Устройство и принципиальная электрическая схема кондиционера

Из чего состоит кондиционер? Устройство, схема и принцип работы кондиционера

Из чего состоит кондиционер?

Основные компоненты кондиционера

Печатная плата управления и индикации, датчики температуры, пульт дистанционного управления, фильтры, электродвигатели и крыльчатки вентиляторов, сервисные и 4-х-ходовые клапаны, контакторы и реле, термостаты, конденсаторы — это безусловно основные компоненты кондиционера, узлы и детали, из которых состоит любой кондиционер.

Типы кондиционеров

Устройство кондиционеров различных типов (например, кассетного, канального, потолочного и колонного) приведены в таблице. Как видно, функциональная схема одинакова для всех, отличие вызвано лишь конструктивными особенностями внутренних блоков.

Внутренний блок кондиционера

Передняя панель — пластиковая решетка, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (например, для чистки фильтров и т.п.)

Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую электростатическую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить, как правило, не реже двух раз в месяц.

Испаритель — в результате продувки через радиатор воздух охлаждается, в нем происходит нагрев холодного фреона и его испарение.

Горизонтальные жалюзи — регулируют направление воздушного потока по вертикали с помощью электродвигателей, управляемых лишь с пульта.

Индикаторная панель (дисплей) — на передней панели кондиционера установлены светодиоды, показывающие не только режим работы кондиционера, но и сигнализирующие о возможных неисправностях.

Фильтр тонкой очистки — бывает различных типов. Как правило, используется угольный (удаляет неприятные запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие дополнительных фильтров не оказывает влияния на работу кондиционера, однако, меняет качество воздуха.

Вентилятор — электродвигатель с турбиной, обеспечивает обдув испарителя и имеет, как правило, несколько скоростей вращения.

Вертикальные жалюзи — для регулировки направления воздушного потока по горизонтали. В бытовых кондиционерах положение этих жалюзи можно регулировать только вручную. Возможность регулировки с пульта ДУ есть только в некоторых моделях элитных кондиционеров.

Поддон — расположен под испарителем и служит не только для сбора, но и отвода наружу через дренажный шланг конденсата, образующегося на поверхности холодного испарителя.

Плата управления — блок электроники с центральным микропроцессором, как правило, располагается с правой стороны внутреннего блока. Если компрессор — «сердце» кондиционера, то платы управления (блок электроники) — его мозг.

Штуцерные соединения — расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие блоки.

Внутренний блок комплектуется пультом управления для включения кондиционера, а также выбора режима работы и установки пользовательских настроек. Пульт управления может быть не только дистанционным, но и проводным.

Наружный блок кондиционера

Компрессор — бесспорно, сердце кондиционера: он сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру. Подробнее с компрессорами к кондиционерам можно ознакомиться, например, в разделе компрессоры.

Четырехходовой клапан — устанавливается в кондиционерах с тепловым насосом для того, чтобы менять направление движения фреона в режиме обогрева. При этом внутренний и наружный блок как бы меняются местами: внутренний блок работает на обогрев, а наружный — на охлаждение.

Плата управления — устанавливается не только в инверторных и мульти-сплит-системах, но и в кондиционерах кассетного или канального типа. В обычных сплит-системах, как правило, всю электронику размещают только во внутреннем блоке.

Вентилятор — создает поток воздуха, обдувающего конденсатор. В моделях небольшой производительности электродвигатель вентилятора имеет только одну скорость вращения. Такой кондиционер может стабильно работать лишь в небольшом диапазоне температур наружного воздуха. В моделях более высокого класса и мощности, рассчитанных на широкий температурный диапазон, а также, во всех полупромышленных кондиционерах электродвигатель вентилятора имеет 2 — 3 фиксированных скорости вращения или же плавную регулировку. Электродвигатели используются вместе с пусковыми и рабочими конденсаторами.

Датчики температуры и давления, реле и контакторы — все это бесспорно важные электронные компоненты кондиционера, на показаниях которых постоен весь алгоритм работы системы.

Конденсатор — радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона: продуваемый через конденсатор воздух в результате нагревается.

Фильтр фреоновой системы — устанавливается, как правило, перед входом компрессора и защищает его от медной крошки и других мелких частиц, которые могут попасть в систему при монтаже кондиционера. Разумеется, если монтаж выполнен с нарушением технологии и в систему попало большое количество мусора, то фильтр не поможет.

Штуцерные соединения — сервисные клапаны — к ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки, а также манометры.

Защитная быстросъемная крышка — закрывает штуцерные соединения и клеммный разъем, используемый для подключения электрических кабелей. В некоторых моделях защитная крышка закрывает только клеммный разъем, а штуцерные соединения остаются снаружи.

Схема кондиционера

Так называемая взрыв-схема с обозначением абсолютно всех деталей и узлов, которые подлежат заказу у производителя, как правило, приводятся в сервис-мануалах на каждую конкретную модель. Знание партномера запчасти, безусловно, облегчает ее поиск при заказе у поставщика.

К примеру, можно посмотреть и скачать вырезки из сервисной инструкции SAMSUNG:
— внутренний блок кондиционера схема
— внешний блок кондиционера схема

Схема циркуляции хладагента

Электрическая схема сплит-системы

Для поиска и устранения неисправностей инженер безусловно должен уметь читать и понимать электрические функциональные и принципиальные схемы. Однако, не все производители приводят электрические принципиальные схемы в сервис-мануалах. Это может быть вызвано не только требованиями политики конфиденциальности, но и уходом от ремонта на компонентном уровне к замене неисправной платы или узла целиком. Поэтому иногда достаточно определить неисправность на функциональном уровне. К примеру, ниже представлены электрические схемы внутреннего и внешнего блоков сплит-системы DAEWOO DSB-187LH.

Принцип работы кондиционера

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными трубками и в результате образуют холодильный контур. Внутри контура циркулирует хладагент (скорее всего смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла). В современных кондиционерах прежде всего используются фреоны R22 и R410A.

1 — конденсатор, 2 — терморегулирующий вентиль, 3 — испаритель, 4 — компрессор.

Рассмотрим процесс работы кондиционера, использующего, например, фреон R22. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3—5 атмосфер и температурой от +10 до +20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15—25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70—90 °C, после чего он поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и вследствие чего переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла: воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. В результате на выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10—20 °C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (как правило, длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.

После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла. То есть, воздух, проходящий через испаритель, остывает и далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Подробное описание принципа работы системы кондиционирования на примере оконного кондиционера. На видео показано не только устройство кондиционера, но и описаны основные процессы протекающие в холодильном контуре, а также принцип фазового перехода хладагента.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера, причем, он не зависит от его типа, модели или производителя.

Электрическая схема кондиционера

В современных помещениях уже длительное время с помощью кондиционеров создаются наиболее комфортные климатические условия. В жаркую погоду температура понижается до нужного значения, а в холодное время в помещении создается теплый микроклимат. Электрическая схема кондиционера применяется в различных типах и моделях. Они устанавливаются на стенах, на полу и под потолком. Благодаря современному дизайну, кондиционеры органично вписываются в интерьер любого помещения.

Основные типы кондиционеров

Разнообразие конструкций устройств кондиционирования воздуха позволяет применять их в самых разных местах. Например, модели мобильных кондиционеров не требуют монтажных работ. Из помещения на улицу выводится специальный блок или шланг для отвода теплого воздуха.

Очень простой монтаж и дальнейшее обслуживание у моноблочных устройств. В магистралях фреона нет никаких разъемов, поэтому его утечка полностью исключается. Такие кондиционеры отличаются низким шумом, обладают высоким КПД, однако, имеют довольно высокую стоимость.

Монтаж оконных кондиционеров осуществляется в проемах стен или окнах. При работе они производят много шума, но, благодаря низкой цене, удобству монтажа и обслуживания, пользуются широкой популярностью у потребителей.

Одной из разновидностей кондиционеров являются сплит-системы. Их конструкция включает в себя наружный и внутренний блок. Соединение обеих частей производится с помощью медных труб. По этим трубам происходит циркуляция хладона. Наружный блок состоит из компрессора, конденсатора, вентилятора и дросселя. Во внутреннем блоке установлен испаритель и вентилятор. Выпускается множество модификаций сплит-систем, что позволяет их устанавливать во многих местах.

Общая схема кондиционера

В каждом конденсаторе присутствуют основные элементы, выполняющие определенные функции. Внутри внешнего блока расположен конденсатор, превращающий газообразный хладагент в жидкую форму. Другим важным элементом является дроссель или терморегулирующий вентиль. С его помощью происходит снижение давления хладагента при подходе к испарителю. Сам испаритель изготовлен в виде радиатора, установленного во внутреннем блоке.

Во время снижения давления именно здесь осуществляется переход хладагента из жидкой в газообразную форму. С помощью компрессора хладагент сжимается и циркулирует по кругу. Вентиляторы создают потоки воздуха, необходимые для обдува испарителя и конденсатора. Соединение всех основных элементов выполняется с помощью медных трубок. В результате, образуется замкнутый контур, по которому происходит циркуляция хладагента.

Электрооборудование кондиционера

Все основные элементы систем кондиционирования не могут работать сами по себе. Всю работу обеспечивает электрическая схема кондиционера. Общая схема включает в себя несколько основных частей. Подключение межблочного кабеля к внутреннему блоку осуществляется при помощи клеммной колодки Terminal. В самой колодке имеется несколько клемм. N является электрической нейтралью, №2 подает питание с платы управления на компрессор, №3 обеспечивает работу вентилятора на первой скорости, а №4 – на второй скорости. Пятая клемма подает питание к приводу 4-х ходового клапана при переходе в режим обогрева.

В самом компрессоре существует три вывода: C, R и S, обозначающие соответственно, общий вывод обмоток, рабочую обмотку и стартовую обмотку двигателя компрессора для сдвига фаз. Кроме того,в схему включена защита от перегрузок и перегрева, а также клеммы для подключения вентилятора, конденсатора, электромагнитного клапана и других элементов.

Как работает кондиционер

Как правильно подключить кондиционер к электросети своими руками

Любой кондиционер состоит из двух различных по функциям частей: холодильный контур, который осуществляет функцию охлаждения воздуха и электрическая часть, управляющая устройствами и элементами контура.

В этой статье будет рассмотрена электрическая схема кондиционера, варианты его подключения к электропитанию и как правильно подключить кондиционер к электросети.

Что такое электрическая схема сплит-системы

Электрическая схема кондиционера — это документ, в котором отображено расположение электронных компонентов, их подключение, а также информация для инженеров сервисных центров. Всех, кто занимается установкой и подключением климатической техники больше интересует электрическая схема подключения кондиционера, которая включает в себя расположение основных устройств испарительного и конденсаторного блока, клеммы для соединения блоков между собой и подключения электропитания.

Основными элементами здесь являются:

• Компрессор, с выводами CSR. Стрелкой показана защита, установленная на обмотку компрессора
• Compressorcapacitor – конденсатор, двумя выводами подключен к обмоткам компрессорного агрегата. Третий вывод конденсатора подключен к его пусковой обмотке.
• Кроме этого, на схеме обозначен мотор вентилятора и конденсатор, через который подключены две обмотки электродвигателя.
• На схеме обозначен электромагнит, управляющий работой четырехходового клапана.

Обозначения клемм в клеммной колодке:

2 – Напряжение на компрессор с модуля управления.

3 – Подача электропитания на мотор вентилятора при работе его на малых оборотах.

4 – Электропитание на мотор вентилятора при его работе на повышенных оборотах.

Отдельная клемма – земля. Основные модули и блоки:

• Фильтр питания, через который подается напряжение на управляющую плату.
• Control board – блок управления к которому подключены все модули устройства.
• К CN 12 подключено силовое реле питания компрессора.
• К CN6 подключается дренажный насос.
• Клеммник CN 5 отвечает за управление вентилятором внешнеого блока сплит-системы.
• К выводам CN 10 подключается шаговый мотор управления жалюзийной решеткой.
• Выводы CN 7 отвечают за подключение термодатчика температуры теплообменника.
• К выводам 1 и 2 клеммника CN15 подключается термодатчик комнатной температуры.
• К вывода м 1 и 3 клеммника CN15 подключается сенсор уровня воды в поддоне.
• Клеммник CN 13 управляющего блока отвечает за подключение блока индикации устройства.

Клеммник (на плате обозначен Terminal) для соединения кабелем испарительного и конденсаторного блоков. Клеммы L и N — питание кондиционера от линии эл. передач. Следует знать, что существует с подключение кондиционера к электросети через внешний блок.

При таком подключении, необходимо руководствоваться инструкцией. Если подключается климатическая техника мощностью до 4 ,5 кВт, то использоваться должен четырехжильный медный кабель с сечением 2,5 мм 2 . При отдельной ветке питания на щиток обязательно устанавливается автомат мощностью 20 А.

Подключение кондиционера

После монтажа внутреннего и внешнего блоков их необходимо соединить между собой четырехжильным медным кабелем с площадью сечения жилы не менее 2,5 мм 2 . Инструкцией по подключению служит принципиальная схема, которая была достаточно подробно рассмотрена выше. Соединительный кабель может прокладывается вместе с фреоновой магистралью, а может в отдельном пластиковом коробе.

При прокладке в одной штробе вместе с медными трубками, используйте для изоляции кабеля гофрированную пластиковую трубку.

После межблочного электрического соединения следует подключать внутренний блок к электропитанию. Схема подключение кондиционера к электросети предполагает получение питания, как от ближайшей розетки, так и от отдельной линии.

Идеальным вариантом подключения достаточно мощной климатической техники является отдельная линия питания. Такой вариант не будет нагружать уже существующие линии квартирной электросистемы и позволит подвести питание непосредственно к внутреннему блоку сплит-системы. Прокладка кабеля электропитания от щитка до внутреннего блока может производиться по штробленой канавке в материале стены или в специальном пластиковом коробе.

Щиток, с которого будет тянуться отдельная линия питания должен быть заземлен. Подсоединение кабеля питания к клеммнику щитка должно проводиться только через автомат, мощность которого следует рассчитать по формуле: мощность аппарата деленная на напряжение. К полученному значению следует добавить 30% запаса.

Следует понимать, что к розетке можно подвести кабель питания климатической техники только в том случае если:

• Климатическая техника имеет небольшую мощность.
• Внутридомовая электросеть проложена медным кабелем с сечением не менее 2, 5 мм 2 .
• На одной ветке с кондиционером нет энергоемких потребителей.
• Предполагается временный монтаж климатической техники.
• Данная ветка электроснабжения оборудована автоматом с УЗО не менее 20 А.

Варианты подключения кондиционера к существующей электролинии

Этот вопрос можно было бы не рассматривать, ввиду присутствия розеток в помещении. Но, некоторые владельцы маломощной климатической техники недовольны тянущимся проводом от розетки до потребителя, часто через всю стену.

Если розетка находится достаточно далеко от кондиционера, то существует вариант подключения кондиционера к электросети через выключатель. Предупреждаем сразу: этот вариант подходит только для маломощной климатической техники и вот почему: клеммы обычного выключателя могут попросту не выдержать тока, проходящего через них. В итоге нагрев, искрение, выход из строя выключателя (в лучшем случае) или пожар.

Лучше от действующей розетки проштробить канавку в стене и проложить по ней кабель питания в гофротрубе до блока сплит-системы, а потом вмонтировать в стену специальную розетку с декоративной накладкой. Розетка должна выдерживать определенный ток: если ваш кондиционер мощностью 1 кВт, то розетка должна выдерживать 9-10 А; от 1 до 3 кВт – 16-18 А; от 3 до 4,6 кВт – 20 А; от 4,6 до 5,5 – не менее 25 А. Правильный выбор лучше всего доверить квалифицированному электрику.

Если вы решили подключить кондиционер своими руками, то делайте это с соблюдением всех правил техники безопасности, а чтобы полностью быть уверенным, что процесс подключения прошел правильно и безопасно для климатической техники и обитателей жилища, лучше всего обратитесь за помощью к профессионалам.

Схема кондиционера

Как и любое другое техническое устройство, кондиционер имеет принципиальную схему, на которой указаны все его составляющие, а также коммуникации — то есть соединения между ними.

Условно кондиционер можно разделить на две функциональные части:

• холодильный контур
• электрическая часть

Основную функцию — охлаждение, осуществляет холодильный контур, а вот всеми его компонентами управляет электрическая схема (электронная).

В данной статье мы рассмотрим схемы неинверторных кондиционеров.

Схема холодильного контура

Ниже размещена схема холодильного контура кондиционера.

Схема взята не из учебника, а из сервисной документации производителя, поэтому и обозначения приведены на английском языке.

Compressor — компрессор, «сердце кондиционера». Компрессор сжимает хладагент и прокачивает его по контуру.

Heat exchanger — теплообменник,

• outdoor unit — внешнего блока, то есть конденсатор, охлаждает сжатый фреон ниже температуры конденсации
• indoor unit — внутреннего блока — испаритель, в нём рабочее вещество испаряется, опуская температуру

Expansion valve — расширительный вентиль

По-другому ТРВ — терморегулирующий вентиль. Обеспечивает подачу необходимого количества хладагента.

В простых кондиционерах его роль выполняет капиллярная трубка, без всякой регулировки, в инверторных системах — электронный расширительный вентиль.

2-Way valve — двухходовой вентиль, то есть обычная задвижка, с двумя положениями — открыто и закрыто

3-Way valve — трёхходовой клапан, в кондиционере это сервисный порт, к которому подключается шланг манометрического манометра для измерения давления или заправки.

4-Way valve — четырёхходовой клапан, обеспечивает реверс хладагента для работы кондиционера в режиме обогрева

Strainer — фильтр, на данной схеме это фильтр-осушитель, так как установлен перед ТРВ (и после, так как система может работать в режиме реверса и хладагент меняет направление движения).

Его задача не допустить попадание влаги в тонкий канал ТРВ — так как влага его закупорит, не давая пройти хладагенту.

Muffler — глушитель

Стрелками указано направление движения фреона по контуру:

• сплошной стрелкой — в режиме охлаждения
• пунктирной стрелкой — в режиме нагрева

Также в более сложных и совершенных кондиционерах устанавливают:

• датчики давления
• отделители жидкого хладагента
• линии перепуска
• системы инжекции (впрыска) в компрессор
• маслоотделители

Схема мульти сплит системы

Мульти сплит система — это кондиционер имеющий один внешний блок и несколько внутренних

В этом случае добавляются ещё несколько внутренних блоков, а также:

Distributor — распределитель, который расщепляет поток хладагента и направляет его в несколько внутренних блоков.

В схеме также присутствуют элементы, которые используются не только в мульти системах:

Receiver tank — ресивер.

Ресивер имеет несколько предназначений — защита от гидроудара компрессора, слив фреона при ремонте и т.д.

В данном случае это линейный ресивер, который не допускает попадание газообразного фреона в ТРВ

Электрическая схема кондиционера

Схема электрических соединений внешнего блока сплит системы:

Terminal — клеммная колодка для подключения межблочного кабеля для соединения с внутренним блоком.

N — электрическая нейтраль

2 — подача питания на компрессор с платы управления внутреннего блока

3 — подача питания на двигатель вентилятора для работы на 1-ой скорости

4 — подача питания на двигатель вентилятора для работы на 2-ой скорости

5 — подача питания на привод четырёхходового клапана для переключения в режим обогрева

Компрессор

C — common — общий вывод обмоток компрессора

R — running — рабочая обмотка компрессора

S — starting — фазосдвигающая обмотка двигателя компрессора, стартовая

Internal overload protector — внутренняя защита от перегрузки

Compressor Capacitior — электрический конденсатор, в данном случае рабочий (бывают ещё и пусковые, в настоящее время в кондиционерах не используются)

Fan motor — двигатель, мотор вентилятора

Thermal protector — защита от перегрева, обычно ставится непосредственно на обмотки двигателя и при превышении температуры разрывает цепь.

Fan motor Capacitior — рабочий конденсатор двигателя вентилятора

SV — solenoid valve — электромагнитный клапан, приводящий в действие механизм четырёхходового клапана.

Схема внутреннего блока кондиционера:

Клеммная колодка

На клеммной колодке кроме межблочных соединений находятся и зажимы для подключения питания (питание может подводиться и наоборот — к внешнему блоку)

L, N — электрическая линия и нейтраль однофазного питания

Filter Board — плата фильтра, уменьшает уровень помех в сети питания

Control Board — плата управления — управляет всеми устройствами, получает данные со всех датчиков, выполняет терморегуляцию, выводит информацию для пользователя на дисплей, выполняет самодиагностику.

Main relay — главное реле — силовое реле, подающее напряжение на компрессор.

Display board — модуль индикации, может представлять из себя линейку светодиодов, которые показывают наличие питания, выбранный режим, код ошибки или дисплей, на котором выводится ещё и температура.

Thermistor — термистор, терморезистор, датчик температуры

Room temp. — датчик температуры воздуха в комнате

Pipe temp. — датчик температуры трубки теплообменника, испарителя

Датчики температуры ещё могут находиться в:

• пульте управления — для поддержания температуры в точке нахождения пульта (например ,режим «I Feel»).
• на входе, выходе и в средней точки испарителя

Step motor — шаговый двигатель,

Применяется для открывания жалюзийной решётки, шторки, закрывающей вентилятор

За один шаг его вал отклоняется на небольшой угол, таким образом получается очень точно контролировать положение вала.

Drain pump motor — дренажный насос, встроенный только у кассетных кондиционеров

Float switch — поплавковый датчик уровня конденсата, только для кассетных кондиционеров

Где взять схему моего кондиционера?

Схемы кондиционера могут отличаться для каждой конкретной модели — где-то могут быть детали, которых нет в приведённых схемах (например датчики или защитные приборы), или наоборот, некоторых деталей не будет.

Для каждой модели кондиционера производитель выпускает сервисную документацию (Service Manual) для ремонтников, обслуживающего и инженерного персонала. В ней находятся не только схемы, но и коды ошибок, способы устранения поломок.

Итак, для нахождения схемы кондиционера необходимо:

• выписать точную модель оборудования
• найти сервис мануал в разделе «Техническая документация»
• можно воспользоваться поиском по сайту или в интернете
• получить информацию у производителя, дистрибьютора

Но даже если вы не нашли информацию по необходимому оборудованию, можно воспользоваться другой из этой серии, либо вообще от другого производителя, т ак как схемные решения очень схожи.

Также можно создать тему на профессиональном форуме, коллеги обязательно помогут Вам!