Os condicionadores de ar domésticos e semi-industriais são de dois tipos, dependendo do design e do princípio de operação: sistemas monobloco e dividido. Os monoblocos, por sua vez, são divididos em dispositivos móveis, de janela e evaporativos, e os sistemas divididos em paredes, cassetes, dutos, colunas e do chão ao teto (universal).
A base dos princípios de operação de vários sistemas climáticos
Os sistemas split e móveis, bem como os condicionadores de ar das janelas, têm um princípio operacional diferente, mas são baseados na propriedade de qualquer líquido para coletar calor durante a evaporação e liberá-lo durante a condensação. Nestes dispositivos de refrigeração, o fluido de trabalho é o gás freon. Ele circula em circuito fechado em blocos de dois componentes e monoblocos.
A temperatura da transição de fase, quando o gás se torna líquido e, em seguida, volta ao seu estado normal, depende da pressão de trabalho - quanto maior, maior a temperatura da transição de fase.
Para que o líquido freon ferva e retire o calor do ar, o compressor cria uma pressão no evaporador, na qual a temperatura de transição de fase é mais baixa que a temperatura ambiente. Quando o compressor cria uma pressão na qual a temperatura de transição de fase é mais alta que os indicadores de ar, o freon novamente assume um estado gasoso e transfere o calor coletado para o exterior, ou seja, para a rua, através da unidade externa.
Se considerarmos o princípio de operação de um ar condicionado de piso sem duto de ar, a mesma propriedade do líquido é usada aqui, mas a substância de trabalho é a água, e não o freon. Não há loop fechado dentro do dispositivo. O líquido é bombeado pela bomba de drenagem e evapora sob a influência do ar quente, resultando em um resfriamento. De fato, é mais um evaporador do que um condicionador de ar, uma vez que umedece bem o ar e o resfria medíocre.
Como os sistemas divididos e suas variedades funcionam
O sistema dividido consiste em unidades externas e internas. Do lado de fora é um compressor, painel de controle, ventilador e condensador. Os principais elementos da unidade interna: evaporador, ventilador, filtros, sensores de temperatura e panela de condensação.
Freon circula em circuito fechado. Isso consiste de:
- bobina interna - trocador de calor evaporativo;
- bobina externa - trocador de calor do condensador;
- conectando tubos de cobre - rodovia freon;
- compressor de aumento de pressão;
- tubo capilar em sistemas domésticos;
- válvula termostática (TRV) para unidades semi-industriais.
O tubo capilar e a válvula de expansão têm um sinônimo comum - dispositivo de estrangulamento. Eles fornecem a diferença entre a pressão de condensação e o ponto de ebulição do refrigerante devido à resistência hidráulica ao longo de todo o comprimento.
Os condicionadores de ar que podem realizar o aquecimento do ar possuem uma válvula de 4 vias que intercambia funcionalmente dois trocadores de calor em alguns locais - o externo é responsável pela evaporação do refrigerante e o interno é responsável por sua condensação.
Trabalho de refrigeração
Freon entra no compressor, onde sua pressão aumenta 3 vezes e a temperatura sobe de 50 a 60 ° C, ou seja, ocorre a compressão. Depois entra no condensador e é soprado com ar mais frio, após o que entra em estado líquido. O ar passa através de um trocador de calor do condensador e é aquecido pelo calor liberado pelo freon.
Em seguida, o refrigerante se move para um tubo capilar em forma de espiral ou válvula de expansão, onde a pressão diminui, a temperatura diminui e ocorre uma leve evaporação.O trocador de calor evaporativo é purgado com ar ambiente, mas é resfriado quando um freon mais frio entra. Nesse caso, o refrigerante absorve o calor e retorna ao seu estado original. Em seguida, o ciclo se repete.
Ao trabalhar no frio, o sistema de ar condicionado do sistema split consiste em 4 etapas principais: compressão, condensação, rarefação e evaporação.
Trabalho de aquecimento
A essência do princípio de operação de um condicionador de ar de um sistema dividido para aquecimento não muda. Quando a válvula de 4 vias muda as funções das unidades, quando a direção do fluxo de refrigerante muda, o ar é retirado da rua pela unidade externa, onde Freon evapora, e a unidade interna o entrega para a sala, na qual o refrigerante entra novamente na fase gasosa.
Quanto menor a temperatura do ar externo, mais difícil é extrair o calor, pois a diferença entre a temperatura do ar e a temperatura de evaporação do freon diminui, portanto, a capacidade de aquecimento diminui devido à equalização de seus valores.
Ar Condicionado de Precisão
A tecnologia climática de precisão pelo princípio de operação não difere de um sistema dividido, mas possui diversos recursos:
- Capaz de trabalhar 24/7/365 por 10 anos, enquanto um sistema de divisão doméstica não durará mais de 2 anos.
- Possui uma ventoinha potente, devido à qual a qualidade de resfriamento é superior à da divisão. Os fluxos de ar de uma determinada temperatura são distribuídos uniformemente por toda a sala.
- Freon, água ou glicol podem atuar como uma substância de trabalho.
- A umidificação é realizada usando um gerador de vapor do tipo eletrodo.
Os aparelhos de ar condicionado de precisão são usados nas salas dos servidores, onde é necessário manter ininterruptamente uma certa temperatura e umidade.
Inversores de ar condicionado
O princípio de operação do ar condicionado do inversor é o mesmo do convencional. A diferença entre o equipamento climático do tipo inversor é o gerenciamento do modo de operação. Em um sistema de divisão convencional, quando a temperatura definida é atingida, o compressor desliga. Quando a temperatura muda, o compressor começa a disparar. Assim, o sistema opera com força total, mas de forma intermitente.
No inversor, os motores possuem uma placa conversora de frequência, que altera a frequência padrão da rede elétrica. O ventilador não para de funcionar quando a norma de temperatura é atingida: diminui gradualmente a rotação e, quando o ar é aquecido em 1 grau, aumenta o número de rotações por unidade de tempo.
As vantagens de tal controle estão na durabilidade do equipamento e na economia de eletricidade em até 30% em comparação com os sistemas de divisão sem inversor.
Sistema climático do canal
Um sistema de dutos de entrada e saída parte da unidade interna do ar condicionado do canal, através da qual o ar quente é absorvido e o frio é fornecido a um ou mais cômodos.
Equipamentos deste tipo têm a função de misturar ar fresco da rua em até 30%.
A instalação de um condicionador de ar do tipo duto é melhor feita na fase de construção do edifício - a unidade é instalada sob o teto juntamente com um sistema de ventilação.
O princípio de funcionamento dos aparelhos de ar condicionado móveis
Resfriamento
Com o primeiro fluxo, o condensador é resfriado devido à passagem de ar já resfriado. O fluxo quente é expelido pela mangueira de descarga corrugada. É necessário um segundo fluxo de ar para resfriar a sala. Passando pelo evaporador, o ar quente libera calor para Freon e diminui sua temperatura, após o que retorna à sala através de grades de distribuição na carcaça. O compressor cria a pressão necessária, e um ventilador centrífugo fornece entrada de ar e trocadores de calor por sopro. Assim, o princípio do ar condicionado móvel para refrigeração é construído.
Se falarmos sobre o princípio de operação de um ar condicionado móvel com duto de ar, a diferença é que, no caso, existem dois compartimentos selados com duas bobinas diferentes. Na parte inferior há um trocador de calor com condensador e na parte superior há um trocador de calor por evaporação.
Aquecimento
Quando aquecido, o monobloco geralmente funciona no modo de aquecimento do ventilador e o duto é fechado com um plugue na parte externa, para que o ar frio da rua não entre no dispositivo. O condicionador isolado do ambiente externo pode funcionar a qualquer geada.
O princípio de operação do ar condicionado para aquecimento, neste caso, baseia-se não no redirecionamento do refrigerante para o outro lado, mas no aquecimento elétrico devido a elementos de aquecimento em cerâmica, que transformam o dispositivo móvel em um aquecedor típico.
Ar condicionado de janela refrigeração e aquecimento
O funcionamento de uma unidade de janela não é praticamente diferente do princípio de operação de um ar condicionado externo. Também possui dois compartimentos: em um existe um trocador de calor por evaporação e no de saída há um condensador.
Resfriamento
Quando resfriado, o freon circula entre duas bobinas. Um ventilador centrífugo aspira o ar da sala, passando-o através de um filtro grosso e sopra através do trocador de calor evaporativo. Devido à diferença de temperatura e à pressão injetada, o ar libera calor para Freon e esfria, voltando para a sala. Nesse momento, o refrigerante se move para o trocador de calor na parte externa da unidade da janela, onde o calor é transferido para o ar bombeado pelo ventilador axial através das grades laterais.
Aquecimento
Se falarmos sobre o princípio de operação de um ar-condicionado tipo janela para aquecimento, também são usados elementos de aquecimento embutidos aqui, que tornam possível transformar o dispositivo de resfriamento em um aquecedor completo. Até -15 ° C, uma barra de chocolate aquece o ar da sala adequadamente.
Como funcionam os condicionadores de ar evaporativos
Nos aparelhos de ar condicionado evaporativo, não há circuitos de freon com trocadores de calor e compressores. A estrutura da unidade de piso sem ar inclui os seguintes elementos:
- ventilador;
- bomba de drenagem;
- hidro-filtro poroso;
- filtro de ar grosso;
- capacidade de água fria.
O fluido de trabalho é a água fria, na qual o gelo é colocado adicionalmente para um resfriamento mais eficiente.
Resfriamento
Não é necessário remover a umidade, pois ela é liberada na sala junto com o ar resfriado; portanto, esses dispositivos monoblocos também são chamados de umidificadores ou condicionadores de ar evaporativos.
O ciclo de resfriamento consiste em várias etapas:
- o hidro-filtro é impregnado com água proveniente de um recipiente especial sob a influência de uma bomba de drenagem;
- o fluxo de ar passa através de um filtro mecânico e entra no hidro-filtro;
- aqui ele aquece a água e começa a evaporar, enquanto ocorre o resfriamento e a umidificação do fluxo de ar.
O funcionamento do ar condicionado sem duto de ar consiste no fato de a água passar de um estado líquido para um gasoso e absorver o calor do ar.
Aquecimento
Se considerarmos o princípio de operação do condicionador de ar-evaporador para aquecimento, ele não difere das unidades de janela e móveis com duto de ar. Um elemento de aquecimento é incorporado ao corpo da unidade de evaporação do piso, o que permite que o dispositivo seja operado no modo de um aquecedor de ventilador com aquecimento elétrico. Não há restrições para a temperatura externa.
O princípio de operação de todos os aparelhos de ar condicionado: sistemas de piso, janela e split, baseia-se na capacidade do líquido absorver e liberar calor durante a evaporação e a condensação, mas o ciclo de resfriamento ou aquecimento pode variar bastante devido às características de design do dispositivo.
