Правда одна, что осушитель конденсационного типа - не что иное, как измененный кондиционер. Таким образом, прежде чем мы расскажем, как работает осушитель, мы сначала поговорим о том, как устроен кондиционер. Как только вы поймете, как построены системы кондиционирования, вы будете в состоянии понять, как работают и приборы осушения. В этой статье, мы обсудим различия между этими устройствами, а также обратим Ваше внимание на некоторые характерные особенности в конструкции и функциональности, которые делают осушители самыми эффективными для поддержания и контролирования уровня влажности. К концу этой статьи Вы будете знать о том, как устроены оба устройства.
Обращаем Ваше внимание, что в статье мы опишем работу осушителей, построенных на конденсационной схеме, основой работы которых является компрессор. Существуют и другие типы воздухоосушителей, основанные на принципе адсорбции. Однако на рынке климатической техники подавляющее большинство именно конденсационных. Это обусловлено их высокой эффективностью и относительно низкой ценой.
Как работают кондиционеры
Кондиционеры применяются везде, где требуется охладить воздух. Это частные дома, офисные здания, склады, автомобили и даже лодки. Чтобы упростить статью, мы собираемся ограничиться только центральными системами кондиционирования (СК) или, иначе говоря, сплит системами. Почти все они разделены на 2 блока, один находится внутри помещения, а другой за пределами – на улице.Прежде чем мы начнем, важно знать и понимать, что СК - это замкнутые системы, которые герметичны. Внутри закачен и циркулирует газ – хладагент (фреон). Хладагент – химическое соединение с физическими и химическими особенностями, необходимыми, для обеспечения правильного функционирования системы. Это означает, что у этого газа должны быть правильная точка кипения, температура замерзания, и т.д. чтобы позволить устройству работать правильно. В большинстве бытовых и промышленных установок используются один из 4 различных типов фреонов: R134a, R-22, R407cи R410A. Большинство современных осушителей заправлены хладагентом R410A.
Основные части кондиционера
И кондиционеры, и осушители состоят из четырех основных компонентов:1. Компрессор – нагнетает хладагент
2. Конденсатор – сжимает и уплотняет хладагент переводя его в жидкое состояние
3. Клапан расширения – облегчает резкое сокращение давления
4. Испаритель – испаряет хладагент (переводя его из жидкого в газообразное состояние)
Обратите внимание, что название каждого компонента говорит Вам о том, что она делает – роторный компрессор нагнетает давление, конденсатор уплотняет, клапан расширения облегчает понижение давления, испаритель испаряет. Дизайн компрессора и клапана расширения не важен для понимания, как работает кондиционер. А вот конденсатор и испаритель это не что иное как трубчатые змеевики с развитой реберной системой для более эффективной передачи тепла ... Эти змеевики еще имеют название теплообменники. Внутри них течет хладагент. Как вы увидите ниже, большая часть теплопередачи в системе происходит именно в них.
Движение хладагента
Работа СК основана на основах термодинамики. Многие вещества имеют несколько агрегатных состояний. Агрегатное состояние зависит от температуры и давления. В природе существует 3 состояния вещества – твердое, газообразное и жидкое. В зависимости от температуры и давления происходит переход от газообразного состояния в жидкое и наоборот. В кондиционерах применяется именно это свойство – переход агрегатных состояний вещества. Переход из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией, а наоборот испарение. При рассуждении о газообразном состоянии применяют два термина – газ и пар.Чтобы лучше понять, как системы кондиционирования работают, давайте проследуем по пути хладагента, когда он двигается трубкам СК. Отметим температуру, давление и фазу (жидкость/газ) хладагента во время каждой стадии процесса, поскольку эти качества диктуют направление тепла.
Практически все сплит системы имеют два блока – один внутренний, где расположен вентилятор с испарителем, другой внешний, где находятся вентилятор с конденсатором и компрессор. Оба блока соединены трубопроводом, по которому они обмениваются теплоносителем.
Начнем с испарителя. Как говорилось выше, теплообменник испарителя находится внутри здания. Компрессор (расположенный вне дома рядом с теплообменником конденсатора) создает на входе зону пониженного давления и холодный пар низкого давления из испарителя засасывается внутрь, где он сжимается и превращается в горячий пар высокого давления. При сжатии температура теплоносителя резко повышается. Горячий пар высокого давления после компрессора нагнетается в конденсатор, где пар конденсируется в жидкое состояние. У конденсатора, как испарителя, есть множество металлических ребер с большой суммарной площадью поверхности, для того чтобы отдать избыточное тепло в атмосферу. Предусмотренный вентилятор прогоняет более холодный наружный воздух через конденсатор для более активной передачи тепла.
Отдав избыточное тепло фреон попадает в расширительный клапан, где резко снижается давление и жидкость частично испаряется. Во время испарения температура хладагента резко падает. Процесс испарения требует энергии. И уже охлажденный теплоноситель возвращается в испаритель. Вентилятор, установленный рядом с испарителем, забирает теплый воздух из охлаждаемого помещения и пропускает его через пластины испарителя, заставляя остающуюся жидкую часть смеси испаряться. Это испарение вызывает дальнейшее понижение температуры хладагента. У нас теперь образовался прохладный пар низкого давления, который в конечном счете снова засасывается в компрессор системы. Этот процесс происходит непрерывно по замкнутому кругу.
Отметим, что в описании процесса, мы описали два различных пути, которыми охлаждается воздух.
1 Для жидкой части газовой смеси а в змеевике испарителя, чтобы превратиться в пар нужна энергия. Эта энергия поставляется в форме тепловой энергии от теплого воздуха, который поставляется через теплообменник. Теплый воздух охлаждается, и жидкий компонент охлаждающей смеси в теплообменнике испарителя получает энергию, это и заставляет изменить фазу от жидкости до газообразного.
2 Тепловой энергии от теплого воздуха недостаточно, чтобы существенно поднять температуру хладагента, поэтому для перехода в жидкое состояние требуется компрессор, который повышая давление существенно увеличивает температуру.
Как работает осушитель
Различия между кондиционерами и конденсационными осушителямиКондиционеры и осушители почти идентичны по форме и конструкции. Одно существенное различие между ними с точки зрения функциональности, то, что первые оптимизированы для охлаждения воздуха, в то время как вторые оптимизированы для извлечения влаги из воздуха. Для нас важно отметить здесь, что обе системы действительно обезвоживают воздух. Различие - то, что осушители конструктивно оптимизированы для этого – они удаляют влагу из воздуха значительно эффективнее. Обратите внимание еще на одно отличие: осушители не только не охлаждают воздух, но и немного его нагревают. Это относится и к осушителям адсорбционного типа и связано с физикой процессов протекающих внутри.
Что касается конструкции, то осушители состоят из тех же четырех компонентов – компрессор, конденсатор, клапан расширения (или подобное устройство), и испаритель. Существенное различие в месторасположении этих компонентов. В воздухосушителе все детали располагаются в одном корпусе. Вы скажете, что существуют мобильные кондиционеры и они тоже состоят из одно блока. И Вы будете правы, но только отчасти, т.к. расположением и параметрами компонентов они все равно отличаются.
Расположение каждого из этих компонентов, которые мы упомянули выше, очень важно, поскольку это касается того, для чего каждая установка оптимизирована (для охлаждения или осушения). Повторимся, что у кондиционера испаритель и конденсатор находятся в двух отдельных местах. Один расположен в доме (испаритель), а другой расположен вне дома (конденсатор). В системе СК воздух, который охлаждается в испарителе, подается назад в дом как прохладный воздух. В осушителе воздух, который охлаждается в испарителе, вместо этого немедленно подается на теплообменник конденсатора, прежде чем попадет обратно в помещение.
Зачем это сделано?
Прежде всего потому, что преследуются разные цели. В обоих устройствах проходят одни и те же физические процессы. Задача кондиционера забрать тепло из здания и выбросить тепло наружу именно поэтому блоки находятся в разных местах, теплоноситель является связующим звеном между ними. И да, вернусь к мобильным версиям – они менее эффективно охлаждают воздух чем сплит-системы и да, они все равно выбрасывают горячий воздух наружу здания. Еще одним неоспоримым их минусом является шум от работы установки внутри помещения. Что касается осушителей, то их цель превратить воду из газообразного состояния в жидкое, тем самым осушить пространство или вытянуть влагу из продукта.
Конструкция осушителя построена таким образом, что оба теплообменника расположены рядом в виде моноблока. Вентилятор засасывает влажный воздух через испаритель (не забыли – он холодный) где он охлаждается до точки росы. Точка росы — это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в воду. Так вот эта влага конденсируется на ребрах испарителя и стекает в дренажный лоток, откуда потом отводится в канализацию. Воздух же, уже сухой затем проходит через теплообменник конденсатора, забирая тепло нагревается снова (у нас нет задачи понизить температуру) и отдается обратно в помещение.
Как мы говорили выше, температура и влажность неотъемлемо связаны. При повышении температуры, уменьшается относительная влажность. С другой стороны, если температура уменьшается, увеличивается относительная влажность. Эти отношения между температурой и влажностью - то, что управляет нагревающей/охлаждающей технологиями систем кондиционирования и осушителей. Прохождение воздуха через холодный теплообменник приводит к повышению относительной влажности и является причиной формирования конденсата в обоих устройствах. Вопрос в каком количестве. Размеры теплообменников сильно отличаются, если холодный теплообменник у кондиционера небольшой, то у осушителя наоборот. Такая же ситуация и с горячим теплообменником. У осушителя задача извлечь больше влаги, у кондиционера удалить больше тепла.
Есть и другие отличия: осушителем управляет гигростат, а кондиционером термостат. Гигростат измеряет влажность, а термостат температуру. Установив требуемый уровень влажности, осушитель будет его поддерживать в автоматическом режиме. Он будет включаться при повышении установленного уровня влажности и отключаться при понижении.
Другие преимущества, которые осушители имеют перед кондиционерами:
1. Мобильность - они могут перемещаться между комнатами в доме, где требуется осушение. Осушители также могут использоваться там, где нет СК: гараж, сарай, подвал и т.д.2. Дополнительные функции, такие как таймер и автоматическое размораживание. Многие производители также предлагают дополнительные режимы, чтобы обеспечить более эффективное удаление влажности.
3. Намного более низкая потребляемая мощность – ОВ потребляют намного меньше энергии, чем системы центральной системы кондиционирования воздуха.
4. Неизменная температура воздуха – ОВ незначительно поднимает температуру в помещении.
5. Встроенный гидростат – позволяет потребителю устанавливать точный желаемый уровень влажности.
Итог - то, что в то время, как и кондиционеры и осушители имеют схожую конструкцию (компоненты), это два совсем разных прибора с двумя совсем разными функциями. Если ваша цель состоит в том, чтобы понизить температуру в вашем доме незначительно снизить влажность, тогда альтернативы кондиционерам нет. Если ваша цель состоит в том, чтобы осушить воздух, тогда определенно стоит обратить внимание на осушитель.
