diverses habitacions.
Equips d’aquest tipus tenen la funció de barrejar aire fresc del carrer fins a un 30%.
La millor instal·lació d’un aparell d’aire condicionat tipus conducte es realitza en la fase de construcció de l’edifici: la unitat s’instal·la sota el sostre juntament amb el sistema de ventilació.
Com funcionen els aparells d’aire condicionat mòbils
Refredament
Amb el primer cabal, el condensador es refreda per l'aire ja refredat que hi passa. El flux càlid s’elimina cap a l’exterior mitjançant una mànega de descàrrega ondulada. Es necessita un segon raig d’aire per refrescar l’habitació. En passar per l’evaporador, l’aire calent desprèn calor al freó i redueix la seva temperatura, després de la qual cosa torna a l’habitació a través de les reixes de distribució del cos.Al mateix temps, el compressor crea la pressió necessària i el ventilador centrífug proporciona una entrada d’aire i bufa els intercanviadors de calor. Així es construeix el principi de funcionament dels aparells d’aire condicionat mòbils per al refredament.
Si parlem del principi de funcionament d’un aparell d’aire condicionat mòbil amb conducte d’aire, la diferència és que hi ha dos compartiments segellats a la caixa amb dues bobines diferents. A la inferior hi ha un intercanviador de calor de condensació, i a la superior hi ha un evaporatiu.
Calefacció
Quan s’escalfa, el monobloc sol funcionar en mode escalfador de ventilador i el conducte d’aire es tanca des de l’exterior amb un endoll perquè l’aire fred del carrer no entri al dispositiu. L'aire condicionat aïllat de l'entorn extern pot funcionar en qualsevol gelada.
El principi de funcionament del condicionador d’aire per a la calefacció en aquest cas no es basa en redirigir el refrigerant cap a l’altra direcció, sinó en la calefacció elèctrica deguda a elements de calefacció ceràmics, que converteixen un dispositiu mòbil en un escalfador típic.
Refrigeració i calefacció amb aparells d’aire condicionat per finestres
El funcionament de la finestra és pràcticament diferent del principi de funcionament del condicionador d'aire de terra. També té dos compartiments: en un hi ha un intercanviador de calor evaporatiu i, a l’exterior, un condensador.
Refredament
Quan es refreda, el freó circula entre les dues bobines. Un ventilador centrífug treu aire de l'habitació, el fa passar per un filtre gruixut i el bufa al voltant de l'intercanviador de calor evaporatiu. A causa de la diferència de temperatura i pressió injectada, l’aire emet calor al freó i es refreda, tornant cap a l’habitació. En aquest moment, el refrigerant es mou cap a l'intercanviador de calor a l'exterior de la finestra, on la calor es transfereix a l'aire bufat pel ventilador axial a través de les reixes laterals.
Calefacció
Si parlem del principi de funcionament d’un aparell d’aire condicionat de tipus finestra per a la calefacció, també s’utilitzen aquí elements de calefacció incorporats, que permeten convertir el dispositiu de refrigeració en un escalfador complet. Fins a -15 ° C, aquest monobloc escalfarà correctament l’aire de l’habitació.
Com funcionen els aparells d’aire condicionat evaporatius
Els aparells d’aire condicionat evaporatius no tenen circuits de freó amb intercanviadors de calor i compressors. La unitat de terra sense aire conté els elements següents:
- ventall;
- bomba de drenatge;
- hidrofiltre porós;
- filtre d'aire gruixut;
- recipient per a aigua freda.
El fluid de treball és aigua freda, on el gel es col·loca addicionalment per a un refredament més eficient.
Refredament
No cal eliminar la humitat, ja que s’allibera a l’habitació juntament amb l’aire refredat, per tant, aquests dispositius monobloc també s’anomenen humidificadors o condicionadors d’aire evaporatius.
El cicle de refrigeració consta de diverses etapes:
- el hidrofiltre s’impregna d’aigua procedent d’un recipient especial sota la influència d’una bomba de drenatge;
- el flux d’aire passa a través d’un filtre mecànic i entra a l’hidrofiltre;
- aquí dóna la seva calor a l’aigua, i comença a evaporar-se, mentre es produeix un refredament i humidificació del flux d’aire.
El funcionament d’un aparell d’aire condicionat sense conducte d’aire és que l’aigua canvia d’un líquid a un estat gasós i absorbeix la calor de l’aire.
Calefacció
Si considerem el principi de funcionament d’un aire condicionat-evaporador per a la calefacció, no és diferent de les finestres i les mòbils amb conducte d’aire. Un element de calefacció està integrat a la carcassa de la unitat d’evaporació muntada al terra, que permet que el dispositiu funcioni en la forma d’un escalfador de ventilador escalfat elèctricament. No hi ha restriccions sobre la temperatura exterior.
Els principis de funcionament de tots els aparells d’aire condicionat: sòl, finestres i sistemes dividits es basen en la propietat d’un líquid d’agafar i emetre calor durant l’evaporació i la condensació, però el cicle de refrigeració o escalfament pot variar molt a causa de les característiques de disseny del dispositiu.
