Hoe werkt een airconditioner: werkingsprincipe van de airconditioner, het apparaat en technisch schema

De sleutel tot een langdurige en efficiënte werking van de airconditioner is het juiste gebruik en regelmatig onderhoud. Bent u het daarmee eens? Maar om defecten aan deze niet goedkope apparatuur te voorkomen, is het raadzaam om het apparaat te bestuderen en het werkingsprincipe van de airconditioner te bekijken.

Deze vragen bespreken we in ons materiaal – we zullen de belangrijkste constructie-elementen van een typisch klimaatregelingsapparaat in detail behandelen. Ook bespreken we het principe en de bijzonderheden van de werking ervan en geven we een typisch schema. We vullen het artikel aan met duidelijke foto's en nuttige video-aanbevelingen.

Apparaat van een typische airconditioner

Het is moeilijk om een comfortabel leven van de moderne mens zonder airconditioner voor te stellen. En om te voorkomen dat de gebruiker problemen en defecten ondervindt tijdens het gebruik, is het raadzaam om in grote lijnen kennis te maken met het apparaat en het werkingsprincipe van dit type klimaatregelingsapparatuur. Over de belangrijkste onderdelen en constructie-elementen van de airconditioner zullen we verder spreken.

Belangrijkste constructie-elementen van de apparatuur

Als de gebruiker een airconditioner, die het wooncomfort verhoogt, in doorsnede zou zien, dan zou hij daar behoorlijk veel constructie-elementen en onderdelen vinden. Een deel daarvan dient voor de besturing van het apparaat, helpt de standaard elektronica en de gebruiker om de situatie te controleren.

En de belangrijkste, die de functionaliteit beïnvloeden, zijn de volgende constructie-elementen:

• verdampier, die zich in de binnenunit van de airconditioner bevindt en bedoeld is om de opname van warmte door het gebruikte koelmiddel mogelijk te maken bij de omzetting naar gasvormige toestand;
• condensor – dit constructie-element bevindt zich in de buitenunit van de airconditioner en is bedoeld om de overgang van het aanwezige koelmiddel naar vloeibare toestand mogelijk te maken, met gelijktijdige afgifte van warmte.

In wezen zijn beide elementen radiatoren. Die een aanzienlijk deel van de constructie van de airconditioner-units innemen. Dit is nodig om een efficiënte warmte-uitwisseling tussen het koelmiddel en de lucht te garanderen.

De afbeelding toont de binnenunit van een typische airconditioner, ongeacht het merk, model en vermogen. Het belangrijkste onderdeel is altijd de verdamper, die het grootste deel van de behuizing inneemt.

De verdamper en de condensor bestaan uit een constructie van koperen buizen met een kleine diameter, waar aluminium dwarsplaten op zijn aangebracht om de warmteoverdrachtssnelheid te verhogen.

Wat beïnvloedt de werking van airconditioners nog meer?

Naast de hierboven genoemde verdamper en condensor zijn er nog enkele constructie-elementen die de efficiëntie van de klimaatbeheersingsapparatuur garanderen.

Daartoe behoren:

• ventilatoren;
• compressor;
• thermostatische expansieklep (klep).

Producten zoals ventilatoren zijn in elke unit van de airconditioner geïnstalleerd. Hun taak is het versterken van de luchtstromen die de verdamper of condensor omblazen. Dit verhoogt de algehele prestaties van het systeem aanzienlijk.

De compressor kan met recht het hart van elke moderne airconditioner worden genoemd. Dit komt doordat hij zorgt voor het verplaatsen van het koelmiddel door het koelcircuit. Dat circuit bestaat meestal uit koperen buizen.

De afbeelding toont de buitenunit van een moderne airconditioner. Het belangrijkste onderdeel is traditioneel de condensor, die in blauw is aangegeven. Naast dit constructie-element bevindt zich een ventilator, zonder welke een efficiënte werking van het systeem niet mogelijk is.

Bovendien is de compressor bedoeld om het koelmiddel na de verdamper samen te persen. Dit verhoogt ook de prestaties van elke airconditioner.

Over de diagnose van de compressor en de bijzonderheden van het verhelpen van storingen hebben we het gehad in dit artikel.

De thermostatische expansieklep is bedoeld om de druk van het koelmiddel vóór de verdamper te verlagen. Deze eigenschap zorgt voor een betere warmteoverdracht.

Rol van het koelmiddel in de werking van klimaatregelingsapparatuur

Elke moderne airconditioner is een technisch systeem dat bestaat uit een reeks onderdelen en componenten. Maar al deze zijn nutteloos zonder koelmiddel, een stof die gemakkelijk van vloeibare naar gasvormige toestand overgaat en vice versa, waarbij het een aanzienlijke hoeveelheid warmte afgeeft of opneemt.

Er bestaan meer dan 40 soorten freon, maar slechts enkele ervan worden als koelmiddel gebruikt. De meest gevraagde op dit moment is R-22 – hiermee wordt meer dan 98% van de airconditioners gevuld. Maar u moet onthouden dat zijn dagen geteld zijn en dat u hiermee rekening moet houden bij de aanschaf van klimaatbeheersingsapparatuur.

Al tientallen jaren worden verschillende soorten stoffen, freon genaamd, als koelmiddel gebruikt – dit is voornamelijk een mengsel van ethaan en methaan. Het belangrijkste kenmerk van deze substantie is het lage kookpunt. Dat gebeurt bij 5-10 °C. Bovendien kan freon tijdens het verdampen opwarmen tot 70-90°. Deze eigenschappen maken het mogelijk om enorme hoeveelheden warmte af te voeren, en wel vrij snel.

Bovendien is dit koelmiddel kleurloos, geurloos en, het belangrijkste, onschadelijk voor de gezondheid van de gebruikers. Tegelijkertijd heeft de op dit moment meest gevraagde soort freon (R-22) een negatieve invloed op de ozonlaag van de atmosfeer. Daarom, als u zich betrokken voelt bij milieuproblemen, dan dient u airconditioners aan te schaffen die werken op het koelmiddel R-410. Dat de beschermende lagen van de atmosfeer niet aantast.

Op de foto is het bijvullen van freon in een airconditioner afgebeeld. Maar men moet bedenken dat volgens het zogenaamde Montreal Protocol het gebruik van freon R-22 tegen 2030 moet worden gestaakt. En dit is een zeer belangrijk punt. Want hoe minder tijd er overblijft tot de genoemde deadline, hoe minder zinvol het is om airconditioners aan te schaffen die op het schadelijke koelmiddel werken.

In de praktijk wordt het bijvullen van freon in een airconditioner vrij zelden uitgevoerd. Bijvoorbeeld na reparatie, onderhoud, lekkage. En in elk van deze gevallen zal het genoemde koelmiddel (R-410) de gezondheid van gebruikers en hun huisdieren niet schaden.

Werkingsprincipe en schema van de airconditioner

Een airconditioner lijkt een vrij eenvoudig apparaat, waarvan de belangrijkste constructieonderdelen niet bijzonder complex zijn. Laten we daarom het werkingsprincipe in detail bekijken, dat ook uiterst eenvoudig is.

Hoe werkt een typische airconditioner?

Verdampende vloeistoffen absorberen warmte, en wel actief, en bij condensatie (overgang van gasvormige toestand terug naar vloeibaar) geven ze warmte af. En deze fysische verschijnselen vormen traditioneel de basis van het werkingsprincipe van airconditioners.

Men kan zich ervan verzekeren dat deze manier van warmteafvoer effectief is, zelfs thuis. Bijvoorbeeld door een alcoholhoudende oplossing op de huid aan te brengen, die, snel verdampend, een koud gevoel achterlaat. Omdat de warmte van het huidoppervlak wordt geabsorbeerd en afgevoerd.

Simpel gezegd vormen de processen van koken (met warmteabsorptie) en condensatie (met warmteafgifte) de basis van de werking van elke moderne airconditioner. Bij deze processen vindt warmteabsorptie/afgifte plaats volgens de formules die in de grafiek zijn weergegeven. Waarbij Q de hoeveelheid warmte is, L de soortelijke verdampingswarmte, en m de massa van de stof aangeeft.

Precies hetzelfde gebeurt ook in de ruimte. De reden hiervan is dat het vloeibare koelmiddel, eenmaal in de binnenunit van de airconditioner, actief en in grote hoeveelheden overtollige warmte absorbeert, waarbij de temperatuur aanzienlijk stijgt.

Als gevolg hiervan verdampt het en verplaatst het zich naar de buitenunit (meestal buiten het gebouw geplaatst). Waar onder invloed van de koudere lucht, die in grote hoeveelheden door de ventilator wordt aangezogen, het omgekeerde proces plaatsvindt.

Op de foto is de verdamper van de airconditioner te zien. Deze lijkt qua uiterlijk op een gewone radiator. Eigenlijk is dat ook zo. De constructie van dit onderdeel zorgt namelijk voor een maximaal efficiënte doorstroming van warme binnenlucht, waaruit het koelmiddel warmte absorbeert, waardoor het in de kamer koeler wordt.

Dat wil zeggen dat er condensatie plaatsvindt, waardoor het koelmiddel weer vloeibaar wordt, waarbij dienovereenkomstig warmte vrijkomt. Vervolgens volgt een nieuwe cyclus en zo tot in het oneindige.

Principiële werkschema van de apparatuur

Ongeacht het type, de soort en de naam van de airconditioner is het koelproces van de lucht altijd hetzelfde. Na inschakeling wordt het koelmiddel naar de verdamper gevoerd. Daarbij bedraagt de druk 3-5 atmosfeer en de temperatuur ligt tussen 10-20 °C.

Vervolgens verplaatst het freon in gasvormige toestand zich naar de compressor. Het wordt onmiddellijk samengeperst tot 15-20 atmosfeer. Bovendien wordt het koelmiddel verwarmd tot 70-90 °C.

Op het schema is, in vereenvoudigde vorm, het werkingsprincipe van elke moderne airconditioner weergegeven. Zo is op de afbeelding te zien dat het in de condensor gekoelde koelmiddel naar de stroomregelaar (termostatische regelklep) stroomt. Daar wordt de druk verlaagd, waardoor de vloeistof nog verder kan afkoelen. Vervolgens wordt het koelmiddel naar de verdamper getransporteerd, waar het hoofdproces plaatsvindt. Dat wil zeggen de koeling van de lucht met gelijktijdige verwarming van het koelmiddel.

Daarna wordt het gas naar de condensor getransporteerd, die actief door een ventilator wordt geblazen. Door de invloed van de aangezogen lucht met een lagere temperatuur geeft het freon warmte af, wat leidt tot de overgang naar vloeibare toestand.

Toch blijft de temperatuur 10-20 °C hoger dan de overeenkomstige waarde van de omringende lucht. Dit probleem wordt opgelost op het moment dat de vloeistof door de termostatische regelklep stroomt. Daar wordt de druk van het koelmiddel opnieuw verlaagd tot een lage 3-5 atmosfeer. Dit geeft het freon de kans om verder af te koelen en het is klaar voor een nieuwe cyclus van warmteabsorptie, dus wordt het opnieuw naar de verdamper gevoerd.

Op de afbeelding is een principeschema van een airconditioner te zien. Hierbij bevindt het ene blok, voorzien van een verdamper, zich binnen. Het andere blok, met de condensor, bevindt zich buiten. Dit maakt de warmte-uitwisselingsprocedure zo efficiënt mogelijk. Bovendien is in het buitenblok altijd de compressor geplaatst, die het luidruchtigste onderdeel van de constructie is.

Bijzonderheden van het functioneren van de airconditioner

Voor de werking van de airconditioner is elektriciteit nodig, maar dit is voordelig omdat het een vrij hoog rendement heeft.

Maar als er regelmatige spanningsschommelingen in het net zijn, moet u, om defecten aan dit type klimaatapparatuur te voorkomen, onmiddellijk een spanningsstabilisator installeren.

Ondanks de eenvoudige en efficiënte manier van warmte-uitwisseling, moet u er altijd aan denken dat de airconditioner alleen aan de opgegeven specificaties zal voldoen bij regelmatig technisch onderhoud.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De onderstaande video helpt u de kennis over het onderwerp te verdiepen en te versterken:

Het werkingsprincipe van elke airconditioner, ongeacht het merk of type, is vrij eenvoudig, omdat het gebaseerd is op de eenvoudigste fysische verschijnselen. Tegelijkertijd moet u er rekening mee houden dat klimaatapparatuur verschillende technische specificaties heeft. Bovendien verschillen airconditioners in betrouwbaarheid, efficiëntie en gebruiksgemak. Hiermee moet rekening worden gehouden, evenals met de toekomstige overgang naar veilig freon, omdat deze eigenschap tot financiële verliezen kan leiden.

Wilt u de bovenstaande informatie aanvullen met nuttige gegevens of opmerkingen? Of heeft u nog vragen over het onderwerp van ons artikel? Stel ze aan onze experts en andere bezoekers van de site in het feedbackblok hieronder.