Большинство современных кондиционеров могут также работать на обогрев помещения. Такие сплит-системы оснащены четырехходовым клапаном, который меняет направление потока хладагента, меняя местами испаритель и конденсатор. В этом режиме сплит-система извлекает тепло из наружного воздуха и передает его в помещение. Несмотря на низкую температуру наружного воздуха, он содержит некоторое количество тепловой энергии, которая используется для обогрева.
Как работает кондиционер: структура и принцип работы
Если вы знаете, как работает кондиционер, это поможет вам выбрать правильный кондиционер. Мы рассказываем, как работает кондиционер, как он устроен и из чего состоит. Подробно объясняем, какие процессы происходят в сплит-системе в режимах охлаждения, обогрева и осушения.
Кондиционеры делятся на однокомпонентные, двухкомпонентные и многокомпонентные. Моноблоки состоят из одного блока; к ним относятся оконные и переносные кондиционеры. Сплит-системы получили свое название от английского слова split, так как они состоят из двух отдельных блоков, внутреннего и наружного. Мультиблоки состоят из одного наружного блока и 3-9 внутренних блоков. Из всех этих типов сплит-системы наиболее популярны в реальной жизни.
Сплит-система забирает воздух из помещения, поглощает из него избыточное тепло и отводит эту тепловую энергию на улицу, а затем уже охлажденный воздух подается обратно в помещение. За процесс поглощения тепла в кондиционере отвечает хладагент, который в процессе работы меняет свое агрегатное состояние.
Сплит-система в интерьере
Помимо охлаждения, кондиционеры также выполняют функцию обогрева и осушения воздуха. Нагрев в сплит-системах обеспечивается не нагревательным элементом, а четырехходовым клапаном, который реверсирует процесс охлаждения. В режиме осушения блок снижает влажность воздуха, удаляя излишки влаги из помещения через дренажный шланг.
Кондиционер пропускает весь подаваемый воздух через фильтры, которые очищают воздух в помещении от пыли. Кроме того, сплит-системы могут быть оснащены встроенным ионизатором воздуха или системой увлажнения.
Сплит-системы способны охлаждать воздух в помещении, обогревать его, а также работать в качестве осушителя. Кроме того, кондиционер выполняет базовую очистку воздуха в помещении, а некоторые модели могут также ионизировать и увлажнять воздух.
Блок кондиционера
Сплит-система состоит из двух блоков: один блок крепится к фасаду здания, другой – к стене внутри помещения.
Внутренний блок сплит-системы
Внешняя и внутренняя части сплит-системы соединены узкой трубой, в которой циркулирует хладагент, обычно фреон. Для прокладки фреоновой магистрали в стене сверлится отверстие.
Наружный блок сплит-системы и линия хладагента
Бытует мнение, что в кондиционер подается воздух с улицы, но это, как правило, не так. Большинство моделей сплит-систем только охлаждают воздух в помещении, не забирая воздух с улицы, и только хладагент движется по трубе между блоками. Однако есть редкие модели сплит-систем, которые имеют отдельный шланг для подачи наружного воздуха. Такие модели немногочисленны, стоят в пять-шесть раз дороже классических кондиционеров и подают не более 30 м3 воздуха в час – достаточно для одного человека.
Павел Гончаров
Подробнее о том, сколько свежего воздуха необходимо для дыхания в квартире по нормативам, читайте в статье "Правила вентиляции: как долго и как часто нужно проветривать помещение?
Хотите первыми узнавать о новых статьях, акциях и закрытых распродажах? Подпишитесь на нашу рассылку или Telegram-канал ⚡.
Как правило, кондиционеры не подают наружный воздух, а только охлаждают или нагревают воздух в помещении.
Компоненты наружного блока сплит-системы
Как работает принцип работы инверторного кондиционера?
Особенностью этого устройства является то, что компрессор включается один раз за все время работы кондиционера и остается в этом состоянии постоянно, изменяя количество оборотов в зависимости от нагрузки кондиционера. В то время как обычный кондиционер (on/off) время от времени включается и выключается, не меняя количество оборотов. Инверторная модель экономит энергию и продлевает срок службы компрессора, поскольку работает без включения/выключения, а с плавным изменением числа оборотов.
Инверторная модель будет экономичнее любого другого кондиционера, если она работает хотя бы несколько часов без выключения.
Инверторная модель, как и обычный кондиционер, состоит из двух блоков – наружного и внутреннего. Наружный блок имеет компрессор, медные фреоновые трубки, вентилятор и конденсатор. Внутренний блок состоит из испарителя, вентилятора, жалюзи, фильтра и специального поддона для образующегося конденсата.
Структура и принцип работы сплит-системы
Простая классическая сплит-система состоит из двух модулей (блоков) – внешнего и внутреннего. Структура внешнего блока сплит-системы практически всегда одинакова.
Внешний блок
Наружный блок содержит компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан и капиллярную трубку. Все блоки также имеют фильтр-осушитель, который очищает и осушает хладагент от влаги и примесей, которые могут попасть в систему. Инверторные сплит-системы также имеют плату управления в наружном блоке, которая также присутствует в мульти-сплит-системах. Поскольку компрессор расположен в наружном блоке, уровень шума работающего кондиционера в квартире гораздо ниже, чем у наружного блока.
Размер наружного блока может варьироваться в зависимости от модели и характеристик бренда.
Внутренний блок соединен с наружным блоком фреоновыми трубами. Также имеется дренажная труба и электрический кабель для питания внутреннего и наружного блоков.
Наружный блок кондиционера всегда должен располагаться со стороны улицы. Он монтируется на внешней стороне стены. Если необходимо установить кондиционер на достаточной высоте от земли и монтаж наружного блока обычным способом невозможен, мы приглашаем альпинистов со специальным снаряжением. Без такого снаряжения установка наружного блока на большой высоте невозможна.
Наружный блок также может быть установлен на крышах зданий, на неостекленных балконах и лоджиях, общих открытых балконах или лестничных площадках с открытым выходом на улицу.
Требования для эффективной работы сплит-системы
Чтобы обеспечить эффективную, долговечную и надежную работу кондиционера, при его установке необходимо соблюдать определенные правила. Ниже приведен список самых основных из них:
- Необходимо точно рассчитать все теплопоступления в помещение с учетом особенностей помещения (для этого лучше обратиться к специалистам);
- необходимо согласовать с монтажниками правильное расположение внутреннего и наружного блоков;
- монтажные работы следует доверять только сертифицированным специалистам.
Кроме того, существует ряд ограничений по установке и использованию кондиционера:
- Внутренний блок не должен устанавливаться непосредственно рядом с предметами, выделяющими тепло;
- Не ставьте никакие предметы на наружный или внутренний блок;
- Нельзя ограничивать свободный поток воздуха к обоим блокам;
- Не используйте кондиционер в местах с высоким уровнем загрязнения или пыли.
Конструкция и принцип работы сплит-систем
С технической точки зрения состав холодильного контура бытовых, полупромышленных и промышленных сплит-систем мало чем отличается. Однако чем выше мощность кондиционера, тем больше вспомогательных компонентов, отвечающих за безопасность, надежность и эффективность его работы. К таким компонентам относятся – маслоотделитель, маслосборник, поточный ресивер, отделитель жидкости, индикатор влажности, электромагнитные и запорные клапаны, холодильные фильтры и т.д.
Базовая сплит-система охлаждения состоит из компрессора, конденсатора, дросселирующего устройства и испарителя. Именно эти четыре компонента участвуют во всех рабочих процессах кондиционера.
Компрессор отвечает за циркуляцию, сжатие и нагнетание давления хладагента от испарителя к конденсатору. Независимо от типа компрессора, хладагент должен поступать в компрессор и выходить из него в газообразном состоянии.
Сжатый хладагент в газообразной фазе при температуре 65-100 °C поступает из компрессора в теплообменник конденсатора под высоким давлением. В современных моделях обычно используются конденсаторы с воздушным охлаждением, в которых горячий хладагент продувается воздухом через трубки теплообменника. Для увеличения теплообмена воздух продувается через вентиляторы. В результате теплообмена температура хладагента постепенно снижается до 30-40°C, а его агрегатное состояние меняется с парообразного на входе в конденсатор на жидкое на выходе из конденсатора. В жидком состоянии хладагент поступает в дроссельный узел.
В качестве дросселирующих устройств могут использоваться несколько типов устройств: капиллярная трубка в бытовых сплит-системах, капиллярная трубка или термостатический расширительный клапан (ТРВ) в полупромышленных системах, ТРВ или электронный термостатический расширительный клапан в промышленных системах. На выходе из дросселирующего устройства давление хладагента быстро снижается, а температура хладагента понижается как минимум до 0°C (в исключительных случаях до минус 5°C). Часть жидкого хладагента преобразуется в пар в процессе дросселирования, и доля хладагента может составлять от 5 до 15%.
Принцип работы
Кондиционеры могут быть очень разными, но все они работают по одному и тому же принципу. Нам необходимо ознакомиться с его основами.
Обогрев – одна из основных функций современных сплит-систем. Для повышения температуры воздуха в кондиционере направление движения хладагента меняется на противоположное, что обеспечивается работой компрессора. За управление клапаном отвечает электромагнит. Во время отопления радиатор наружного блока охлаждается, что приводит к активной конденсации. Если сплит-система установлена не на фасаде здания, необходимо позаботиться о сливе конденсата.
Режим теплового насоса связан с интенсивным падением температуры конденсатора наружного блока. Это может привести к замерзанию конструкции. Этот режим работы подходит для осени и весны, когда наружная температура выше нуля. Если наружная температура ниже нуля, фреон не закипает в конденсаторе и поэтому поступает в компрессор в жидком виде.
Современные модели с высококачественной электроникой имеют функцию безопасности, которая предотвращает использование оборудования в режиме обогрева при низкой наружной температуре.
Если эта функция недоступна, пользователю придется управлять ею самостоятельно – иначе кондиционер выйдет из строя.
Охлаждение помещения может быть рассчитано на лето и зиму. Если первое очевидно, то второе требует некоторых пояснений. Зимнее охлаждение требуется для помещений с высоким тепловыделением. К ним могут относиться серверные комнаты и помещения для оборудования. В этом режиме внешний блок кондиционера нагревается и поэтому не может замерзнуть.
Для зимнего охлаждения необходим контроллер вентилятора, который отвечает за постоянное выключение и включение вентилятора по мере нагрева конденсатора. Контроллер также регулирует нагрев дренажной трубы и картера компрессора перед запуском.
Типы
Современные сплит-системы имеют сложную классификацию, что затрудняет выбор для пользователя. Чтобы сделать правильный выбор, важно иметь хотя бы базовые знания о каждом типе кондиционеров.
- Инверторные системы основаны на изменении частоты работы компрессора путем преобразования постоянного тока в переменный. Кондиционеры этого типа отличаются низким энергопотреблением, поэтому такие системы считаются одними из самых экономичных. Кроме того, именно эти модели считаются самыми тихими сплит-системами.
Для того чтобы получить эти преимущества, необходимы дополнительные затраты, так как стоимость инверторного кондиционера выше, чем у обычного оборудования.
- Чиллеры предназначены для холодных помещений. Эти сплит-системы устанавливаются внутри больших холодильников. Температура внутри камеры регулируется автоматически. Данный вид оборудования используется в торговых центрах, оптовых складах и на производстве. Конструкция также состоит из двух блоков с воздуховодами между ними.
- Настенные сплит-системы можно назвать самыми популярными и современными домашними кондиционерами. Их отличает высокое качество сборки, отличная надежность, эффективность и простота эксплуатации.
Эта категория активно развивается, расширяется функциональность сплит-систем, появляется все больше дизайнерских блоков.
- Канальные модели отличаются способом установки внутреннего блока. Он устанавливается в межпотолочном пространстве, которое располагается за конструкцией подвесного потолка. Для этого требуется около 40 см свободного пространства, что возможно не в каждом помещении.
Подача и отвод воздуха осуществляется через воздуховоды, которые можно разместить в любой точке. Такие сплит-системы легко вписываются в различные интерьеры.