Das Gerät und das Funktionsprinzip von Split-Systemen, Mobil-, Fenster- und Verdunstungsklimaanlagen

Haushalts- und halbindustrielle Klimaanlagen gibt es je nach Konstruktion und Funktionsprinzip in zwei Arten: Monoblock- und Split-Systeme. Monoblöcke wiederum sind in mobile, Fenster- und Verdunstungsgeräte und Split-Systeme unterteilt - in Wand-, Kassetten-, Kanal-, Säulen- und Boden-Decke (universal).

Die Grundlage der Funktionsprinzipien verschiedener Klimasysteme

Split-Systeme und mobile sowie Fensterklimaanlagen haben ein anderes Funktionsprinzip, das jedoch auf der Eigenschaft jeglicher Flüssigkeiten beruht, bei der Verdunstung Wärme aufzunehmen und bei der Kondensation wieder abzugeben. Bei diesen Kühlvorrichtungen ist das Arbeitsfluid Freongas. Es zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf für Zweikomponentenblöcke und Monoblöcke.

Die Phasenübergangstemperatur, bei der das Gas flüssig wird und dann wieder in den Normalzustand zurückkehrt, hängt vom Betriebsdruck ab – je höher sie ist, desto höher ist die Phasenübergangstemperatur.

Damit flüssiges Freon kocht und der Luft Wärme entzieht, erzeugt der Kompressor im Verdampfer einen Druck, bei dem die Phasenübergangstemperatur niedriger ist als die Umgebungstemperatur. Wenn der Kompressor einen Druck erzeugt, bei dem die Phasenübergangstemperatur höher ist als die der Luft, nimmt Freon wieder einen gasförmigen Zustand an und gibt die aufgenommene Wärme über die Außeneinheit nach außen, also an die Straße, ab.

Wenn wir das Funktionsprinzip einer Bodenklimaanlage ohne Luftkanal betrachten, wird hier die gleiche Eigenschaft einer Flüssigkeit verwendet, aber der Arbeitsstoff ist Wasser und kein Freon. Es gibt keine geschlossene Schleife im Inneren des Instruments. Die Flüssigkeit wird von der Laugenpumpe nach oben gepumpt und verdampft unter dem Einfluss warmer Luft und gibt die Kühle nach außen ab. Tatsächlich ist es eher ein Verdampfer, keine Klimaanlage, da es die Luft gut befeuchtet, aber mittelmäßig kühlt.

Wie Split-Systeme funktionieren und ihre Varianten

Das Split-System besteht aus Außen- und Inneneinheiten. Das Außengehäuse enthält den Kompressor, die Steuerplatine, den Ventilator und den Verflüssiger. Die Hauptelemente des Innengeräts: Verdampfer, Lüfter, Filter, Temperatursensoren und Kondensatwanne.

Freon zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf. Es besteht aus:

• interne Spule - Verdunstungswärmetauscher;
• externer Wärmetauscher - Kondensator-Wärmetauscher;
• Kupferrohre verbinden - Freonleitung;
• ein Kompressor, der den Druck erhöht;
• Kapillarrohr in Haushaltssystemen;
• thermostatisches Expansionsventil (TRV) für halbindustrielle Einheiten.

Kapillarrohr und Expansionsventil haben ein gemeinsames Synonym - Drosselvorrichtung. Sie sorgen durch den hydraulischen Widerstand über die gesamte Länge für eine Druckdifferenz zwischen kondensierendem und verdampfendem Kältemittel.

Klimaanlagen, die die Luft erwärmen können, verfügen über ein 4-Wege-Ventil, das stellenweise zwei Wärmetauscher funktional verändert - der äußere ist für die Verdampfung des Kältemittels und der innere für die Kondensation verantwortlich.

Kühlarbeiten

Freon tritt in den Kompressor ein, wo sein Druck dreimal ansteigt und die Temperatur um 50-60 ° C ansteigt, dh es kommt zu einer Kompression.Dann gelangt es in den Kondensator und wird mit kälterer Luft geblasen, wonach es in einen flüssigen Zustand übergeht. Die Luft strömt durch den Kondensator-Wärmetauscher und wird durch die vom Freon erzeugte Wärme erwärmt.

Das Kältemittel strömt dann in ein spiralförmiges Kapillarrohr oder Expansionsventil, wo sein Druck abnimmt, die Temperatur sinkt und wenig Verdampfung auftritt. Der Verdunstungswärmetauscher wird mit Raumluft durchgeblasen, aber wenn kälteres Freon eindringt, kühlt es ab. Gleichzeitig nimmt das Kältemittel seine Wärme auf und geht in seinen ursprünglichen Zustand über. Dann wird der Zyklus wiederholt.

Beim Arbeiten in der Kälte besteht das Aktionsschema der Split-Klimaanlage aus 4 Hauptstufen: Verdichtung, Kondensation, Verdünnung und Verdunstung.

Heizungsarbeiten

Das Wesen des Funktionsprinzips der Split-System-Klimaanlage zum Heizen ändert sich nicht. Wenn das 4-Wege-Ventil die Funktionen der Geräte umschaltet, wenn sich die Richtung des Kältemittelflusses ändert, wird Luft von der Straße vom Außengerät entnommen, wo das Freon verdampft, und vom Innengerät in den Raum geleitet. bei dem das Kältemittel wieder in die gasförmige Phase übergeht.

Je niedriger die Außenlufttemperatur ist, desto schwieriger ist es, ihr Wärme zu entziehen, da die Differenz zwischen der Lufttemperatur und der Verdampfungstemperatur von Freon abnimmt und daher die Heizleistung aufgrund der Angleichung ihrer Werte abnimmt.

Präzisionsklimageräte

Präzisions-HVAC-Geräte unterscheiden sich in der Bedienung nicht vom Split-System, weisen jedoch eine Reihe von Merkmalen auf:

• Es kann 10 Jahre lang rund um die Uhr/365 betrieben werden, während ein Split-Haushaltssystem nicht länger als 2 Jahre hält.
• Es verfügt über einen leistungsstarken Lüfter, wodurch die Kühlqualität höher ist als bei einem Split. Luftströme einer bestimmten Temperatur werden gleichmäßig im Raum verteilt.
• Als Arbeitsstoff können Freon, Wasser oder Glykol dienen.
• Die Luftbefeuchtung erfolgt mit einem Elektrodendampferzeuger.

Präzisionsklimageräte werden in Serverräumen eingesetzt, in denen es erforderlich ist, eine bestimmte Temperatur und Luftfeuchtigkeit kontinuierlich aufrechtzuerhalten.

Inverter-Klimageräte

Das Funktionsprinzip einer Inverter-Klimaanlage ist das gleiche wie bei einer herkömmlichen Klimaanlage. Der Unterschied zwischen Klimageräten vom Invertertyp liegt in der Betriebsartensteuerung. Bei einem konventionellen Split-System wird der Kompressor bei Erreichen der eingestellten Temperatur abgeschaltet. Wenn sich die Temperatur nach oben ändert, startet das Gebläse. Somit arbeitet das System mit voller Kapazität, jedoch intermittierend.

Umrichtermotoren verfügen über eine Frequenzumrichterplatine, die die Standardfrequenz des Stromnetzes ändert. Der Ventilator hört nicht auf zu arbeiten, wenn die Temperaturnorm erreicht ist: Er verlangsamt die Rotation allmählich und wenn sich die Luft um 1 Grad erwärmt, erhöht er die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit.

Die Vorteile einer solchen Steuerung liegen in der Langlebigkeit der Geräte und in der Stromeinsparung von bis zu 30% im Vergleich zu Nicht-Inverter-Split-Systemen.

Kanalklimasystem

Von der Inneneinheit des Kanalklimageräts geht ein System von Zu- und Abluftkanälen aus, durch die warme Luft angesaugt und kalte Luft einem oder mehreren Räumen zugeführt wird.

Geräte dieser Art haben die Funktion, Frischluft von der Straße bis zu 30% zu mischen.

Die Installation einer Kanalklimaanlage erfolgt am besten in der Bauphase - das Gerät wird zusammen mit dem Lüftungssystem unter der Decke installiert.

So funktionieren mobile Klimaanlagen

Kühlung

Beim ersten Strom wird der Verflüssiger durch die durchströmende bereits abgekühlte Luft gekühlt. Der warme Strom wird über einen gewellten Ablaufschlauch nach außen abgeführt. Zur Kühlung des Raumes wird ein zweiter Luftstrom benötigt. Durch den Verdampfer strömende warme Luft gibt Wärme an Freon ab und senkt seine Temperatur, bevor sie durch die Verteilungsgitter am Körper in den Raum zurückkehrt.Gleichzeitig erzeugt der Kompressor den erforderlichen Druck und der Radialventilator sorgt für die Luftansaugung und das Abblasen der Wärmetauscher. So ist das Funktionsprinzip von mobilen Klimaanlagen zum Kühlen aufgebaut.

Wenn wir über das Funktionsprinzip einer mobilen Klimaanlage mit Luftkanal sprechen, besteht der Unterschied darin, dass sich im Gehäuse zwei abgedichtete Fächer mit zwei verschiedenen Spulen befinden. Im unteren befindet sich ein Kondensationswärmetauscher und im oberen ein Verdunstungswärmetauscher.

Heizung

Im beheizten Zustand arbeitet der Monoblock in der Regel im Heizlüftermodus und der Luftkanal wird von außen mit einem Stopfen verschlossen, damit keine kalte Straßenluft in das Gerät eindringt. Die von der Außenumgebung isolierte Klimaanlage kann bei jedem Frost funktionieren.

Das Funktionsprinzip der Klimaanlage zum Heizen basiert in diesem Fall nicht auf der Umlenkung des Kältemittels in die andere Richtung, sondern auf der elektrischen Heizung durch keramische Heizelemente, die ein mobiles Gerät in eine typische Heizung verwandeln.

Kühlen und heizen mit Fensterklimaanlagen

Die Funktionsweise der Fenstereinheit unterscheidet sich praktisch nicht vom Funktionsprinzip der Bodenklimaanlage. Es hat auch zwei Fächer: In einem befindet sich ein Verdunstungswärmetauscher und im Außenbereich ein Kondensator.

Kühlung

Beim Abkühlen zirkuliert Freon zwischen den beiden Spulen. Ein Radialventilator saugt Luft aus dem Raum, leitet sie durch einen Grobfilter und bläst sie um den Verdunstungswärmetauscher. Aufgrund der Temperaturdifferenz und des injizierten Drucks gibt die Luft Wärme an das Freon ab und kühlt sich ab, um in den Raum zurückzukehren. Das Kühlmittel bewegt sich zu diesem Zeitpunkt zum Wärmetauscher an der Außenseite der Fenstereinheit, wo Wärme an die vom Axiallüfter durch die Seitengitter geblasene Luft übertragen wird.

Heizung

Wenn wir über das Funktionsprinzip einer Fensterklimaanlage zum Heizen sprechen, werden auch hier eingebaute Heizelemente verwendet, die es ermöglichen, das Kühlgerät in eine vollwertige Heizung zu verwandeln. Bis -15 ° C erwärmt ein solcher Monoblock die Raumluft richtig.

Wie Verdunstungsklimaanlagen funktionieren

Verdunstungsklimaanlagen haben keine Freonkreisläufe mit Wärmetauschern und Kompressoren. Das Airless-Bodengerät enthält folgende Elemente:

• Ventilator;
• Entwässerungspumpe;
• poröser Hydrofilter;
• grober Luftfilter;
• Behälter für kaltes Wasser.

Das Arbeitsmedium ist kaltes Wasser, in das zur effizienteren Kühlung zusätzlich Eis gelegt wird.

Kühlung

Feuchtigkeit muss nicht entfernt werden, da sie zusammen mit der gekühlten Luft in den Raum abgegeben wird, daher werden solche Monoblockgeräte auch als Luftbefeuchter oder Verdunstungsklimageräte bezeichnet.

Der Kühlkreislauf besteht aus mehreren Stufen:

• der Hydrofilter wird mit Wasser getränkt, das aus einem speziellen Behälter unter dem Einfluss einer Abflusspumpe kommt;
• der Luftstrom passiert einen mechanischen Filter und tritt in den Hydrofilter ein;
• hier gibt es seine Wärme an das Wasser ab und es beginnt zu verdunsten, während der Luftstrom gekühlt und befeuchtet wird.

Der Betrieb einer Klimaanlage ohne Luftkanal besteht darin, dass Wasser von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergeht und Wärme aus der Luft aufnimmt.

Heizung

Wenn wir das Funktionsprinzip eines Klimaanlagen-Verdampfers zum Heizen betrachten, unterscheidet es sich nicht von Fenstereinheiten und mobilen Einheiten mit Luftkanal. Im Gehäuse des Bodenverdampfers ist ein Heizelement eingebaut, das den Betrieb des Gerätes im Modus eines elektrisch beheizten Heizlüfters ermöglicht. Bei der Außentemperatur gibt es keine Einschränkungen.

Die Funktionsprinzipien aller Klimaanlagen: Boden-, Fenster- und Split-Systeme basieren auf der Eigenschaft einer Flüssigkeit, bei Verdunstung und Kondensation Wärme aufzunehmen und abzugeben, jedoch kann der Kühl- bzw Gerät.