Компрессор в кондиционере: зачем нужен, как устроен, виды, схема

Без компрессора, который входит в состав четырех важнейших элементов кондиционера или сплит-системы, невозможно осуществить цикл охлаждения. В первую очередь компрессор отвечает за то, чтобы холодильный агент циркулировал по контуру.

Зачем нужен компрессор в кондиционере и какие функции выполняет

Компрессор втягивает в себя фреон в газообразном состоянии, потом сжимает, повышая давление и в состоянии газа нагнетает его в пневматический конденсатор. При этом именно компрессор обеспечивает минимальный уровень вибрации при работе и осуществлении технологического процесса изменения давления фреона.

Научное объяснение

Кроме сжатия фреона, компрессор осуществляет поддержания режима постоянной циркуляции.

К основным характеристикам компрессорных установок относят:

• Степень компрессии. По-другому этот параметр называют степенью сжатия или максимальным соотношением давления паров фреона на выходе к максимальному значению на входе.
• Объем хладагента. Этот параметр варьируется от длины фреоновой трасы и мощности самого устройства. Как правило, длина составляет от 3 до 5 метров, но ни в коем случае не менее 3 метров.

Суть дела - простыми словами

Представьте, что за окном +10°С, а в помещении +25°С. Как бы вы предложили охлаждать воздух в помещении? Правильно, открыть окно.

Почему в этой ситуации, чтобы охладить воздух в помещении, достаточно просто открыть окно? Ответ прост: потому что на улице холоднее, чем в помещении. Наружный воздух попадет в комнату и охладит её.

Компрессор не только сжимает газ, но и нагревает его! Это очень важно в кондиционерах!

Теперь другой пример. Представьте, что за окном +35°С, а в помещении +25°С. Как вы предложите охладить помещение теперь?

Открыть окно не получится - в комнате станет только жарче. Нужен другой способ. А для его реализации нужен холодильный цикл на базе компрессора. Он воплощён в кондиционере.

Иными словами, охладить что-либо за счет чего-то более холодного легко: это произойдет автоматически за счет естественного теплообмена. А для того, чтобы охладить что-то холодное за счет более горячего - нужен компрессор.

Что на самом деле делает компрессор в кондиционере

Принято считать, что компрессор сжимает хлагагент, повышает его давление. Это необходимо для последующего процесса конденсации.

На самом деле, если вдуматься в суть парокомпрессионного холодильного цикла, то компрессор нужен не только для того, чтобы сжать хладагент, а ещё и для того, чтобы НАГРЕТЬ его до температуры ВЫШЕ, чем наружный воздух. Нагреть - вот что важно! Именно потому что после компрессора он нагрет, в конденсаторе он отдаёт тепло наружному воздуху. Если бы хладагент сжали, но не нагрели, тепло наружу не могло бы быть передано.

Допустим, компрессор сжал фреон в 5 раз и нагрел на 45°С (с 15°С до 60°С). В конденсаторе фреон остыл на 15°С, не меняя давления. В дросселе (ТРВ) фреон расширился в те же 5 раз, и при этом остыл на те же 45°С, что и в компрессоре. Итоговая температура фреона - 0°С. Это и есть тот самый холод, который охлаждает помещение. Внутренний воздух обдувает испаритель, температура которого постепенно растет до 15°С. Сам воздух при этом охлаждается до 15-17°С и радует нас своей прохладой.

Так вот если бы компрессор не нагрел бы фреон выше наружной температуры, и фреон бы не остыл в конденсаторе на 15°C, то попал он бы в испаритель с температурой 15°C и не смог бы охладить внутренний воздух. Именно благодаря тому что на выходе из компрессора температура хладагента достигает 60-70°С, становится возможным сбросить тепло на улицу. И именно для этого нагрева нужен компрессор в кондиционере.

Как устроен компрессор: основные элементы, виды

Рассмотрим основные виды компрессоров, которые применяются в кондиционерах и сплит-системах, и походу рассмотрим нюансы их устройства.

Роторные компрессоры

В сплит-системах этот тип компрессоров максимально распространен. Большая их часть производится в Японии, Китае (80% от общего числа компрессоров) и остальных передовых странах Юго-Восточной Азии.

Спиральные компрессоры

Монтируются в установках, которые используются для коррекции климата в больших жилых и индустриальных помещениях. Спиральные компрессора являются элементом бытовых и полупромышленных кондиционерах, а также в промышленных холодильных установках.

Винтовые компрессоры

Благодаря большой мощности, такие компрессорные установки монтируются в промышленных сплит-системах и кондиционерах, чиллерах с воздушным и водяным охладительным контуром. В настоящее время винтовые компрессоры монтируют во многих моделях коммерческих кондиционеров.

Компрессоры центробежного типа

Востребованы в промышлленых охладительных установках.

Поршневые компрессоры

Данный вид можно считать морально устаревшим, так как конструктивно и технологически он является прародителем всех автоматических компрессорных установок. В настоящее время он используется в холодильной технике первого поколения.

Компрессора данного типа дооснащаются электрическими двигателями с вертикальным расположением вала, не издающим большого шума при работе.

Компрессора нового поколения

Линейные компрессоры

Инновационными данные установки сделала возможность использования магнитных приводов, которые обеспечивают возвратно-поступательное движение поршня. Вал при этом не требуется. Такие компрессора отличаются низким уровнем шума, высокой производительностью, эффективностью и компактностью.

Ротационные компрессоры

Циркуляция фреона обеспечивается вариацией давления между камерой нагнетения и всасывания, которая обеспечивается вращением ротора. Такие компрессора отличаются компактным размером и намного большей производительностью в сравнении с поршневыми установками.

Как работает: алгоритм, принцип работы

Компрессор магистрально соединен с конденсатором и испарителем. В качестве магистралей используются медные трубки тонкого сечения. Таким образом создается контур охлаждения, по которому циркулирует фреон с малым количеством компрессорного масла.

Технологически в компрессоре происходят следующие последовательные процессы:

• Из испарителя в компрессор циркулирует фреон (о рабочих диапазонах давления и температуры нами было написано выше).
• В компрессоре происходит сжатие фреона. Сжатие по законам физики приводит к ускорению движения корпускул вещества, а значит и к нагреву.
• На конденсатор воздействует струя воздуха, который по температуре ниже, чем фреон. В итоге фреон начинает остывать и переходит из газообразного вещества в жидкое, при этом происходит дополнительное выделение тепловой энергии.

Далее происходят технологические процессы, сопровождающие работу кондиционера, но компрессор обслуживает только те, которые описаны выше. Процессы, которые описаны выше характерны для абсолютного числа компрессоров вне зависимости от моделей и производителя.

Схема работы компрессора

Рассмотрим работу двух типовых установок компрессоров, которые используются в кондиционерах и иных климатических установках.

Кроме домашних сплит-систем компрессорами обеспечиваются и климатические установки внутри автомобилей. По сути, компрессор является нагнетателем вытеснительного принципа действия.

Компрессор кондиционера

С помощью нагнетателя происходит «всас» охлажденного фреона из зоны разряжения, при этом сам фреон пребывает в газообразном состоянии. Сжатием повышается давление, а вследствие и температура фреона. Для будущего охлаждения – это главные технологические условия.

Схемы работы кондиционеров подразумевают совместное применение со следующими видами установок:

• Аксиально-поршневые.
• Аксиально-поршневые диском, который вращается наклонно.
• Роторные или лопастные.
• Спиральные.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Наклонный диск приводится в движение приводным валом. При вращении диск заставляет поршни двигаться возвратно-поступательно. Движение поршней параллельно валу. Количество поршней варьируется в зависимости от мощности – их может быть 3, 5, 7 или 10. Количеством поршней формируется рабочий такт совместно с открыванием-закрыванием клапанов.

Важными параметрами, которые обязательно указываются в рабочей схеме, являются:

• Мощность. Зависит от частоты вращения компрессорного вала. Диапазон варьируется от 0 до 5000-6000 об/мин.
• Зависимость от скорости работы двигателя. Чтобы нивелировать этот параметр, используются установки с изменяемым рабочим объемом. Для это применяется компенсирующий наклонный диск.

Для того чтобы изменить угол наклона диска, необходимо использовать пружины в корпусе. Их затягивание или ослабление приводит к изменению геометрической проекции расположения диска на валу. Таким образом происходит изменение параметров производительности.

Как компрессор выглядит в разрезе

Ниже представлена модель кондиционера в разрезе с указанием составных частей:

Как найти компрессор в кондиционере и где он находится

Расположение компрессора в кондиционере зависит от конкретной модели, но в самых распространенных настенных сплит-системах компрессор монтируется в наружном блоке. Такое расположение позволяет в значительной мере снизить шум при работе.

Теперь несколько слов о том, как найти компрессор:

• Он является самой большой механической частью конструкции.
• Соединен тонкими напорными магистралями, как правило – это медные трубки.
• При работе механизмов возникает шум.
• Конструктивно соединен с электродвигателем (или иным приводом) в одном корпусе.

Для того чтобы обнаружить его, необходимо демонтировать крышку наружного блока.

В данной статье были разобраны все нюансы, которыми сопровождается работа компрессора в сплит-системах и кондиционерах. Используя, данные, которые были представлены выше, можно не только организовать правильную эксплуатацию, но и в значительной мере увеличить срок эксплуатации установки.