Как устроен кондиционер (сплит-система). Работа электрической схемы кондиционера Схемы сплит системы

Принцип работы любого кондиционера основан на свойстве жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять его при конденсации. Чтобы понять, каким образом происходит этот процесс, рассмотрим схему кондиционера и его устройство на примере сплит-системы:

Основными узлами любого кондиционера являются:

• Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.
• Конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).
• Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение).
• ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление фреона перед испарителем.
• Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Они используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла. В процессе работы кондиционера происходит следующий процесс:

• В компрессор из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 - 5 атмосфер и температурой 10 - 20°С.
• Компрессор сжимает фреон до давления 15 - 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 - 90°С и поступает в конденсатор.
• Конденсатор обдувается воздухом, имеющим температуру ниже температуры фреона, в результате фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. При этом воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. На выходе из конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением, температура фреона на 10 - 20°С выше температуры атмосферного воздуха.
• Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который в бытовых кондиционерах выполняется в виде капилляра (длинной тонкой медной трубки, свитой в спираль). В результате прохождения через капилляр давление фреона понижается до 3 - 5 атмосфер и фреон остывает, часть фреона может при этом испариться.
• После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением и низкой температурой поступает в испаритель, который обдувается комнатным воздухом. В испарителе фреон полностью переходит в газообразное состояние, забирая у воздуха тепло, в результате воздух в комнате охлаждается. Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя. В «теплых» кондиционерах в холодильный контур дополнительно устанавливается четырехходовой клапан (на схеме не показан), который позволяет изменить направление движения фреона, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом случае внутренний блок кондиционера нагревает воздух, а наружный блок охлаждает его.

Отметим, что одна из наиболее серьезных проблем при работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. Тогда на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате происходит гидроудар и компрессор выходит из строя. Причин, по которым фреон может не успевать испариться, может быть несколько. Самые распространенные — загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и работа кондиционера при низких температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает переохлажденный фреон).

1. Предохранитель 15 ампер;
2. Кнопка включения вентилятора отопителя;
3. Кнопка включения кондиционера;
4. Аварийный датчик давления;
5. Датчик низкого давления;
6. Реле включения электромагнита компрессора;
7. Электромагнит компрессора;
8. Датчик высокого давления;
9. Реле включения вентилятора охлаждения;
10. Вентилятор охлаждения;
11. Предохранитель 20 ампер.

Вы видите простейшую электрическую схему системы автомобильного кондиционера, как она работает смотрите ниже:

В момент включения зажигания автомобиля, на предохранителях "1” и "11”, появляется 12 вольт, заводим автомобиль. Теперь на этих предохранителях 14 вольт.

Что бы запустить систему АК, включаем кнопку "2” вентилятора отопителя салона. После включения вентилятора, на кнопке "3”, появляется 14 вольт, нажимаем эту кнопку и напряжение доходит до датчика "4”, аварийного отключения системы. (Если в системе кондиционера давление будет превышать 18 бар, датчик разомкнет цепь, и напряжение дальше не пойдет, в следствии, кондиционер отключится, это не даст расти давлению и сбережет целостность системы.) (Такие датчики стоят не на всех системах АК, зачастую они вообще отсутствуют.)

Если датчик "4” сомкнут, напряжение доходит до датчика низкого давлении "5”, который замыкает цепь, когда в системе АК давление превышает 2 бар. (Если датчик разомкнут, значит, в системе недостаточно давления его включить, либо не работает сам датчик).

Если все в порядке, питание приходит на управление реле "6”, после срабатывания реле, с предохранителя "11” питание направляется на электромагнит компрессора ”7”.

Для чего нам нужен датчик высокого давления "8”? Для того что бы избежать неприятностей от избыточного давления в системе АК. Этот датчик должен включится, если в системе давление выше 15-ти бар. После его включения, питание с предохранителя "1”, направляется на управление релюшки "9”. Реле замыкает провод который идет от предохранителя "11”, на дополнительный вентилятор охлаждения "10”.

Вот таким образом и работает простейшая электрическая схема, включения системы автомобильного кондиционера.

В природе существует масса разновидностей управления автомобильным кондиционером, климат контроли, в систему которых входят датчики температур салона, и температуры на улице. На такие системы, схем очень много, поэтому привел в пример только одну, самую простую, для представления того, как в общем включается компрессор кондиционера и от чего включается вентилятор охлаждения. На системах с климат-контролем, установлены датчики температуры окружающей среды, поэтому, если температура окружающей среды ниже плюс пяти градусов по Цельсию, кондиционер тоже не включится. А кондиционер нужно включать зимой, хотя бы два раза в месяц на минут 15-20. Для этого владельцам автомобилей с такой системой управления приходится искать тепленькое место для своего авто, либо феном греть датчик температуры окружающей среды (обычно он установлен спереди, между передним радиатором и бампером).

На автомобилях Mercedes стоят реле, которые управляют отдельно клапанами, которые перекрывают подачу горячего тосола в радиатор печки, или подмешивают его для поддержки той температуры в салоне, которую ВЫ задали.

На некоторых автомобилях климат просто отключает и включает компрессор кондиционера, на других климат просто приоткрывает заслонки и подмешивают горячий воздух для поддержания температуры.

Датчики давления тоже бывают разные, например на автомобилях Renault часто встречаются датчики с тремя выводами, которые не замыкают провод как показано на выше приведенной схеме, а меняют свое сопротивление в зависимости от изменения давления в системе кондиционера.

На автомобилях Peugeot вентилятор охлаждения радиатора кондиционера включается сразу, вместе с компрессором, у них две скорости. Когда давление поднимается к критическому, вентилятор крутится быстрее.

На некоторых моделях Mercedes и BMW, встречались датчики высокого давления, которые в зависимости от давления меняли сопротивление, и вентилятор охлаждения в зависимости от сопротивления датчика набирал обороты (немцы молодцы, интересно придумали, но вентиляторы эти не надежные и цена на них не маленькая, например BMW X5 - вентилятор стоил 500у.е. в 2008 году).

Компрессора тоже по разному включаются, есть включение с помощью электромагнита, есть с помощью электроклапана, который устанавливается непосредственно во внутрь компрессора (внутренности таких компрессоров крутятся постоянно).

ВНИМАНИЕ!!! Если ВЫ, только приобрели автомобиль с кондиционером, включаете его, муфта на компрессоре срабатывает, компрессор начинает вращаться, но холода нет. Выключайте кондиционер и направляйтесь к специалисту по ремонту АК. Дело в том, что наши всеми любимые перекупы, которые занимаются перепродажей автомобилей, зачастую не хотят тратить денег на заправку системы кондиционера, и просят электриков ставить перемычку на датчик низкого давления "5”. Если ее поставить, то электромагнит на компрессоре будет срабатывать, компрессор будет вращаться, в следствии чего, он просто клинит. Компрессор стоит не дешево.

Мой ВАМ совет, купив новый, или подержанный автомобиль с кондиционером, обратитесь к специалисту по ремонту АК.

Почему даже с новым автомобилем? Человек купил новый автомобиль (DAEWOO Nubira), но так как на заводе изготовителе, не добавили в систему АК масло, компрессор заклинил. Ему пришлось покупать новый компрессор за 600у.е.

В современных помещениях уже длительное время с помощью кондиционеров создаются наиболее комфортные климатические условия. В жаркую погоду температура понижается до нужного значения, а в холодное время в помещении создается теплый микроклимат. Электрическая схема кондиционера применяется в различных типах и моделях. Они устанавливаются на стенах, на полу и под потолком. Благодаря современному дизайну, кондиционеры органично вписываются в интерьер любого помещения.

Основные типы кондиционеров

Разнообразие конструкций устройств кондиционирования воздуха позволяет применять их в самых разных местах. Например, модели мобильных кондиционеров не требуют монтажных работ. Из помещения на улицу выводится специальный блок или шланг для отвода теплого воздуха.

Очень простой монтаж и дальнейшее обслуживание у моноблочных устройств. В магистралях фреона нет никаких разъемов, поэтому его утечка полностью исключается. Такие кондиционеры отличаются низким шумом, обладают высоким КПД, однако, имеют довольно высокую стоимость.

Монтаж оконных кондиционеров осуществляется в проемах стен или окнах. При работе они производят много шума, но, благодаря низкой цене, удобству монтажа и обслуживания, пользуются широкой популярностью у потребителей.

Одной из разновидностей кондиционеров являются сплит-системы. Их конструкция включает в себя наружный и внутренний блок. Соединение обеих частей производится с помощью медных труб. По этим трубам происходит циркуляция хладона. Наружный блок состоит из компрессора, конденсатора, вентилятора и дросселя. Во внутреннем блоке установлен испаритель и вентилятор. Выпускается множество модификаций сплит-систем, что позволяет их устанавливать во многих местах.

Общая схема кондиционера

В каждом конденсаторе присутствуют основные элементы, выполняющие определенные функции. Внутри внешнего блока расположен конденсатор, превращающий газообразный хладагент в жидкую форму. Другим важным элементом является дроссель или терморегулирующий вентиль. С его помощью происходит снижение давления хладагента при подходе к испарителю. Сам испаритель изготовлен в виде радиатора, установленного во внутреннем блоке.

Во время снижения давления именно здесь осуществляется переход хладагента из жидкой в газообразную форму. С помощью компрессора хладагент сжимается и циркулирует по кругу. Вентиляторы создают потоки воздуха, необходимые для обдува испарителя и конденсатора. Соединение всех основных элементов выполняется с помощью медных трубок. В результате, образуется замкнутый контур, по которому происходит циркуляция хладагента.

Электрооборудование кондиционера

Все основные элементы систем кондиционирования не могут работать сами по себе. Всю работу обеспечивает электрическая схема кондиционера. Общая схема включает в себя несколько основных частей. к внутреннему блоку осуществляется при помощи клеммной колодки Terminal. В самой колодке имеется несколько клемм. N является электрической нейтралью, №2 подает питание с платы управления на компрессор, №3 обеспечивает работу вентилятора на первой скорости, а №4 - на второй скорости. Пятая клемма подает питание к приводу 4-х ходового клапана при переходе в режим обогрева.

В самом компрессоре существует три вывода: C, R и S, обозначающие соответственно, общий вывод обмоток, рабочую обмотку и стартовую обмотку двигателя компрессора для сдвига фаз. Кроме того,в схему включена защита от перегрузок и перегрева, а также клеммы для подключения вентилятора, конденсатора, электромагнитного клапана и других элементов.

Как работает кондиционер

М икропроцессорное управление сплит-системой осуществляется с пульта управления микропроцессором, который обычно устанавливается во внутреннем блоке. Микропроцессор позволяет выполнять следующие функции:

запоминания и воспроизведения после выключения и последующего включения системы всех установленных с пульта управления параметров;

задержки пуска компрессора на 3...6 мин после выключения системы;

контроля температуры испарителя внутреннего блока в режиме охлаждения. Когда температура испарителя будет ниже -1 °С, включается защита от обмерзания;

задержки защиты от обмерзания, которая не включается в течение первых 5 мин работы компрессора. Защита от обмерзания работает следующим образом - компрессор выключается, а вентилятор внутреннего блока работает с постоянной скоростью 5 мин, после этого, защита остается включенной до достижения заданного уровня температуры;

обеспечения автоматической продолжительности включения и стоянки компрессора: если компрессор работает непрерывно более 1 ч 45 мин, компрессор будет остановлен на 3 мин, затем включен, и цикл повторяется; то же самое происходит при температуре в помещении 26 °С в течение 1 ч 45 мин и при частоте вращения вентилятора «низкая», «средняя» в течение 1 ч 45 мин; в режиме осушения при температуре выше 23 °С и включенном термостате компрессор работает 8 мин и 3 мин стоит, при выключенном термостате 1 мин работает и 4 мин стоит; при температуре ниже 23 °С и включенном термостате компрессор работает в течение 2 мин с последующей остановкой на 3 мин, при выключенном термостате 1 мин работает и 4 мин стоит;

установления частоты вращения вентилятора: в автоматическом режиме выбираются следующие частоты вращения вентилятора внутреннего блока: при разности температур заданной и в помещении, равной 2 °С - «высокая», при разности 1... 2 °С - «средняя», если разность менее 1 °С - «низкая»; в режиме обогрева частота вращения вентилятора внутреннего блока при температуре в помещении ниже чем на 2 °С, - «высокая», при температуре в помещении ниже заданной на 1... 2 °С - «средняя», при температуре на 1 °С ниже заданной она становится «низкой»; в режиме обогрева при температуре испарителя ниже 15 °С вентилятор внутреннего блока не включается. При температуре до 18 °С вентилятор работает на «низкой» частоте вращения. Когда температура испарителя достигнет 22 °С, вентилятор начинает работать с заданной частотой вращения; в режиме обогрева при выключенном термисторе частота вращения вентилятора устанавливается самой «низкой». После включения термостата и достижения температуры на испарителе 22 °С частота вращения устанавливается на заданном уровне.

З ащита по высокому давлению в режиме обогрева осуществляется по показаниям термистора внутреннего блока. При температуре внутреннего блока 50... 52 °С наружный вентилятор выключается, а при температуре 46... 48 °С включается.

При выключенном наружном вентиляторе режим оттаивания теплообменника наружного блока не включается.

Оттаивание теплообменника наружного блока контролируется терми-стором, установленным на теплообменнике.

Оттаивание начинается при достижении следующих условий: в режиме обогрева система проработала 40 мин; температура теплообменника достигла значения ниже -3 °С; с момента отключения защиты по высокому давлению прошло менее 4 мин 15 с.

Оттаивание прекращается при достижении температуры на термисторе 3,1 °С или если длительность оттаивания превысила 10 мин.

Четырехходовой клапан устанавливается в нужное положение за 5 с до запуска компрессора.

Электродвигатель вентилятора внутреннего блока оснащается датчиком частоты вращения. Сигнал от датчика поступает на микропроцессор. Сравнивая текущую частоту с заданной, микропроцессор корректирует токи таким образом, чтобы частота приближалась к заданному уровню плавно. Благодаря этому снижается уровень шумов при переходе от одного режима к другому. Если сигнал обратной связи по частоте вращения не поступает в течение 12 с, электродвигатель вентилятора считается заблокированным. Вентилятор выключается и снова включается через 3 мин.

Привод жалюзи обычно оборудуется шаговым двигателем, приводящим в движение жалюзи. Направление движения, скорость и угол наклона регулируются микропроцессором в зависимости от температуры в помещении.

Исправность большинства бытовых кондиционеров контролируется световыми сигналами (мигание индикаторной лампочки). Если она не мигает при нажатии аварийного выключателя, необходимо проверить плату управления. Набор световых сигналов может быть разный, для их идентификации необходимо использовать сервисную инструкцию, но примерный перечень миганий индикаторной лампочки вследствие определенных неисправностей может быть следующим:

мигает один раз - неисправны соединения внутреннего и внешнего блоков;

мигает два раза - термистор комнатной температуры и термис-тор внутреннего блока;

мигает три раза - мотор вентилятора внутреннего блока;

мигает пять раз - схема питания наружного блока;

мигает шесть раз - термистор внешнего блока;

мигает семь раз - плата управления наружного блока;

мигает десять раз - дренажная система.

При покупке комнатного кондиционера очень важно правильно подойти к выбору технических характеристик и ответственно отнестись к установке. По статистике наибольшая часть поломок кондиционеров происходит из-за их неправильной и неквалифицированной установки. Правильная последовательность подключения электрической схемы кондиционера - это залог его качественной и долговременной работоспособности. Если кондиционер все же установлен неправильно, то впоследствии могут проявиться следующие отрицательные характеристики: протекание конденсата внутрь помещения, утечка фреона и др.

Существует два вида установки кондиционеров в помещениях: стандартная и нестандартная. Стандартная установка - самая распространенная, установка кондиционера недалеко от окна, так как компрессор располагается на улице. Возможно, выполнение установки в комнатах с выполненным ремонтом. Такая установка не является дорогостоящей и не занимает много времени.
Нестандартная установка кондиционера достаточно дорогостоящая и кропотливая работа, которую рекомендуется производить только в процессе ремонта помещения, так как она предполагает штробление стен.

Несмотря на то, какой вариант установки Вы выберите, во избежание всех негативных последствий, перед началом монтажа кондиционера и креплений, стоит выяснить важные моменты. Например, такие как схема внешнего соединения и электрическая схема, система электрообеспечения устройства, расположение вводных приспособлений, поперечное сечение проводов и будущие трассы кабелей, выяснить характеристику стены, задействованные для трассы электропроводки. Электрическая схема кондиционера должна соответствовать правилам устройства электроустановок и нормативным документам. Немаловажно участие профессиональной команды специалистов с необходимым оборудованием.

Схема подключения кондиционера

Электрическая схема подключения кондиционера включает прокладку наружных проводок, закрепляющиеся через каждые 50 см специальными хомутами. Электропроводка, укладывающаяся в коробы, крепится к стене с использованием клея и шурупов, а скрытая электропроводка располагается в углублениях в стене в гофрированных трубах, прикрепляющиеся хомутами.

При выборе места для установки кондиционера в первую очередь нужно позаботиться об эстетических характеристиках: дизайн и интерьер. Рекомендуется устанавливать кондиционер в подпотолочной области в месте, где не проводится много времени, так как прямые потоки холодного воздуха могут привести к простудным заболеваниям.

Схема холодильного контура

Ниже размещена схема холодильного контура кондиционера.

Схема взята не из учебника, а из сервисной документации производителя, поэтому и обозначения приведены на английском языке.

Compressor - компрессор, "сердце кондиционера". Компрессор сжимает хладагент и прокачивает его по контуру.

Heat exchanger - теплообменник,

• outdoor unit - внешнего блока, то есть конденсатор, охлаждает сжатый фреон ниже температуры конденсации
• indoor unit - внутреннего блока - испаритель, в нём рабочее вещество испаряется, опуская температуру

Expansion valve - расширительный вентиль

По-другому ТРВ - терморегулирующий вентиль. Обеспечивает подачу необходимого количества хладагента.

В простых кондиционерах его роль выполняет капиллярная трубка, без всякой регулировки, в инверторных системах - электронный расширительный вентиль.

2-Way valve - двухходовой вентиль, то есть обычная задвижка, с двумя положениями - открыто и закрыто

3-Way valve - трёхходовой клапан, в кондиционере это сервисный порт, к которому подключается шланг манометрического манометра для измерения давления или заправки.

4-Way valve - четырёхходовой клапан, обеспечивает реверс хладагента для работы кондиционера в режиме обогрева

Strainer - фильтр, на данной схеме это фильтр-осушитель, так как установлен перед ТРВ (и после, так как система может работать в режиме реверса и хладагент меняет направление движения).

Его задача не допустить попадание влаги в тонкий канал ТРВ - так как влага его закупорит, не давая пройти хладагенту.

Muffler - глушитель

Стрелками указано направление движения фреона по контуру:

• сплошной стрелкой - в режиме охлаждения
• пунктирной стрелкой - в режиме нагрева

Также в более сложных и совершенных кондиционерах устанавливают:

• датчики давления
• отделители жидкого хладагента
• линии перепуска
• системы инжекции (впрыска) в компрессор
• маслоотделители

Схема мульти сплит системы

Мульти сплит система - это кондиционер имеющий один внешний блок и несколько внутренних

В этом случае добавляются ещё несколько внутренних блоков, а также:

Distributor - распределитель, который расщепляет поток хладагента и направляет его в несколько внутренних блоков.

В схеме также присутствуют элементы, которые используются не только в мульти системах:

Receiver tank - ресивер.

Ресивер имеет несколько предназначений - защита от гидроудара компрессора, слив фреона при ремонте и т.д.

В данном случае это линейный ресивер, который не допускает попадание газообразного фреона в ТРВ

Схема электрических соединений внешнего блока сплит системы:

Terminal - клеммная колодка для подключения межблочного кабеля для соединения с внутренним блоком.

N - электрическая нейтраль

2 - подача питания на компрессор с платы управления внутреннего блока

3 - подача питания на двигатель вентилятора для работы на 1-ой скорости

4 - подача питания на двигатель вентилятора для работы на 2-ой скорости

5 - подача питания на привод четырёхходового клапана для переключения в режим обогрева

Компрессор

C - common - общий вывод обмоток компрессора

R - running - рабочая обмотка компрессора

S - starting - фазосдвигающая обмотка двигателя компрессора, стартовая

Internal overload protector - внутренняя защита от перегрузки

Compressor Capacitior - электрический конденсатор, в данном случае рабочий (бывают ещё и пусковые, в настоящее время в кондиционерах не используются)

Fan motor - двигатель, мотор вентилятора

Thermal protector - защита от перегрева, обычно ставится непосредственно на обмотки двигателя и при превышении температуры разрывает цепь.

Fan motor Capacitior - рабочий конденсатор двигателя вентилятора

SV - solenoid valve - электромагнитный клапан, приводящий в действие механизм четырёхходового клапана.

Схема внутреннего блока кондиционера

Клеммная колодка

На клеммной колодке кроме межблочных соединений находятся и зажимы для подключения питания (питание может подводиться и наоборот - к внешнему блоку)

L, N - электрическая линия и нейтраль однофазного питания

Filter Board - плата фильтра, уменьшает уровень помех в сети питания

Control Board - плата управления - управляет всеми устройствами, получает данные со всех датчиков, выполняет терморегуляцию, выводит информацию для пользователя на дисплей, выполняет самодиагностику.

Main relay - главное реле - силовое реле, подающее напряжение на компрессор.

Display board - модуль индикации, может представлять из себя линейку светодиодов, которые показывают наличие питания, выбранный режим, код ошибки или дисплей, на котором выводится ещё и температура.

Thermistor - термистор, терморезистор, датчик температуры

Room temp. - датчик температуры воздуха в комнате

Pipe temp. - датчик температуры трубки теплообменника, испарителя

Датчики температуры ещё могут находиться в:

• пульте управления - для поддержания температуры в точке нахождения пульта (например,режим "I Feel").
• на входе, выходе и в средней точки испарителя

Step motor - шаговый двигатель,

Применяется для открывания жалюзийной решётки, шторки, закрывающей вентилятор