Каждый, кто пытался решить проблему охлаждения воздуха в доме или квартире, имеет хотя бы приблизительное представление о том, что такое сплит система. Этот вариант кондиционирования уверенно вытеснил древние “оконники” и сохраняет популярность многие годы.
Понимание особенностей работы сплит-системы позволит выбрать подходящую модель и правильно организовать ее эксплуатацию.
В этом материале речь пойдет об устройстве и принципах работы сплит систем, а также мы расскажем о тонкостях монтажа, которые следует соблюдать, чтобы техника прослужила долгие годы.
Основное предназначение сплит-системы – охлаждать воздух внутри помещения. Состоит агрегат из двух частей. Одна из них устанавливается снаружи помещения, а другая – внутри. Чтобы соединить их узкой трубой, в толще стены проделывают отверстие. Принцип функционирования сплит систем примерно такой же, как и у холодильников.
Хладагент, циркулирующий по трубке внутри системы, поглощает тепло воздуха, который находится внутри помещения, перемещает тепловую энергию наружу и возвращает окружающей среде. Холодильный контур кондиционера включает два основных элемента: конденсатор и испаритель.
Первый из них заключен в наружный блок устройства, а последний находится в блоке, который устанавливают в комнате.
Основные элементы сплит-системы – конденсатор, компрессор и испаритель, между которыми циркулирует хладагент, перемещающий тепловую энергию из комнаты на улицу
Хладагент (как правило, это фреон), перемещается между устройствами по замкнутому контуру. Внутри помещения он нагревается в процессе поглощения тепловой энергии и становится газом.
Таким образом, воздух охлаждается, когда проходит через испаритель. Для улучшения перемещения воздушного потока по всему пространству комнаты, используется вентилятор.
Принцип работы такой системы соответствует работе обычного холодильника, здесь точно также используется способность фреона испаряться при невысоких температурах.
Галерея изображений
Устройство сплит-системы
Чтобы процесс функционирования такого кондиционера осуществлялся эффективно, используется ряд элементов.
В состав наружного блока обычно входит:
- вентилятор;
- компрессор;
- конденсатор;
- фильтр фреона;
- плата управления;
- защитная крышка;
- штуцеры для медных труб и т.п.
Вентилятор обеспечивает постоянную циркуляцию воздуха вокруг блока, чтобы обеспечить быстрое и стабильное охлаждение фреона. Этот процесс происходит в конденсаторе. С помощью компрессора выполняется сжатие фреона, которое обеспечивает его переход в состояние газа и циркуляцию по холодильному контуру.
Наружный блок сплит-системы устанавливают на специальные кронштейны. В ходе монтажа следует позаботиться о правильном отведении накапливающегося конденсата
Фильтр очищает фреон от попавших в систему загрязнений, что может произойти во время монтажа.
Помимо упомянутых элементов в наружном блоке также может быть установлен четырехходовой клапан, который необходим, если в модели предусмотрено не только охлаждение, но и обогрев комнаты в зимнее время.
Устройство наружного блока: 1 – вентилятор; 2 – теплообменник; 3 – компрессор; 4 – плата управления; 5 – защитное устройство; 6 – корпус
В комнатах сложной формы или там, где навесного потолка по каким-то причинам нет, устанавливают напольно-потолочные системы.
Что нужно знать о инверторных моделях?
Существуют модели сплит-систем с инвертором и без него. Оба варианта пользуются популярностью, но разницу все же узнать не помешает. Инвертор – это устройство, способное обеспечить специальное электропитание для компрессора.
Инверторная схема состоит в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный.
Сплит-системы с инвертором потребляют примерно на 30-40% меньше электроэнергии, чем обычные аналоги. Срок службы таких устройств также более длительный
После этого характеристики постоянного тока изменяются, чтобы преобразовать его опять в переменный ток, но с новыми показателями, и передать электропитание на компрессор.
В результате мощность работы компрессора будет варьироваться в зависимости от ситуации: комфортной температуры, до которой необходимо охладить воздух и исходных показателей, существующих в момент начала работы системы.
При наличии инвертора кондиционер работает постоянно, он не отключается. Для чего это нужно? Несмотря на постоянную работу устройства, инверторная схема позволяет сократить расход электроэнергии примерно на 30%, чем при использовании модели с аналогичными характеристиками, но без инвертора.
Отсутствие регулярных циклов включения-отключения благоприятно сказывается на функционировании кондиционера и позволяет увеличить срок его эксплуатации в полтора-два раза. Такой кондиционер можно оставлять включенным целый день, не переживая по поводу счетов за электроэнергию.
Высокие эксплуатационные характеристики достигаются за счет улучшения производительности теплообменника, а также благодаря современному микропроцессору, который регулирует работу агрегата.
Считается, что сплит-системы, снабженные инвертором, способны быстрее установить оптимальную температуру в комнате и далее поддерживать ее на нужном уровне. Шума такие устройства производят значительно меньше, чем безинверторные аналоги.
На нашем сайте есть статья, где мы провели сравнительный обзор инверторных и обычных сплит-систем. Подробнее – переходите по .
Кондиционер с тепловым насосом
Если сплит-система снабжена тепловым насосом, зимой ее можно смело использовать для обогрева помещения. Некоторые покупатели ошибочно полагают, что для этого внутренний блок кондиционера снабжен ТЭНами, что совершенно не соответствует действительности.
На самом деле такой кондиционер имеет четырехходовой клапан и систему управления, которая как бы разворачивает процесс охлаждения в обратную сторону.
Устройство охлаждает уже не помещение, а улицу, т.е. работает как тепловой насос типа “воздух-воздух”. Чтобы понять, как можно обогревать помещение с помощью холодного наружного воздуха, нужно изучить функционирование теплового насоса.
В работе этого агрегата также используется способность хладагента (все того же фреона) нагреваться при пониженных температурах.
Хотя воздух снаружи и остается холодным, он содержит некоторое количество тепловой энергии с низким потенциалом. Хладагент поглощает эти крохи энергии, концентрирует их, проходит через повышающий давление компрессор и отдает воздуху внутри помещения. Воздушные потоки нагреваются и распространяются по комнате.
В результате обогрев осуществляется при очень низких затратах электроэнергии. Этот вариант считается выгодным и безопасным способом жилья. Стоит отметить, что принципы работы сплит системы и теплового насоса очень похожи. Однако не нужно рассматривать тепловой насос, встроенный в сплит-систему, как основной способ обогрева комнаты, это скорее вспомогательный вариант.
Приобретая устройство, следует внимательно изучить условия эксплуатации и технические характеристики прибора. Тепловой насос эффективен в южных широтах во время теплой зимы при температурах +5…-15 градусов. При -20 обогрев практически невозможен.
Особенности монтажа и правила эксплуатации
Процесс относительно не сложен, но неопытным мастерам все же следует поручить эту миссию профессионалам, знакомым с работой холодильного оборудования. Обычно сначала устанавливают внутренний и наружный блок, в стене проделывают отверстие и соединяют устройства трубкой.
Для нормального функционирования сплит-системы ее фильтры необходимо регулярно очищать от загрязнений. Следует предотвратить избыточный нагрев оборудования, скачки напряжения и электромагнитное воздействие
Самая ответственная часть – . Даже если все прочие работы владелец квартиры выполнил самостоятельно, этот этап пусть сделает опытный мастер, практика показывает, что так надежнее.
Неправильный монтаж может заметно снизить эффективность работы кондиционера, он же и является наиболее частой причиной поломок этого оборудования.
Очень важно правильно подобрать место для внутреннего блока. Если холодный поток будет направлен на расположенную рядом поверхность, оборудование станет работать некорректно, а охлажденный воздух распространится неравномерно по объему помещения. Работа наружного блока обычно сопровождается появлением конденсата.
Место для внутреннего блока сплит-системы следует выбирать таким образом, чтобы не было препятствий для свободного перемещения воздушных масс, проходящих через его корпус
Следует позаботиться об отведении этой влаги с помощью специальной трубки, чтобы вода не стекала по стене. Если сплит-система смонтирована правильно, остается обеспечить ее нормальную эксплуатацию. Рекомендуется устанавливать температуру охлаждения в пределах 21-23 градусов.
Более низкие температуры тоже допустимы, но такой режим работы создает дополнительную нагрузку на систему. Кроме того, слишком большая разница между температурой внутри и снаружи здания может иметь нежелательные последствия для здоровья.
Внутренний блок лучше установить таким образом, чтобы предотвратить прямое воздействие солнца.
Бурение наружной стены при монтаже сплит-системы осуществляется с помощью специального оборудования, например, устройством для алмазного бурения бетона
Помимо опасности перегрева есть вероятность, что яркий свет может стать препятствием для сигнала светодиода. Чтобы увеличить ресурс работы системы, лучше во время его работы закрывать окна и двери. Конечно, периодически жилище нужно проветривать или следует приобрести модель, которая осуществляет забор воздуха с улицы.
Оборудование следует беречь от избыточного теплового или электромагнитного воздействия. Раз в полгода следует . Наружный блок необходимо защитить от непогоды.
Опасность для оборудования представляют скачки напряжения, если разница между номинальными и реальными показателями превышает 15% от норматива.
Выводы и полезное видео по теме
Наглядное описание принципов работы такой системы можно посмотреть здесь:
Этот ролик описывает практический опыт использования сплит-системы с обогревом:
Надежность сплит-систем и простота в эксплуатации сделали их исключительно популярным вариантом кондиционирования воздуха в жилых помещениях. При правильном монтаже и соблюдении условий работы такое оборудование может безупречно функционировать в течение очень длительного срока.
Все еще не можете выбрать подходящую сплит-систему? Или можете дополнить наш материал дельным советом? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке под статьей.
Принцип работы кондиционера (сплит-системы) попытаюсь пояснить, особо не используя специфические термины термодинамики. Тем не менее, для того, чтобы разобраться необходимо, вспомнить (принять на веру) результат нескольких термодинамических процессов:
- дросселирование – процесс расширения рабочего тела (испарения) с поглощением тепловой энергии и снижением температуры.
- конденсация – процесс превращения пара в жидкость.
- сжатие – процесс уменьшения объёма рабочего тела с повышением давления и температуры.
Энтропия S - количество тепловой энергии, пригодной для совершения работы: чем энергии меньше, тем выше энтропия.
Охлаждение воздуха в помещении осуществляется с помощью специальной холодильной установки – кондиционера, работающего по обратному тепловому циклу. Обратный тепловой цикл, такой цикл при котором передача тепловой энергии от более холодного тела к более тёплому осуществляется за счёт подводимой работы. Рабочим телом в кондиционере является фреон.
Принципиальная схема кондиционера – на левом рисунке, а его рабочий цикл в Т – S диаграмме на правом.
И так – кондиционер включён в работу. Компрессор 3 сжимает фреоновый пар, повышая его температуру от Т2 до Т1 (процесс 3 – 4 на диаграмме). Сжатый и нагретый фреоновый пар поступает в конденсатор 4 наружного блока кондиционера где, отдавая тепловую энергию в окружающий воздух конденсируется (процесс 4 – 1 на диаграмме). Из конденсатора фреон поступает на дроссельный вентиль 1, после которого испаряется в испарителе 2 внутреннего блока кондиционера (процесс 1 – 2 на диаграмме) в результате чего его температура понижается. В испарителе образовавшийся фреоновый пар отбирает тепло у окружающего воздуха. Далее фреон поступает на всас компрессора (процесс 2 -3 на диаграмме) – цикл замкнулся.
Дроссельный вентиль 1 в кондиционере является регулирующим органом. Изменяя расход рабочего тела через него можно регулировать холодопроизводительность кондиционера.
Вот по такому принципу работает сплит-система.
Кондиционеры и сплит-системы различных моделей уже прочно вошли в жизнь современного человека - сегодня эта бытовая техника не считается роскошью, как это было в недавнем прошлом. Эти изделия специально разработаны для создания благоприятного микроклимата внутри зданий знойным летом, но многие модели могут обогревать помещения и в межсезонье. Принципиально устройство кондиционера схоже с компоновкой отдельных блоков сплит-систем, различие только в том, что первые, как правило, имеют один корпус, а вторые - два блока. Принцип работы сплит-системы аналогичен работе стандартного бытового кондиционера оконного или напольного.
Как устроен кондиционер, понять довольно просто, надо только изучить по отдельности составные части кондиционера: внутренний и внешний блоки.
Выносной блок
Конструкция наружного блока весьма сложная, ведь он управляет работой всей системы, основываясь на заданных режимах, которые набираются пользователем вручную. Его компоненты представлены на фото:
- Вентилятор - его обязанности создавать обдув внутренних частей.
- Радиатор , в котором осуществляется охлаждение хладагента, называется конденсатором, он отдает тепло потоку наружного воздуха.
- Компрессор кондиционера сжимает хладагент и осуществляет его циркуляцию между блоками. Описание принципа работы компрессора легко найти в интернете, поэтому мы не будем перегружать статью излишними техническими подробностями.
- Плата автоматического управления имеет такое размещение на моделях инверторного класса, у остальных - вся электроника располагается внутри внутреннего блока кондиционера.
- Сложной конструкции клапан устанавливается только на моделях класса «холод-тепло», при включении режима обогрев, принцип действия блоков меняется зеркально.
- Крышка , защищающая штуцерные соединения.
- Фильтр - защищает устройство от попадания посторонних частиц, которые могли проникнуть в систему во время монтажа изделия.
- Внешний корпус .
Корпус испарителя
Его конструкция не отличается особой сложностью.
Микропроцессор и плата электроники, а также штуцера, к которым подключают медные трубки с циркулирующим фреоном, на фото не указаны - они находятся сзади.
Основная конструкция кондиционера практически не меняется - разные модели имеют специфические доработки, но выносной и внутренний блок всегда присутствуют.
Теперь вы в курсе из чего состоит кондиционер, поэтому можно переходить к краткому ознакомлению с принципом конкретной работы кондиционера.
Функциональные нюансы
Жидкие вещества при нагревании испаряются, активно поглощая тепло с той поверхности, на которой находятся, а при выпадении конденсата происходит обратный процесс - на этом и основывается принцип действия любой системы кондиционирования. Эти изделия не могут производить холод, а только переносят тепло из охлаждаемого объекта на улицу или наоборот, что происходит при включении режима обогрев. Тепло - это энергия, а она не может исчезать бесследно или возникать ниоткуда, основным переносчиком ее в кондиционерах является хладагент.
Во время охлаждения фреон испаряется, конденсация его происходит в выносном блоке, после того, как сжатый до определенной консистенции хладагент выходит из компрессора. Если работа кондиционера или сплит-системы настроена на обогревание помещения, то все происходит наоборот.
Питание изделия происходит от электрической сети, и пользователи должны знать, что применять такие устройства для обогрева помещения довольно выгодно: потребляя 1 кВт электричества, они переносят в строение 3 кВт тепловой энергии и не пересушивают воздух.
Технические характеристики бытовых кондиционеров складываются из номинальной мощности изделия , которая расходуется на охлаждение или обогрев внутренних помещений. Такой конструкции изделия используются в межсезонье, но только при температуре выше ноля - включать при морозе их нельзя. Причем нагрев происходит по специальной схеме: обогревается пол, создавая комфортную атмосферу для ног.
Далее, идет мощность потребления, расход воздуха, уровень производимого шума, который допускается в жилых помещениях не более 34 дБ. Учитывать надо шум при минимальной и максимальной мощности работы изделия.
Основные характеристики кондиционеров учитывают и хладагент, используемый в изделии - все устройства используют разные виды фреона от R-12 до R-410А, который состоит из равных долей (50 на 50) R32 и R125.
Основные функции
Для комфортного использования у бытового кондиционера есть определенный набор функциональных возможностей:
- охлаждение, для отдельных модификаций есть и обогревание воздуха;
- вентиляция - из всех узлов агрегата задействован только вентилятор;
- автономный режим - система сама управляет всеми основными функциями;
- осушение - происходит удаление излишней влаги из воздуха;
- очистка - производится перед поступлением его к теплообменнику;
- установка температуры - весьма полезная функция, которая позволяет точную ее установку при охлаждении и обогреве;
- скорость вращения вентилятора - имеет несколько режимов, которые позволяют изменять производительность изделия;
- направление - жалюзи регулируют направление движения воздуха, горизонтальные меняют высоту, а вертикальные - сторону;
- таймер - позволяет назначить точное время для включения или выключения кондиционера;
- режим «ночь» - встроенная система автоматического контроля самостоятельно регулирует скорость работы вентилятора, плавное понижение/повышение температуры воздуха на 2-3 о.
Каждая модель бытовых кондиционеров имеет еще и различные дополнительные функции, которые прописаны в инструкции по использованию изделия.
Всевозможные дополнительные фильтры тонкой очистки, ионизаторы и ультрафиолетовые лампы значительно повышают качество нагнетаемого воздуха, но стоимость изделия также неуклонно стремится ввысь.
В чем разница работы кондиционера и сплит-системы
Многие покупатели спрашивают, какая существует разница между оконными, напольными изделиями для охлаждения помещений и системами типа сплит? Второй вариант считается более функциональным и эффективным. Любая сплит-система обладает такими преимуществами:
- испаритель может располагаться на потолке, стене или на полу, при этом идеально подходит к любому интерьеру помещения;
- охлаждение осуществляется быстрее за счет большей мощности;
- очищает, увлажняет и ионизирует нагнетаемый воздух;
- при функционировании производит довольно низкое шумовое воздействие на окружающих.
Для квартиры с большой площадью или загородного строения приобретают мультисистемы с несколькими внутренними испарителями и одним выносным блоком, что облегчает пользователям весь процесс эксплуатации. К тому же внешний вид коттеджа не портит обилие выносных блоков одинаковой конструкции, но с разным шумовым воздействием.
Устройство и принцип работы кондиционера ничем не отличаются от устройства любой сплит-системы, разница только в специфических нюансах, поэтому дать точный ответ, какая техника лучше справляется с поставленными задачами весьма непросто - каждая из них имеет свои недостатки и преимущества, которые определяют сферу их применения.
Строение кондиционеров оконного типа отличается своеобразной конструкцией - одна часть их находится внутри, а другая снаружи оконного блока. С моноблочным напольным вариантом они схожи только конструкцией, т. к. все компонента находятся внутри одного корпуса. Работающие детали - вентилятор и компрессор — издают шума больше, чем у сплит-системы, потому что у них эти компоненты находятся в отдельном блоке, расположенном снаружи помещения.
Прежде, чем сделать выбор при покупке такого изделия в свой дом, надо сделать сравнение технических характеристик самых недорогих сплит-систем с аналогичными параметрами напольного или оконного типа устройства - найдется много положительных и негативных нюансов у каждого вида, поэтому сделать окончательный вывод весьма непросто.
Кондиционеры и сплит системы стали неотъемлемой частью жизни современного человека. Всего 5 лет назад эти бытовые приборы для большинства наших соотечественников были непозволительной роскошью. В 21 веке ситуация изменилась коренным образом, а технические изделия повсеместно используются для создания комфортного микроклимата не только жарким летом, но и в межсезонье.
С точки зрения конструкции и работы кондиционеры и сплит системы несколько отличаются. Первые состоят из двух блоков, а первые – из одного. Что касается принципов функционирования, то сплит устройство аналогично традиционным бытовым кондиционерам.
Конструкция и принцип работы
Устройство системы кондиционирования просто понять, если изучить особенности работы каждой его части: внутреннего и внешнего блоков. Остановимся на них подробнее.
Внешний (выносной) блок
Наружный блок имеет сложную конструкцию, поскольку именно здесь находятся основные функциональные узлы системы. На фото ниже представлены основные элементы климатического агрегата:
- Вентилятор – используется для охлаждения и обдува конструкционных узлов и функциональных узлов бытового прибора.
- Радиатор – устройство, используемое для активного понижения температуры хладагента, а также последующего отвода тёплого воздуха наружу.
- Компрессор – нагнетающий уплотнитель. Предназначен для сжатия хладагента и обеспечения его перемещения между 2 блоками. В основе работы сплит системы лежит именно надлежащее функционирование данного узла.
- Плата управления. Располагается она в небольшом блоке внутри корпуса климатического устройства. Именно здесь сосредоточена вся электроника, посредством которой осуществляется автоматическое управление.
- Клапан для агрегатов, работающих круглогодично по принципу «холод-тепло». Если прибор включить в режиме «тепло», то функции блоков изменяются, и они начинают работать в обратном порядке.
- Защитный корпус, препятствующий загрязнению штуцерных соединений, крепёжных элементов, внутренних частей.
- Фильтрационный механизм. Небольшое по размерам очистное устройство, которое не пропускает внутрь изделия мелкий мусор, образующийся при монтаже.
- Наружная часть корпуса.
Блок испарителя
Сплит система кондиционирования включается в себя испарительный блок. Данная конструкция проста и устройство состоит из нескольких решений.
На задней части климатического устройства принято располагать трубки, по которым движется фреон, а также электрические платы и микропроцессор.
Кондиционеры и сплит системы вне зависимости от модели состоят из 2-х перечисленных блоков: внутреннего и выносного.
Выяснив, что включает в себя кондиционер, можно остановиться подробнее на принципе работы климатического аппарата.
Принцип работы и тонкости функционирования
При нагревании жидкость превращается в пар, при этом она активно впитывает тепло из поверхности, на которой находилась. Обратный процесс имеет место быть при выпадении конденсата. Данный принцип положен в основу современных систем кондиционирования.
Приборы не вырабатывают холод, а лишь «транспортирую» тепло из объекта, который охлаждается во внешнее пространство или обратно (если активирована функция обогрева).
Принцип работы сплит системы построен на переносе тепла. Поскольку речь идёт об энергии, то она не может возникать или исчезать из ничего. В качестве вещества для транспортировки применяют фреон, поскольку это основной хладагент в современных климатических агрегатах.
При охлаждении фреона происходит его испарение. В выносном блоке проходят конденсация хладагента. Если установить кондиционер мультисплит на обогрев комнат, все процессы будут протекать в обратном порядке.
Климатическое устройство выгодно для квартиры с точки зрения потребляемой и переносимой энергии. При потреблении порядка 1 кВт электричества в комнату направляется энергии на 3 кВт, причём воздух при этом не пересушивается.
Если рассматривать технические данные бытовых сплит-систем, то они формируются посредством сложения номинальной мощности прибора, который может включаться как на обогрев, так и охлаждение помещения. Специалисты акцентируют внимание на то, что кондиционеры мульти сплит системы прекрасно работают в период межсезонья, но их настоятельно не рекомендуется эксплуатировать при морозе.
Вначале установленный агрегат нагревает пол, затем тёплый воздух движется вверх, благодаря чему обеспечивается комфортный микроклимат в помещении.
Помимо всего прочего учитывается мощность потребления, объём расхода воздушных масс, уровень шума (оптимальное значение – до 34 дБ). В расход нужно брать значение шума, как при минимальных, так и максимальных оборотах изделия. Для квартиры подбирается агрегат и с учётом хладагента, которым зачастую выступает фреон.
В чём разница между сплит-системой и кондиционером
Многих покупателей интересует вопрос о принципиальных отличиях между сплит агрегатами и привычными оконными кондиционерами для квартиры. Специалисты акцентируют внимание на высокой эффективности и исключительной функциональности сплит-приборов.
У каждой такой системы есть целый ряд очевидных преимуществ:
- Для монтажа может использоваться любое место: у пола, на стене, на потолке. В любом случае они прекрасно дополнят любой интерьер.
- Установка сплит – простая и доступная операция, которую лучше делегировать специалистам.
- Дополнительная мощность обеспечивает быстрое охлаждение воздуха.
- Воздушные массы не только очищаются, но и ионизируются, увлажняются.
- Полноценное функционирование не производить существенного шума, который остается незаметным для окружающих.
Для загородных коттеджей и квартир более 150 квадратных метров приобретаются мощные муьтисистемы, оснащенные крупным баком и 3-4 испарителями. За счёт такой конструкции эксплуатация климатического устройства упрощается в разы. Не стоит забывать, что экстерьер дома никак не страдает от подобной системы, поскольку выносные блоки у каждой стены просто отсутствуют.
Поскольку принцип работы сплит-системы кондиционирования не отличается от стандартных климатических агрегатов, то и обслуживание кондиционеров аналогичное. Нескольких небольших внешних блоков гораздо сложнее привести в надлежащий вид, нежели одну систему.
Ремонт сплит систем – задача, которую лучше делегировать профессионалам. Самостоятельно устранить поломку практически невозможно, ввиду конструктивной сложности агрегата.
Какая техника лучше? – У каждого типа устройств есть как очевидные преимущества, так и явные недостатки. Несмотря на разность в устройстве и своеобразной конструкции, обе системы заслуживают пристального внимания. Установка кондиционера – необходимость, продиктованная реалиями 21 века. Сегодня это уже не роскошь, а технологический атрибут современного дома.
Чтобы понять принцип работы кондиционера не обязательно быть выпускником технического вуза по профилирующей специальности. Достаточно освежить в памяти основные тезисы из школьного курса физики, получить некоторые пояснения по интересующим вопросам и тогда… Тогда вы сможете осознанно выбирать систему кондиционирования, на ваш выбор не повлияет красноречие продавца-консультанта, и, вероятнее всего, вы не соблазнитесь магией слова «распродажа». За вашими решениями будет серьёзная основа - необходимые знания и понимание того, какой именно аппарат необходим в конкретно вашем случае. Вы поймёте, как рассчитать мощность кондиционера и сделаете расчёт самостоятельно! Понимание того, как работает кондиционер, поможет не допустить досадных ошибок при эксплуатации. Вы будете горды удачной покупкой! Итак, приступим…
Каким образом чудо-прибор, названный «кондиционером» способен охлаждать, а иногда и нагревать воздух? - Для ответа необходимо вспомнить всего лишь одно правило из школьного курса физики. Как вы помните, при испарении жидкостей (переходе из жидкого состояния в газообразное) происходит поглощение тепла, т. е. охлаждение (вспомните, какой холодной становится салфетка, смоченная в ацетоне).
При обратном процессе - конденсации (переход вещества из газообразного в жидкое) происходит выделение тепла, т. е. нагревание, что также используется в кондиционерах. На этом принципе работают не только кондиционеры, но и практически все охладительные приборы (холодильники, рефрижераторы, кулеры для воды). В качестве хладагента в таких агрегатах обычно используются фреоны, они обладают свойством при сравнительно небольшом изменении давления легко переходить из газообразной фракции в жидкую и наоборот.
Основные разновидности агрегатов
Для начала вкратце рассмотрим, какие вообще бывают кондиционеры и в чем основные отличия различных видов этой техники. В зависимости от области применения и предназначения существует множество видов и моделей кондиционеров: промышленные, бытовые, автомобильные, оконные, стационарные и переносные.
Промышленные кондиционеры характеризуются высокой мощностью и энергопотреблением, они способны регулировать микроклимат в больших помещениях, для бытовых моделей более актуальны такие параметры как экономичность, бесшумность работы и простота в обслуживании. Кондиционеры могут быть выполнены в одном корпусе или состоять из нескольких блоков, но принципиальная схема работы любого кондиционера основана на правиле уже рассмотренном выше.
Сегодня в быту наиболее популярны сплит-системы (как наиболее продуктивные, экономичные и удобные в эксплуатации), поэтому рассмотрим, на примере такого устройства особенности работы кондиционеров.
Устройство кондиционера на примере сплит-системы
Не смотря на то, что сплит-система состоит из внутреннего и наружного блоков, по принципу работы она повторяет устройство бытового кондиционера любого другого типа, ведь в её основе находится полностью герметичный замкнутый контур, заполненный хладагентом, состоящий из теплообменников соединённых медными трубками. Теплообменник во внутреннем блоке называется испарителем, а в наружном - конденсатором.
Хладагент, перетекая по системе, переносит тепловую энергию между теплообменниками, все это происходит благодаря компрессору, находящемуся во внешнем блоке. Для эффективного теплообмена между хладагентом и воздухом в каждом из блоков установлены вентиляторы прогоняющие воздух через теплообменники. Ещё одним важным узлом прибора является дроссельное устройство, оно установлено во внутреннем блоке перед испарителем и необходимо для понижения давления фреона с целью преобразования последнего в газообразную фракцию.
Весь процесс работы кондиционера в режиме охлаждения воздуха происходит следующим образом. Компрессор в наружном блоке нагнетает хладагент, повышая давление в конденсаторном теплообменнике, чем вызывает переход его в жидкую фракцию, что сопровождается выделением тепла, которое отводится в воздух благодаря работе вентилятора.
Охлаждённый хладагент по медному трубопроводу поступает во внутренний блок, где проходя через дроссельное устройство, закипает, переходя в газообразное состояние, поглощая тепло, сильно охлаждает испарительный теплообменник. Вентилятор внутреннего блока продувает воздух, забираемый из помещения, который охлаждаясь, возвращается обратно. При этом на пластинах испарителя конденсируется влага, которая по пластиковой трубке отводится в канализацию или наружу. Далее хладагент возвращается по медной трубке в компрессор и цикл повторяется.
Во внутреннем блоке сплит-системы производится очистка воздуха и его охлаждение (а также нагревание, если это предусмотрено конструкцией)
Некоторые кондиционеры могут работать в режиме подогрева воздуха в помещении, для этого в наружном блоке сплит-системы имеется четырёхходовой вентиль, с помощью которого осуществляется движение фреона в обратном направлении. В таком случае конденсатор становится испарителем, а испаритель конденсатором.
Как провести расчет требуемой мощности
Так как кондиционеры чаще используются с целью охлаждения воздуха, а реже для подогрева, расчет кондиционера производится по мощности охлаждения. Важный момент - не следует путать охладительную мощность кондиционера с его энергопотреблением. Мощность охлаждения у бытовых кондиционеров в 2.5-4 раза выше потребляемой ними мощности электроэнергии. Получается что КПД устройства около 300%! Как такое возможно? Всё довольно просто - электроэнергия используется, по сути, не на охлаждение воздуха, а лишь на перенос тепла из помещения на улицу.
Ориентировочно расчет кондиционера по площади производится исходя из соотношения - 1 кВт мощности охлаждения к 10 м 2 площади помещения при высоте потолка до 3 м. Для более точных расчётов следует учитывать тепло выделяемое электроприборами, людьми пребывающими в помещении, размер окон и интенсивность воздействия солнца. При расположении комнаты с южной стороны и большой площади окон необходим запас мощности до 20%.
Формула расчета мощности кондиционера выглядит так:
Q - притоки тепла (Вт);
S - площадь комнаты (м 2)
h - высота комнаты (м);
q - коэффициент воздействия солнца (сильно освещённое 40 Вт/м 3 , средне - 35 Вт/м 3 , слабо - 30 Вт/м 3).
К этим притокам следует добавить 0.1 кВт тепла на каждого человека и около 1/3 паспортной мощности работающих в помещении электроприборов.
Суммированием всех теплопритоков можно узнать необходимую расчётную охладительную мощность кондиционера.
Очень важно правильно произвести расчет производительности кондиционера. Ясно, что в жару при недостатке мощности кондиционер попросту не справится с поставленной задачей, будет работать на износ и преждевременно выйдет со строя, но и чрезмерно мощный аппарат также брать не следует. Кондиционер большой мощности в малом помещении будет часто отключаться, что, по сути, будет способствовать преждевременному износу.
Хорошо зарекомендовали себя в плане плавного распределения мощности инверторные кондиционеры. Принцип работы инверторного кондиционера состоит в возможности изменения производительности компрессора без полного его выключения. Безостановочная работа компрессора существенно снижает его износ, экономит электроэнергию и позволяет более гибко регулировать температуру воздуха в помещении.
На этом всё. Полученная информация поможет сориентироваться при покупке, ведь вы знаете теперь, как рассчитать кондиционер по мощности и площади, как выяснить его производительность и в чём принципиальное отличие инверторных кондиционеров.
