Les climatiseurs domestiques et semi-industriels sont de deux types, selon la conception et le principe de fonctionnement : les systèmes monobloc et split. Les monoblocs, à leur tour, sont divisés en dispositifs mobiles, de fenêtre et d'évaporation, et en systèmes divisés - en mur, cassette, conduit, colonne et sol-plafond (universel).
- La base des principes de fonctionnement des différents systèmes climatiques
- Comment fonctionnent les systèmes fractionnés et leurs variétés
- Travaux de refroidissement
- Travaux de chauffage
- Climatiseurs de précision
- Climatiseurs Inverter
- Système de climatisation en conduit
- Comment fonctionnent les climatiseurs mobiles
- Refroidissement
- Chauffage
- Refroidissement et chauffage avec climatiseurs de fenêtre
- Refroidissement
- Chauffage
- Comment fonctionnent les climatiseurs à évaporation
- Refroidissement
- Chauffage
La base des principes de fonctionnement des différents systèmes climatiques
Les climatiseurs split et mobiles, ainsi que les climatiseurs de fenêtre ont un principe de fonctionnement différent, mais il repose sur la propriété de tout liquide de prendre de la chaleur lors de l'évaporation et de la restituer lors de la condensation. Dans ces dispositifs de refroidissement, le fluide de travail est du gaz fréon. Il circule en circuit fermé pour les blocs bi-composants et les monoblocs.
La température de transition de phase, lorsque le gaz devient liquide puis revient à son état normal, dépend de la pression de fonctionnement - plus elle est élevée, plus la température de transition de phase est élevée.
Pour que le fréon liquide bout et prélève la chaleur de 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 à celle de l'air, le fréon reprend un état gazeux et dégage la chaleur prélevée vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la rue, à travers l'unité extérieure.
Si nous considérons le principe de fonctionnement d'un climatiseur au sol sans conduit d'air, la même propriété d'un 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'instrument. Le liquide est pompé par la pompe de vidange et s'évapore sous l'influence de l'air chaud, dégageant la fraîcheur vers l'extérieur. En fait, il s'agit plus d'un évaporateur, pas d'un climatiseur, puisqu'il humidifie bien l'air, mais refroidit médiocrement.
Comment fonctionnent les systèmes fractionnés et leurs variétés
Le fréon circule en circuit fermé. Cela consiste en:
- serpentin interne - échangeur de chaleur par évaporation;
- serpentin externe - échangeur de chaleur à condenseur ;
- raccorder des tuyaux en cuivre - ligne de fréon;
- un compresseur qui augmente la pression ;
- tube capillaire dans les systèmes domestiques;
- détendeur thermostatique (TRV) pour unités semi-industrielles.
Le tube capillaire et le détendeur ont un synonyme commun - dispositif d'étranglement. Ils fournissent une différence de pression entre le réfrigérant de condensation et d'évaporation en raison de la résistance hydraulique sur toute la longueur.
Les climatiseurs qui peuvent chauffer l'air ont une vanne à 4 voies qui modifie fonctionnellement deux échangeurs de chaleur par endroits - l'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 qu'une compression se produit.Ensuite, il passe dans le condenseur et est soufflé avec de l'air plus froid, après quoi il se transforme en un état liquide. L'air traverse l'échangeur de chaleur du condenseur et est chauffé par la chaleur générée par le fréon.
Le réfrigérant se déplace ensuite dans un tube capillaire en spirale ou un détendeur, où sa pression diminue, la température diminue et il se produit peu d'évaporation. L'échangeur de chaleur par évaporation est soufflé par l'air ambiant, mais lorsque du fréon plus froid entre, il se refroidit. Dans le même temps, le réfrigérant prend sa chaleur et retrouve son état d'origine. Ensuite, le cycle est répété.
Lorsqu'on travaille au froid, le schéma d'action du climatiseur split-system se compose de 4 étapes principales : compression, condensation, raréfaction et évaporation.
Travaux de chauffage
L'essence du principe de fonctionnement du climatiseur split-system pour le chauffage ne change pas. Lorsque la vanne à 4 voies commute les fonctions des unités, lorsque le sens du flux de fluide frigorigène change, l'air est prélevé dans la rue par l'unité extérieure, où le fréon s'évapore, et il est délivré à la pièce par l'unité intérieure, dans lequel le réfrigérant entre à nouveau dans la phase gazeuse.
Plus la température de l'air à l'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
- Il est capable de fonctionner 24h/24 et 7j/7 pendant 10 ans, tandis qu'un système split domestique ne durera pas plus de 2 ans.
- Il dispose d'un ventilateur puissant, grâce auquel la qualité de refroidissement est supérieure à celle d'un split. Les courants d'air d'une température donnée sont répartis uniformément dans toute la pièce.
- Le fréon, l'eau ou le glycol peuvent agir comme substance active.
- L'humidification de l'air est réalisée à l'aide d'un générateur de vapeur à électrodes.
Les climatiseurs de précision sont utilisés dans les salles de serveurs où il est nécessaire de maintenir en permanence une certaine température et humidité.
Climatiseurs Inverter
Le principe de fonctionnement d'un climatiseur inverter est le même que celui d'un climatiseur classique. La différence entre les équipements climatiques de type onduleur réside dans le contrôle du mode de fonctionnement. Dans un système split conventionnel, lorsque la température de consigne est atteinte, le compresseur est arrêté. Lorsque la température augmente, le ventilateur démarre. Ainsi, le système fonctionne à pleine capacité, mais par intermittence.
Les moteurs à onduleur ont une carte de convertisseur de fréquence qui modifie la fréquence standard du réseau électrique. Le ventilateur ne s'arrête pas de fonctionner lorsque la norme de température est atteinte : il ralentit progressivement la rotation, et lorsque l'air chauffe 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 l'économie d'électricité jusqu'à 30% par rapport aux systèmes split sans onduleur.
Système de climatisation en conduit
Un système de conduits d'entrée et de sortie d'air part de l'unité intérieure du climatiseur à conduit, à travers lequel de l'air chaud est aspiré et de l'air froid est fourni à une ou plusieurs pièces.
Les équipements de ce type ont pour fonction de mélanger l'air frais de la rue jusqu'à 30%.
L'installation d'un climatiseur de type conduit se fait mieux au stade de la construction du bâtiment - l'unité est installée sous le plafond avec le système de ventilation.
Comment fonctionnent les climatiseurs mobiles
Refroidissement
Au premier flux, le condenseur est refroidi par l'air déjà refroidi qui le traverse. Le flux chaud est évacué vers l'extérieur par un tuyau d'évacuation ondulé. Un deuxième flux d'air est nécessaire pour refroidir la pièce. En passant par l'évaporateur, l'air chaud dégage de la chaleur au fréon et abaisse sa température, après quoi il retourne dans la pièce à travers les grilles de distribution sur le corps.Dans le même temps, le compresseur crée la pression requise et le ventilateur centrifuge assure l'admission d'air et le soufflage des échangeurs de chaleur. C'est ainsi que le principe de fonctionnement des climatiseurs mobiles pour le refroidissement est construit.
Si on parle du principe de fonctionnement d'un climatiseur mobile avec un conduit d'air, la différence est qu'il y a deux compartiments étanches dans le boîtier avec deux serpentins différents. Dans la partie inférieure se trouve un échangeur de chaleur à condensation et dans la partie supérieure, un échangeur à évaporation.
Chauffage
Lorsqu'il est chauffé, le monobloc fonctionne généralement en mode aérotherme et le conduit d'air est fermé de l'extérieur avec un bouchon afin que l'air froid de la rue ne pénètre pas dans l'appareil. Le climatiseur isolé de l'environnement extérieur peut fonctionner dans n'importe quel gel.
Le principe de fonctionnement du climatiseur pour le chauffage dans ce cas n'est pas basé sur la redirection du réfrigérant dans l'autre sens, mais sur le chauffage électrique dû aux éléments chauffants en céramique, qui transforment un appareil mobile en un appareil de chauffage typique.
Refroidissement et chauffage avec climatiseurs de fenêtre
Le fonctionnement de l'unité de fenêtre ne diffère pratiquement pas du principe de fonctionnement du climatiseur au sol. Il comporte également deux compartiments: dans l'un, il y a un échangeur de chaleur par évaporation et à l'extérieur - un condenseur.
Refroidissement
Une fois refroidi, le fréon circule entre les deux serpentins. Un ventilateur centrifuge aspire l'air de la pièce, le fait passer à travers un filtre grossier et le souffle autour de l'échangeur de chaleur par évaporation. En raison de la différence de température et de pression injectée, l'air dégage de la chaleur au fréon et se refroidit, revenant dans la pièce. Le liquide de refroidissement se déplace alors vers l'échangeur de chaleur à l'extérieur de l'unité de fenêtre, où la chaleur est transférée à l'air soufflé par le ventilateur axial à travers les grilles latérales.
Chauffage
Si nous parlons du principe de fonctionnement d'un climatiseur de type fenêtre pour le chauffage, des éléments chauffants intégrés sont également utilisés ici, ce qui permet de transformer le dispositif de refroidissement en un appareil de chauffage à part entière. Jusqu'à -15 ° C, un tel monobloc réchauffera correctement l'air de la pièce.
Comment fonctionnent les climatiseurs à évaporation
Les climatiseurs évaporatifs n'ont pas de circuits de fréon avec échangeurs de chaleur et compresseurs. L'unité de plancher airless contient les éléments suivants :
- ventilateur;
- pompe de drainage;
- hydrofiltre poreux;
- filtre à air grossier;
- récipient pour l'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 l'air refroidi. Par conséquent, ces appareils monoblocs sont également appelés humidificateurs ou climatiseurs par évaporation.
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 vidange ;
- le flux d'air traverse un filtre mécanique et pénètre dans l'hydrofiltre ;
- ici, il cède sa chaleur à l'eau et commence à s'évaporer, tout en refroidissant et en humidifiant le flux d'air.
Le fonctionnement d'un climatiseur sans conduit d'air est 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 d'un climatiseur-évaporateur pour le chauffage, il n'est pas différent des unités de fenêtre et des unités mobiles avec conduit d'air. Un élément chauffant est intégré dans le boîtier de l'unité d'évaporation au sol, ce qui permet à l'appareil de fonctionner en mode aérotherme à chauffage électrique. Il n'y a aucune restriction sur la température extérieure.
Les principes de fonctionnement de tous les climatiseurs : les systèmes au sol, à fenêtres et à deux blocs sont basés sur la propriété d'un liquide à prélever 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 du appareil.
