Es gibt zwei Arten von Haushalts- und halbindustriellen Klimaanlagen, je nach Ausführung und Funktionsprinzip: Monoblock- und Split-Systeme. Monoblöcke wiederum werden in mobile Geräte, Fenster- und Verdunstungsgeräte unterteilt, und geteilte Systeme werden in Wand-, Kassetten-, Kanal-, Säulen- und raumhohe (universelle) Geräte unterteilt.
Die Grundlage der Funktionsprinzipien verschiedener Klimasysteme
Geteilte Systeme und mobile sowie Fensterklimaanlagen haben ein anderes Funktionsprinzip, basieren jedoch auf der Eigenschaft von Flüssigkeiten, Wärme während der Verdampfung zu sammeln und während der Kondensation freizusetzen. In diesen Kühlvorrichtungen ist das Arbeitsfluid Freongas. Es zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf in Zweikomponentenblöcken und Monoblöcken.
Die Temperatur des Phasenübergangs, wenn das Gas flüssig wird und dann wieder in seinen normalen Zustand zurückkehrt, hängt vom Arbeitsdruck ab - je höher er ist, desto höher ist die Temperatur des Phasenübergangs.
Damit das flüssige Freon kocht und der Luft Wärme entzieht, erzeugt der Kompressor im Verdampfer einen Druck, bei dem die Phasenübergangstemperatur niedriger als die Umgebungstemperatur ist. Wenn der Kompressor einen Druck erzeugt, bei dem die Phasenübergangstemperatur höher als die Luftindikatoren ist, nimmt der Freon wieder einen gasförmigen Zustand an und überträgt die gesammelte Wärme über die externe Einheit nach außen, dh auf die Straße.
Wenn wir das Funktionsprinzip einer Bodenklimaanlage ohne Luftkanal betrachten, wird hier die gleiche Eigenschaft der Flüssigkeit verwendet, aber die Arbeitssubstanz ist Wasser, nicht Freon. Es gibt keine geschlossene Schleife im Gerät. Die Flüssigkeit wird von der Entwässerungspumpe aufgepumpt und verdampft unter dem Einfluss warmer Luft, wodurch sie abkühlt. Tatsächlich ist es eher ein Verdampfer als eine Klimaanlage, da es die Luft gut befeuchtet und mittelmäßig kühlt.
Wie Split-Systeme und ihre Sorten funktionieren
Das Split-System besteht aus Außen- und Innengeräten. Im Außenbereich befinden sich ein Kompressor, eine Steuerplatine, ein Lüfter und ein Kondensator. Die Hauptelemente des Innengeräts: Verdampfer, Lüfter, Filter, Temperatursensoren und Kondensatwanne.
Freon zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf. Es besteht aus:
- interne Spule - Verdunstungswärmetauscher;
- externe Spule - Kondensatorwärmetauscher;
- Anschluss von Kupferrohren - Freon Highway;
- Druckverstärkungskompressor;
- Kapillarröhrchen in Haushaltssystemen;
- Thermostatventil (TRV) für halbindustrielle Einheiten.
Kapillarrohr und Expansionsventil haben ein gemeinsames Synonym - Drosselvorrichtung. Sie liefern die Differenz zwischen dem Kondensationsdruck und dem Siedepunkt des Kältemittels aufgrund des hydraulischen Widerstands über die gesamte Länge.
Klimaanlagen, die eine Luftheizung durchführen können, verfügen über ein 4-Wege-Ventil, das an einigen Stellen zwei Wärmetauscher austauscht - der externe ist für die Verdunstung des Kältemittels verantwortlich und der interne für die Kondensation.
Kühlarbeiten
Freon tritt in den Kompressor ein, wo sein Druck dreimal ansteigt und die Temperatur um 50-60 ° C steigt, dh es tritt Kompression auf. Dann geht es in den Kondensator und wird mit kälterer Luft geblasen, wonach es in einen flüssigen Zustand übergeht. Luft strömt durch einen Kondensatorwärmetauscher und wird durch die von Freon abgegebene Wärme erwärmt.
Dann bewegt sich das Kältemittel in ein spiralförmiges Kapillarrohr oder Expansionsventil, wo sein Druck abnimmt, die Temperatur abnimmt und eine leichte Verdunstung auftritt.Der Verdunstungswärmetauscher wird mit Raumluft gespült, aber gekühlt, wenn ein kühlerer Freon eintritt. In diesem Fall nimmt das Kältemittel seine Wärme auf und kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Als nächstes wiederholt sich der Zyklus.
Bei Arbeiten in der Kälte besteht die Klimaanlage des Split-Systems aus 4 Hauptstufen: Kompression, Kondensation, Verdünnung und Verdunstung.
Heizarbeiten
Das Wesen des Funktionsprinzips einer Klimaanlage eines Split-Systems zum Heizen ändert sich nicht. Wenn das 4-Wege-Ventil die Funktionen der Einheiten umschaltet, wenn sich die Richtung des Kältemittelstroms ändert, wird Luft von der Außeneinheit von der Straße abgezogen, wo Freon verdampft, und die Inneneinheit liefert sie in den Raum, in dem das Kältemittel wieder in die Gasphase gelangt.
Je niedriger die Außenlufttemperatur ist, desto schwieriger ist es, ihr Wärme zu entziehen, da die Differenz zwischen der Lufttemperatur und der Freon-Verdampfungstemperatur abnimmt und daher die Heizfähigkeit aufgrund des Ausgleichs ihrer Werte abnimmt.
Präzisionsklimaanlagen
Präzisionsklimatechnik nach dem Funktionsprinzip unterscheidet sich nicht von einem Split-System, sondern weist eine Reihe von Merkmalen auf:
- Kann 10 Jahre lang 24/7/365 arbeiten, während ein Haushalts-Split-System nicht länger als 2 Jahre hält.
- Es hat einen starken Lüfter, aufgrund dessen die Kühlqualität höher ist als die von Split. Luftströme einer bestimmten Temperatur sind gleichmäßig im Raum verteilt.
- Freon, Wasser oder Glykol können als Arbeitsstoff wirken.
- Die Befeuchtung erfolgt mit einem Dampferzeuger vom Elektrodentyp.
Präzisionsklimaanlagen werden in Serverräumen eingesetzt, in denen eine bestimmte Temperatur und Luftfeuchtigkeit ununterbrochen aufrechterhalten werden muss.
Wechselrichter-Klimaanlagen
Das Funktionsprinzip der Wechselrichter-Klimaanlage ist das gleiche wie bei einer herkömmlichen Klimaanlage. Der Unterschied zwischen den Klimageräten vom Wechselrichtertyp besteht in der Verwaltung der Betriebsart. In einem herkömmlichen Split-System schaltet sich der Kompressor aus, wenn die eingestellte Temperatur erreicht ist. Wenn sich die Temperatur ändert, beginnt der Lader zu zünden. Somit arbeitet das System mit voller Leistung, jedoch mit Unterbrechungen.
In Umrichtermotoren haben Motoren eine Frequenzumrichterplatine, die die Standardfrequenz des elektrischen Netzes ändert. Der Lüfter hört nicht auf zu arbeiten, wenn die Temperaturnorm erreicht ist: Er verlangsamt allmählich die Drehung, und wenn die Luft um 1 Grad erwärmt wird, erhöht er die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit.
Die Vorteile einer solchen Steuerung liegen in der Langlebigkeit der Geräte und in der Einsparung von Strom von bis zu 30% im Vergleich zu Split-Systemen ohne Wechselrichter.
Kanalklimasystem
Ein System von Einlass- und Auslasskanälen verlässt die Inneneinheit der Kanalklimaanlage, durch die warme Luft angesaugt und einem oder mehreren Räumen Kälte zugeführt wird.
Geräte dieser Art haben die Funktion, Frischluft von der Straße bis zu 30% zu mischen.
Die Installation einer Klimaanlage vom Kanaltyp erfolgt am besten in der Bauphase - das Gerät wird zusammen mit einem Lüftungssystem unter der Decke installiert.
Das Funktionsprinzip mobiler Klimaanlagen
Kühlung
Beim ersten Strom wird der Kondensator aufgrund des Durchgangs bereits gekühlter Luft gekühlt. Der warme Strom wird durch den gewellten Abflussschlauch abgelassen. Ein zweiter Luftstrom wird benötigt, um den Raum zu kühlen. Beim Durchgang durch den Verdampfer gibt warme Luft Wärme an Freon ab und senkt dessen Temperatur. Danach kehrt sie über Verteilungsgitter am Gehäuse in den Raum zurück. Der Kompressor erzeugt den erforderlichen Druck und ein Radialventilator sorgt für Lufteinlass und Blaswärmetauscher. So wird das Prinzip der mobilen Klimaanlage zur Kühlung aufgebaut.
Wenn wir über das Funktionsprinzip einer mobilen Klimaanlage mit Luftkanal sprechen, besteht der Unterschied darin, dass es zwei abgedichtete Fächer mit zwei verschiedenen Spulen gibt. Im unteren Bereich befindet sich ein Kondensatorwärmetauscher und im oberen Bereich ein Verdunstungswärmetauscher.
Heizung
Beim Erhitzen arbeitet der Monoblock normalerweise im Heizlüftermodus, und der Kanal wird außen mit einem Stopfen verschlossen, damit keine kalte Luft von der Straße in das Gerät gelangt. Der von der Außenumgebung isolierte Conditioner kann bei jedem Frost funktionieren.
Das Funktionsprinzip der Klimaanlage zum Heizen basiert in diesem Fall nicht auf der Umleitung des Kältemittels auf die andere Seite, sondern auf der elektrischen Heizung durch keramische Heizelemente, die das mobile Gerät zu einem typischen Heizgerät machen.
Kühlung und Heizung der Fensterklimaanlage
Der Betrieb einer Fenstereinheit unterscheidet sich praktisch nicht vom Funktionsprinzip einer Außenklimaanlage. Es hat auch zwei Fächer: In einem befindet sich ein Verdunstungswärmetauscher und in dem ausgehenden ein Kondensator.
Kühlung
Beim Abkühlen zirkuliert Freon zwischen zwei Spulen. Ein Radialventilator saugt Luft aus dem Raum an, leitet sie durch einen Grobfilter und bläst sie durch den Verdunstungswärmetauscher. Aufgrund des Temperaturunterschieds und des eingespritzten Drucks gibt die Luft Wärme an Freon ab und kühlt ab, zurück in den Raum. Das Kältemittel gelangt zu diesem Zeitpunkt zum Wärmetauscher an der Außenseite der Fenstereinheit, wo die Wärme durch die Seitengitter auf die vom Axialventilator gepumpte Luft übertragen wird.
Heizung
Wenn wir über das Funktionsprinzip einer Fensterklimaanlage zum Heizen sprechen, werden hier auch eingebaute Heizelemente verwendet, die es ermöglichen, ein Kühlgerät in eine vollwertige Heizung zu verwandeln. Bis zu -15 ° C erwärmt ein solcher Schokoriegel die Raumluft richtig.
Wie Verdunstungsklimaanlagen funktionieren
In Verdunstungsklimaanlagen gibt es keine Freon-Kreisläufe mit Wärmetauschern und Kompressoren. Die Struktur der Airless-Bodeneinheit umfasst die folgenden Elemente:
- Ventilator;
- Entwässerungspumpe;
- poröser Hydrofilter;
- Grobluftfilter;
- Kapazität für kaltes Wasser.
Das Arbeitsmedium ist kaltes Wasser, in das zusätzlich Eis für eine effizientere Kühlung gegeben wird.
Kühlung
Feuchtigkeit muss nicht entfernt werden, da sie zusammen mit gekühlter Luft in den Raum abgegeben wird. Daher werden solche Monoblock-Geräte auch als Luftbefeuchter oder Verdunstungsklimaanlagen bezeichnet.
Der Kühlzyklus besteht aus mehreren Stufen:
- Der Hydrofilter ist mit Wasser aus einem speziellen Behälter unter dem Einfluss einer Entwässerungspumpe imprägniert.
- Der Luftstrom strömt durch einen mechanischen Filter und tritt in den Hydrofilter ein.
- hier gibt er seine Wärme an Wasser ab und es beginnt zu verdampfen, während es zu einer Abkühlung und Befeuchtung des Luftstroms kommt.
Der Betrieb der Klimaanlage ohne Luftkanal besteht darin, dass Wasser von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergeht und Wärme aus der Luft absorbiert.
Heizung
Wenn wir das Funktionsprinzip des Klimaanlagen-Verdampfers zum Heizen betrachten, dann unterscheidet es sich nicht von Fenstereinheiten und Mobilgeräten mit Luftkanal. In den Körper der Bodenverdampfereinheit ist ein Heizelement eingebaut, mit dem das Gerät im Modus eines Heizlüfters mit elektrischer Heizung betrieben werden kann. Die Außentemperatur unterliegt keinen Einschränkungen.
Das Funktionsprinzip aller Klimaanlagen: Boden-, Fenster- und Split-Systeme basiert auf der Fähigkeit der Flüssigkeit, während des Verdampfens und Kondensierens Wärme zu sammeln und abzugeben. Der Kühl- oder Heizzyklus kann jedoch aufgrund der Konstruktionsmerkmale des Geräts stark variieren.
