Kako deluje klimatska naprava: načelo delovanja klimatske naprave, njena zgradba in tehnična shema

Ključ do dolgotrajnega in učinkovitega delovanja klimatske naprave je njena pravilna uporaba in redno vzdrževanje. Se strinjate? Toda da bi preprečili okvare te nikakor poceni opreme, je priporočljivo preučiti njeno zgradbo in pregledati načelo delovanja klimatske naprave.

Prav ta vprašanja bomo obravnavali v našem gradivu – podrobno bomo analizirali osnovne konstrukcijske elemente tipične klimatske opreme. Prav tako bomo govorili o načelu in posebnostih njenega delovanja ter predstavili tipično shemo. Članek bomo dopolnili s preglednimi fotografijami in koristnimi videopriporočili.

Zgradba tipične klimatske naprave

Težko si je zamisliti udobno življenje sodobnega človeka brez klimatske naprave. In da pri njeni uporabi uporabnik ne bi imel težav in okvar, je priporočljivo, da se na splošno seznani z zgradbo in načelom delovanja te vrste klimatske opreme. O osnovnih sklopih in konstrukcijskih elementih klimatske naprave bomo govorili v nadaljevanju.

Osnovni konstrukcijski elementi opreme

Če bi uporabnik videl klimatsko napravo, ki povečuje udobje njegovega bivanja, v prerezu, bi tam našel precej konstrukcijskih elementov in sklopov. Del jih služi za upravljanje agregata, pomaga standardni elektroniki in uporabniku pri nadzoru stanja.

Glavni elementi konstrukcije, ki vplivajo na funkcionalnost, pa so:

• uparjalnik, ki se nahaja v notranji enoti klimatske naprave in je namenjen zagotavljanju absorpcije toplote s strani uporabljenega hladilnega sredstva pri prehodu v plinasto stanje;
• kondenzator – ta konstrukcijski element se nahaja v zunanji enoti klimatske naprave in je namenjen zagotavljanju prehoda obstoječega hladilnega sredstva v tekoče stanje, pri čemer se hkrati sprošča toplota.

V svojem bistvu sta oba elementa radiatorja. Zavzemata pomemben del v konstrukciji enot klimatske naprave. To je potrebno za zagotavljanje učinkovite izmenjave toplote med hladilnim sredstvom in zrakom.

Na shemi je prikazana notranja enota tipične klimatske naprave, ne glede na znamko, model in zmogljivost. Njen glavni element je vedno uparjalnik, ki zavzema večji del ohišja.

Uparjalnik in kondenzator predstavljata konstrukcijo, sestavljeno iz bakrenih cevi majhnega premera, na katere so nameščene prečne aluminijaste plošče, ki naj bi povečale hitrost izmenjave toplote.

Kaj še vpliva na delovanje klimatskih naprav?

Poleg zgoraj naštetih uparjalnika in kondenzatorja je še nekaj konstrukcijskih elementov, ki zagotavljajo učinkovitost klimatske opreme.

Sem spadajo:

• ventilatorji;
• kompresor;
• termostatski ekspanzijski ventil (ventil).

Takšne naprave, kot so ventilatorji, so nameščene v vsaki enoti klimatske naprave. Njihova naloga je povečanje zračnih tokov, ki pihajo čez uparjalnik ali kondenzator. To bistveno povečuje zmogljivost sistema kot celote.

Kompresor lahko povsem upravičeno imenujemo srce vsake sodobne klimatske naprave. Razlog je v tem, da prav on omogoča premikanje hladilnega sredstva po hladilnem krogu. Ta je običajno sestavljen iz bakrenih cevk.

Na shemi je prikazana zunanja enota sodobne klimatske naprave. Njen glavni element je tradicionalno kondenzator, ki je označen z modro barvo. Ob tem konstrukcijskem elementu je nameščen ventilator, brez katerega ni mogoče doseči učinkovitega delovanja sistema.

Poleg tega je kompresor namenjen stiskanju hladilnega sredstva za uparjalnikom. To prav tako povečuje zmogljivost katere koli klimatske naprave.

O diagnostiki kompresorja in posebnostih odpravljanja napak smo govorili v tem članku.

Termostatski ekspanzijski ventil je namenjen zniževanju tlaka hladilnega sredstva pred uparjalnikom. Ta lastnost omogoča boljšo izmenjavo toplote.

Vloga hladilnega sredstva pri delovanju klimatske opreme

Vsaka sodobna klimatska naprava je tehnični sistem, sestavljen iz več sklopov in delov. Vendar so vsi ti neuporabni brez hladilnega sredstva, ki je snov, ki zlahka prehaja iz tekočega v plinasto stanje in obratno. Pri tem sprošča ali absorbira znatno količino toplote.

Obstaja več kot 40 vrst freona, vendar se kot hladilno sredstvo uporablja le nekaj izmed njih. Pri tem je danes najbolj zaželen R-22 – z njim je napolnjenih več kot 98 % klimatskih naprav. Vendar se je treba zavedati, da so njegovi dnevi šteti in to je treba upoštevati pri nakupu klimatske opreme.

Kot hladilno sredstvo že mnogo desetletij uporabljajo različne vrste snovi, imenovane freon – to je predvsem mešanica etana in metana. Glavna značilnost omenjene snovi je nizko vrelišče. Do njega pride pri 5-10 °C. Pri tem se freon med izhlapevanjem lahko segreje do 70-90°. Te njegove lastnosti omogočajo odvajanje ogromne količine toplote, in sicer dovolj hitro.

Poleg tega je omenjeno hladilno sredstvo brezbarvno, brez vonja in, kar je najpomembneje, neškodljivo za zdravje uporabnikov. Hkrati ima danes najbolj zahtevana vrsta freona (R-22) negativen vpliv na ozonski plašč ozračja. Zato, če vam ni vseeno za okoljske težave, potem bi morali nabaviti klimatske naprave, ki delujejo s hladilnim sredstvom R-410. Ki ne uničuje zaščitnih plasti ozračja.

Na fotografiji je prikazano polnjenje klimatske naprave s freonom. Vendar se je treba spomniti, da je treba v skladu s tako imenovanim Montrealskim protokolom uporabo freona R-22 prenehati do leta 2030. In to je zelo pomembna točka. Ker manj časa kot ostane do navedenega roka, manj smiselno je nabavljati klimatske naprave, ki delujejo na škodljivo hladilno sredstvo.

V praksi se polnjenje klimatske naprave s freonom izvaja dovolj redko. Na primer po popravilu, vzdrževanju, puščanju. In v vsakem od primerov omenjeno hladilno sredstvo (R-410) ne bo škodovalo zdravju uporabnikov in njihovih ljubljenčkov.

Načelo delovanja in shema klimatske naprave

Klimatska naprava se zdi dokaj preprosta oprema, katere glavne konstrukcijske enote ne predstavljajo posebne zahtevnosti. Zato podrobno analizirajmo njen princip delovanja, ki je prav tako izjemno preprost.

Kako deluje tipična klimatska naprava?

Med izhlapevanjem tekočine absorbirajo toploto, in sicer aktivno, med kondenzacijo (prehod iz plinastega stanja nazaj v tekoče) pa jo oddajajo. In omenjeni fizikalni pojavi so tradicionalno osnova principa delovanja klimatskih naprav.

Prepričati se, da je omenjeni način odvajanja toplote učinkovit, lahko tudi v domačih pogojih. Na primer z nanosom katere koli alkoholne raztopine na površino svoje kože, ki ob hitrem izhlapevanju pusti občutek mraza. Ker se toplota s površine telesa absorbira in odvaja vstran.

Preprosto povedano, osnova delovanja katere koli sodobne klimatske naprave so postopki vrenja (z absorpcijo toplote) in kondenzacije (z oddajanjem toplote). Pri omenjenih procesih pride do absorpcije/oddajanja toplote v skladu s formulami, prikazanimi na grafu. Kjer je Q količina toplote, L je specifična izparilna toplota, m pa označuje maso snovi.

Prav tako se dogaja v notranjosti. Razlog je v tem, da tekoče hladilno sredstvo, ko vstopi v notranjo enoto klimatske naprave, aktivno in v velikih količinah absorbira odvečno toploto, pri čemer se njegova temperatura znatno zviša.

Posledično izhlapi in se premakne v zunanjo enoto (običajno nameščeno zunaj stavbe). Kjer pod vplivom hladnejšega zraka, ki ga ventilator v velikih količinah dovaja, poteka obratni proces.

Na fotografiji je prikazan izpaparjalnik klimatske naprave. Ta po svojem videzu spominja na običajni radiator. Pravzaprav tudi je. Ker konstrukcija tega elementa zagotavlja čim bolj učinkovito pihanje toplega sobnega zraka, iz katerega hladilno sredstvo absorbira toploto, zato v sobi postane hladneje.

To pomeni, da pride do kondenzacije, zaradi katere hladilno sredstvo ponovno postane tekoče, pri čemer se ustrezno sprošča toplota. Nato sledi nov cikel in tako v nedogled.

Principialna shema delovanja opreme

Ne glede na vrsto, tip in naziv klimatske naprave je postopek hlajenja zraka vedno enak. Tako je po vklopu hladilno sredstvo dovedeno v izpaparjalnik. Pri tem je njegov tlak 3–5 atmosfer, temperatura pa v območju 10–20 °C.

Nato se v plinastem stanju freon premakne v kompresor. In takoj se stisne na 15–20 atmosfer. Poleg tega se hladilno sredstvo segreje na 70–90 °C.

Na shemi je v poenostavljeni obliki prikazano načelo delovanja katere koli sodobne klimatske naprave. Na sliki je prikazano, da ohlajeno hladilno sredstvo v kondenzatorju vstopi v regulator pretoka (termostatski ekspanzijski ventil). Kjer se njegov tlak zmanjša, kar omogoča, da tekočina še bolj ohladi. Nato se hladilno sredstvo prenese v izpaparjalnik, kjer poteka glavni postopek. To je hlajenje zraka s sočasnim segrevanjem hladilnega sredstva.

Nato se plin prenese v kondenzator, ki ga ventilator aktivno piha. Zaradi vpliva dovedenega zraka z nižjo temperaturo freon sprosti toploto, kar povzroči njegov prehod v tekoče stanje.

Kljub temu njegova temperatura ostaja 10–20 °C višja od primerljive vrednosti okoliškega zraka. Ta težava se reši v trenutku, ko tekočina prehaja skozi termostatski ekspanzijski ventil. Kjer se tlak hladilnega sredstva ponovno zmanjša na majhnih 3–5 atmosfer. To omogoča freonu, da se dodatno ohladi in je pripravljen na nov cikel absorbcije toplote, zato se ponovno dovaja v izpaparjalnik.

Na sliki je prikazana principialna shema klimatske naprave. Pri tem je ena enota, opremljena z izparilnikom, nameščena v notranjosti prostora. Druga, s kondenzatorjem, pa je zunaj. To omogoča, da je postopek izmenjave toplote čim bolj učinkovit. Poleg tega je v enoti, ki je nameščena zunaj, vedno nameščen kompresor, ki je najbolj hrupen del konstrukcije.

Posebnosti delovanja klimatske naprave

Za delovanje klimatske naprave je potrebna električna energija, vendar je to ugodno, saj ima precej visok izkoristek.

A če so v omrežju redna nihanja napetosti, je treba, da bi se izognili okvari te vrste klimatske opreme, takoj namestiti tudi stabilizator.

Kljub preprostemu in učinkovitemu načinu izmenjave toplote je treba vedno upoštevati, da bo klimatska naprava ustrezala navedenim lastnostim le ob rednem tehničnem vzdrževanju.

Zaključki in koristen video na to temo

Spodaj priložen videoposnetek bo pomagal poglobiti in utrditi pridobljeno znanje o temi.

Načelo delovanja katere koli klimatske naprave, ne glede na znamko, vrsto, je precej preprosto. Temelji namreč na najpreprostejših fizikalnih pojavih. Hkrati je treba upoštevati, da ima klimatska oprema različne tehnične lastnosti. Poleg tega se klimatske naprave razlikujejo po zanesljivosti, učinkovitosti in udobju upravljanja. Upoštevati je treba tudi prihodnji prehod na varno hladilno sredstvo (freon), saj lahko ta značilnost povzroči finančne izgube.

Ali želite dopolniti zgoraj navedeno gradivo z uporabnimi informacijami ali pripombami? Ali imate še kakšna vprašanja o temi našega članka? Zastavite jih našim strokovnjakom in drugim obiskovalcem spletnega mesta v spodaj nameščenem bloku za povratne informacije.