Устройство и принцип работы сплит-системы. Сплит система как работает.

Давайте сначала углубимся в терминологию. Согласно определению, системы кондиционирования воздуха — это все вентиляционные установки, которые обрабатывают воздух и приводят его в нужное состояние. Устройства могут выполнять различные функции

Принцип работы кондиционера

Благодаря широкому разнообразию кондиционеров, представленных сегодня на рынке, у покупателей есть возможность выбрать любую модель для любых целей и для любого помещения. Чтобы сориентироваться в этом многообразии и не ошибиться при покупке, важно не только изучить марки и типы кондиционеров, но и понять, что такое кондиционер, как он работает, каковы его преимущества и недостатки, а также желательно знать основные функции кондиционера, чтобы не переплачивать за ненужные опции.

Давайте сначала рассмотрим, как устроен кондиционер, а затем разберем принцип его работы.

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Практически все современные сплит-системы работают на хладагенте, самым распространенным из которых является фреон. Многие модели могут использоваться не только для охлаждения, но и для нагрева воздуха. Однако мы рассмотрим процесс охлаждения воздуха в помещении и работу домашнего кондиционера. Мы также рассмотрим мобильные кондиционеры.

Кондиционер — это технически сложное устройство, представляющее собой полноценную систему кондиционирования воздуха. Он включает в себя компрессор, испаритель, вентилятор, дросселирующее устройство (обычно это капиллярная трубка) и конденсатор. Это основные элементы системы. Сама система разделения состоит из двух блоков, один из которых является внешним, а другой — внутренним.

Процесс охлаждения в кондиционере работает следующим образом.

Сначала компрессор во внешнем блоке сжимает фреон и под высоким давлением направляет его в конденсатор. В конденсаторе происходит процесс конденсации за счет теплообмена с наружным воздухом. Затем жидкий фреон поступает в дроссельный узел, где давление и температура хладагента снижаются. В процессе дросселирования часть фреона переходит в газообразное состояние (от 5 % до 15 %). Затем холодный фреон поступает в испаритель, который находится во внутреннем блоке. В теплообменнике испарителя жидкий фреон начинает кипеть за счет теплообмена с теплым воздухом помещения. Сам воздух охлаждается и выходит из помещения с нужной температурой. После испарителя хладагент возвращается в компрессор, и процесс повторяется.

Во избежание чрезмерной влажности, т.е. конденсата в трубах теплообменника испарителя, который образуется во время работы кондиционера, для отвода конденсата установлены специальные дренажные трубы. Конденсат может оказаться на улице или в дренаже, в зависимости от того, как выполнена установка.

После подключения кондиционера можно установить направление воздушного потока, мощность и различные функции, предусмотренные в модели кондиционера. Опции сплит-системы зависят от производителя и марки.

В сплит-системе типа on/off кондиционер включает и выключает компрессор во время работы; скорости не меняются.

Как работают инверторные кондиционеры

В отличие от режима on/off, инверторный кондиционер включает компрессор один раз, но количество оборотов меняется, что и является причиной экономии энергии. Благодаря уменьшению количества запусков компрессора, он меньше изнашивается, что значительно продлевает срок службы кондиционера. В остальном работа инверторного кондиционера ничем не отличается. Он состоит из тех же компонентов (за исключением пульта управления) и также состоит из двух блоков — наружного и внутреннего.

Устройство и принцип работы сплит-системы

Из всех типов кондиционеров сплит-система является наиболее популярной после того, как она была разработана и стала известна потребителю. Она является самой энергоэффективной и самой тихой (в помещении). В повседневной жизни она вытеснила гораздо более шумные оконные кондиционеры.

Составные части

Сплит-система состоит из наружного и внутреннего блоков, разделенных наружной стеной здания или сооружения. Типичные кондиционеры состоят из компрессора, конденсатора, испарителя, воздухораспределителя и двух вентиляторов.

Компрессор

Компрессор — это двигатель, который перемещает хладагент через теплообменник хладагента в наружном и внутреннем блоке. Его механизм, помещенный в корпус, непроницаемый для наружного воздуха и водяного пара, также имеет резервуар с моторным маслом, которое снижает трение в компонентах и уменьшает износ двигателя в сотни раз. Различают поршневые и спиральные компрессоры. Поршневые компрессоры стоят значительно дешевле спиральных. Их надежность во много раз ниже — особенно при температурах д о-20 градусов.

Конденсатор

Фреоновый конденсатор состоит из змеевика с теплоотводом, в котором сжиженный фреон отдает свое тепло, которое затем рассеивается вентилятором. Конденсатор также называется теплоотводом, в котором водяной пар из вдуваемого воздуха превращается в капли воды. Вода собирается в резервуаре, а затем вытекает из наружного блока через шланг.

Испаритель

Блок испарителя состоит из теплообменника и нагревателя внутреннего блока. В нем жидкий фреон преобразуется в газообразный фреон, забирая с собой тепло из помещения. Взамен он выделяет холод, который выдувается вентилятором из замерзших охлаждающих пластин.

ТРВ

Теплорегулирующий клапан или четырехходовой клапан позволяет кондиционеру переключаться из режима охлаждения в режим обогрева и обратно. При этом направление потока фреона меняется на противоположное.

Вентиляторы

Без вентилятора отвод тепла от нагревательного змеевика наружного блока и компрессора, а также холода от внутреннего блока был бы крайне медленным и неэффективным. В лучшем случае вентиляционная установка будет часто останавливаться, что будет контролироваться автоматикой. В худшем случае она быстро выйдет из строя из-за перегрева компрессора и срыва снега в одной из труб колодца центрального отопления. Вентилятор наружного блока удаляет избыточное тепло из наружного блока. Во внутреннем блоке вентилятор нагнетает холод, образовавшийся в радиаторе, в помещение.

Другие детали и узлы

Старые советские и российские оконные кондиционеры имели не только мотор-компрессор, теплообменники с радиаторами, вентиляторы и регулирующие клапаны, но и встроенные электромеханические органы управления на основе термостатов, реле и простейших транзисторных переключателей. Как и в старых холодильниках 20 и более лет назад, электромеханика регулировала нагрузку на вентиляторы и компрессор, чтобы они не могли работать больше, чем способны, и при этом перегреваться.

Плата электронного управления

В современных кондиционерах вместо реле, мощных диодов и транзисторов используется электронная панель управления в современных незамутненных микросистемах. Она отличается от электромеханического блока наличием процессора. Он считывает из микрочипа (постоянной памяти, ПЗУ) программу, «заложенную» в микросхему через память ОЗУ, что не только предотвращает перегрузку базы, важной для узлов кондиционера, но и позволяет работать в различных режимах. Это позволяет пользователю в считанные секунды адаптировать работу кондиционера к своим потребностям.

Основные функции

Основная функция кондиционера — охлаждение воздуха в помещении во время летней жары. В современных кондиционерах появились и дополнительные функции, например, следующие:

• нагрев воздуха в комнатах зимой;
• очистка воздуха в комнате от пыли, удаление запахов (с помощью угольных фильтров тонкой очистки);
• аэроионизация (обогащение воздуха в комнате отрицательными ионами, полезными для здоровья);
• сушка слишком влажного воздуха.

В самые современные модели кондиционеров встроен мини-озонатор — умножительная схема для генерации статического электричества, вырабатывающего 60-80 киловольт. Под действием коронного разряда свободный кислород в помещении преобразуется в озон, который в небольших количествах полезен для человека. Включение и выключение озонатора осуществляется с помощью программного обеспечения.

Устройство внутреннего блока

Внутренний блок является частью сплит-системы, расположенной в помещении. Он включает в себя:

• декоративная передняя панель корпуса. За ней скрываются воздушные фильтры и испаритель (теплообменник).
• фильтр грубой очистки. Сетка, которая ловит на входе во внутренний блок крупные частицы: шерсть, волосы, пыль;
• фильтры тонкой очистки;
• вентилятор. В отличие от вентилятора наружного блока, как правило, имеет несколько скоростей;
• испаритель. Представляет собой медную трубку с алюминиевым оребрением;
• горизонтальные жалюзи. Подвижные элементы блока, которыми можно управлять при помощи пульта. Они направляют поток воздуха в нужную сторону по вертикали;
• вертикальные жалюзи. Почти во всех бытовых сплит-системах их можно регулировать лишь вручную. Направляют воздушный поток по горизонтали;
• блок управления. В защищенном пластиковом боксе установлена плата управления, к которой подключены пусковые элементы двигателей и датчиков;
• индикаторная панель. Располагается на передней панели кондиционера и демонстрирует состояние работы оборудования;
• дренажная ванночка. Лоток, в который стекает конденсат с поверхности теплообменника. Затем конденсат отводится в канализацию или на улицу по дренажной трубке.

В доме может быть установлено несколько внутренних блоков. Несколько внутренних блоков могут быть установлены в здании.

Как работает кондиционер

В основе процесса лежит свойство жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять тепло при конденсации. Хладагент циркулирует в кондиционере и меняет свое общее состояние, то есть становится либо газообразным, либо жидким, в зависимости от температуры и давления.

Четыре основных компонента — компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель — соединены трубами и образуют холодильный контур, в котором движется хладагент.

Как работает кондиционер

• Из испарителя в компрессор поступает газообразный хладагент с низкой температурой. В компрессоре производится сжатие газа, одновременно повышаются и давление, и температура газообразного хладагента. Далее горячий хладагент под большим давлением поступает в конденсатор.
• В конденсаторе газ остывает, т.к. обдувается потоком более холодного воздуха и превращается в жидкость, отдавая тепло. А выходящий из конденсатора воздух нагревается за счет тепла, отданного сжатым хладагентом.
• Далее хладагент поступает в дросселирующее устройство. На этом участке он несколько теплее атмосферного воздуха, находится в жидком состоянии и под высоким давлением. В процессе прохождения через дросселирующее устройство давление хладагента резко снижается. Это сопровождается понижением его температуры.
• В завершении цикла хладагент возвращается в испаритель, где на него воздействует комнатный воздух. Хладагент вновь становится газом, забирая тепло из комнаты. И такой цикл повторяется до тех пор, пока кондиционер включен.

Как избежать поломок?

Пожалуй, одна из самых сложных проблем в работе сплит-системы — это хладагент, который не превратился в газ. Жидкость поступает из испарителя на вход компрессора, а поскольку жидкость является несжимаемым веществом, происходит гидравлический удар. Основной причиной отказов является засорение фильтров внутреннего блока и засорение поплитом поверхности конденсатора наружного блока. Поэтому необходимо профилактическое обслуживание: регулярная чистка и периодический осмотр профессионалом.

Если вы будете соблюдать простые правила, ваша сплит-система обеспечит вам долгие годы надежного и безупречного кондиционирования.

В чем отличие кондиционера от сплит-системы

Кондиционер — это сложное техническое устройство, используемое для создания и поддержания комфортной температуры в помещении любого назначения. Кондиционер не только охлаждает воздух, но и нагревает его, если это предусмотрено производителем. Кондиционер — это общий термин для обозначения охлаждающих устройств с кондиционерами. Сегодня существует множество типов кондиционеров. Кондиционер может быть бытовым прибором для охлаждения воздуха, например, оконным или мобильным кондиционером, или чиллером — промышленным кондиционером большой мощности. Для более точного определения существуют обозначения кондиционеров, например, сплит-система.

Сплит-система — это кондиционер, состоящий из двух блоков — наружного и внутреннего. Внутренний блок включает в себя систему управления — автоматику, фильтры для очистки воздуха, вентилятор для обдува змеевика испарителя и сам испаритель. Наружный блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан, капиллярную трубку и систему автоматики.

Сплит-система для бытового использования обычно устанавливается в относительно небольших помещениях. Например, настенная сплит-система для бытового использования предназначена для создания оптимального микроклимата в помещениях площадью от 10 до 70 м2 в зависимости от мощности блока. Поэтому такие сплит-системы чаще всего устанавливаются в квартирах или небольших офисах.

Внутренний блок способен поддерживать температуру в помещении. Если необходимо поддерживать температуру в нескольких помещениях, то для этого существуют мультисплит-системы. В такой системе несколько внутренних блоков подключаются к одному наружному блоку.

Существуют и другие типы сплит-систем, которые больше подходят для больших помещений, таких как торговые центры, рестораны, бизнес-центры и т.д. Все эти сплит-системы также имеют по одному внутреннему и наружному блоку и отличаются только внутренними блоками и мощностью. Внутренние блоки различаются в зависимости от типа установки — кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные и колонные.

Сплит-системы могут различаться по опциям и функциям, это зависит от модели и производителя. Например, сплит-системы могут иметь разное количество фильтров очистки воздуха. Количество функций также варьируется — некоторые кондиционеры имеют следующие популярные функции: «ощущение», ночной режим, самоочистка, автоматический запуск, автоматическое отключение, самодиагностика, турборежим, пневматическая разморозка и т.д.

Как выбрать сплит-систему для дома

При выборе кондиционера для домашнего использования учитывайте размер помещения. Для небольшой комнаты (до 15-20 метров) подойдет система мощностью 7000 BTU. Для комнаты площадью до 25 квадратных метров лучше выбрать более мощную модель — 9000 BTU.

Учитывайте стоимость электроэнергии и выбирайте энергосберегающую модель А++ с потреблением около 700-800 Вт. Если позволяет бюджет, купите кондиционер класса А+++ с потреблением 500-600 ватт.

Оцените уровень шума. По возможности прислушайтесь к работе устройства, ведь во время работы кондиционера вы будете находиться в помещении. Допустимый уровень шума для внутреннего блока составляет 19-32 дБ.

Преимущества и недостатки кондиционеров

Если вы хотите купить кондиционер или сплит-систему, вас заинтересуют преимущества и недостатки.

Преимущества

• Обеспечение комфортной температуры в комнате. Независимо от погоды за окном, сплит-система позволит создать благоприятную атмосферу в помещении. Летом кондиционер охладит воздух, а осенью или весной — нагреет. В любом случае находиться в комнате будет комфортно.
• Чистый воздух в помещении. Особенно это актуально для жителей крупных городов, проживающих в промышленных районах. Использование кондиционера позволит получить прохладный, чистый воздух, не открывая окон.
• Поддержание оптимальной влажности воздуха. Некоторые модели имеют функцию осушения, создавая оптимальный уровень влажности в помещении.

Недостатки

Помните, что кондиционер может нанести вред человеку только при неправильном использовании. Если вы не будете регулярно чистить устройство, в нем могут размножаться вредные бактерии и вирусы.

Работа кондиционера делает воздух в помещении более сухим, поэтому мы рекомендуем использовать отдельные блоки для повышения влажности в помещении.

Во время работы компрессоры издают тихий шум. Обычно компрессор находится в наружном блоке и не слышен в помещении.

Разновидности кондиционерных блоков

Конструкция внутреннего и наружного блока одинакова для всех сплитов, за исключением нескольких мелких деталей. Блоки делятся на различные типы в зависимости от того, как установлен комнатный блок:

1. Самые распространенные – настенного типа. Из названия ясно, что модуль подвешивается на стену внутри помещения.
2. Канальные (бескорпусные) модели встраиваются в прямоугольные воздуховоды системы кондиционирования частного дома.
3. Кассетные блоки крепятся к перекрытию, охлажденный воздух подается в 4 направлениях сверху вниз. Корпус агрегата прячется за подвесным/натяжным потолком, на виду остается нижняя панель.
4. Модуль колонного типа ставится на пол в удобном месте. Название произошло от формы агрегата – узкий высокий корпус напоминает колонну (изображена выше на фото).
5. Потолочные блоки приплюснутой формы монтируются к перекрытию. Не нуждаются в дополнительной облицовке подвесными потолками.
6. Напольные версии крепятся к стене на высоте 10…30 см от пола согласно инструкции производителя.

Примечание. В бытовой серии указаны только настенные сплит-системы. Остальные — кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные — являются полупромышленными агрегатами. Они используются в офисах, кафе и административных зданиях, хотя никто не против повесить в квартире потолочный кондиционер.

Отдельного упоминания заслуживают мультисплит-системы, которые состоят из мощного наружного блока и 2-4 внутренних блоков. Такие кондиционеры могут поддерживать разную температуру в разных помещениях и используются в исключительных случаях, когда нет возможности установить 2-3 отдельных блока на фасаде здания.

Почему лучше выбрать два-три «сплита» вместо мультисистемы:

• более высокая цена оборудования при одинаковой стоимости монтажа;
• внешний мультиблок не позволяет одновременно охлаждать и нагревать два соседних помещения, допускается работа только в одном режиме;
• наружный агрегат отличается габаритами и приличным весом;
• стоимость сервисного обслуживания возрастает из-за увеличенного объема фреона и сложного устройства блока, в котором может стоять 2—3 компрессора.

В крупных торговых центрах и промышленных зданиях используются промышленные сплит-системы — центральные и крышные кондиционеры. В них также есть сплит-блоки — внутренние фанкойлы, приточные установки, наружной очистки, нагревательные и охлаждающие установки (чиллеры).

Родство с тепловыми насосами

Конструкция инверторной сплит-системы и теплового насоса с источником воздуха (TH) идентична. Обе установки работают по принципу холодильной машины, которая извлекает тепло из наружного воздуха и нагревает воздух внутри помещения. Разница в конструкции заключается в том, что площадь поверхности наружного теплообменника-испарителя TH значительно увеличена для повышения эффективности, поэтому агрегат часто размещают на полу, как показано на фото ниже.

Тепловые насосы с источником тепла из грунта, которые получают тепло из земли, конструктивно также похожи на сплит-системы. Разница заключается в способе извлечения и передачи тепла на внешний испаритель — здесь вместо уличного воздуха, проходящего по подземным контурам, используется незамерзающий хладагент. Основной рабочий цикл идентичен — рассол или антифриз испаряет фреон в теплообменнике, который передает тепло в систему воздушного или водяного отопления.

Напоследок о монтаже

Обычно монтажные работы выполняют мастера — холодильные техники, у которых есть специальное оборудование — вакуумный насос, измерительный прибор и дрель для вскрытия стен. Однако модели с небольшой мощностью — «семерки», «девятки» — можно установить самостоятельно, взяв в аренду вышеуказанное оборудование.

Рекомендации по установке:

1. Располагайте уличный модуль под окном для удобства обслуживания, внутренний ставьте поближе к наружной стене. Лучше уложиться в 3 метра.
2. Приобретите медные трубки, соответствующие по диаметру сервисным портам, расположенным на боковой стенке корпуса.
3. Чтобы при работе компрессора блок не вибрировал и не гудел, надежно закрепите его на стеновом кронштейне.
4. Тщательно развальцовывайте медные трубки – от этого зависит герметичность системы и работоспособность «сплита».
5. Не располагайте внешний агрегат на застекленной лоджии или балконе.

Мы также советуем вам внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации кондиционера и нашим руководством по установке бытового воздухоохладителя.