Выбирай : Покупай : Используй

Вход для партнеров

Вход для продавцов

0

Устройство кондиционера: холодильник с щедрой душой

Кондиционеры бывают разные. И хоть отличаются внешним видом, размерами и назначением, принцип их работы, в целом, одинаков. Попробуем в нем разобраться.

Работа кондиционера (так же, как и холодильника) основана на трех простых фактах из школьного курса физики. Наглядней понять их суть можно, произведя три опыта при помощи склянки с одеколоном, старомодного чайника и велосипедного насоса.

Первый опыт многие проделывают ежедневно. Просто капните одеколон на открытый участок кожи. Жидкость испаряется, коже становится прохладнее. Происходит это оттого, что одеколон, переходя из жидкого состояния в газообразное, забирает часть тепла вашей кожи. Это явление известно еще с конца XVIII века — когда твердое тело плавится, а жидкость испаряется, они поглощают тепло из окружающей среды, не меняя своей собственной температуры. И наоборот, когда пар конденсируется и превращается в жидкость или жидкость кристаллизуется, это сопровождается выделением тепла.


«…Просто капните одеколон на открытый участок кожи. Жидкость испаряется, коже становится прохладнее»

«…Просто капните одеколон на открытый участок кожи. Жидкость испаряется, коже становится прохладнее»


Второй опыт потребует некоторой резвости и энтузиазма. Нужно измерить температуру кипения воды в чайнике. Но несколько раз. Причем, постепенно поднимаясь в горы. Вы заметите, что на самых высоких вершинах Урала вода закипит градусов на пять «раньше», чем в Москве. А если взгромоздитесь на Эверест, то сможете вскипятить уже семидесятиградусную воду. Это происходит потому, что атмосферное давление в горах ниже, чем на равнине, и жидкость там кипит и испаряется легче. Таким же образом, обратный переход газа (пара) в жидкость тем проще, чем выше давление. То есть, охлаждая горячий водяной пар где-нибудь в шахте компании «Де Бирс» на глубине три километра, вы обнаружите, что он становится водой при температуре заметно превышающей 100 градусов. Ну, и чтобы вскипятить там воду, понадобится нагреть ее посильнее. Подумайте теперь, какие муки испытывают души грешников в глубинах преисподней — страшно даже вообразить, как высока там температура кипения.


«…Подумайте теперь, какие муки испытывают души грешников в глубинах преисподней — страшно даже вообразить, как высока там температура кипения» <br> На иллюстрации: фрагмент фрески Фра Анджелико «Страшный суд» (Около 1431, Музей Сан Марко, Флоренция)

«…Подумайте теперь, какие муки испытывают души грешников в глубинах преисподней — страшно даже вообразить, как высока там температура кипения»
На иллюстрации: фрагмент фрески Фра Анджелико «Страшный суд» (Около 1431, Музей Сан Марко, Флоренция)


После таких замысловатых путешествий, третий опыт покажется вам сущим пустяком. Накачайте шину велосипедным насосом, а затем потрогайте его рукой. Насос окажется очень горячим. Сжимая воздух, вы нагреваете его. Как и в предыдущих двух случаях, верно и обратное — если дать сжатому воздуху расширяться, он будет остывать. Теперь, когда затянувшаяся экскурсия в сказочный мир физики, наконец, завершилась, займемся кондиционерами вплотную.


«…Накачайте шину велосипедным насосом, а затем потрогайте его рукой. Насос окажется очень горячим»

«…Накачайте шину велосипедным насосом, а затем потрогайте его рукой. Насос окажется очень горячим»


Каждый кондиционер содержит замкнутый миниатюрный «трубопровод», по которому циркулирует специально подобранное вещество. Оно превращается из газа в жидкость и обратно при некоторой температуре. Будем называть ее температурой превращения. Это вещество называется хладагентом (да-да, хладагенты — вовсе не шпионы Снежной королевы). Там, где нужно забрать тепло, охладить внутренний воздух помещения, находится испаритель. В нём при небольшом давлении (около 5 атмосфер) и температуре, скажем, в 5 градусов, жидкость становится газом (смотри опыт первый). Этот газ попадает в компрессор, который сжимает его до давления в хорошей эспрессо-кофеварке (15-25 атмосфер), что увеличивает его температуру градусов до 60-70 (смотри опыт третий).

Поскольку давление в газе теперь оказывается большим, температура превращения для такого газа увеличивается и составляет уже не 5, как раньше, а 35-40 градусов (смотри опыт второй). Этот газ отправляется в конденсатор. Там внешний вентилятор обдувает воздухом «газопровод» (предполагается, что этот воздух прохладнее 60 градусов). Теперь газ конденсируется (превращается в жидкость), отдавая тепло в окружающую среду (опять опыт 1). Нагревающийся из-за этого воздух либо уже находится на улице (сплит-система, оконный кондиционер), либо его нужно отправлять туда по шлангу (мобильный кондиционер). Затем получившаяся жидкость поступает в терморегулирующий вентиль. Это, если угодно, антипод компрессора — он понижает давление жидкости. Простым вентилем может служить капиллярная спираль. На выходе из нее жидкость, вследствие уменьшения давления, изрядно охлаждается (снова опыт 3). Теперь ее температура приближается к 5 градусам, а это и есть новая температура превращения, соответствующая более низкому давлению (ещё раз опыт 2). Жидкость уже готова попасть в испаритель, где, вновь образуя газ, она охлаждает воздух, продуваемый мимо внутренним вентилятором. Этот воздух отправляется внутрь вашей комнаты.

Такой круговорот повторяется снова и снова, пока чувствительный термодатчик не обнаружит, что воздух в комнате охладился до заданной температуры. Тогда он сообщит кондиционеру, что можно отдохнуть.


«…Каждый кондиционер содержит замкнутый миниатюрный „трубопровод“, по которому циркулирует специально подобранное вещество…» <br> На схеме цифрами обозначены: 1 — компрессор, 2 — четырехходовый клапан, 3 — часть электронной схемы управления, 4 — внешний вентилятор, 5 — конденсатор, 6 — по этим трубкам движется хладагент, 7 — внутренний вентилятор, 8 — испаритель,
9 — фильтр грубой очистки, 10 — фильтр тонкой очистки

«…Каждый кондиционер содержит замкнутый миниатюрный „трубопровод“, по которому циркулирует специально подобранное вещество…»
На схеме цифрами обозначены: 1 — компрессор, 2 — четырехходовый клапан, 3 — часть электронной схемы управления, 4 — внешний вентилятор, 5 — конденсатор, 6 — по этим трубкам движется хладагент, 7 — внутренний вентилятор, 8 — испаритель, 9 — фильтр грубой очистки, 10 — фильтр тонкой очистки


Итак, любой кондиционер состоит из компрессора и терморегулирующего вентиля, конденсатора и испарителя, внутреннего и внешнего вентиляторов. В нем также находятся трубки, по которым движется хладагент. Эти трубки соединяют наружную (нагревающую) часть сплит-системы с внутренней (охлаждающей), создавая обманчивое ощущение, что по ним воздух может перекачиваться туда и обратно. Кроме того, в кондиционере находятся термодатчик, электронная схема управления, некоторые другие детали и фильтры, через которые проходит воздух.

Версия для печати
Комментарии 0