Le dispositif et le principe de fonctionnement des systèmes split, des climatiseurs mobiles, à fenêtre et à évaporation

Les climatiseurs domestiques et semi-industriels sont de deux types, selon la conception et le principe de fonctionnement: systèmes monobloc et split. Les monoblocs, à leur tour, sont divisés en appareils mobiles, fenêtres et évaporateurs, et les systèmes divisés sont divisés en murs, cassettes, conduits, colonnes et du sol au plafond (universel).

La base des principes de fonctionnement de divers systèmes climatiques

Les systèmes split et mobiles, ainsi que les climatiseurs de fenêtre ont un principe de fonctionnement différent, mais sont basés sur la propriété de tout liquide de collecter la chaleur pendant l'évaporation et de la libérer pendant la condensation. Dans ces dispositifs de refroidissement, le fluide de travail est du gaz fréon. Il circule en circuit fermé dans des blocs à deux composants et des monoblocs.

La température de la transition de phase, lorsque le gaz devient liquide, puis revient à son état normal, dépend de la pression de travail - plus elle est élevée, plus la température de la transition de phase est élevée.

Pour que le fréon liquide bout et prenne de la chaleur dans l'air, le compresseur crée une pression dans l'évaporateur à laquelle la température de transition de phase est inférieure à la température ambiante. Lorsque le compresseur crée une pression à laquelle la température de transition de phase est supérieure aux indicateurs de l'air, le fréon reprend à l'état gazeux et transfère la chaleur collectée vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la rue, via l'unité extérieure.

Si nous considérons le principe de fonctionnement d'un climatiseur de sol sans conduit d'air, la même propriété du liquide est utilisée ici, mais la substance de travail est l'eau, pas le fréon. Il n'y a pas de boucle fermée à l'intérieur de l'appareil. Le liquide est pompé par la pompe de drainage et s'évapore sous l'influence de l'air chaud, ce qui permet un refroidissement. En fait, il s'agit plus d'un évaporateur que d'un climatiseur, car il humidifie bien l'air et le refroidit médiocre.

Fonctionnement des systèmes divisés et de leurs variétés

Le système divisé se compose d'unités extérieures et intérieures. À l'extérieur se trouve un compresseur, une carte de commande, un ventilateur et un condenseur. Les principaux éléments de l'unité intérieure: évaporateur, ventilateur, filtres, capteurs de température et bac à condensats.

Le fréon circule en circuit fermé. Cela consiste en:

  • serpentin interne - échangeur de chaleur par évaporation;
  • serpentin externe - échangeur de chaleur à condenseur;
  • raccordement des tubes en cuivre - route du fréon;
  • compresseur de surpression;
  • tube capillaire dans les systèmes domestiques;
  • vanne thermostatique (TRV) pour unités semi-industrielles.

Le tube capillaire et le détendeur ont un synonyme commun - dispositif d'étranglement. Ils fournissent la différence entre la pression de condensation et le point d'ébullition du réfrigérant en raison de la résistance hydraulique sur toute la longueur.

Les climatiseurs, qui peuvent effectuer le chauffage de l'air, ont une vanne à 4 voies qui échange fonctionnellement deux échangeurs de chaleur - celui extérieur est responsable de l'évaporation du réfrigérant, et l'intérieur est responsable de sa condensation.

Travaux de refroidissement

Le fréon pénètre dans le compresseur, où sa pression augmente 3 fois et la température augmente de 50 à 60 ° C, c'est-à-dire que la compression se produit. Ensuite, il entre dans le condenseur et est soufflé avec de l'air plus froid, après quoi il passe à l'état liquide. L'air traverse un échangeur de chaleur à condenseur et est chauffé par la chaleur dégagée par le fréon.

Ensuite, le réfrigérant se déplace dans un tube capillaire en forme de spirale ou un détendeur, où sa pression diminue, la température diminue et une légère évaporation se produit.L'échangeur de chaleur par évaporation est purgé avec de l'air ambiant, mais est refroidi lorsqu'un fréon plus froid entre. Dans ce cas, le réfrigérant prend sa chaleur et revient à son état d'origine. Ensuite, le cycle se répète.

Lorsque vous travaillez dans le froid, le système de climatisation du système split se compose de 4 étapes principales: compression, condensation, raréfaction et évaporation.

Travaux de chauffage

L'essence du principe de fonctionnement d'un climatiseur d'un système split de chauffage ne change pas. Lorsque la vanne à 4 voies commute les fonctions des unités, lorsque le sens du flux de réfrigérant change, l'air est extrait de la rue par l'unité extérieure, où le fréon s'évapore, et l'unité intérieure le refoule dans la pièce, dans laquelle le réfrigérant passe à nouveau en phase gazeuse.

Plus la température de l'air extérieur est basse, plus il est difficile d'en extraire la chaleur, car la différence entre la température de l'air et la température d'évaporation du fréon diminue, par conséquent, la capacité de chauffage diminue en raison de l'égalisation de leurs valeurs.

Climatiseurs de précision

La technologie climatique de précision par le principe de fonctionnement ne diffère pas d'un système divisé, mais présente un certain nombre de caractéristiques:

  • Capable de travailler 24h / 24 et 7j / 7 pendant 10 ans, tandis qu'un système domestique fractionné ne durera pas plus de 2 ans.
  • Il dispose d'un ventilateur puissant, grâce auquel la qualité de refroidissement est supérieure à celle du split. Les flux d'air d'une température donnée sont répartis uniformément dans toute la pièce.
  • Le fréon, l'eau ou le glycol peuvent agir comme une substance active.
  • L'humidification est réalisée à l'aide d'un générateur de vapeur de type électrode.

Les climatiseurs de précision sont utilisés dans les salles de serveurs, où il est nécessaire de maintenir sans interruption une certaine température et humidité.

Climatiseurs inverter

Le principe de fonctionnement du climatiseur inverter est le même que celui d'un climatiseur conventionnel. La différence entre les équipements climatiques de type onduleur est la gestion du mode de fonctionnement. Dans un système split classique, lorsque la température réglée est atteinte, le compresseur s'arrête. Lorsque la température augmente, le compresseur commence à se déclencher. Ainsi, le système fonctionne à pleine puissance, mais de façon intermittente.

Dans les moteurs à onduleur, une carte de convertisseur de fréquence modifie la fréquence standard du réseau électrique. Le ventilateur n'arrête pas de fonctionner lorsque la norme de température est atteinte: il ralentit progressivement la rotation, et lorsque l'air est chauffé de 1 degré, il augmente le nombre de tours par unité de temps.

Les avantages d'un tel contrôle résident dans la durabilité de l'équipement et dans les économies d'électricité jusqu'à 30% par rapport aux systèmes split sans onduleur.

Système climatique du canal

Un système de conduits d'entrée et de sortie s'écarte de l'unité intérieure du climatiseur à canal, à travers lequel de l'air chaud est aspiré et du froid est fourni à une ou plusieurs pièces.

Les équipements de ce type ont pour fonction de mélanger jusqu'à 30% d'air frais de la rue.

L'installation d'un climatiseur de type conduit est préférable de le faire au stade de la construction du bâtiment - l'unité est installée sous le plafond avec un système de ventilation.

Le principe de fonctionnement des climatiseurs mobiles

Refroidissement

Le schéma du climatiseur mobile

Avec le premier flux, le condenseur est refroidi grâce au passage d'air déjà refroidi. Le flux chaud est évacué par le tuyau de décharge ondulé. Un deuxième flux d'air est nécessaire pour refroidir la pièce. En traversant l'évaporateur, l'air chaud dégage de la chaleur pour le fréon et abaisse sa température, après quoi il retourne dans la pièce à travers des grilles de distribution sur le boîtier. Le compresseur crée la pression nécessaire et un ventilateur centrifuge fournit une entrée d'air et des échangeurs de chaleur soufflants. Ainsi, le principe de la climatisation mobile pour le refroidissement est construit.

Si nous parlons du principe de fonctionnement d'un climatiseur mobile avec un conduit d'air, la différence est que dans le cas il y a deux compartiments scellés avec deux serpentins différents. Dans la partie inférieure se trouve un échangeur de chaleur à condenseur et dans la partie supérieure un échangeur de chaleur par évaporation.

Chauffage

Lorsqu'il est chauffé, le monobloc fonctionne généralement en mode radiateur soufflant et le conduit est fermé avec un bouchon à l'extérieur afin que l'air froid de la rue ne pénètre pas dans l'appareil. Le conditionneur isolé de l'environnement extérieur peut fonctionner à n'importe quel gel.

Le principe de fonctionnement du climatiseur pour le chauffage dans ce cas est basé non pas sur la redirection du réfrigérant de l'autre côté, mais sur le chauffage électrique grâce à des éléments chauffants en céramique, qui transforment l'appareil mobile en un appareil de chauffage typique.

Climatisation et chauffage des fenêtres

Le fonctionnement d'une unité de fenêtre n'est pratiquement pas différent du principe de fonctionnement d'un climatiseur extérieur. Il a également deux compartiments: dans l'un, il y a un échangeur de chaleur par évaporation, et dans le sortant, il y a un échangeur à condensation.

Refroidissement

Une fois refroidi, le fréon circule entre deux bobines. Un ventilateur centrifuge aspire l'air de la pièce, le fait passer à travers un filtre grossier et le souffle à travers l'échangeur de chaleur par évaporation. En raison de la différence de température et de la pression injectée, l'air dégage de la chaleur au fréon et se refroidit, retournant dans la pièce. À ce moment, le réfrigérant se déplace vers l'échangeur de chaleur à l'extérieur de la fenêtre, où la chaleur est transférée à l'air pompé par le ventilateur axial à travers les grilles latérales.

Chauffage

Si nous parlons du principe de fonctionnement d'un climatiseur de fenêtre pour le chauffage, des éléments de chauffage intégrés sont également utilisés ici, qui permettent de transformer le dispositif de refroidissement en un chauffage à part entière. Jusqu'à -15 ° C, une telle barre chocolatée réchauffera correctement l'air de la pièce.

Fonctionnement des climatiseurs évaporatifs

Refroidisseur d'humidificateur évaporatif

Dans les climatiseurs évaporatifs, il n'y a pas de circuits fréon avec échangeurs de chaleur et compresseurs. La structure de l'unité de plancher sans air comprend les éléments suivants:

  • ventilateur;
  • pompe de drainage;
  • hydro-filtre poreux;
  • filtre à air grossier;
  • capacité d'eau froide.

Le fluide de travail est de l'eau froide, dans laquelle de la glace est en outre placée pour un refroidissement plus efficace.

Refroidissement

Il n'est pas nécessaire d'éliminer l'humidité, car elle est libérée dans la pièce avec de l'air réfrigéré.Par conséquent, ces dispositifs monoblocs sont également appelés humidificateurs ou climatiseurs évaporatifs.

Le cycle de refroidissement comprend plusieurs étapes:

  • l'hydrofiltre est imprégné d'eau provenant d'un récipient spécial sous l'influence d'une pompe de drainage;
  • le flux d'air passe à travers un filtre mécanique et entre dans l'hydrofiltre;
  • ici, il donne sa chaleur à l'eau, et elle commence à s'évaporer, tandis que le refroidissement et l'humidification du flux d'air se produisent.
De plus, le cycle entier est répété.

Le fonctionnement du climatiseur sans conduit d'air consiste en ce que l'eau passe d'un état liquide à un état gazeux et absorbe la chaleur de l'air.

Chauffage

Si nous considérons le principe de fonctionnement du climatiseur-évaporateur pour le chauffage, il n'est pas différent des unités de fenêtre et des unités mobiles avec un conduit d'air. Un élément chauffant est intégré dans le corps de l'évaporateur au sol, ce qui permet de faire fonctionner l'appareil en mode radiateur soufflant avec chauffage électrique. Il n'y a aucune restriction sur la température extérieure.

Le principe de fonctionnement de tous les climatiseurs: planchers, fenêtres et systèmes split, est basé sur la capacité du liquide à collecter et à dégager de la chaleur pendant l'évaporation et la condensation, mais le cycle de refroidissement ou de chauffage peut varier considérablement en raison des caractéristiques de conception de l'appareil.

Chauffage

Ventilation

Assainissement