 После того как вещество поглощает или отдает тепло, его состояние может измениться, например, из газообразного в жидкое. Для более наглядного представления принципа действия кондиционера в качестве иллюстрации можно взять знакомые всем нам эффекты, наблюдаемые при проведении прививок. Перед уколом кожу протирают спиртом. Спирт испаряется (переходит из жидкого состояния в газообразное), при этом охлаждает поверхность руки.
То же самое явление наблюдается в кондиционере. В системе охлаждения кондиционера вместо воды или спирта в качестве хладагента используется газ фреон, который безопасен для человека. Этот газ кипит в специальном устройстве - испарителе, находящемся во внутреннем блоке кондиционера. Процесс кипения фреона происходит с поглощением тепла из окружающего воздуха помещения. В процессе кипения фреона испаритель охлаждается. Вентилятор внутреннего блока обдувает испаритель, при этом воздух помещения, соприкасаясь с холодной поверхностью испарителя, отдает свое тепло испарителю и сам при этом охлаждается.
Далее фреон перемещается компрессором по фреонопроводу в конденсатор, расположенный в наружном блоке кондиционера, где и конденсируется из газообразного состояния в жидкое. Процесс перехода фреона из газообразной фазы в жидкую происходит с выделением тепла, что и приводит к нагреву поверхности конденсатора. Воздух, подаваемый специальным вентилятором, отбирает тепло от конденсатора, размещенного во внешнем блоке кондиционера, и удаляет его в окружающую среду.
Кондиционер "производит" тепла или холода примерно в 3 раза больше, чем потребляет электроэнергии – факт, вызывающий недоумение у людей, не обремененных знанием холодильной техники. Что за чудо – машина с КПД 300%? И почему это загадочное вещество «хладагент» то поглощает, то отдает тепло, ведь из школьного курса физики известно, что оно всегда переходит от более нагретого тела к менее нагретому? Что заставляет хладагент переносить тепло из помещения, в котором чуть больше 20 градусов на улицу, где порой бывает под +40°С?
Все не просто, а очень просто! Из той же школьной физики известно, что температура фазового перехода (испарения или конденсации жидкости) зависит от давления, при котором происходит процесс. Зависимость нелинейная и монотонная – чем больше давление, тем больше температура фазового перехода. Дальше – больше! Для того, чтобы жидкий хладагент кипел, превращаясь в пар и поглощая из окружающего воздуха тепло, в теплообменнике необходимо создать давление, при котором температура фазового перехода будет ниже, чем температура окружающего воздуха. И наоборот, парообразный хладагент будет отдавать тепло воздуху, превращаясь в жидкость, если создать давление, при котором температура фазового перехода будет выше температуры воздуха.
Но для того, чтобы кондиционер заработал, в замкнутый контур нужно встроить еще как минимум два элемента. Это компрессор, повышающий давление до давления конденсации, который установлен в контуре перед конденсатором, и дросселирующее устройство, понижающее давление до давления испарения, перед испарителем.
Для того, чтобы кондиционер мог работать не только на холод, но и на тепло, в контур необходимо добавить четырехходовой вентиль. Его задача "превращать" испаритель в конденсатор и наоборот. Такой кондиционер называют кондиционером с реверсивным циклом, который может переносить тепло не только из помещения на улицу, но и наоборот.
|
