Como funciona um ar condicionado: princípio de funcionamento do ar condicionado, sua estrutura e diagrama técnico

A chave para o funcionamento eficiente e a longo prazo do ar condicionado é o seu funcionamento adequado e manutenção regular. Você concorda? Mas para evitar quebras deste equipamento caríssimo, é aconselhável estudar o aparelho e também considerar o princípio de funcionamento do ar condicionado.

São essas questões que discutiremos em nosso material - analisaremos detalhadamente os principais elementos estruturais dos equipamentos padrão de controle climático. Também falaremos sobre o princípio e as características de seu funcionamento e forneceremos um diagrama típico. Complementaremos o artigo com fotos visuais e recomendações úteis de vídeos.

O design de um ar condicionado típico

É difícil imaginar a vida confortável de uma pessoa moderna sem ar condicionado. E para que ao utilizá-lo o usuário não tenha problemas e separação, é aconselhável familiarizar-se em termos gerais com a concepção e princípio de funcionamento deste tipo de equipamento de climatização. Falaremos mais sobre os principais componentes e elementos estruturais do ar condicionado.

Principais elementos estruturais dos equipamentos

Se um usuário visse uma seção transversal de um ar condicionado que aumenta o conforto de sua estadia, ele encontraria ali muitos elementos estruturais e componentes. Alguns deles são utilizados para controlar a unidade, auxiliando a eletrônica padrão e o usuário a controlar a situação.

E os principais que influenciam a funcionalidade são elementos de design como:

• evaporador, que está localizado na unidade interna do ar condicionado e tem como objetivo garantir que o refrigerante utilizado absorva calor ao passar para o estado gasoso;
• capacitor — este elemento estrutural está localizado na unidade externa do ar condicionado e tem como objetivo garantir a transição do refrigerante existente para o estado líquido, com liberação simultânea de calor.

Em sua essência, ambos os elementos são radiadores. Que ocupam uma parte significativa na concepção de aparelhos de ar condicionado. Isto é necessário para garantir uma troca de calor eficaz entre o refrigerante e o ar.

O diagrama mostra a unidade interna de um ar condicionado típico, independentemente da marca, modelo e desempenho. E seu principal elemento é sempre o evaporador, que ocupa a maior parte do corpo

O evaporador e o condensador são uma estrutura composta por tubos de cobre de pequeno diâmetro com placas transversais de alumínio colocadas sobre eles, projetadas para aumentar a taxa de transferência de calor.

O que mais afeta o desempenho dos aparelhos de ar condicionado?

Além do evaporador e condensador listados acima, existem vários outros elementos de design que garantem a eficiência dos equipamentos de controle climático.

Esses incluem:

• fãs;
• compressor;
• válvula termostática (válvula).

Produtos como fãs, instalado em cada unidade de ar condicionado. Sua tarefa é aumentar o fluxo de ar que sopra no evaporador ou condensador. Isso melhora significativamente o desempenho do sistema como um todo.

Compressor É bem possível chamá-lo de coração de qualquer ar condicionado moderno. A razão é que é ele quem garante a movimentação do refrigerante no circuito de refrigeração. Que geralmente consiste em tubos de cobre.

O diagrama mostra a unidade externa de um ar condicionado moderno. Além disso, seu elemento principal é tradicionalmente o capacitor, indicado em azul. Ao lado do elemento estrutural especificado está localizado um ventilador, sem o qual não será possível obter um funcionamento eficiente do sistema

Além disso, o compressor foi projetado para comprimir o refrigerante atrás do evaporador. O que também melhora o desempenho de qualquer ar condicionado.

Falamos sobre diagnósticos de compressores e recursos de solução de problemas em este material.

Válvula termostática projetado para reduzir a pressão do refrigerante na frente do evaporador. Este recurso proporciona melhor transferência de calor.

O papel do refrigerante na operação de equipamentos de controle climático

Qualquer ar condicionado moderno é um sistema técnico que consiste em várias unidades e peças. Mas todos eles serão inúteis sem refrigerante, que é uma substância que passa facilmente do estado líquido para o gasoso e vice-versa. Ao mesmo tempo, liberando ou absorvendo uma quantidade significativa de calor.

Existem mais de 4 dúzias de tipos de freon, mas apenas alguns deles são usados ​​​​como refrigerante. Ao mesmo tempo, o mais procurado hoje é o R-22 - é o que abastece mais de 98% dos aparelhos de ar condicionado. Mas é preciso lembrar que seus dias já estão contados e isso deve ser levado em consideração na hora de adquirir equipamentos de climatização.

Vários tipos de uma substância chamada freon têm sido usados ​​como refrigerante há muitas décadas - é principalmente uma mistura de etano e metano.A principal característica desta substância é o seu baixo ponto de ebulição. O que acontece a 5-10°C. Neste caso, o freon pode aquecer até 70-90° durante a evaporação. Esses recursos permitem remover uma grande quantidade de calor e com bastante rapidez.

E o refrigerante especificado é incolor, inodoro e, o mais importante, inofensivo à saúde dos usuários. Ao mesmo tempo, o tipo de freon mais popular hoje (R-22) tem um impacto negativo na camada de ozono da atmosfera. Portanto, se você não é indiferente aos problemas ambientais, deve adquirir aparelhos de ar condicionado que funcionem com refrigerante. R-410. O que não destrói as camadas protetoras da atmosfera.

A foto mostra o reabastecimento do ar condicionado com freon. Mas é preciso lembrar que, de acordo com o chamado Protocolo de Montreal, o uso do freon R-22 deve ser interrompido até 2030. E este é um ponto muito importante. Uma vez que quanto menos tempo resta antes do período especificado, menos aconselhável é comprar aparelhos de ar condicionado que funcionem com refrigerante prejudicial.

Na prática reabastecendo ar condicionado com freon é realizado muito raramente. Por exemplo, após reparo, manutenção, vazamento. E em qualquer caso, o refrigerante especificado (R-410) não prejudicará a saúde dos usuários e de seus animais de estimação.

Princípio de funcionamento e diagrama de circuito do ar condicionado

O ar condicionado parece ser um equipamento bastante simples, cujos principais componentes estruturais não são particularmente complicados. Portanto, analisaremos detalhadamente o seu princípio de funcionamento, que também é extremamente simples.

Como funciona um ar condicionado típico?

À medida que os líquidos evaporam, eles absorvem calor ativamente e, durante a condensação (transição do estado gasoso para o líquido), eles o liberam.E esses fenômenos físicos são tradicionalmente a base do princípio de funcionamento dos aparelhos de ar condicionado.

Você pode ter certeza de que o método especificado de remoção de calor é eficaz mesmo em casa. Por exemplo, aplicar qualquer solução contendo álcool na superfície da pele, que, evaporando rapidamente, deixa uma sensação de frio. Já o calor da superfície do corpo é absorvido e removido para o lado.

Simplificando, a base para o funcionamento de qualquer ar condicionado moderno são os procedimentos de fervura (com absorção de calor) e condensação (com liberação de calor). Durante estes processos, o calor é absorvido/liberado de acordo com as fórmulas mostradas no gráfico. Onde Q é a quantidade de calor, L é o calor específico de vaporização e m denota a massa da substância

Isso é exatamente o que acontece dentro de casa. A razão é que o refrigerante líquido, ao entrar na unidade interna do ar condicionado, absorve ativamente e em grandes quantidades o excesso de calor e sua temperatura aumenta significativamente.

Como resultado, evapora e passa para a unidade externa (geralmente localizada fora do edifício). Onde, sob a influência do ar mais frio, bombeado em quantidades significativas por um ventilador, ocorre o processo inverso.

A foto mostra um evaporador de ar condicionado. Que na aparência se assemelha a um radiador normal. Na verdade, é assim que é. Uma vez que o design deste elemento garante o sopro mais eficiente do ar quente da sala, do qual o refrigerante absorve o calor, para que a sala fique mais fria

Ou seja, ocorre condensação, com a qual o refrigerante volta a ser líquido e, conseqüentemente, o calor é liberado. E então um novo ciclo se seguirá, e assim por diante, ad infinitum.

Diagrama esquemático da operação do equipamento

Independentemente do tipo, tipo e nome do ar condicionado, o processo de refrigeração do ar é sempre o mesmo. Assim, após ligar, o refrigerante é fornecido ao evaporador. Além disso, sua pressão é de 3 a 5 atmosferas e a temperatura está na faixa de 10 a 20 °C.

Além disso, no estado gasoso, o freon se move para o compressor. E então comprime para 15-20 atmosferas. Além disso, o refrigerante é aquecido a 70-90 °C.

O diagrama, de forma simplificada, mostra o princípio de funcionamento de qualquer ar condicionado moderno. Assim a figura mostra que o refrigerante resfriado no condensador entra no regulador de fluxo (válvula termostática). Onde sua pressão diminui, o que permite que o líquido esfrie ainda mais. E então o refrigerante é transportado para o evaporador, onde ocorre o processo principal. Ou seja, resfriar o ar enquanto simultaneamente aquece o refrigerante

Após o qual o gás é transportado para o condensador, soprado ativamente por um ventilador. Como resultado da exposição ao ar injetado em temperatura mais baixa, o freon libera calor, o que leva à sua transição para o estado líquido.

Mas ainda assim a sua temperatura permanece 10-20 °C mais elevada do que a do ar circundante. Este problema é resolvido quando o líquido passa pela válvula de expansão. Onde a pressão do refrigerante cai novamente para pequenas 3-5 atmosferas. Isso permite que o freon esfrie ainda mais e esteja pronto para um novo ciclo de absorção de calor, sendo novamente fornecido ao evaporador.

A figura mostra um diagrama esquemático de um ar condicionado. Neste caso, uma unidade equipada com evaporador fica localizada no interior. E o segundo, com capacitor, fica do lado de fora.Isso permite tornar o procedimento de troca de calor o mais eficiente possível. Além disso, a unidade, que fica na rua, abriga sempre um compressor, que é a parte mais barulhenta da estrutura

Características do ar condicionado

Um ar condicionado requer eletricidade para funcionar, mas isso é benéfico porque tem uma eficiência bastante elevada.

Mas se houver quedas regulares de tensão na rede, para evitar avarias deste tipo de equipamento de climatização, deve-se instalar imediatamente e estabilizador.

Apesar do método simples e eficaz de troca de calor, você deve sempre lembrar que o ar condicionado só atenderá às características declaradas com regularidade manutenção.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo anexo abaixo irá ajudá-lo a aprofundar e consolidar seus conhecimentos sobre o tema:

O princípio de funcionamento de qualquer ar condicionado, independentemente da marca, tipo, é bastante simples. Porque se baseia nos fenômenos físicos mais simples. Ao mesmo tempo, deve-se lembrar que os equipamentos de climatização possuem características técnicas distintas. Além disso, os condicionadores de ar são confiáveis, eficientes e fáceis de operar. O que precisa ser levado em consideração, bem como a futura transição para o freon seguro, pois esse recurso pode levar a perdas financeiras.

Você gostaria de complementar o material acima com informações ou comentários úteis? Ou você ainda tem dúvidas sobre o tema do nosso artigo? Pergunte aos nossos especialistas e outros visitantes do site no bloco de comentários abaixo.