Принцип работы блока: Как работают блоки? — Автоблог 24premier.ru

Содержание

Как работают блоки?

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), огибаемых цепью, ремнем или тросом. Так же, как и рычаг, блок уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но плюс к этому может изменять направление прикладываемой силы.

За выигрыш в силе приходится расплачиваться расстоянием: чем меньшее усилие требуется для подъема груза, тем больше путь, который должна пройти точка приложения этого усилия. Система блоков увеличивает выигрыш в силе за счет использования большего количества грузонесущих цепей. Подобные силосберегающие устройства имеют очень широкий диапазон применения — от перемещения на высоту массивных стальных балок на строительных площадках до подъема флагов.

Как и в случае других простых механизмов, изобретатели блока неизвестны. Хотя, возможно, блоки существовали и раньше, первое упоминание о них в литературе относится к пятому веку до нашей эры и связано с использованием блоков древними греками на кораблях и в театрах.

Установленные на подвесном рельсе подвижные системы блоков (рисунок сверху) широко распространены на сборочных линиях, поскольку существенно облегчают перемещение тяжелых деталей. Прикладываемая сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на используемое количество поддерживающих его цепей (n).

Одинарные неподвижные блоки

Этот простейший тип блока не уменьшает усилие, необходимое для подъема груза, но зато изменяет направление прикладываемой силы, как это показано на рисунках сверху и справа вверху. Неподвижный блок на верхней части флагштока облегчает подъем флага, позволяя тянуть шнур, к которому привязан флаг, вниз.

Одинарные подвижные блоки

Одинарный блок, имеющий возможность перемещения, уменьшает наполовину усилие, требующееся для подъема груза. Однако уменьшение вдвое прикладываемой силы означает, что точка ее приложения должна пройти в два раза больший путь. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Системы блоков

При использовании комбинации неподвижного блока с подвижным прикладываемая сила кратна общему количеству грузонесущих цепей. В данном случае сила равна половине веса (F=1/2W).

Груз, подвешенный через блок вертикально, позволяет туго натягивать горизонтальные электрические провода.

Подвесной подъемник (рисунок сверху) состоит из цепи, обвитой вокруг одного подвижного и двух неподвижных блоков. Подъем груза требует прикладывания силы, составляющей всего лишь половину от его веса.

Полиспаст, обычно используемый в больших подъемных кранах (рисунок справа), состоит из комплекта подвижных блоков, к которому подвешивается груз, и комплекта неподвижных, прикрепленного к стреле крана. Получая выигрыш в силе от столь большого количества блоков, кран может поднимать очень тяжелые грузы, например, стальные балки. В данном случае сила (F) равна частному от деления веса груза (W) на количество поддерживающих тросов (n).

Какие блоки дают выигрыш в силе. Как работают блоки? Принцип работы – в чем секрет

Под термином «блок» понимается некоторое механическое устройство, представляющее из себя ролик, который закреплен на перпендикулярной оси. Этот ролик или может свободно перемещаться, или напротив – закреплен жестко. Упростим определение — если ось вращения ролика перемещается в пространстве, то блок подвижный. На ролике есть желобок, в который вставляется веревка или трос. Картинка ниже демонстрирует внешний вид блока.

Если ролик закреплен, например, на потолке — это неподвижный блок. Если ролик перемещается вместе с грузом – это подвижный блок. В общем смысле разница только в этом.

Смысл использования подвижного блока – выигрыш в силе при подъеме или перемещении грузов и физических тел. Неподвижный же блок выигрыша не даёт, однако часто сильно упрощает перемещение тела и используется в системах совместно с подвижным блоком.

Применение подвижного и неподвижного блоков

Система блоков встречается повсеместно. Это и подъемные краны, и различные устройства для перемещения грузов в гараже, и даже приводные ремни в современном автомобиле. Часто блок используется даже без четкого понимания того, что это тот самый механизм.

Наверняка на строительных площадках вам встречались подвижные колесики, закрепленные на верхних этажах строящегося дома. Через такое колесо перекинута веревка или цепь и рабочий, закрепляя ведро на первом этаже, поднимает его на верхний этаж, перемещая веревку. Это простой пример использования неподвижного блока. Если же к ведру добавить ещё одно колесико, то получится система блоков — подвижный и неподвижный.

Ещё один более редкий пример использования неподвижного блока. Когда человек вытаскивает из грязи автомобиль, обернув буксировочный трос вокруг ствола дерева. Делается это для большего удобства, поскольку буксировочная лебедка легко зацепится за небольшой конец троса, обернутого вокруг ствола. От самого такого блока выигрыша нет, да и поскольку дерево не вращается вокург своей оси, сила сопротивления увеличивает нагрузку.

Примеров использования этих простых механизмов вокруг нас очень много.

Самое известное устройство, которое работает на принципе блоков — это полиспаст. Оно активно применяется в подъемных механизмах. Система блоков уменьшает силу и общая работа сокращается в 4-8 раз.

Решение задач с подвижным и неподвижным блоками

В задачах по физике часто необходимо определить, какой суммарный выигрыш в силе будет получен при использовании блоков. Ученику предлагается сложная схема, где соединены подряд несколько блоков разного типа.

Ключ к решению подобных задач лежит в умении разобраться во взаимодействии этих устройств. Каждый блок рассчитывается отдельно, а затем добавляется в общую формулу. Расчётная формула для всей задачи составляется согласно схеме, которую нарисовал ученик, читая условие.

Для лучшего понимания подобных задач следует помнить, что блок – это своеобразный рычаг . Выигранная сила даёт потерю в расстоянии (в случае подвижного блока).

Расчётная формула очень простая.

Для неподвижного блока F=fmg, где F – это сила, f – коэффициент сопротивления блока, m – масса груза, g – гравитационная постоянная. Иными словами, F – это та сила, которую нужно приложить, чтобы поднять, например, ящик с земли с использованием неподвижного блока. Как видите, зависимость прямая и коэффициента нет.

Для подвижного блока

мы имеем двукратный выигрыш в силе. Расчётная формулаF=0,5fmg, где буквенные обозначения аналогичны формуле чуть выше. Соответственно, при использовании подвижного блока, такой ящик с массой m будет поднять в два раза легче с блоком, чем с использованием одной лишь только собственной спины.

Обратите внимание, что коэффициент сопротивления – это то противодействие, которое возникает в блоке при перемещении по нему веревки. Обычно эти величины заданы в условии задачи или являются табличной величиной. Иногда в школьных задачах эти коэффициенты вовсе опускаются и не учитываются.

Кроме того, не нужно забывать, что если сила прилагается под углом, то нужно использовать стандартную методику расчёта треугольника сил . Если в задаче сказано, что человек тянет груз за веревку, которая находится под 30 градусами к линии горизонта, то это безусловно должно быть учтено и обозначено на расчётной схеме.

Блок — это разновидность рычага, представляет собой колесо с желобом (рис.1), через желоб можно пропустить веревку, трос, канат или цепь.

Рис.1. Общий вид блока

Блоки подразделяют на подвижные и неподвижные.

У неподвижного блока ось закреплена, при подъеме или опускании груза она не поднимается и не опускается. Вес груза, который поднимаем, обозначим P, прикладываемую силу обозначим F, точку опоры — O (рис.2).

Рис.2. Неподвижный блок

Плечом силы P будет отрезок OA (плечо силы l 1 ), плечом силы F отрезок OB (плечо силы l 2 ) (рис.3). Эти отрезки являются радиусами колеса, тогда плечи равны радиусу . Если плечи равны, то вес груза и сила, которую мы прикладываем для подъёма, численно равны .

Рис.3. Неподвижный блок

Такой блок не дает выигрыша в силе.Из этого можно сделать вывод, что неподвижный блок применять целесообразно для удобства подъема, проще поднимать груз вверх, применяя силу, которая направлена вниз.

Устройство, в котором ось может подниматься и опускаться вместе с грузом. Действие аналогично действию рычага (рис.4).

Рис. 4. Подвижный блок

Для работы этого блока один конец веревки закрепляется, ко второму концу приложим силу F, чтобы поднять груз весом P, груз прикреплен к точке A. Точкой опоры при вращении будет точка О, потому что в каждый момент движения блок поворачивается и точка O служит точкой опоры (рис.5).

Рис. 5. Подвижный блок

Значения плеча силы F составляет два радиуса .

Значение плеча силы P составляет один радиус.

Плечи сил отличаются в два раза, по правилу равновесия рычага, силы отличаются в два раза.

Сила, которая необходима, чтобы поднять груз весом P, будет в два раза меньше, чем вес груза . Подвижный блок дает преимущество в силе в два раза.

На практике применяют комбинации блоков для изменения направления действия применяемой силы для подъема и ее уменьшения в два раза (рис.6).

Рис. 6. Комбинация подвижного и неподвижного блоков

На занятие мы познакомились с устройством неподвижного и подвижного блока, разобрали, что блоки — это разновидности рычагов. Для решения задач по этой теме необходимо помнить правило равновесия рычага: отношение сил обратно пропорционально отношению плеч этих сил.

Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. — 17-е изд. — М.: Просвещение, 2004.
Перышкин А.В. Физика. 7 кл. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2010.
Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7-9 кл.: 5-е изд., стереотип. — М: Издательство «Экзамен», 2010.

Class-fizika. narod.ru ().
School.xvatit.com ().
Scienceland.info ().

Домашнее задание

Узнайте самостоятельно, что собой представляет полиспаст и какой выигрыш в силе он дает.
Где применяют в быту неподвижные и подвижные блоки?

Как легче подниматься вверх: лезть по веревке или подниматься при помощи неподвижного блока?

Подвижный блок отличается от неподвижного тем, что его ось не закреплена, и он может подниматься и опускаться вместе с грузом.

Рисунок 1. Подвижный блок

Как и неподвижный блок, подвижный блок состоит всё из того же колеса с желобом для троса. Однако здесь закреплен один конец троса, а колесо подвижно. Колесо движется вместе с грузом.

Как заметил ещё Архимед, подвижный блок по сути является рычагом и работает по тому же принципу, давая выигрыш в силе за счёт разницы плеч.

Рисунок 2. Силы и плечи сил в подвижном блоке

Подвижный блок перемещается вместе с грузом, он как бы лежит на веревке. В таком случае точка опоры в каждый момент времени будет находиться в месте соприкосновения блока с веревкой с одной стороны, воздействие груза будет приложено к центру блока, где он и крепится на оси, а сила тяги будет приложена в месте соприкосновения с веревкой с другой стороны блока. То есть плечом веса тела будет радиус блока, а плечом силы нашей тяги — диаметр. Правило моментов в этом случае будет иметь вид:

$$mgr = F \cdot 2r \Rightarrow F = mg/2$$

Таким образом, подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

Обычно на практике применяют комбинацию неподвижного блока с подвижным (рис. 3). Неподвижный блок применяется только для удобства. Он, изменяет направление действия силы, позволяет, например, поднимать груз, стоя на земле, а подвижный блок обеспечивает выигрыш в силе.

Рисунок 3. Комбинация неподвижного и подвижного блоков

Мы рассмотрели идеальные блоки, то есть такие, в которых не учитывалось действие сил трения. Для реальных же блоков необходимо вводить поправочные коэффициенты. Используют такие формулы:

Неподвижный блок

$F = f 1/2 mg $

В этих формулах: $F$ — прилагаемое внешнее усилие (обычно это сила рук человека), $m$ — масса груза, $g$ — коэффициент силы тяжести, $f$ — коэффициент сопротивления в блоке (для цепей примерно 1,05, а для верёвок 1,1).

С помощью системы из подвижного и неподвижного блоков грузчик поднимает ящик с инструментами на высоту $S_1$ = 7 м, прикладывая силу $F$ = 160 Н. Какова масса ящика, и сколько метров верёвки придётся выбрать, пока груз поднимется? Какую работу выполнит в результате грузчик? Сравните её с работой, выполненной над грузом по его перемещению. Трением и массой подвижного блока пренебречь.

$m, S_2 , A_1 , A_2$ — ?

Подвижный блок даёт двойной выигрыш в силе и двойной проигрыш в перемещении. Неподвижный блок не даёт выигрыша в силе, но меняет её направление. Таким образом, приложенная сила будет вдвое меньше веса груза: $F = 1/2P = 1/2mg$, откуда находим массу ящика: $m=\frac{2F}{g}=\frac{2\cdot 160}{9,8}=32,65\ кг$

Перемещение груза будет вдвое меньше, чем длина выбранной верёвки:

Выполненная грузчиком работа равна произведению приложенного усилия на перемещение груза: $A_2=F\cdot S_2=160\cdot 14=2240\ Дж\ $.

Работа, выполненная над грузом:

Ответ: Масса ящика 32,65 кГ. Длина выбранной верёвки 14 м. Выполненная работа равна 2240 Дж и не зависит от способа подъёма груза, а только от массы груза и высоты подъёма.

Задача 2

Какой груз можно поднять с помощью подвижного блока весом 20 Н, если тянуть веревку с силой 154 Н?

Запишем правило моментов для подвижного блока: $F = f 1/2 (P+ Р_Б)$, где $f$ — поправочный коэффициент для верёвки.

Тогда $P=2\frac{F}{f}-P_Б=2\cdot \frac{154}{1,1}-20=260\ Н$

Ответ: Вес груза 260 Н.

Рисунок 1. Подвижный блок

Рисунок 2. Силы и плечи сил в подвижном блоке

$$mgr = F \cdot 2r \Rightarrow F = mg/2$$

Таким образом, подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

Рисунок 3. Комбинация неподвижного и подвижного блоков

Неподвижный блок

$F = f 1/2 mg $

$m, S_2 , A_1 , A_2$ — ?

Перемещение груза будет вдвое меньше, чем длина выбранной верёвки:

Работа, выполненная над грузом:

Задача 2

Какой груз можно поднять с помощью подвижного блока весом 20 Н, если тянуть веревку с силой 154 Н?

Запишем правило моментов для подвижного блока: $F = f 1/2 (P+ Р_Б)$, где $f$ — поправочный коэффициент для верёвки.

Тогда $P=2\frac{F}{f}-P_Б=2\cdot \frac{154}{1,1}-20=260\ Н$

Ответ: Вес груза 260 Н.

кто придумал, как можно увеличить КПД, формула в физике

Какие бывают блоки

Блоки и системы блоков были известны человечеству с античных времен. Они служили для подъема грузов на высоту или перемещения грузов. Блоки выполняют важную задачу — изменяют направление действия силы и дают выигрыш в силе.

Блок — это простой механизм, который используют для преобразования силы.

Различают подвижный и неподвижный блоки.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Неподвижный блок представляет собой диск, который вращается вокруг своей оси, и имеет желоб по окружности. Желоб предназначен для скольжения в нем цепи, ремня, каната и т.д. У неподвижного блока ось закреплена, и при подъеме грузов не поднимается и не опускается.

Неподвижный блок можно представить в виде равноплечего рычага, у которого плечи сил равны радиусу колеса. Поэтому неподвижный блок не дает выигрыша в силе, а лишь позволяет менять направление действия силы.

Подвижный блок представляет собой диск, ось которого перемещается вместе с грузом. Можно представить в виде рычага с плечами разной длины. Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза и проигрыш в расстоянии так же в два раза. При использовании подвижного блока, нужно приложить в два раза меньше силы для подъема груза, но нить, к которой подвешен груз, должна быть в два раза длиннее.

Для увеличения эффективности используют системы блоков.

Примечание

Объединив подвижные и неподвижные блоки в систему можно получить выигрыш в силе в несколько раз, а также изменить направление прикладываемой силы.

Устройство и принцип работы полиспаста

Полиспаст — это система блоков, в которой неподвижные и подвижные блоки соединены попарно и огибаются общей нитью (тросом, веревкой, цепью).

Полиспаст состоит из двух элементов:

Шкив — это блок, металлическое колесо, которое по внешнему краю имеет желоб для нити. Для легкого вращения шкива используют роликовые подшипники.
Гибкая связь — это нить (трос, цепь), которая огибает шкивы.

Как работает простая конструкция блоков

Принцип действия полиспаста основан на правиле рычага.

Неподвижный блок в полиспасте крепится к опоре и изменяет направление приложения силы, подвижный блок находится на стороне груза и дает выигрыш в силе. Массу груза поднимают, прилагая силу к нити, длина которой прямо пропорциональна выигрышу в силе.

Виды полиспастов

По предназначению полиспасты делятся на:

Силовые полиспасты — дают максимальный выигрыш в силе. Но выигрыш в силе дает проигрыш в расстоянии. Например, чтобы поднять груз и выиграть в силе в 6 раз, на каждый метр поднятия груза, нужно натянуть 6 метров веревки. Это замедляет действие системы, потеря в скорости также будет в 6 раз.
Скоростные полиспасты — инвертируемые силовые. Груз крепится к неподвижному блоку, а силу прилагают к подвижному. Затрачивается больше силы, и пропорционально увеличивается скорость поднятия груза.

На рисунке а) силовой полиспаст, б) скоростной.

В зависимости от сложности механизма, различаются:

Простой полиспаст — представляет собой систему последовательно соединенных роликов. Все подвижные и неподвижные блоки, а также сам груз объединяются одной нитью.
Сложный полиспаст — является системой полиспастов. Последовательно соединяются не отдельные блоки, а целые комбинации, которые вполне могут использоваться сами по себе. В этом случае один механизм приводит в движение другой подобный поочередно.
Отличительная черта комплексного полиспаста — независимые ролики, движущиеся навстречу грузу. В состав комплексной модели могут входить как простые, так и сложные полиспасты.

Что влияет на эффективность подъемника

Главной характеристикой эффективности полиспаста считается его кратность.

Кратность показывает на сколько ветвей нити распределена тяжесть груза, и указывает какой выигрыш в силе дает полиспаст.

Кратность делится на:

Силовую — рассчитывается с учетом преодоления нитью силы трения и не идеальным КПД роликов.
Кинетическую — равна количеству перегибов нити.

На эффективность полиспаста влияет:

количество блоков;
материал и вес нити;
диаметр и длина нити;
угол между канатом и средней плоскостью ролика;
тип подшипников;
отсутствие дефектов нити;
скольжение всех элементов.

Как можно увеличить КПД, формула в физике

Расчет полиспаста

Примечание

При расчете полиспаста нужно учитывать, что на механизм действуют силы трения, а нить не является идеальной, и имеет жесткость.

Для расчета выводят уравнение моментов для блока относительно оси:

$Sсбег\;R\;=\;Sнабег\;R\;+\;q\;Sнабег\;R\;+\;Nfr$

Где:

S_сбег — усилие со стороны сбегающей нити;
S_набег — усилие со стороны набегающей нити;
q S_набег — усилие для сгибания нити с учетом жесткости q;
Nf — сила трения в блоке, с учетом коэффициента трения f.

Для определения момента все силы умножаются на плече (R или r):

R — радиус блока;
r — радиус втулки.

Вычисляя воздействие на ось блока, часто пренебрегают силой разгибания блока. Формула получает вид:

$N\;=\;2\;Sнабег\;\times\;\sin\;\alpha$

Где:

N — воздействие на ось блока;
α — угол отклонения от оси.

Подставив это соотношение в вышеприведенное определение моментов получим:

$S_{сбег}\;=\;S_{набег}\;(1\;+\;q\;+\;2f\frac dD\;\sin ɑ)$

Где:

D — диаметр блока;
d — диаметр оси блока.

Вычисление КПД полиспаста

Коэффициент полезного действия блока (КПД блока) — это отношение полезной работы к полной работе с учетом потерь на трение и жесткости нити.

Формула для расчета КПД блока (ηб):$\eta б\;=\;\frac{S_{набег}}{S_{сбег}}\;=\;\frac1{1\;+\;q\;+\;2f\;\sin\;ɑ\;\times\;{\displaystyle\frac dD}} $Где:

D — диаметр блока;
d — диаметр оси блока;
q — коэффициент жесткости нити;
f — коэффициент трения;

α — угол отклонения от оси.

t \)Где:

a — кратность полиспаста;
t — число отклоняющих блоков.

Примечание

КПД полиспаста, как и КПД блока, всегда меньше 1.

В таблице представлены КПД полиспаста, при разной кратности и КПД блока.

Как сделать полиспаст своими руками

Для изготовления простого двукратного полиспаста потребуются:

2 ролика;
подшипники;
2 втулки;
нить;
2 обоймы для блоков;
крюк для подвеса груза.

Этапы работы:

Соединить ролики, втулку и подшипники в обойму, таким образом получить два блока.
Пропустить нить в первый блок.
Прикрепить первый блок к неподвижной опоре.
Пропустить нить через второй блок.
Прикрепить ко второму блоку крюк.
Зафиксировать свободный конец нити.
Прикрепить груз к крюку.

Конструкция и принцип работы блока БУ-30М

Схема блока усилителя БУ-30М представлена на рисунке 2.

Схема блока усилителя БУ-30М состоит из следующих основных частей: генератора импульсов питания измерительного моста, аналогового запоминающего устройства, усилителя и схемы питания.

В состав генератора импульсов питания измерительного моста входят выпрямительный мост VD6, конденсатор С2, аналог тиристора на двух транзисторах VT2, VT3 и стабилитроны VD1, VD2. Генератор работает следующим образом. В диагонали выпрямительного моста формируется двухполупериодное выпрямленное напряжение с частотой 100 Гц. Каждый импульс заряжает конденсатор С2 до напряжения стабилизации стабилитрона, после чего открывается ключ на транзисторах VT2, VT3 и происходит разряд конденсатора на измерительный мост, состоящий из резисторов R1, R2, R3 и подключаемого к блоку индуктивного или реостатного датчиков. В диагонали моста при этом формируется импульс, амплитуда которого пропорциональна сигналу индуктивного датчика.

В состав аналогового запоминающего устройства входят запоминающий конденсатор С3, ключ на полевом транзисторе VT1 и схема управления ключом на конденсаторе С1 и диоде VD3. Ключ VT1, закрытый при отсутствии импульса питания отрицательным напряжением, подаваемым с устройства питания через диод VD3 на затвор VT1, открывается импульсом питания моста, поступающим через конденсатор С1.

При этом конденсаторС3 заряжается до напряжения, равного амплитуде импульса диагонали моста и после закрытия ключа VT1 запоминает это значение до момента поступления следующего импульса.

В состав усилителя входят операционный усилитель DA1, транзисторы VT4, VT5 и цепь обратной связи по выходному току, состоящая из резисторов R16, R20, R21. Усилитель преобразовывает напряжение конденсатора С3 в пропорциональный ему токовый сигнал 0-5мА.

В состав устройства питания входят выпрямительный мост VD11, конденсатор С5, стабилитроны VD9, VD10 и трансформатор. Устройство питания формирует постоянное стабилизированное напряжение для питания усилителя.

Блок имеет два элемента настройки. Резистор R2 («0»), входящий в состав измерительного моста, предназначен для установки нулевого выходного сигнала в начальном положении индуктивного или реостатного датчиков. Резистор R20 («100%») предназначен для установки максимального значения выходного сигнала в конечном положении датчиков.

Рисунок 2 Схема подключения БУ-30М к МЭО, МСП-1 с датчиками БСПИ, БСПР

Ремонт БП FSP Epsilon 1010, принцип работы APFC / Хабр

Идея написать родилась после очередной непредвиденной поломки блока питания, чтобы поделиться опытом да и самому было где почитать в следующий раз, если попадётся на ремонт подобный блок питания (далее — БП) или понадобится вспомнить схему.

Сразу скажу, статья рассчитана на простого пользователя ПК, хотя можно было и углубиться в академические подробности.
Несмотря на то, что схемы не мои, я даю описание исключительно «от себя», которое не претендует не единственно правильное, а имеет целью объяснить «на пальцах» работу столь необходимого устройства, как БП компьютера.

Необходимость вникнуть в работу APFC у меня появилась в 2005 году, когда я имел проблему с произвольной перезагрузкой компьютера. Комп я купил на «мыльной» фирмочке не вникая особо в тонкости. В сервисе не помогли: на фирме работает, а у меня перезагружается. Я понял, что пришла очередь напрячься самому… Оказалось проблема в домашней сети, которая вечером просаживалась скачками до 160В! Начал искать схему, увеличивать ёмкость входных конденсаторов, слегка попустило, но проблему не решило. В процессе поиска информации увидел в прайсах непонятные буквы APFC и PPFC в названиях блоков. Позже выяснил, что у меня оказался PPFC и я решил купить себе блок с APFC, потом взял ещё и бесперебойник. Начались другие проблемы — выбивает бесперебойник при включении системника и пропадании сети, в сервисе разводят руками. Сдал его обратно, купил в 3 раза мощнее, работает по сей день без проблем.

Поделюсь с вами своим опытом и надеюсь, вам будет интересно узнать немного больше про компонент системника — БП, которому несправедливо отводят чуть ли не последнюю роль в работе компьютера.

Блоки питания FSP Epsilon 1010 представляют собой качественные и надёжные устройства, но учитывая проблемы наших сетей и другие случайности, они иногда тоже выходят из строя. Выкидывать такой блок жалко, а ремонт может приблизиться к стоимости нового. Но бывают и мелочи, устранив которые, можно вернуть его к жизни.

Как выглядит FSP Epsilon 1010:

Самое главное — понять принцип работы и разложить блок по косточкам.

Приведу пример фрагментов схем типового блока FSP Epsilon, которые мной нарыты в нете. Схемы составлены вручную очень усидчивым и грамотным человеком, который любезно вложил их для общего доступа:

1. Основная схема:
Рисунок 1:
Ссылка на полный размер: s54.radikal.ru/i144/1208/d8/cbca90320cd9.gif

2. Схема контроллера APFC:
Рисунок 2:
Ссылка на полный размер: i082.radikal.ru/1208/88/0f01a4c58bfc.gif

Модификации блоков питания данной серии отличаются количеством элементов (впаиваются дополнительно в ту же плату), но принцип работы одинаков.

APFC

Итак, что же такое APFC?

PFC — это коррекция коэффициента мощности (англ. power factor correction) PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам. Если показать это на трёх пальцах, то это выглядит так:

— запустили блок питания, конденсаторы начали заряжаться — пошёл пик потребления тока совпадающий с пиком синусоиды переменного тока 220В 50Гц (лень рисовать). Почему совпадающий? А как они будут заряжаться при «0» вольт ближе к оси времени? Никак! Пики будут в каждой полуволне синусоиды, так как перед конденсатором стоит диодный мост.
— нагрузка блока потянула ток и разрядила конденсаторы;
— конденсаторы начали заряжаться и опять появились пики потребления тока на пиках синусоиды.

И того, мы видим «ёжика», которым обросла синусоида, и который вместо постоянного потребления «дёргает» ток короткими скачками в узкие моменты времени. А чего тут страшного, нехай себе дергает, скажете вы. А вот тут и порылась собака Баскервилей: эти пики перегружают электрическую проводку и даже могут привести к пожару при номинально рассчитанном сечении проводов. А если учитывать, что блок в сети не один? Да и работающим в одной сети электронным устройствам вряд ли понравится подобная «попиленная» сеть с помехами. Мало того, при заявленной паспортной мощности БП, вы будете платить за свет больше, так как нагрузкой уже выступают ваши сетевые провода в квартире (офисе). Возникает задача сбить пики потребления тока по времени в строну провалов синусоиды, тоесть приблизиться к подобию линейности и разгрузить проводку.

PPFC — пассивная коррекция коэффициента мощности. Это значит, что перед одним сетевым проводом БП стоит массивный дроссель, задача которого сбить по времени пики потребления тока во время заряда конденсаторов, учитывая нелинейные свойства дросселя (тоесть то, что ток через него отстаёт от приложенного к нему напряжения — вспоминайте школу). Выглядит это так: на максимуме синусоиды должен заряжаться конденсатор и он этого ждёт, но вот незадача — перед ним поставили дроссель. А вот дроссель не совсем обеспокоен тем, что нужно конденсатору — к нему приложили напряжение и возникает ток самоиндукции, который направлен в обратную сторону. Таким образом дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиды — в сети пик, а конденсатор разряжен. Странно, правда? А не этого ли мы хотели? Теперь синусоида спадает, но дроссель и тут ведёт себя как и большинство людей: (имеем — не ценим, теряем — жалеем) опять возникает ток самоиндукции только уже совпадающий с убывающим током, что и заряжает конденсатор. Что мы имеем: на пике — ничего, на провалах — заряд! Задача выполнена!
Именно так и работает схема PPFC за счет затягивания пиков потребления тока на провалы синусоиды (восходящий и нисходящий участки) с помощью всего лишь одного дросселя. Коэффициент мощности близок к 0,6. Неплохо, но не идеально.

APFC — активная коррекция коэффициента мощности. Это значит с использованием электронных компонентов, для которых требуется питание. В этом блоке питания фактически два блока питания: первый — стабилизатор 410В, второй — обычный классический импульсный блок питания. Это мы рассмотрим ниже.

APFC и принцип работы.

Рисунок 3:

Мы только подошли к принципу работы активной коррекции коэффициента мощности, поэтому определим некоторые моменты для себя сразу. Помимо основного назначения (приближение к линейности потребления тока по времени), APFC решает триединую задачу и имеет особенности:

— блок питания с APFC состоит из двух блоков: первый — стабилизатор 410В (собственно APFC), второй — обычный классический импульсный блок питания.
— схема APFC обеспечивает коэффициент мощности около 0,9. Это то, к чему мы стремимся — к «1».
— схема APFC работает на частоте около 200KHz. Согласитесь, дёрнуть ток 200000 раз в секунду по отношению к 50 Гц — это практически в каждый момент времени, тоесть линейно.
— схема APFC обеспечивает стабильное постоянное напряжение на выходе около 410B и работает от 110 до 250В (на практике от 40В). Это значит, что промышленная сеть практически не влияет на работу внутренних стабилизаторов.

Работа схемы:

Принцип работы APFC основан на накоплении энергии в дросселе и последующей отдаче её в нагрузку.
При подаче питания через дроссель, его ток отстаёт от напряжения. При снятии напряжения возникает явление самоиндукции. Вот его и кушает блок питания, а так как напряжение самоиндукции может приближаться у двойному приложенному — вот вам и работа от 110В! Задача схемы APFC — с заданной точностью дозировать ток через дроссель, чтобы на выходе всегда было напряжение 410В независимо от нагрузки и входного напряжения.

На рисунке 3 мы видим DC — источник постоянного напряжения после моста (не стабилизированный), накопительный дроссель L1, транзисторный ключ SW1, которым управляет компаратор и ШИМ. Схема сделана довольно смело на первый взгляд, так как ключ фактически делает короткое замыкание в розетке в момент открытия, но мы его простим, учитывая что замыкание происходит на микросекунды с частотой 200000 раз в секунду. А вот при неисправностях схемы управления ключом вы обязательно услышите и даже понюхаете, а может и увидите как сгорят силовые ключи в подобной схеме.

1. Транзистор SW1 открыт, ток в нагрузку течёт как и раньше через дроссель от «+ DC» — «L1» — «SW2» — «RL» к «-DC». Но дроссель сопротивляется движению тока (самоиндукция начало), при этом идёт накопление энергии в дросселе L1 — на нём растёт напряжение практически до напряжения DC, так как это короткое замыкание (правда на долю времени (пока всё исправно). Диод SW2 предотвращает разряд конденсатора C1 в момент открытия транзистора.
2. Транзистор SW1 закрылся… напряжение на нагрузке будет равно сумме напряжений источника DC1 и дросселя L1, который только что некисло приложился к источнику и выбросил ток самоиндукции с обратной полярностью. Магнитное поле дросселя пропадая пересечёт его, индуцируя на нём ЭДС самоиндукции противоположной полярности. Теперь ток самоиндукции имеет одно направление с пропадающим током источника (самоиндукция конец). Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Так вот, в момент самоиндукции после закрытия транзистора и получается наша добавочка до 410В из-за добавления энергии от дросселя. Почему добавочка? Вспоминайте школу, сколько будет на выходе моста с конденсатором, если на входе 220в? Правильно, 220В умножить на корень из двух (1,41421356) = 311В. Вот это было бы без работы схемы APFC. Оно так и есть в точке, где мы ждём 410В, пока работает только дежурка +5В и не запущен сам блок. Сейчас нет смысла гонять APFC, дежурке и так хватит её 2 Ампера.
Всё это строго контролируется схемой управления с помощью обратной связи от точки 410В. Регулируется уровень самоиндукции временем открытия транзисторов, тоесть временем накопления энергии L1 — это широтно-импульсная стабилизация. Задача APFC — стабильно держать 410В на выходе при изменении внешних факторов сети и нагрузки.

Вот и получается, что в блоке питания с APFC — два блока питания: стабилизатор 410В и сам классический блок питания.

Сбивание зависимости пиков потребления тока от пиков синусоиды обеспечивается перенесением этих пиков на частоту работы схемы APFC — 200000 раз в секунду, что приближается к линейному потреблению тока в каждый момент времени синусоиды 50Гц 220В. Что и требовалось доказать.

Достоинства APFC:
— коэффициент мощности около 0,9;
— работа от любой капризной сети 110 — 250В, в том числе нестабильной сельской;
— помехоустойчивость:
— высокий коэффициент стабилизации выходных напряжений за счёт стабильного входного 410В;
— низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений;
— малые размеры фильтров, так как частота около 200КГц.
— высокий общий КПД блока.
— малые помехи отдаваемые в промышленную сеть;
— высокий экономический эффект в оплате за свет;
— разгружается электрическая проводка;
— на предприятиях и в организациях телекоммуникаций, имеющих станционные батареи 60В, для питания критических серверов можно обойтись вообще без UPS — просто включите блок в цепь гарантированного питания 60В ничего не меняя и не соблюдая полярность (которой нет). Это позволит уйти от тех несчастных 15 минут работы от UPS до 10 часов от станционных батарей, чтобы не легла вся система управления в случае незапуска дизеля. А на это многие не обращают внимание или об этом не думали, пока дизель не обидится как-нибудь разок… Всё оборудование будет продолжать работать, а управлять будет нечем, так как компы поотрубаются через 15 минут. Изготовителем представлен диапазон работы 90 — 265В по причине отсутствия такого стандарта питания как переменные 60В, но практический предел работы был получен на величине 40В, ниже проверять небыло смысла.
Перечитайте пункт внимательно ещё раз и оцените возможности своих бесперебойников для критических серверов!

Недостатки APFC:
— цена;
— сложность в диагностике и ремонте;
— дорогие детали (транзисторы — около 5$ за шт., а их там до 5шт. иногда), зачастую стоимость ремонта себя не оправдывает;
— проблемы совместной работы с бесперебойниками (UPS) за счёт большого пускового тока. Выбирать UPS нужно с двукратным запасом мощности.

А теперь рассмотрим схему блока питания FSP Epsilon 1010 на рис. 1, 2.

У FSP Epsilon 1010 силовая часть APFC представлена тремя транзисторами HGTG20N60C3 с током 45А и напряжением 600В, стоящими в параллель: www.fairchildsemi.com/ds/HG/HGT1S20N60C3S.pdf
На нашей типовой схеме их 2 Q10, Q11, но это не меняет сути. Наш блок просто мощнее. Сигнал FPC OUT выходит с 12 ноги микросхемы CM6800G на 12 контакт модуля управления на рис №2. Далее через резистор R8 за затворы ключей. Так происходит управление APFC. Схема управления APFC питается от +15В дежурки через оптопару M5, резистор R82 — 8pin CB (A). Но запускается она только после запуска блока на нагрузку по сигналу PW-ON (зелёный провод 24 контактного разъёма на землю).

Типовые неисправности:

Симптомы:
— перегорает предохранитель с хлопком;
— блок «не дышит» вообще даже после замены предохранителя, что ещё хуже. Значит повреждения грозят обернуться более дорогим ремонтом.

Диагноз: отказ схемы APFC.

Лечение:
В диагностике отказа схемы APFC ошибиться сложно.
Принято считать, что блок с APFC можно запустить и без APFC, если он вышел из строя. И мы так посчитаем, и даже проверим это, особенно когда речь идёт об опасных экспериментах с дорогими транзисторами HGT1S20N60C3S. Выпаиваем транзисторы.
Блок удачно работает, если проблема была только в схеме APFC, но нужно понимать, что блок питания потеряет мощность до 30% и в эксплуатацию его пускать нельзя — только проверка. Ну а далее уже меняем транзисторы на новые, но включаем блок последовательно чере

Принцип работы полиспаста | Двигатель прогресса

April 11, 2016

Полиспаст

Полиспаст – аппарат для поднятия грузов, состоящее из системы блоков, сгруппированных в обоймы, которые опоясывает канат. По сути, устройство служит для увеличения мощности приложенной к какому-либо грузу. Имя аппарата происходит от греческого слова Polyspaston, которое переводится как – натягиваемое многими тросами. В основе работы полиспаста лежит рычажный принцип, который дает значительный прирост усилия, но требует большего расстояния для плеча.

Полиспаст в чаще всего используется там, где не хочется устанавливать множество дополнительного оборудования, а для смещения груза используется только мышечная сила человека, которая и усиливается полиспастом. Основная сфера применения аппарата – туристическая отрасль, альпинизм и служба спасения.

Простые варианты

Самый обычный полиспаст можно построить всего из одного блока. Как все мы знаем еще из школьного курса физики, что для того чтобы оторвать груз от земли нужно приложить силу, которая благодаря рычагу станет в двое меньше веса самого груза. А длина веревки, посредством которой поднимется груз, будет вдвое больше, нежели сама высота подъема. Именно это обычнейшее устройство и можно назвать полиспастом 2:1, которое увеличивает приложенную силу вдвое. Следует заметить что в такой простейшей системе можно и вовсе обойтись без использования блока ,применив самый обыкновенный карабин.

Применив в подобной системе три блока, прилагаемую к канату силу можно поднять уже втрое. В более сложных системах полиспастов, усилие на которых высоко, используется страховочно – стопорная система, которая в случае обрыва веревки стопорит груз и не дает ему упасть.

Если в вышеописанную систему прибавить еще два блока, мы получим уже четырехкратный прирост усилия, и, естественно, потеряем столько же в длине каната. Такой полиспаст называется 4:1. Так откуда же появляется дополнительное усилие? В описываемой системе 75% веса груза ложится на опору, и лишь 25% нагружают канат. Как говорил Архимед о блочной системе – чтобы сдвинуть планету с орбиты нужно всего лишь иметь для этого опору. Исходя из описанной тенденции, увеличивая количество блоков, мы можем достигнуть бесконечно большого усилия. Но на самом деле такой алгоритм просто невозможен из-за наличия паразитной силы, в данном случае силы трения. Даже самые качественные блочные системы отбирают на трение около 10% всей мощности. В общем можно сказать что лучший полиспаст способен эффективно усиливать приложенную работу не более чем в три раза.

Более сложные устройства

Если соблюдать тенденцию наращивания количества блоков, то рано или поздно мы достигнем того предела, когда усилие не возрастет, а упадет. Но существует метод немного отодвинуть эту грань. Для того чтобы это сделать нужно нагружать последним блоком уже вышедшую веревку. Проще говоря, мы один за другим соединяем два полиспаста 2:1 и 3:1. Получая аппарат способный поднимать силу в 6 раз, и имеющий в своей конструкции всего шесть блоков.

Поднятие характеристик

Но как поднять общую производительность всей системы? Главной проблемой полиспастов выступает трение, следовательно, нужно его уменьшить. Для этого нужно использовать в первую очередь канаты высокого качества, правильно сконструированные блоки и всячески избегать перегибов веревки. Если в конструкции недостает одного блока, а вместо него устанавливается карабин, то лучше поставить их два, в таком случае радиус изгиба каната будет больше и трение уменьшится. Но, как и в любом другом деле, при конструировании таких систем нужен здравый смысл.

Принцип работы бестрансформаторного блока питания на гасящем конденсаторе SW19.ru

Не для кого не секрет, что источник вторичного электропитания является неотъемлемой частью любого прибора. В данной статье я постараюсь описать довольно распространенный тип источников питания — бестрансформаторные на гасящем конденсаторе.

Основными достоинствами его являются малые габариты, дешевизна и простота устройства, именно по этому его часто используют например, в терморегуляторах тёплого пола, блоках управления бытовыми холодильниками, блоках дистанционного управления люстрами, базы электрочайников с сенсорным управлением и подобных малогабаритных устройствах с сетевым питанием. Не смотря на все положительные качества есть и недостатки, пожалуй самый большой из которых это отсутствие гальванической развязки с питающей сетью и невысокий ток нагрузки.

Отсутствие гальванической развязки требует от мастера повышенного внимания при ремонте и наладке схемы!

Для начала рассмотрим типовую схему такого источника

Это самый стандартный вариант, встречающийся в 80% случаев, в остальных 20% могут присутствовать изменения которые не меняют принципа диагностики и ремонта.

Назначение элементов схемы:

-> Резистор(R1) является токоограничивающим, он ограничивает ток заряда конденсатора в момент включения в сеть т.к. разряженный конденсатор имеет низкое сопротивление, а следовательно потребляет значительный ток, так же в некоторых схемах он используется разрывной и одновременно служит плавким предохранителем
-> Конденсатор (С1) является основным элементом схемы. За счет своего реактивного сопротивления он гасит излишний ток. Напряжение же получается лишь тогда, когда появляется нагрузка, его величина подчиняется закону ома.
-> Резистор(R2) – разряжающий. Он служит для того чтобы разрядить конденсатор, иначе при отключении от сети вилка устройства будет биться током, во многих схемах не имеющих разъемных соединений, например в термостате теплого пола, датчиках движения его не ставят.
-> Диодный мост(Br1) служит для выпрямления тока, в целях экономии его часто заменяют на однополупериодный выпрямитель состоящий из одного диода.
-> Конденсатор(С2) необходим для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
-> Стабилитрон(D1) стабилизирует напряжение. Т.к. конденсатор ограничивает ток, то напряжение в отсутствии нагрузки было бы равно сетевому, а так же при изменении тока нагрузки скакало в широких пределах, стабилитрон же является постоянной нагрузкой в цепи и не позволяет напряжению превышать определенный порог, равный его напряжению стабилизации

Самая частая неисправность с которой подобные устройства заходят на ремонт «Не включается, не светится» и подобные выражения, которые сообщает клиент мастеру.
При данных признаках в большинстве случаев происходит пробой стабилитрона, т.к. он «сдерживает» напряжение при изменении нагрузки или скачках напряжения в сети, а в отсутствии нагрузки вся выработанная мощность БП рассеивается на нем в виде тепла.

С такой проблемой был принят в ремонт термостат тёплого пола Electrolux

Подключаем к питанию, проводим замеры питающего напряжения. Удобнее и быстрее всего произвести замер в очевидных точках, если есть микросхемы, на питающих выводах, на сглаживающем конденсаторе, и т. д.

Когда выяснено, что проблема с питающими линиями, более детально осматриваем цепи питания и воспроизводим схему питания устройства

Данная схема очень типичная, кроме наличия 2 стабилитронов, включенных последовательно, Это необходимо для питания напряжением 12В цепей управления и 17В для запитки реле.(Реле в этом регуляторе используется на 24В, выбранное производителем пониженное напряжение 17В позволяет реле уверенно срабатывать и при этом иметь минимальный нагрев)

Диагностируется данная проблема просто: Находим стабилитрон и мультиметром в режиме прозвонки производим измерение на его выводах При исправном стабилитроне на экране прибора будет какое либо значение много больше нуля, при не исправном раздастся писк свидетельствующий о коротком замыкании.
Если при диагностике обнаружен перегоревший плавкий предохранитель, то в первую очередь проверяем сам гасящий конденсатор на пробой.

Далее удаляем стабилитрон и прозваниваем без него. Короткое скорее всего пропадёт.

Так же, чтобы убедиться проверяем стабилитрон.

А далее заменяем его на исправный, если есть следы свидетельствующие о перегреве (потемнение платы) то заменяем его на стабилитрон с большей мощностью рассеяния или заменяем на включенные параллельно с выравнивающими резисторами

Далее проверяем результат нашего ремонта
При включении в сеть загорелся светодиод «Нагрев» и отчетливо слышен щелчок реле.

Как работают кондиционеры

Кондиционеры бывают разных форм и размеров, но все они работают в одном и том же качестве. Кондиционер обеспечивает холодный воздух в вашем доме или замкнутом пространстве, фактически удаляя тепло и влажность из воздуха в помещении. Он возвращает охлажденный воздух в помещение и передает нежелательное тепло и влажность наружу. Стандартный кондиционер или система охлаждения использует специальный химикат, называемый хладагентом, и имеет три основных механических компонента: компрессор, змеевик конденсатора и змеевик испарителя.Эти компоненты работают вместе, чтобы быстро преобразовать хладагент из газа в жидкость и обратно. Компрессор повышает давление и температуру газообразного хладагента и отправляет его в змеевик конденсатора, где он превращается в жидкость. Затем хладагент возвращается в помещение и попадает в змеевик испарителя. Здесь жидкий хладагент испаряется и охлаждает внутренний змеевик. Вентилятор нагнетает воздух в помещении через холодный змеевик испарителя, где тепло внутри дома поглощается хладагентом.Затем охлажденный воздух циркулирует по дому, а нагретый испарившийся газ отправляется обратно в компрессор. Затем тепло выделяется в наружный воздух, когда хладагент возвращается в жидкое состояние. Этот цикл продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура.

Этот рисунок, результат новаторского проекта Уиллиса Кэрриера, был представлен Sackett & Wilhelms 17 июля 1902 года и лег в основу изобретения, которое изменило мир, — первой современной системы кондиционирования воздуха.

Процесс кондиционирования воздуха

Во многих домах в Северной Америке используются кондиционеры сплит-системы, которые часто называют «центральным кондиционированием воздуха». Системы кондиционирования воздуха состоят из ряда компонентов и делают больше, чем просто охлаждают воздух внутри. Они также могут контролировать влажность, качество воздуха и воздушный поток в вашем доме. Итак, прежде чем мы ответим на вопрос о том, как работают кондиционеры, будет полезно узнать, что составляет типичную систему.

Что такое Central Air?

Типичная система кондиционирования воздуха, часто называемая «центральным кондиционированием воздуха» или «сплит-системой кондиционирования воздуха», обычно включает в себя следующее:

термостат, контролирующий работу системы
Наружный блок с вентилятором, змеевиком конденсатора и компрессором
внутренний блок (обычно печь или фанкойл), в котором размещены змеевик испарителя и вентилятор для циркуляции охлажденного воздуха
Медная трубка, по которой хладагент течет между внутренним и наружным блоками
расширительный клапан, регулирующий количество хладагента, поступающего в змеевик испарителя
Воздуховод, позволяющий воздуху циркулировать из внутреннего блока в различные жилые помещения и обратно во внутренний блок

Источник: U.S. Министерство энергетики — Energy Saver 101 Инфографика

В самом простом описании процесс кондиционирования воздуха включает в себя два действия, которые происходят одновременно: одно внутри дома, а другое вне дома.

Внутри дома (иногда называемого «холодной стороной» системы) теплый воздух в помещении охлаждается, когда он проходит через холодный охлаждающий змеевик, заполненный хладагентом. Тепло из воздуха в помещении поглощается хладагентом, когда хладагент превращается из жидкости в газ.Охлажденный воздух возвращается в дом.
Вне дома (иногда называемый «горячей стороной» системы) газообразный хладагент сжимается перед тем, как попасть в большой змеевик наружного блока. Тепло выделяется снаружи, когда хладагент снова превращается в жидкость, и большой вентилятор втягивает наружный воздух через наружный змеевик, отклоняя тепло, поглощаемое из дома.

Результатом является непрерывный цикл удаления тепла и влажности из воздуха в помещении, возврата холодного воздуха в дом и выхода тепла и влажности из дома.

Как работает система кондиционирования воздуха — более подробно

Теперь, когда у вас есть базовое представление о том, как работают кондиционеры, давайте копнем немного глубже и опишем весь процесс работы.

Термостат, который обычно устанавливается на стене в центре дома, контролирует и регулирует температуру воздуха в помещении. Процесс охлаждения начинается, когда термостат определяет, что температура воздуха необходимо снизить, и посылает сигналы компонентам системы кондиционирования воздуха как внутри, так и снаружи дома, чтобы начать работу.Вентилятор внутреннего блока втягивает горячий воздух из помещения через воздуховоды возвратного воздуха. Этот воздух проходит через фильтры, в которых собирается пыль, пух и другие частицы, переносимые воздухом. Затем отфильтрованный теплый воздух в помещении проходит через холодный змеевик испарителя. По мере того как жидкий хладагент внутри змеевика испарителя превращается в газ, тепло из воздуха в помещении поглощается хладагентом, таким образом охлаждая воздух, проходя через змеевик. Затем вентилятор внутреннего блока нагнетает охлажденный воздух обратно через воздуховоды дома в различные жилые помещения.

Газообразный хладагент выходит из дома через медную трубку и попадает в компрессор кондиционера снаружи. Думайте о компрессоре как о большом электронасосе. Компрессор сжимает газообразный хладагент и направляет хладагент в змеевик конденсатора наружного блока. Большой вентилятор втягивает наружный воздух через змеевик конденсатора, позволяя воздуху поглощать тепловую энергию из дома и выпускать ее наружу. Во время этого процесса хладагент снова превращается в жидкость.Затем он проходит через медную трубку обратно во внутренний блок, где проходит через расширительное устройство, которое регулирует поток хладагента в змеевик испарителя. Затем холодный хладагент поглощает больше тепла из воздуха в помещении, и цикл продолжается.

Типы кондиционеров

Как видите, вопрос «как работают кондиционеры» может привести к очень простому или очень сложному объяснению. То же самое и с описанием типов кондиционеров. А поскольку внутренние жилые помещения бывают самых разных форм и размеров, от сегодняшних новых крошечных домов до микрорайонов площадью 30 000 квадратных футов, системы кондиционирования воздуха также доступны в различных стилях и конфигурациях.Существует три основных типа кондиционера: сплит-система, комплектный кондиционер и бесканальный кондиционер. У каждого из них есть свои специализированные применения, но все они, по сути, делают одно и то же — создают прохладу в вашем доме. Тип системы охлаждения, который лучше всего подходит для вас, зависит от вашего географического положения, размера и физических ограничений вашего дома, а также от того, как вы его используете.

Кондиционер сплит-системы

Сплит-система

предлагает наиболее распространенный ответ на вопрос «что такое система кондиционирования?» Эти системы включают в себя как внутренний, так и наружный блоки.Внутренний блок, обычно печь или фанкойл, включает змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор (кондиционер), который обеспечивает циркуляцию воздуха по всему дому. Наружный блок содержит компрессор и змеевик конденсатора.

Кондиционеры со сплит-системой

имеют множество опций, включая базовые одноступенчатые системы, более тихие и более эффективные двухступенчатые системы и самые тихие и энергосберегающие многоступенчатые системы. Кондиционер сплит-системы обеспечивает постоянный и надежный контроль температуры во всем доме.А поскольку в системе используются фильтры в воздухообрабатывающем устройстве для помещений, она может очищать ваш воздух, пока он охлаждает его.

Автономный кондиционер

Комплексные системы — это комплексные решения, которые также отвечают на вопрос «что такое система кондиционирования?» Комплексные системы содержат змеевик испарителя, нагнетательный вентилятор, компрессор и змеевик конденсации — все в одном устройстве. Они хорошо работают, когда на чердаке или в чулане недостаточно места для внутреннего блока кондиционера сплит-системы. Они также являются хорошим выбором в тех областях, где предпочтительна установка на крыше.Подобно сплит-системам, комплексные системы забирают теплый воздух из дома через возвратные воздуховоды в секцию змеевика испарителя. Воздух проходит через змеевик испарителя, а более холодный воздух возвращается в дом через приточные воздуховоды. И, как и в сплит-системе, нежелательное тепло отводится наружу через змеевик конденсатора.

Пакетные системы также предлагают множество вариантов для повышения энергоэффективности. Они доступны в двухступенчатых системах и одноступенчатых системах.Модели с более высокой эффективностью включают многоскоростные нагнетательные вентиляторы. В США упакованные системы наиболее распространены на юге и юго-западе страны.

Бесконтактный кондиционер

Бесконтактные системы не считаются системами центрального кондиционирования, поскольку они обеспечивают охлаждение определенных, целевых областей в доме. Они требуют менее инвазивной установки, поскольку, как следует из их названия, они не полагаются на воздуховоды для распределения охлажденного воздуха. Подобно сплит-системам, бесканальные системы включают в себя наружный блок и, по крайней мере, один внутренний блок, соединенные медными трубками для хладагента.В бесканальной системе каждый внутренний блок предназначен для подачи холодного воздуха только в комнату, в которой он установлен. Внутренний блок можно установить на стене, на потолке или на полу. Некоторые бесканальные системы могут включать несколько внутренних блоков, подключенных к одному наружному блоку. Независимо от количества внутренних блоков работа аналогична сплит-системе. Внутренний блок содержит змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор, чтобы отводить теплый воздух из комнаты через холодный змеевик испарителя, а затем возвращать более холодный воздух обратно в комнату.Хладагент проходит по медным трубкам к наружному блоку, где расположены компрессор и змеевик конденсатора. Тепло изнутри отводится через змеевик наружного конденсатора. Хладагент возвращается во внутренний блок, и цикл продолжается.

Эти гибкие системы обеспечивают максимальный комфорт в помещениях, где расположены внутренние блоки. Они также действуют как система зонирования, предлагая индивидуальный контроль температуры в каждой отдельной комнате. Например, если вам нужен более прохладный домашний офис, но более теплая спальня, установите блок без воздуховодов в каждой комнате.Теперь вы можете установить разную температуру в каждой зоне в зависимости от ваших потребностей.

Независимо от того, какой тип системы работает в вашем доме или собственности, знать ответ на вопрос «как работают кондиционеры?» может помочь вам выбрать наиболее разумную систему. И это позволит вам лучше понять, какой выбор предлагает ваш подрядчик по ОВК.

Узнайте больше о том, как работает ваш кондиционер, от AC & Heating Connect

Первоначально опубликовано 12 ноября 2021 г.

Общие сведения о системах переменного тока: взгляд из-за сцены

В то время как большинство людей ассоциируют кондиционирование воздуха с холодом, наука, лежащая в основе создания домашнего холодильника, на самом деле занимается передачей тепла.Когда это тепло теряется или удаляется, оставшийся холодный воздух охлаждает ваш дом. Чтобы лучше понять эту систему, давайте рассмотрим основные компоненты. Ваша центральная система кондиционирования воздуха состоит из двух ключевых компонентов: внутреннего блока и наружного блока. Они работают в тандеме, чтобы в вашем доме было комфортно круглый год.

Внутренний блок

Внутренний блок обычно находится в туалете или подвале, а также рядом с тем местом, где находится фильтр печи. Агрегат состоит из змеевика, в котором находится так называемый испаритель.Испаритель позволяет хладагенту — охлаждающей жидкости внутри змеевика, иногда известной под торговой маркой, такой как Freon ™, — испаряться и поглощать тепло. Как только тепло поглощается изнутри вашего дома, остается только прохладный воздух, который отправляется обратно в ваш дом.

Так же, как вода поглощает тепло от вашей плиты для кипения (или испарения), хладагент поглощает тепло из вашего дома. Это означает, что и вода, и хладагент превращаются из жидкости в пар по мере поглощения тепла.

Наружный блок

Наружный блок обычно расположен в задней или боковой части вашего дома, и именно там рассеивается тепло изнутри вашего дома.Он содержит компрессор, змеевик конденсатора и вентилятор. Тепло, поглощаемое из воздуха в вашем доме, передается хладагенту, а затем перекачивается в наружный блок. По мере того как это тепло поглощается и перемещается хладагентом к наружному змеевику, оно проходит через компрессор.

Компрессор в вашей системе кондиционирования воздуха выполняет основную работу по перемещению хладагента по системе. Это важно, так как после этого мы сможем повторно использовать хладагент для охлаждения нашего дома. Хладагент сжимается до более высокого давления и перемещается через наружный змеевик, известный как конденсатор.Когда хладагент проходит через конденсатор, вентилятор нагнетает окружающий воздух через змеевик конденсатора, заставляя его охлаждаться.

По завершении процесса тепло изнутри вашего дома рассеивается в воздух за пределами вашего дома. Затем хладагент перекачивается обратно в помещение, и весь процесс повторяется.

Знаете ли вы, что создание более прохладного воздуха в вашем доме на самом деле было связано не столько с увеличением количества холодного воздуха, сколько с удалением существующего тепла?

Как работает кондиционер

Как работает кондиционер с тепловым насосом

Как работает геотермальный кондиционер

Как работает кондиционер с геотермальным тепловым насосом

Статьи по теме
Простые способы продлить срок службы вашей системы кондиционирования и отопления

Как работают центральные системы кондиционирования воздуха

Лучший кондиционер — это тот, о котором не нужно думать.Он появляется в тот момент, когда температура в помещении, установленная на термостате, требует эффективности охлаждения, а затем работает тихо и эффективно, когда это необходимо. Но когда пришло время выполнить плановое обслуживание, отремонтировать или заменить вашу систему, полезно понять, как работает система кондиционирования воздуха.

Цикл охлаждения

Используя электричество в качестве источника энергии, хладагент проходит через замкнутую систему холодильных линий между внутренним и внешним блоками.
Теплый воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
Хладагент перекачивается из внешнего змеевика компрессора во внутренний змеевик испарителя, где он поглощает тепло из воздуха.
Этот охлажденный воздух затем проталкивается через соединительные каналы к вентиляционным отверстиям по всему дому, снижая внутреннюю температуру.
Цикл охлаждения снова продолжается, обеспечивая постоянный метод охлаждения.

Части центральной системы переменного тока
Чтобы лучше понять, как охлаждается ваш воздух, полезно немного узнать о частях, из которых состоит система кондиционирования воздуха.Типичная центральная система кондиционирования воздуха состоит из двух частей или сплит-системы, которая включает:

Наружный блок содержит змеевик конденсатора, компрессор, электрические компоненты и вентилятор.

Змеевик испарителя, который обычно устанавливается над газовой печью внутри дома.

Серия труб или холодильных линий, соединяющих внутреннее и внешнее оборудование.

Хладагент, вещество в холодильных линиях, которое циркулирует через внутренний и наружный агрегаты.

Воздуховоды, служащие воздушными туннелями в различные помещения внутри вашего дома.

Термостат или система управления для установки желаемой температуры.

Преимущества

Комфорт в помещении в теплую погоду — центральное кондиционирование воздуха помогает поддерживать прохладу в доме и снижает уровень влажности.

Более чистый воздух — поскольку ваша центральная система кондиционирования воздуха вытягивает воздух из различных комнат в доме через возвратные воздуховоды, воздух проходит через воздушный фильтр, который удаляет взвешенные в воздухе частицы, такие как пыль и пух.Сложные фильтры также могут удалять микроскопические загрязнители. Затем отфильтрованный воздух направляется в воздуховод, по которому он возвращается в комнаты.

Более тихая работа — поскольку подшипниковый узел находится вне дома, уровень шума в помещении от его работы намного ниже, чем у автономного кондиционера

Как работает кондиционер? Комнатные блоки переменного тока

Когда на улице жаркий летний день, а в доме прохладно 68 градусов, вы можете задаться вопросом: «Как работают кондиционеры?» Подводя итог, можно сказать, что кондиционеры удаляют тепло и влажность из воздуха внутри и размещают его снаружи, чтобы в конечном итоге охладить ваш дом.

Для завершения этого процесса необходимо, чтобы множество различных частей кондиционера работали вместе. И давайте не будем забывать, что существует несколько типов систем, которые выполняют одну и ту же задачу по охлаждению вашего дома. Давайте углубимся в детали, чтобы вы могли понять, как на самом деле работает ваш кондиционер, и выяснить, какая система подходит вам.

Как работает кондиционер: Системы центрального кондиционирования и сплит

Вообще говоря, есть две категории кондиционеров: центральные системы охлаждения и бесканальные сплит-системы.Хотя обе работают для охлаждения вашего дома, эти системы работают совершенно по-разному.

Центральные системы охлаждения

Центральные кондиционеры предназначены для охлаждения всего вашего дома. Для этого они распределяют прохладный воздух через воздуховоды в вашем доме, так что воздух достигает каждой комнаты. Центральные кондиционеры имеют одну наружную часть и одну внутреннюю часть, которые соединены медными трубками, если только это не комплектный блок, расположенный полностью за пределами дома.

Поскольку центральные системы охлаждения охлаждают весь дом, блоки занимают больше места, чем бесканальные системы (мы вернемся к ним через секунду!). Минимально возможный размер центрального кондиционера — 1,5 тонны. Эти типы устройств могут достигать 22 SEER, или сезонного коэффициента энергоэффективности, который является мерой того, насколько энергоэффективен кондиционер в весенние и летние месяцы. По данным Министерства энергетики США, минимальный рейтинг SEER в США составляет не менее 14, поэтому, хотя центральный кондиционер может охлаждать весь ваш дом, он не всегда является наиболее энергоэффективным вариантом и может сопровождаться высокими затратами на электроэнергию.

Бесконтактные сплит-системы
Системы
без воздуховодов предназначены для охлаждения только одной комнаты или части вашего дома, а не всего дома. Бесканальные системы по своей сути отличаются от центральных систем охлаждения, поскольку воздух проходит через внутренние блоки в отдельные комнаты, а не через воздуховоды по всему дому. В бесканальных системах также есть внутренние и внешние компоненты, но, в отличие от центральных систем охлаждения, это соотношение не составляет 1: 1. Вместо этого в бесканальных системах может быть до пяти внутренних блоков на каждый наружный блок.Это означает, что по всему дому можно установить до пяти блоков для охлаждения до пяти комнат без наличия воздуховодов.

Когда соотношение бесканальных наружных и внутренних помещений составляет 1: 1, это называется мини-сплит. Когда соотношение больше 1: 1, это называется мульти-сплит. Поскольку эти агрегаты предназначены для охлаждения небольших помещений, они бывают небольшого размера — 0,75 тонны. Бесканальные сплит-системы могут достигать 33 SEER, что делает их гораздо более энергоэффективным вариантом, чем центральные системы охлаждения.Их использование, вероятно, сэкономит вам деньги на счетах за электроэнергию, несмотря на более высокие первоначальные затраты.

Здесь на двух верхних изображениях представлены примеры центральных систем охлаждения, а на двух нижних изображениях представлены примеры систем без воздуховодов.

Типы кондиционеров

Понимание различных типов кондиционеров поможет вам определить, какой из них подходит для вашего дома.

Кондиционер центральный

Как мы упоминали выше, системы центрального отопления и охлаждения, такие как центральные кондиционеры, работают, подавая воздух через воздуховоды через ваш дом.Центральные кондиционеры имеют как внутренний, так и наружный блоки и являются одними из наиболее распространенных типов кондиционеров. Эти блоки отлично подходят для домов с подвалом или ползком, потому что внутреннюю часть можно спрятать в неиспользуемом пространстве.

Комплектный кондиционер

Комплектные кондиционеры — это еще один тип центральных кондиционеров. Упакованные системы уникальны, потому что они обеспечивают воздухом весь дом, но не имеют разделения 1: 1 между внутренними и внешними блоками.Вместо этого комплектные системы — это два в одном, и они находятся прямо за пределами дома. Эти блоки отлично подходят для домовладельцев, которым требуется центральное кондиционирование воздуха, но которым негде хранить большой внутренний блок в своем доме.

Двойная топливная система

Двухтопливные системы — универсальное решение для всех ваших потребностей в отоплении и охлаждении. Двухтопливная система не использует кондиционер, а вместо этого состоит из теплового насоса и печи, причем тепловой насос выполняет охлаждение в весенние и летние месяцы.Тепловой насос может как нагревать, так и охлаждать, поэтому в двухтопливной системе он может переключаться между функциями в зависимости от того, какие из них необходимы. Двухтопливные системы лучше всего работают в мягком и чрезвычайно холодном климате, поэтому, если вы живете в месте с изменяющимися температурами, двухтопливная система может вам подойти.

Бесконтактный мини-сплит
Бесконтактные мини-секции
идеально подходят для тех, кому нужно охладить только одну комнату. В случае бесканальной мини-сплит-системы один наружный блок соединен с одним внутренним блоком, и весь охлажденный воздух будет закачиваться в отдельную комнату, где расположен внутренний блок.Мини-секции без воздуховодов отлично подходят для людей, живущих в своей спальне с другими соседями по комнате в остальной части дома, например, для студентов колледжа.

Бесконтактные блоки можно монтировать на полу или на стене. Настенные кондиционеры обычно устанавливаются выше, поэтому им требуется больше времени, чтобы почувствовать воздействие холодного воздуха, но они лучше распределяют воздух равномерно. Напольные кондиционеры позволяют быстрее почувствовать прохладный воздух и выглядят более незаметно, но при этом воздушный поток может быть нарушен.

Бесконтактный многосекционный

Бесканальный мульти-сплит работает так же, как бесканальный мини-сплит, за исключением того, что соотношение наружных и внутренних блоков может достигать 1: 5, что означает, что до пяти комнат можно охлаждать без воздуховодов.Установка бесканальных многоканальных секций на начальном этапе обходится дорого, поскольку требует приобретения до пяти отдельных бесканальных блоков. Но они более энергоэффективны и дешевле в счетах за коммунальные услуги по сравнению с центральным охлаждением. Бесконтактные многоканальные секции идеально подходят для людей, которые живут в домах без воздуховодов, или для тех, кто хочет в долгосрочной перспективе сэкономить на счетах за электроэнергию.

Оконный кондиционер

Оконные кондиционеры верны своему названию — это кондиционеры, установленные в окне вашего дома.Эти кондиционеры работают аналогично бесканальным кондиционерам в том, что они охлаждают отдельную комнату в вашем доме. Но они устанавливаются аналогично центральным блокам кондиционирования, поскольку обычно наполовину находятся внутри, а наполовину снаружи. Оконные кондиционеры могут быть шумными и непривлекательными на вид, но их установка и обслуживание недороги.

Детали кондиционера

Теперь, когда вы знаете обо всех типах кондиционеров, давайте посмотрим на основные части, из которых они состоят.

Термостат

Все кондиционеры управляются термостатом, который посылает сигналы в систему HVAC, когда пора начинать охлаждение. Есть два разных типа термостатов: электронные и электромеханические. У электронных термостатов есть датчики, которые считывают температуру, в то время как у электромеханических термостатов есть металлические полосы и ртуть, которые сигнализируют кондиционеру, что пора остыть.

Хладагент

Хладагент является неотъемлемой частью кондиционера — без него вся система не могла бы функционировать.Это химическое охлаждающее соединение проходит через кондиционер, поглощая и выделяя тепло на разных этапах, чтобы охладить ваш дом. Процесс охлаждения начинается, когда вентилятор нагнетает нагретый воздух из дома в кондиционер, а хладагент поглощает это тепло внутри змеевика испарителя.

Змеевик испарителя

Змеевик испарителя — это место для поглощения тепла. Когда вентилятор нагнетает горячий воздух из вашего дома на холодные змеевики испарителя, холодный жидкий хладагент внутри полностью поглощает тепло из воздуха, а затем продолжает движение через кондиционер.

Компрессор

После того, как хладагент поглотит тепло в змеевике испарителя, он попадает в компрессор. Компрессор увеличивает давление нагретого хладагента, что увеличивает его температуру еще больше, так что она выше температуры снаружи. Находясь в компрессоре, хладагент превращается в газ. Когда газообразный хладагент становится более горячим, чем окружающий климат, он может отдавать тепло наружу.

Змеевик конденсатора

Змеевик конденсатора получает горячий газообразный хладагент под давлением от компрессора.Змеевик конденсатора предназначен для отвода тепла, которое хладагент выносит наружу. Это охладит хладагент и снова превратит его в жидкость, готовую поглощать больше тепла из вашего дома.

Расширительный клапан

Когда хладагент покидает змеевик конденсатора, даже если он выделяет большую часть своего тепла наружу, он все еще слишком горячий, чтобы снова войти в змеевик испарителя. Таким образом, расширительный клапан работает, понижая давление хладагента и еще больше охлаждая его.Расширительный клапан отправляет холодный хладагент обратно в змеевик испарителя, где он забирает больше тепла из воздуха внутри вашего дома, и процесс повторяется.

Часто задаваемые вопросы по кондиционированию воздуха

Как работает система кондиционирования?

Центральное кондиционирование воздуха работает, перемещая воздух в вашем доме, пока он не достигнет желаемой температуры. Центральные системы вентиляции забирают горячий воздух из вашего дома, работают над его охлаждением, выделяя тепло наружу, а затем распределяют только что охлажденный воздух через систему воздуховодов в вашем доме.Таким образом, в каждой комнате достигается идеальная температура.

Как работает бесканальный кондиционер?

Бесконтактные кондиционеры работают для охлаждения только одной комнаты за раз. В отличие от центрального кондиционирования воздуха, который охлаждает весь ваш дом через систему каналов, бесканальное кондиционирование напрямую выпускает холодный воздух в отдельную комнату. Как мы упоминали ранее, для бесканальных систем требуется один наружный блок и как минимум один внутренний блок. Если вы хотите охладить более одной комнаты, но при этом использовать бесканальное кондиционирование воздуха, вы можете установить до пяти внутренних блоков, которые будут работать одновременно с отдельным наружным блоком.

Кондиционер забирает воздух снаружи?

Нет. Кондиционеры забирают тепло и влажность из воздуха внутри вашего дома, затем распределяют это тепло и влажность снаружи, возвращая только что охлажденный воздух обратно в дом. Кондиционеры никогда не забирают воздух снаружи и не помещают его в ваш дом. Вместо этого они работают, охлаждая воздух, который уже находится в вашем доме.

Может ли кондиционер улучшить качество воздуха в помещении?

Кондиционеры могут улучшить качество воздуха.После поглощения тепла и влажности из воздуха в вашем доме воздух фильтруется от пыли, ворса и мусора. Тепло отводится наружу, но воздух, который остается и возвращается в ваш дом, чище, чем раньше, что приводит к лучшему качеству воздуха.

Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики

Геотермальные тепловые насосы (GHP), иногда называемые GeoExchange, земные, наземные или водные тепловые насосы, используются с конца 1940-х годов.В качестве обменной среды они используют относительно постоянную температуру земли, а не температуру наружного воздуха.

Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные экстремальные температуры — от палящей жары летом до минусовых морозов зимой — в нескольких футах ниже поверхности земли температура земли остается относительно постоянной. В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F (7 ° C) до 75 ° F (21 ° C). Как и в пещере, эта температура земли теплее воздуха над ней зимой и прохладнее воздуха летом.GHP использует преимущества этих более благоприятных температур, чтобы стать высокоэффективным за счет обмена теплом с землей через наземный теплообменник.

Как и любой тепловой насос, геотермальные тепловые насосы и тепловые насосы с водным источником могут нагревать, охлаждать и, если таковые имеются, снабжать дом горячей водой. Некоторые модели геотермальных систем доступны с двухскоростными компрессорами и регулируемыми вентиляторами для большего комфорта и экономии энергии. По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.

Тепловой насос с двумя источниками энергии объединяет тепловой насос с воздушным источником тепла и геотермальный тепловой насос. Эти устройства сочетают в себе лучшее из обеих систем. Тепловые насосы с двойным источником имеют более высокие показатели эффективности, чем агрегаты с воздушным источником, но не так эффективны, как геотермальные агрегаты. Основное преимущество систем с двумя источниками энергии состоит в том, что они стоят намного дешевле в установке, чем одиночный геотермальный блок, и работают почти так же хорошо.

Несмотря на то, что стоимость установки геотермальной системы может в несколько раз превышать стоимость установки с воздушным источником той же мощности нагрева и охлаждения, дополнительные затраты могут окупиться за счет экономии энергии через 5-10 лет, в зависимости от стоимости энергии. и доступные стимулы в вашем районе.Срок службы системы оценивается до 24 лет для внутренних компонентов и 50+ лет для контура заземления. Ежегодно в США устанавливается около 50 000 геотермальных тепловых насосов. Для получения дополнительной информации посетите Международную ассоциацию наземных тепловых насосов.

Как работает тепловой насос?

Если вы когда-нибудь слышали о термине «тепловой насос» от своего специалиста по кондиционированию воздуха, вы можете быть сбиты с толку и даже не знать, что такое тепловой насос. В этом блоге рассказывается, как работает тепловой насос.Но перед этим мы должны сначала понять, что такое тепловой насос, преимущества и компоненты теплового насоса.

Что такое тепловой насос?

Проще говоря, тепловой насос — это просто ваша система кондиционирования воздуха, работающая в обратном направлении. В то время как ваш кондиционер охлаждает ваш дом и перекачивает тепло снаружи, тепловой насос будет втягивать горячий воздух снаружи и вдувать его в ваш дом.

Говоря более научным языком, тепловой насос передает тепло из одного места в другое, используя компоненты HVAC.Хотя тепловой насос не может создавать горячий воздух, он может переносить тепло из одного места в другое.

Преимущества теплового насоса

Поскольку тепловые насосы используют электричество для перемещения воздуха из одного места в другое, они чрезвычайно рентабельны и эффективны. Для сравнения, электрические обогреватели, такие как обогреватели помещений, требуют много электроэнергии для работы.

Фактически, согласно данным energy.gov, современный тепловой насос может сократить использование электроэнергии для обогрева примерно на 50% по сравнению с электрическим резистивным обогревом, таким как печи и обогреватели для плинтусов.

Кроме того, высокоэффективные тепловые насосы осушают лучше, чем стандартные центральные кондиционеры. Это снова делает эти системы более эффективными и создает более комфортные условия.

Компоненты теплового насоса

Для совместной работы тепловых насосов используются многие компоненты.

Внешний блок

Внешний блок обычно называют блоком A / C. Наружный блок содержит вентилятор и змеевики. Вентилятор помогает перемещать воздух через змеевики, в то время как змеевики удерживают хладагент.

Внутренний блок

Внутренний блок также иногда называют воздухообрабатывающим агрегатом, печью, тепловым насосом или кондиционером. Это устройство также содержит вентилятор и катушки. Вентилятор помогает продувать воздух через змеевики и воздуховоды в доме.

Хладагент

Хладагент — это то, что находится внутри медных змеевиков. Этот материал, также называемый фреоном, 410A или R22 (в зависимости от типа), легко изменяет температуру при изменении давления. Это то же самое, что находится в ваших холодильниках и замораживается, чтобы сохранять его холодным.

Хладагент движется по змеевикам от внешнего блока к внутреннему блоку и обратно.

Компрессор

Компрессор отвечает за повышение давления хладагента, перемещение его по системе и нагревание.

Реверсивный клапан

Реверсивный клапан в основном помогает переключать направления хладагента. Как упоминалось в начале, тепловой насос — это ваш кондиционер в обратном направлении.

Расширительный клапан

Расширительный клапан действует как регулятор хладагента, помогая ему поддерживать необходимое давление и температуру.

Как работает тепловой насос

Итак, теперь, когда мы знаем, что такое тепловой насос и его компоненты, мы можем поговорить о том, как на самом деле работает тепловой насос.

Обычно тепловой насос использует электричество для передачи тепла, используя хладагент в качестве среды. Вентиляторы обдувают змеевики хладагента, обдувая теплый или прохладный воздух по всему дому.

Режим охлаждения

На приведенной выше диаграмме хладагент проходит через компрессор, расположенный у наружных змеевиков.Это заставляет хладагент иметь более высокое давление, превращая его в горячий газ.

Затем газ поступает к наружным змеевикам, которые функционируют как конденсатор. Вентилятор проталкивает холодный наружный воздух через змеевики. Естественно, хладагент поглощает холодный наружный воздух и снижает его давление. Воздух, продуваемый змеевиками, становится теплым.

Затем хладагент проходит через расширительный клапан, регулирующий давление. Это делает хладагент более холодной жидкостью, чтобы он мог проходить через внутренний блок, функционирующий как испаритель.

Внутренний блок проталкивает теплый внутренний воздух через вентилятор.В результате прохладный воздух разносится по дому и снова нагревается хладагент, вызывая его испарение.

Режим нагрева

Когда кондиционер переключается, у нас есть тепловой насос. Хладагент проходит через компрессор, превращая его в горячий газ.

Горячий газ проходит через внутренние змеевики. Вентилятор обдувает змеевики холодным воздухом, который переносит теплый воздух в дом.

Хладагент поглощает холодный воздух в помещении и снижает его давление.Затем он проходит через расширительный клапан, который регулирует давление обратно в холодную жидкость.

Холодная жидкость проходит через наружные змеевики, которые обдувают блок теплым наружным воздухом. Теплый воздух снова передает тепловую энергию хладагенту, чтобы пройти через компрессор.

Последние мысли

Хотя тепловой насос может сбивать с толку, это потрясающая технология, использующая естественные свойства для передачи тепла.

Мы проводим домашние проверки в районе залива Тампа, в ходе которых оцениваем, насколько хорошо работает ваша система отопления, вентиляции и кондиционирования или тепловой насос.

Тепловые насосы для домов в штате Мэн

Десятки тысяч тепловых насосов были установлены в домах и на предприятиях штата Мэн. Они являются самой популярной системой отопления среди всех скидок Efficiency Maine, поскольку они предлагают высокоэффективное отопление, кондиционирование воздуха и осушение. Efficiency Maine предлагает скидки на тепловые насосы для жилых, малообеспеченных и коммерческих потребителей. Щелкните здесь, чтобы найти ближайшего к вам подрядчика.

Наружный блок с тепловым насосом

Как они работают?

Тепловые насосы состоят из наружного блока, подключенного к одному или нескольким внутренним блокам с помощью линейки, которая передает тепло между ними.Тепловые насосы способны обеспечить эффективное отопление в холодном климате даже при температуре наружного воздуха до -15 ° F.

Есть четыре типа внутренних блоков:
1) Секции
2) Напольные блоки
3) Кассеты потолочные
4) Канальный

Финансовый пример 1

Один внутренний блок

Установленная стоимость $ 3750

Скидка $ 800

Себестоимость $ 2 950

Ежемесячная стоимость (10 лет 4.9% годовых) $ 31

Примечание. Ваши расходы и экономия могут отличаться.

Финансовый пример 2

Два внутренних блока

Отдельные зоны Мультизональный

Установленная стоимость 7500 долларов США $ 7 100

Скидка $ 1,200 $ 600

Себестоимость $ 6 300 $ 6 500

Ежемесячная стоимость
(10 лет 4.9% годовых) $ 66 $ 64

Примечание. Ваши расходы и экономия могут отличаться.

Какие преимущества?

Недорогое тепло — Тепловые насосы — один из самых дешевых источников тепла. Щелкните здесь, чтобы сравнить затраты на отопление различных систем отопления.

Недорогое кондиционирование воздуха — Современные тепловые насосы вдвое эффективнее обычных кондиционеров.

Управление по комнатам — При установке с несколькими внутренними блоками тепловые насосы позволяют регулировать температуру по комнатам.

Безопасность — Поскольку тепловые насосы имеют электропитание, риск утечки продуктов сгорания отсутствует.

Качество воздуха — Тепловые насосы фильтруют воздух в помещении круглый год и осушают его летом, улучшая качество воздуха.

Какие еще соображения?

Характеристики при низких температурах — Поскольку тепловые насосы отбирают тепло снаружи, чтобы обеспечить теплый воздух внутри в течение отопительного сезона, по мере того, как на улице становится холоднее, тепловые насосы усерднее работают, чтобы не отставать, что снижает их эффективность.Например, система, которая поставляет четыре единицы тепла на каждую единицу электроэнергии при температуре 50 ° F, может поставлять только две единицы тепла на каждую единицу электроэнергии при температурах ниже нуля. Есть свидетельства того, что на Преск-Айл работают агрегаты с наивысшей производительностью и выдают тепло даже при температуре ниже -15 ° F. Но если температура упадет достаточно низко, система может полностью отключиться. Обязательно проверьте минимальную рабочую температуру, указанную для вашего теплового насоса. Если вы испытываете длительные периоды ниже этой температуры, подумайте о дополнительной резервной системе отопления, чтобы поддерживать желаемый уровень комфорта в самые холодные ночи.Если вы используете резервную систему, просто не забудьте снова переключиться на тепловой насос при повышении температуры, иначе вы можете быстро потерять экономию энергии.

Движение воздуха — Тепловые насосы не подают свежий воздух в дом, но рециркулируют воздух. Воздух, обдувающий вас, может повысить комфорт во время сезона охлаждения, но может быть неудобным во время отопительного сезона. Ознакомьтесь с советами пользователей тепловых насосов Efficiency Maine, чтобы узнать о рекомендуемых настройках вентиляторов для сезона отопления и охлаждения.

Распределение тепла — Тепловые насосы распределяют тепло за счет движения воздуха. Это может затруднить попадание тепла из-за углов и в тупик. Ознакомьтесь с советами пользователя и рекомендациями по установке теплового насоса Efficiency Maine, чтобы узнать, как получить максимальную отдачу от теплового насоса.

Взаимодействие с основной системой отопления — Если вы думаете об использовании теплового насоса вместе с другой системой отопления, убедитесь, что тепловой насос установлен так, чтобы он не конфликтовал с термостатом другой системы.Такой конфликт может привести к тому, что одна система будет препятствовать работе другой. Это не представляет опасности, если вы используете тепловой насос в качестве единственной системы отопления.

No related posts.

	Установленная стоимость	$ 3750
	Скидка	$ 800
	Себестоимость	$ 2 950
	Ежемесячная стоимость (10 лет 4.9% годовых)	$ 31

	Отдельные зоны	Мультизональный
Установленная стоимость	7500 долларов США	$ 7 100
Скидка	$ 1,200	$ 600
Себестоимость	$ 6 300	$ 6 500
Ежемесячная стоимость (10 лет 4.9% годовых)	$ 66	$ 64