Els climatitzadors domèstics i semiindustrials 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, finestrals i evaporadors, i els sistemes de divisió es divideixen en parets, casset, conductes, columnes i pisos a sostre (universals).
La base dels principis de funcionament de diversos sistemes climàtics
Els sistemes de divisió i dispositius mòbils, així com els aparells d’aire condicionat de finestres tenen un principi de funcionament diferent, però es basen en la propietat dels líquids per recollir calor durant l’evaporació i alliberar-la durant la condensació. En aquests dispositius de refrigeració, el fluid de treball és gas freó. Circula en un circuit tancat en blocs de dos components i monoblocs.
La temperatura de la fase de transició, quan el gas es torna líquid i, de nou, torna al seu estat normal, depèn de la pressió de treball, com més alta sigui, més alta és la temperatura de transició de fase.
Per tal que el freó líquid bulli i prengui calor de l’aire, el compressor crea una pressió a l’evaporador en què 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 els indicadors de l’aire, el freó torna a agafar un estat gasós i transfereix la calor recollida a l’exterior, és a dir, al carrer, a través de la unitat externa.
Si considerem el principi de funcionament d’un aire condicionat a l’aire lliure sense conducte d’aire, es fa servir aquí la mateixa propietat del líquid, però la substància de treball és l’aigua, no el freó. No hi ha cap bucle tancat dins del dispositiu. El líquid és bombat per la bomba de drenatge i s’evapora sota la influència de l’aire càlid, donant un aire fresc. De fet, és més un evaporador que un aire condicionat, ja que humiteja bé l’aire i el refreda mediocre.
Com funcionen els sistemes dividits i les seves varietats
El sistema de divisió consisteix en unitats exteriors i interiors. A l'exterior hi ha un compressor, placa de control, ventilador i condensador. Els elements principals de la unitat interior: evaporador, ventilador, filtres, sensors de temperatura i paella de condensat.
Freon circula en un circuit tancat. Consisteix en:
- bobina interna - intercanviador de calor evaporatiu;
- bobina externa - intercanviador de calor de condensador;
- connexió de tubs de coure - autònom de freó;
- 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 com a dispositiu d’acceleració. Proporcionen la diferència entre la pressió de condensació i el punt d’ebullició del refrigerant per la resistència hidràulica al llarg de tota la longitud.
Els aparells d’aire condicionat, que poden dur a terme un escalfament d’aire, tenen una vàlvula de 4 vies que intercanvia funcionalment dos intercanviadors de calor en alguns llocs: l’extern és responsable de l’evaporació del refrigerant i l’interior és responsable de la seva condensació.
Treballs de refrigeració
Freon entra al compressor, on la seva pressió augmenta 3 vegades, i la temperatura puja 50-60 ° C, és a dir, es produeix la compressió. Aleshores s’endinsa en el condensador i es bufa amb l’aire més fred, després d’això entra en estat líquid. L’aire passa a través d’un intercanviador de calor del condensador i s’escalfa per la calor alliberada pel freó.
A continuació, el refrigerant es trasllada a un tub capil·lar en forma d’espiral o a una junta d’expansió, on la seva pressió disminueix, la temperatura disminueix i es produeix una lleugera evaporació.L'intercanviador de calor evaporatiu es purga amb aire ambient, però es refreda quan entra un freó més fresc. En aquest cas, el refrigerant pren la seva calor i torna al seu estat original. A continuació, es repeteix el cicle.
Quan es treballa en fred, el sistema d’aire condicionat del sistema de divisió consta de 4 etapes principals: compressió, condensació, rarefacció i evaporació.
Treballs de calefacció
L’essència del principi de funcionament d’un climatitzador d’un sistema dividit 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, l’aire exterior es porta al carrer per on s’evapora el freó i la unitat interior l’entrega a l’habitació, en què el refrigerant torna a passar a la fase gasosa.
Com més baixa sigui la temperatura de l’aire exterior, més difícil és extreure calor d’aquesta, ja que la diferència entre la temperatura de l’aire i la temperatura d’evaporació del freó disminueix, per tant, la capacitat de calefacció disminueix a causa de la igualació dels seus valors.
Aire condicionat de precisió
La tecnologia climàtica de precisió segons el principi de funcionament no difereix d'un sistema dividit, però té diverses característiques:
- És capaç de treballar el 24/7/365 durant 10 anys, mentre que el sistema de divisió domèstica no durarà més de 2 anys.
- Té un potent ventilador, a causa del qual la qualitat de refrigeració és superior a la de la divisió. Els fluxos d’aire d’una temperatura determinada es distribueixen uniformement per tota la sala.
- El freó, l’aigua o el glicol poden actuar com a substància de treball.
- La humidificació es realitza mitjançant un generador de vapor tipus elèctrode.
Els aparells d’aire condicionat de precisió s’utilitzen a les habitacions del servidor, on cal mantenir ininterrompudament una certa temperatura i humitat.
Aire condicionat d’inversor
El principi de funcionament del climatitzador inversor és el mateix que un convencional. La diferència entre els equips climàtics de tipus inversor és la gestió del mode de funcionament. En un sistema de repartiment convencional, quan s’arriba a la temperatura ajustada, el compressor s’apaga. Quan la temperatura canvia, el sobrealimentador comença a disparar. Així, el sistema funciona a tota potència, però de forma intermitent.
Als motors inversors hi ha una placa convertidora de freqüència, que canvia la freqüència estàndard de la xarxa elèctrica. El ventilador no deixa 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 sistemes de divisió no inverter.
Sistema climàtic del canal
Un sistema de conductes d’entrada i sortida surt de la unitat interior del climatitzador de canal, a través del qual s’introdueix aire càlid i es subministra fred a una o diverses habitacions.
Els equips d’aquest tipus tenen la funció de barrejar l’aire fresc del carrer fins a un 30%.
La instal·lació d’un aire condicionat tipus conducte es realitza millor en l’etapa de la construcció dels edificis: la unitat s’instal·la sota el sostre junt amb un sistema de ventilació.
El principi de funcionament dels aparells d’aire condicionat mòbil
Refredament
Amb el primer corrent, el condensador es refreda a causa del pas d’aire ja refredat. El corrent càlid es desemboca a través de la mànega de descàrrega ondulada. Es necessita un segon flux d’aire per refredar l’habitació. Al passar per l’evaporador, l’aire càlid desprèn calor al freó i baixa la seva temperatura, després d’això torna a l’habitació a través de reixes de distribució de l’allotjament. El compressor crea la pressió necessària i un ventilador centrífug proporciona entrada d’aire i bescanviadors de calor. De manera que es construeix el principi de climatització mòbil per refrigeració
Si parlem del principi de funcionament d’un aparell d’aire condicionat mòbil amb conducte d’aire, la diferència és que en el cas hi ha dos compartiments segellats amb dues bobines diferents. A la part inferior es troba un intercanviador de calor de condensador, i a la part superior un intercanviador de calor evaporatiu.
Calefacció
Quan s'escalfa, el monobloque funciona generalment en mode calefactor del ventilador i el conducte es tanca amb un endoll a l'exterior perquè l'aire fred del carrer no entri a l'aparell. El condicionador aïllat de l’ambient extern pot funcionar a qualsevol gelada.
El principi de funcionament de l’aire condicionat per a la calefacció en aquest cas es basa no en redirigir el refrigerant cap a un altre costat, sinó en la calefacció elèctrica a causa d’elements de calefacció de ceràmica, que converteixen el dispositiu mòbil en un escalfador típic.
Refrigeració i calefacció de l’aire condicionat de les finestres
El funcionament d’una unitat de finestra no és pràcticament diferent del principi de funcionament d’un climatitzador exterior. També té dos compartiments: en un hi ha un intercanviador de calor evaporatiu, i en el de sortida hi ha un condensador.
Refredament
Quan es refreda, el freó circula entre dues bobines. Un ventilador centrífug treu aire de l'habitació, passant per un filtre gruixut i bufa per l'intercanviador de calor evaporatiu. A causa de la diferència de temperatura i de la pressió injectada, l’aire desprèn calor per freonar-se i refredar-se en direcció a l’habitació. En aquest moment, el refrigerant es trasllada a l’intercanviador de calor de l’exterior de la unitat de la finestra, on la calor és transferida a l’aire bombat pel ventilador axial a través de les reixes laterals.
Calefacció
Si parlem del principi de funcionament d’un aparell d’aire condicionat per finestres per a la calefacció, també s’utilitzen elements de calefacció integrats, que permeten convertir un dispositiu de refrigeració en un escalfador complet. Fins a -15 ºC, una barra de llaminadures escalfarà adequadament l’aire de l’habitació.
Com funcionen els condicionadors d’aire evaporadors
Als condicionadors d’aire evaporatius no hi ha circuits de freó amb intercanviadors de calor i compressors. L'estructura de la unitat de sòl sense aire inclou els següents elements:
- ventall;
- bomba de drenatge;
- hidro-filtre porós;
- filtre d’aire gruixut;
- capacitat d'aigua freda.
El líquid de treball és l’aigua freda, en la qual es posa addicionalment gel per un refredament més eficient.
Refredament
No cal eliminar la humitat, ja que s’allibera a l’habitació juntament amb l’aire refrigerat, per tant, aquests dispositius monobloc també s’anomenen humidificadors o aparells d’aire condicionat evaporadors.
El cicle de refrigeració consta de diverses etapes:
- l’hidro-filtre s’impregna d’aigua procedent d’un contenidor especial sota la influència d’una bomba de drenatge;
- el flux d’aire passa per un filtre mecànic i entra a l’hidro-filtre;
- aquí dóna la seva calor a l’aigua i comença a evaporar-se, mentre es produeix el refredament i la humidificació del flux d’aire.
El funcionament de l’aire condicionat sense conducte d’aire consisteix en que l’aigua passa d’un estat líquid a un gasós i absorbeix la calor de l’aire.
Calefacció
Si tenim en compte el principi de funcionament de l’aire evaporador per escalfar, no és diferent de les unitats de finestres i les mòbils amb conducte d’aire. Un element de calefacció s’incorpora al cos de l’unitat evaporadora del sòl, que permet que el dispositiu funcioni en mode calefactor amb calefacció elèctrica. No hi ha restriccions a la temperatura exterior.
El principi de funcionament de tots els aparells d’aire condicionat: sòls, finestres i divisions, es basa en la capacitat del líquid per recollir i desprendre 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.
