Кондиционер Samsung UQV12A0TE

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кондиционер Samsung UQV12A0TE

Введение

Современное понятие «кондиционер» как обозначение устройства для поддержания заданной температуры в помещении, существует достаточно давно. Интересно, что впервые слово кондиционер было произнесено вслух ещё в 1815 году. Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Кэрриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Который был создан для борьбы с влажностью, сильно ухудшавшей качество печати. «Ископаемым» предком всех современных сплит-систем и оконников может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric ещё в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. То есть по своей сути это устройство было самой настоящей сплит-системой.

Однако, начиная с 1931 года, когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделённый на два блока. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера - компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях, оборудованных сплит-системами, намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Существенным нововведением стало появление кондиционера инверторного типа. В данном курсовом проекте мы рассмотрим кондиционер инверторного типа, произведем описание схем электрической структурной и электрической функциональной. Также произведем подбор моторкомпрессора ,опишем наиболее частые поломки кондиционера и их причины.

1. Общие сведения об устройстве

Кондиционер - устройство для поддержания оптимальных климатических условий в домах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре или реже, повышении температуры воздуха в холодное время года в комнате. Его устройство и принцип работы мы можем увидеть на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Устройство и принцип работы кондиционера

Наибольшее распространение на сегодняшний день (2015 г.) имеют кондиционеры компрессионного типа. Компрессионный кондиционер (рисунок 1.2)

-конденсатор(1)

-терморегулирующий вентиль(2)

-испаритель(3)

-компрессор(4)

Рисунок 1.2. Компрессионный кондиционер

Принципы работы кондиционера компрессионного типа

Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель соединены тонкостенными медными (в последнее время иногда и алюминиевыми) трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент (традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается, в современных кондиционерах наиболее часто используются фреоны R-22 и R-410A).

В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона 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 поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

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 (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, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.

Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора (или горячего спая элемента Пельтье) принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое.

Мы рассмотрим кондиционер Samsung типа Сплит-система. Сплит-система - это тип кондиционера состоящий из двух блоков : наружного и внутреннего, соединенного между собой медными трубками по которым циркулирует хладагент (фреон). Общий вид сплит-системы мы можем увидеть на рис 1.3

Рисунок 1.3. Сплит-система

Кондиционер Samsung UQV12A0TE является типовой сплит-системой работающей на охлаждение, а также и на обогрев. Подробные характеристики данного кондиционера изображены в Таблице 1.

климатический кондиционер воздух

Таблица 1. Общие характеристики кондиционера Samsung UQV12A0TE

Также данный кондиционер имеет свои функциональные особенности, которыми являются:

- Задержки по времени:

· Задержка запуска компрессора на 3 минуты, необходимая для выравнивания давления хладагента в контуре (предотвращает выход из строя компрессора).

· Задержка включения вентилятора внутреннего блока на 2 с (предотвращает выход из строя реле вентилятора и микропроцессора).

· Задержка срабатывания 4-ходового клапана на 30 с (предотвращает создание шума, вызванного движением в контуре газообразного хладагента).

- Управление воздушным потоком

Управление потоком воздуха, выходящего из внутреннего блока, производится изменением угла наклона пластин жалюзи.

Рисунок 1.4. Угол установки пластин

На рис 1.4 показаны углы установки жалюзи внутреннего блока кондиционера, устанавливаемые шаговым электродвигателем в положении “вверх-вниз”.

Hot Start

Если на улице отрицательная температура, а кондиционер включен на обогрев, то в течении некоторого времени вентилятор внутреннего блока не включается для того, чтобы предотвратит подачу холодного воздуха в помещение.

Включение происходит только после того как температура хладагента достигает 28 градусов.

- Принудительный запуск

При утере или неисправности ПДУ кондиционер можно включить при помощи включателя ”Принудительный запуск” на корпусе внутреннего блока.

2. Описание схемы электрической структурной

Структурная схема кондиционера General Electric приведена на рис 2.1

Рисунок 2.1. Структурная схема кондиционера General Electric

Структурная схема, приведенная на рис 2.1, является стандартной для большей части бюджетных кондиционеров. Принцип работы всех узлов одинаков во всех агрегатах, а вот конструктивное исполнение у всех разное. Конструктивные особенности узлов и их параметры можно изучить в схеме электрической принципиальной.

В структурной схеме, приведенной на рис 2.1, все блоки можно поделить на 3 типа:

- Блок, выполняющий функцию обратной связи;

- Блок, выполняющий функцию исполнительного элемента;

- Блок, выполняющий функцию управления(микроконтроллер).

В качестве центрального блока выполняющего функцию управления задействован микроконтроллер.

Исполнительными устройствами являются:

- Шаговый электродвигатель, который передвигает жалюзи для изменения движения охлажденного/нагретого потока воздуха;

- Компрессор- нагнетает нужно давление фреона во всем контуре системы и циркулирует его;

- Вентилятор внутреннего блока - доставляет нагретый/охлажденный воздух в помещение. Его скорость зависит от температуры нужной в помещении.

Устройством обратной связи являются:

- Блок датчиков - снимает показания температуры в помещении , температуру хладагента, а также давление в системе и в отдельных случаях скорость вращения вентилятора;

- Дисплей - показывает данные с датчиков, а также отображает коды ошибок при сбоях системы.

Блок питания обеспечивает питанием все устройства обозначенные на схеме напряжением +5В , +12В.

3. Описание схемы электрической принципиальной

На рисунке 3.1 приведена схема электрическая функциональная

Рисунок 3.1 Схема электрическая функциональная

На схеме электрической функциональной показано принцип работы кондиционера. Подробно показано подключение силовой части к основной плате. Питание поступает через сетевой фильтр, который состоит из L1-L4,конденсатор С2, С4-С6. Фильтр является П-образным и настроен на подавление частоты 50 Hz и других частот. Далее через разъем поступает на диодный мост D1-D4 и выпрямленное напряжение через дроссель L7 проходит через дополнительный фильтр С7-С9 и поступает на блок +контроллер электрического двигателя. Блок-контроллер, состоит из управляющей части и силовой, который является буферным каскадом.

Двигатель управляется инверторным способом, т.е. синусоидальное напряжение формируется микроконтроллером и, следовательно, частота питающего напряжения и частота вращения ротора двигателя зависит от синусоидального напряжения электрического двигателя.

Инверторная система называется так потому что входной напряжение 50 Hz сначала выпрямляется U=310 В, а потом при помощи заложенной в микроконтроллере программы формируется из последовательных прямоугольных импульсов (с помощью встроенного ЦАП) формируется синусоидальное произведение частоты. Например, при частоте синусоидальной и в 10 Hz, двигатель будит вращаться так же медленно. Увеличение частоты питающего напряжения увеличивается скорость вращения ротора, таким образом плавная регулировка является полезной для гидравлической системы кондиционера. Поскольку нет резких перепадов давления, а так же перегрузок на сам электрический мотор в процессе пуска, а как следствие увеличивается КПД электромеханической системы. Силовыми исполнительными элементами является электрический двигатель, который собран в одном корпусе с компрессором, соленоид 4-х ходового клапана, электрический двигатель вентилятора внешнего блока, электрического вентилятора внутреннего блока, шаговый двигатель жалюзи для регулировки потока воздуха

4. Описание конструкции и подбор компрессора

Компрессор является основной составляющей кондиционера. Он находиться в наружном блоке кондиционера, чтобы обеспечить циркуляцию фреона между внутренним и наружным блоком.

Компрессор кондиционера - механизм для создания давления в системе кондиционирования и перемещения рабочей смеси кондиционера по трубкам системы кондиционирования.

Компрессоры отличаются принципом работы, они могут быть ротационными, спиральными и поршневыми. Для применения в быту в основном используют первые два вида компрессоров.

Рисунок 4.1 Схема ротационного компрессора. 1 - всасывающий патрубок; 2 - корпус компрессора; 3 -- ротор; 4 - ось ротора; 5 - стальные пластинки ротора; 6 - камера сжатия воздуха; 7 - нагнетательный патрубок; 8 - водяная рубашка.

Основным отличием ротационных компрессоров является то, что фреон всасывается и сжимается благодаря вращению спиралей, пластин и винтов. Вращательные движения рабочих органов обеспечивают роторным компрессором низкий уровень давления и низкие пусковые токи. На рис 4.1 показан принцип работы. Иногда компрессор может выйти из строя. Из-за брака или механического повреждения. Но найти такой же компрессор может быть проблематично из-за того, что кондиционер был выпущен ограниченным кол-вом и к нему не выпускали запчасти. В таком случае нам потребуется аналог. Чтобы его подобрать нам нужно знать его: габариты, мощность которую он потребляет и марку фреона.

5. Расчетная часть

Для того, чтобы правильно подобрать кондиционер, необходимо вычислить теплопоступление которое он должен будет погасить. Мощность кондиционера должна перекрывать максимальное значение которое будет рассчитано по формуле.

Исходные данные указаны в таблице 2

Таблица 2. Исходные данные

Расчеты:

1.Q1- теплопоступление от солнца:

Q1=Sh*q, где S-площадь помещения, h-высота потолков, q-освещаемость;

Q1=25*3.2*35=2800 Вт.

2.Q2-тепло от людей в помещении

Известно, что среднестатистическое поступление 100Вт.

3.Q3-тепло от офисной техники

В качестве офисной техники используется компьютер мощностью 320Вт.

4.Q4-тепло от бытовой техники

В качестве, бытовой техники выбрана кофеварка мощность, которой 300 Вт.

Конечная формула имеет такой вид: Q=Q1+Q2+Q3+Q4;

Значит Q= 2800+200+320+300=3620 Вт.

Исходя из расчетов нам требуется кондиционер с мощностью не менее 3,6кВт.

Таблица 3. Основных неисправностей кондиционера и их причины

Вывод

климатический кондиционер воздух

В последнее время в нашей жизни широко используются системы вентилирования и охлаждения воздуха для улучшения климатических условий в наших помещениях, в частности кондиционеры, позволяющие значительно охладить или нагреть воздух у нас в помещении. Поэтому исследование функций кондиционеров разных типов актуально и востребовано.

В ходе написания курсовой работы нами были раскрыты типичные функции, которые можно найти в любом кондиционере, используя табличные данные их характеристик. Самой важной задачей является охлаждение и циркуляция очищенного воздуха в помещении.

При написании курсового проекта была изучена специальная литература, интернет источники на которых было подробно расписано про системы кондиционирования, их виды, конструктивные особенности, а также неисправности которые могут возникать во время его эксплуатации.

Также был произведен расчет мощности кондиционера для помещения площадью 30м2 и подбор аналогичного моторкомпрессора.

Список используемых источников

1. Коляда В.В. «Кондиционеры - Ремонт»: Москва,2002, 83-87с.

2. Кашкаров А.П. «Установка, ремонт и обслуживание кондиционеров» - М.:ДМК-ПРЕСС, 2011.

3. Коляда В. Кондиционеры - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2002.-240с.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Кондиционер

5. http://www.energiy.com.ua/kond prodam.html

Размещено на Allbest.ru