Система управления

Кондиционер как объект для управления (регулирования) гораздо сложнее, чем бытовой холодильник, хотя в основе обоих устройств лежит парокомпрессионная холодильная машина.

Основными параметрами парокомпрессионной машины являются температура кипения, температура конденсации (с соответствующими давлениями) и холодопроизводительность.

Для бытового холодильника (рис.2.1.) температура кипения, определяемая стабильной температурой в охлаждаемой камере tкам, и температура конденсации, зависящая от стабильной температуры в помещении tпом, практически неизменны в процессе работы. Тепловая нагрузка Q, определяемая перепадом температур между помещением и камерой, также остается постоянной.

Стабильные параметры работы позволяют организовать работу холодильной машины с нерегулируемым дросселем и теплообменниками без регулирования эффективности их работы (вентиляторов с переменным числом оборотов).

Система управления бытовым холодильником при стабильных условиях заключается лишь в согласовании реальной тепловой нагрузки холодильной камеры с холодопроизводительностью холодильной машины, что обычно реализуется установкой термостата в холодильной камере, который включает и выключает компрессор холодильной машины.

Рис.2.1. Схема бытового холодильника

Для холодильной машины, работающей в составе кондиционера, наиболее стабильным параметром является температура кипения, зависящая от температуры в кондиционируемом помещении tпом, поскольку температура в помещении переменна только в пусковой период при захолаживании помещения. Температура конденсации не остается постоянной, а изменяется с изменением температуры наружного воздуха tнар. Также нельзя считать постоянной и тепловую нагрузку в помещении Q, зависящую от многих факторов: температуры наружного воздуха, интенсивности солнечного облучения стен и окон помещения, переменных внутренних тепловыделений и т.п.

Управление работой кондиционера заключается не только в согласовании холодопроизводительности холодильной машины с теплопоступлениями в кондиционируемое помещение, но и в поддержании оптимальных параметров ее работы. Эти параметры должны обеспечивать не только комфортность (скорость и температура на выходе из внутреннего блока кондиционера), но также надежность и долговечность работы (исключение недопустимо высоких или низких давлений в системе, автоматическое освобождение теплообменников от выпадающего инея и т.п.).

Простейшая холодильная машина, работающая в составе кондиционера (рис.2.2.), имеет управляемый термостатом компрессор, нерегулируемый дроссель и теплообменники с вентиляторами, позволяющими изменять эффективность теплообмена. Самые простые системы управления позволяют обеспечить работоспособность в ограниченном диапазоне температур наружного воздуха, могут лишь фиксировать превышение каким либо из контролируемых параметров предельных значений и аварийно останавливать кондиционер.

Рис.2.2. Схема бытового кондиционера

Полноразмерно подстроиться под переменные условия работы можно лишь имея холодильную машину, состоящую из устройств, работой которых можно управлять. Компрессор должен иметь переменную производительность. Дроссель должен быть регулируемым. Теплообменники должны иметь регулируемый расход воздуха. Наиболее близки к идеальному решению инверторные модели сплит-систем. Преимущества такого кондиционера реализуются при микропроцессорной системе управления. Возможности такого кондиционера, качество создаваемого микроклимата в помещении, его, надежность и долговечность зависят от программы работы, реализуемой микропроцессором. В последних разработках кондиционеров система управления обеспечивает также и оптимальную работу, задавая режимы с минимальным расходом энергии.