- Принцип на работа на климатика
-
източник : kakraboti.com
Най-общо казано всеки климатик премества енергия във вид на топлина от едно място на друго. В природата нормалното движение на топлината е от по-студеното към по-топлото място, подчинявайки се на втория закон от термодинамиката. Тъй като, в доста моменти от живота, това не ни удовлетворява ( например през зимата бихме искали да вземем топлина от околната среда, която да преместим вътре в стаята, но при всички случаи навън е по- студено, отколкото вътре ) тогава е необходим друг подход и съответно използване на друг физичен закон. Подобен е случая с вашия автомобил- ако се движите по път с наклон и се спускате по наклона, то автомобила би се движил дори и при изключен двигател, но ако изкачвате наклона, то в този случай, двигателя трябва да работи за да преодолее гравитацията. В този и много подобни примери е необходимо да бъде извършена работа за да може да получим желаното от нас дейстивие - в нашия случай - отопление с климатик. Под работа тук имаме предвид физичното значение на термина.Аналогично и при функционирането на домашен климатик, за да може да се премести топлина от по-студеното към по-топлото място се извършва работа от компресора. Той обикновено се намира във външното тяло, като енергията за извършването на тази работа идва от електрическата мрежа. Процесите, които протичат много наподобяват процесите във вашия хладилник или фризер с тази разлика, че топлинните мощности в климатика са сравнително по-големи, а също и че температурните интервали са чувстиветлно по-широки.
Основния принцип на работа на климатика е описан в така начеречния "Цикъл на Карно" (По детайлна информация). Същността на цикъла използва поведението на флуидите (газове или течности) при промяна на налягането и температурата, като по принцип тези два параметъра са свързани по между си по следния начин: при повишаване на налягането на флуида при един и същи обем се повишава пропорционално температурата и обратно.
Както виждате основа роля за работата на един климатик играе флуида, който циркулира в ситемата. Количеството и най-вече качествавата му са много важни. Един от качествените му параметри е температурата на кипене, т.е. когато флуида се разширява(изпарява) каква е минималната температура, при която все още има изпарение в топлообменика. Това е така, защотото за да може да се отнеме енергия от околната среда и да се спази втория закон на термодинамиката, той трябва да се изпарява при температура по-ниска от околната. И тъй като говорим за отопление с климатик, то това означава, че когато през зимата навън е минус 10 градуса този флуид трябва да се изпарява поне на минус 11 или още по-ниски температури. Във вашия климатик този флуид има събирателното име фреон (Между другото, това е запазена търговска марка). Фреоните са много видове, всеки със своите предимства и недостатъци, но за ефективната работа на един климатик фреона е един от трите важни фактора (останалите два са вида на компресора и качествата на топлообмениците), който оказва съществено влияние на работата на съответния климатик.
Другия важен компонент на домашния климатик е компресора. Както казахме той е този, който върши работа необходима ни за да работи климатика по желания от нас начин. Компресорите,които се използват в съвременните климатици се делят по различни критерии.Като например технологията, която използват, вида на електромотора, който ги задвижва и т.н.. Някой от тях са по-ефективни, други по-малко, като ефективността тук се мери в това каква част от подадената енергия е използвана за свиване на работния фреон и каква част се е превърнала в нежелана топлина. Целта тук е,не компресора чрез навивките от меден проводник да отдава топлина, а топлината да се отдава от фреона на вътрешното тяло. Това означава, че енергията, която компресора черпи от електрическата мрежа трябва изцяло да се използва за увеличаване на налягането на фреона- въпреки, че идеална машина няма, целта е да се доближим до идеалната.
Третия съществен елемент от съвременния климатик са топлообменниците. Във всяко тяло, което е част от един климатик има топлообменник,в които тече фреон.Той представлява медна тръба с подходящ размер, около която са закрепени алуминиеви ламели, с които се цели увеличаване на повърхността на топлообменника. Това е така тъй като, колкото е по-голяма повърхността на топлообменика толкова повече топлина може да бъде отдадена или отнета в зависимост къде се намира самия топлообменик. В повечето климатици, които се използват за домашна или офис употреба топлообменика отдава директно топлината на въздуха в стаята, чрез перка която засмуква въздух от стаята, този въздух преминава през ламелите на топлообменика, които са загрети от движещия се фреон, при това си преминаване въздуха се загрява и след това бива върнат отново в стаята.
Всичко, което описахме до тук са задължителни компоненти от един климатик за да може той да работи като такъв, т.е. да взима топлина от вън и да я премества вътре в стаята. Но тук изникват редица въпроси- например, ако машината е достатъчно мощна в един момент вътре в стаята би могло да стане прекалено топло -теоретично до температурата, на която кондензира фреона ( заповечето климатици това е между 45-60) градуса. Освен това не трябва да се забравя, че климатика може и да е много висока ефективна машина, но все пак нейната ефективност зависи директно от споменатите два параметъра-температура на изпарение на фреона във външното тяло и температурата на кондензация на фреона във вътрешното. Това са много важни параметри- всъщност разликата между тях и колкото по-малка е разликата, толкова по-ефективна е машината. Тази ефективност се изразява във това, че ако климатика консумиra 1 kW от електрическата мрежа, той би могъл да отдаде на стаята 3,4 или 5 kW топлинна мощност. За да може климатика да бъде контролиран (да поддържа съответна температура и влажност в стаята, както и да работи ефективно) във всеки съвременен климатик има микропроцесорно управление, което непрекъснато следи работата му и предприема съответни коригиращи действия.
Необходимата информация за тези действия, той взема от известен брой датчици, които се намират, както във вътрешното така и във външното тяло. Например във вътршното тяло има датчик, който измерва температурата във стаята, на базата на този датчик се следи дали не е достигната желаната температура или пък дали не трябва да се увеличи необходимата мощност. От друга страна обикновено перките които задвижват въздуха са с променливи обороти, което дава възможност да се контролира отдадената мощност. Колкото по -висок е дебита на въздуха, толкова е по-висока мощността, която отдава климатика и обратно. Дебита обикновено е потребителска настройка, но може да бъде контролиран автоматично от микропроцесора за прецизна работа на климатика.
Друга една много важна особенност при отоплението през зимата с климатик е следната: тъй както във въздуха при температури почти минус 20 градуса винаги има някаква влага и външното тяло на климатика винаги се налага да е по-студено от околната температура, когато влажността на въздуха е достатъчно висока, то по външното тяло на вашия климатик ще кондензират малки капчици вода, които след това ще замръзнат. Този скреж по тялото на един климатик влошава силно топлообмена на външното тяло, поради което се налага неговото отстраняване. Във всички съвременни климатици има начин тази ситуация да бъде открита и тогава вашия климатик преминава в режим на размразяване. В този случай външното тяло се подгрява с топъл фреон и леда бива премахнат. Този процес отново се контролира от микропроцесора на климатика и е автомачен.
Избора на конкретен модел климатик обикновено не е толкова лесна задача, колкото изглежда на пръв поглед. Когато стигнете до този момент, обикновено е хубаво да съберете, колкото е възможно повече информация за климатиците, които в момента се предлагат на българския пазар,т.е. да направите както се казва проучване. За съжаление, проучването не бива да се заключава само до цената, която бихте заплатили за да се сдобиете с даден климатик, а е необходимо да проверите и надеждността на фирмата, която ще ви го продаде, достави и монтира,тъй като тя задължително ще ви поддържа гаранционно вашият климатик. Това е много важен фактор за сигурна експлоатация на машината.Представете си какво ще стане, ако климатикът престане да работи в най-студеното време и този, които би трябвало да дойде на място и да извърши диагностика на проблема няма достатъчно ресурс да го направи в разумни срокове. Естествено, тук можете да използвате опита на ваши приятели или роднини, които вече притежават климатик и го използват редовно, но имайте предивид, че най-ценното мнение ще бъде на този, чийто климатик е бил дефектирал и неговите проблеми са били решени на време и качествено. От друга страна не бива да се притеснявате от факта, че машината би дефектирала- все пак това е машина и като всяка друга машина може да се наложи да бъде ремонтирана някой ден.По важното е, ако се появи някакъв проблем да има кой лесно и бъзо да отстрани проблема. Това, което трябва да се знае също е, че даден климатик може да ви бъде продаден от една фирма, друга да го достави, а трета да го монтира като отговорността за непрекъснатото правилно функциониране (Гаранционното обслужване) поема фирмата, която е монтирала климатика. Гаранционно обслужване в случая означава, че ако вашият климатик дефектира фирмата, която е извършила монтажа следва да изпрати квалифициран служител, които да установи какъв е дефекта и да предприеме съответните действия за отстраняването му. В някои случаи процедурата може да включва демотиране на някое от телата на климатика и транспортиране до централата на фирмата, където да бъде отстранен дефекта- но в крайна сметка този, който трябва да ви посети във вашия дом или офис е този, който е извършил монтажа на климатика.
Важни факти за климатици
Един от най-важните параметри, който би трябвало да знаете при избора на климатик преди още да се спрете на точно определен модел е до каква външна температура очаквате той да работи ефективно. Важното в случая е, че тъй като мощността, която се отдава в помещението от климатика силно зависи от температурата навън. Тази мощност трабва да бъде изчислена за най-лошия случай, т.е. при най-ниска околна температура. Тук има две неща които трябва да съобразите:
Колкото е по- студено навън, толкова по-големи са загубите на топлина от помещението- съответно имате нужда от повече топлина!
Колкото е по студено навън толкова е по-ниска мощността на вашия климатик. Това е така, защото при работата си климатика взима топлина отвън и я премества вътре (при всички случай при 0 градуса има повече топлина отколкото при минус 10, въпреки, че и при минус 20 има топлина, но тя е значително по малко).На трето място във вашия списък за избор на климатик би трябвало да стои ефективността. Ефективността на климатика е доста важен параметър, защото това означава и по-висока сметка за електроенергия. Подредени по степен на ефективност най-грубо климатиците се нареждат по следния начин:
Конвенционални- тези климатици не си променят мощността, която отдават
Инверторни- тези климатици променят своята мощност плавно, което им дава възможност да работят в оптимален режим.
DC инверторни - това е разновидност на инверторния климатик чийто компресор е много високо ефективен, което се отразява като повишаване на ефективността на цялата машина и намаляване на консумираната електроенергия.
За съжаление градацията на цените следва и ефективността на климатика, но понякога може да се окаже така, че даден конвенционален климатик доближава параметрите на инверторна машина и затова е много важно да се постараете да направите максимално добър избор на климатик.Оценка на мощността на климатик
След като се има предвид горната информация би могло да се оцени каква мощност трябва да има климатика. Тъй като по стандарт топлинната мощност на всички климатици се обозначават във единицата BTU (British Thermal Unit- "английска единица за топлина") е добре да знаете каква е връзката с добре познатите киловати. Формулата е следната:
1000 BTU = 0.293 kW
Това означава, че ако са ви необходими приблизително 3kW отоплителна или охлаждаща мощност начас,то климатик който може да отдате (или отнеме в зависимост от режима) 10 000 BTU/час би удовлетворил вашето изискване. Тук е много важно да споменем че мощността която обозначава завода поризводител е постижима при точно определени условия . Стандартните условия при които се измерва мощността на съвременните климатици са:
Отопление Охлаждане
Външна температура 7 ° C
35 ° CВътрешна температура 20 ° C
27 ° CЗа съжаление ние не можем да контролираме температурата на външния въздух, което неминуемо довежда до промяна на количеството топлина което климатика може да отдаде. Тази промяна обикновено е към намаляване на мощността и именно поради това мощността климатика така трябва да бъде изчислена че дори и при по-ниски температури навън,въпреки намаления топлинен капацитет той да успява да поддържа температурата в стаята.
Точната стойност на мощността при по-ниски температури от +7 ° C обикновено се дава от производителя и е въпрос на инженерно изчисление, но като цяло голяма част от климатиците работят на 80% от мощността си при -7 ° C температура на външния въздух. Отново бихме искали да ви напомним че тези оценки не винаги са валидни - съществуват климатици които имат по-голям топлинен капацитет при ниски температури- но само добър специалист може да го установи.
Накрая ще ви предложим кратък списък който да следвате:
Надеждна фирма за доставка на климатик.
Добри професионалисти, които да извършат монтажа.
Максимално ефективен модел климатик.
Без да пренебрегвате горните най-ниска цена.