За счет чего кондиционер охлаждает воздух
Как устроен и работает кондиционер
Для регулировки и сохранения оптимальной температуры в помещениях используются кондиционеры. Климатическое оборудование устанавливают в частных домах, квартирах и в рабочих помещениях. Чтобы прибор эффективно работал длительный срок, нужно изучить правила эксплуатации кондиционеров, понять принцип его работы и изучить технические особенности устройства.
В статье мы рассмотрим все, что важно знать о конструкции типового кондиционера, техническая схема оборудования, как происходит охлаждение и обогрев воздуха в помещении.
Оглавление:
Особенности устройства кондиционера
Кондиционеры имеют в оснащении ряд элементов, обеспечивающих функциональность прибора. Рассмотрим составные части современных сплит-систем.
Внешний блок
Внешний модуль устанавливается с уличной стороны помещения. В этом блоке находится несколько важных составляющих.
Что входит во внешний модуль:
Внутренний блок
Вторая составная часть сплит-системы – внутренний блок, устанавливаемый внутри помещения, который и обеспечивает распространение охлажденных потоков воздуха.
Составляющие внутреннего блока:
Кроме этого, кондиционеры оснащены передней панелью, через которую внутрь поступает воздух, штуцерными соединениями и мотором вентилятора, обеспечивающим вращение крыльчатки.
Принцип работы и схема кондиционера
Все элементы кондиционера – единая система, соединенная медными трубками, образующими холодильный контур. Принцип работы основан на замкнутом цикле. Рассмотрим, как работает обычный кондиционер.
Принцип работы:
Работа на охлаждение
Охлаждение воздуха – основная функция кондиционеров. Пользователь самостоятельно устанавливает оптимальные параметры температуры воздуха в помещении для обеспечения комфортного микроклимата. При повышении температуры воздуха выше заданных параметров прибор автоматически включается.
Работа на обогрев
В режиме обогрева функционируют некоторые модели двухконтурных сплит-систем. Они выполняют нагрев воздуха до температуры, установленной пользователем. Нагретый воздух равномерно распределяется по помещению. Производительность работы невысокая, поэтому это оборудование нельзя применять в качестве основного источника обогрева.
Изучив особенности устройства кондиционера, принцип работы и его возможности, можно выбрать наиболее подходящий вариант для установки. Это также позволит правильно эксплуатировать климатическое оборудование, обеспечивая комфортный микроклимат в помещении в любую погоду.
Как работает кондиционер? Основные принципы
Все знают, что главная задача любого кондиционера – охлаждение воздуха в помещении, где он установлен. Некоторые агрегаты при этом могут работать также на обогрев, однако эта функция есть не у всех.
Впрочем, в любой из этих ситуаций холодильные установки всегда характеризуются одной и той же особенностью: они не обеспечивают вентиляцию и не забирают свежий воздух с улицы, выводя за пределы помещения «использованную» часть. В кондиционерах предусмотрены особые закрытые циклы работы, которые позволяют получать охлажденный (нагретый воздух) на основе того объема, который уже есть в помещении. И хотя в целом принцип работы такого оборудования достаточно прост, пользователям обязательно стоит знать ее нюансы. Это поможет им быстро сориентироваться в случае поломки и самостоятельно определить, какой узел нуждается в ремонте.
Технические параметры работы кондиционера
В целом, охлаждение воздуха в холодильном оборудовании происходит при помощи особого цикла работы, называемого компрессионным. И в этом цикле важно обратить внимание на несколько характеристик:
1. 
Температура кипения жидкости
Она прямо пропорционально зависит от давления окружающей среды: чем выше это давление, тем более высокой будет и температура кипения. К примеру, при нормальном атмосферном давлении, показатель которого составляет 760 мм рт. ст., вода закипает при температуре 100 градусов. Однако при повышении этого давления температура тоже будет более высокой. При понижении же она уменьшится, и именно поэтому вода в горах может иногда закипать даже при температуре 70 градусов. Как правило, при изменении давления в пределах 27 мм рт. ст. температура кипения меняется на 1 градус.
2. Теплота парообразования
Испаряясь, жидкость поглощает теплоту из окружающей среды. Однако когда пар конденсируется, эта теплота, напротив, начинает выделяться, и в целом, показатель теплоты парообразования жидкостей достаточно велик. К примеру, энергия, которая будет необходима для испарения всего 1 грамма воды при температуре 100 градусов (расход энергии – 539 калорий/грамм), будет значительно превышать энергию, необходимую для нагревания этого же количества воды от 0 до 100 градусов (расход – 100 калорий/грамм).
Фреон же, помещенный в открытый сосуд и находящийся в жидком состоянии, при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении закипит сразу же, поглощая очень много теплоты из окружающей среды. Именно эта его способность и используется в холодильных установках:
1. Вначале фреон, находящийся в специальном отделении, называемом испарителем, превращается в пар.
2. Затем трубки испарителя обдуваются воздушным потоком.
3. Фреон начинает поглощать тепло из этого воздуха, охлаждая его.
3. Температура конденсации
Следует учитывать, что кондиционер не может только испарять фреон и поглощать тепло – в такой ситуации в нем образовалось бы очень много паров, и жидкий хладагент потребовалось бы подводить постоянно, каждый раз забирая все новые и новые партии. Чтобы этого не произошло, в кондиционерах используется обратный процесс конденсации, когда пар превращается в жидкость.
Когда жидкость конденсируется, она выделяет тепло, поступающее в окружающую среду. Температура конденсации при этом, как и температура кипения, напрямую зависит от давления окружающей среды: при повышенном давлении процесс конденсации может проходить при очень высоких температурах, при низком – наоборот. Например, все тот же фреон марки R-22 начнет конденсироваться при +55 градусах, если давление составит 23 атмосферы или около 17,5 тыс. мм рт. ст.
Как работает холодильная машина?
В этом агрегате фреон конденсируется в специально предназначенном для этого отделении – конденсаторе. При этом тепло, которое будет выделяться в ходе процесса, удаляется потоками воздуха или охлаждающей жидкости.
Учитывая, что холодильная установка должна работать без перерывов, в испаритель нужно постоянно подавать жидкий фреон, а в конденсатор должны непрерывно поступать его пары. Такой процесс всегда будет цикличным, что позволит циркулировать по холодильной машине строго ограниченному объему хладагента.
Что такое энтальпия хладагента?
Под этим термином подразумевают соотношение теплосодержания хладагента и его давления. Это функция состояния, и в процессе с постоянным давлением ее приращение будет равно теплоте, получаемой системой. В кривой насыщения хладагента можно увидеть, что насыщенная жидкость и насыщенный пар соединяются в критической точке. Вещество в этом процессе может быть как в газообразном, так и в жидком состоянии. При этом есть область меньшей энтальпии, где находится переохлажденная жидкость, и область большей энтальпии, где находится перегретый пар.
Также следует учитывать, что теоретический цикл охлаждения отличается от практических показателей. На самом деле обычно на разных этапах перемещения хладагента происходят потери давления, которые существенно снижают эффективность охлаждения. И все же именно на теоретический цикл следует ориентироваться, изучая специфику работы холодильного оборудования.
Теоретический цикл: основные особенности
1. Компрессор
В это отделение поступает холодный насыщенный пар фреона, где он сжимается. Температура и давление при сжатии повышаются, а также увеличивается энтальпия.
2. Конденсация
Когда процесс сжатия хладагента завершается, в конденсатор поступает горячий пар. Он конденсируется при постоянной температуре и неизменном давлении, и на выходе остается горячая жидкость. Несмотря на постоянный показатель температуры, энтальпия при фазовом переходе снижается, а тепло, выделившееся в процессе, отделяется от конденсатора.
В целом, весь процесс конденсации происходит в три этапа:
1. Вначале снимается перегрев. В процессе температура пара понижается до температуры насыщения. Лишнее тепло (около 10-20%) выводится, однако хладагент остается в прежнем агрегатном состоянии.
2. Затем происходит непосредственно конденсация. На этом этапе агрегатное состояние хладагента уже начинает меняться, но температура остается неизменной. Лишнее тепло (60-80%) также отводится.
3. После этого начинается переохлаждение жидкости. Жидкий хладагент в этом процессе начинает охлаждаться, что и приводит к образованию переохлажденной жидкости. Агрегатное состояние хладагента тоже не меняется, но производительность кондиционера при этом повышается. Если уровень энергопотребления будет постоянным, снижение температуры на 1 градус позволит повысить производительность всей установки на 1%.
3. Регулятор потока
Переохлажденная жидкость подается на регулятор холодильного оборудования, который выполнен в виде терморегулирующего расширительного клапана или капиллярной трубки. В этом отделении кондиционера давление резко снижается, и сразу за регулятором хладагент начинает кипеть.
4. Испаритель
В испаритель попадает смесь жидкости и пара. Там тепло от окружающей среды поглощается, полностью переходя в пар, что происходит при неизменной температуре, однако энтальпия в этом процессе растет. На выходе из испарителя фреон, находящийся в состоянии пара, несколько перегревается, что позволяет каплям жидкости полностью испариться. Чтобы это произошло, площадь теплообменной поверхности в испарителе увеличивается (примерно на 4-6% на каждый градус перегрева). Как правило, перегрев бывает равен 5-8 градусам, и, таким образом, площадь теплообмена увеличивается на 20%.
Реальный цикл охлаждения: основные отличия
В целом, отличия появляются прежде всего вследствие потерь давления, которые возникают на линии нагнетания и всасывания холодильного оборудования и в клапанах компрессора. Из-за этих потерь всасывание на входе в компрессор должно происходить при давлении, показатель которого ниже, чем параметры давления испарения, а на выходе компрессору придется сжать пар хладагента до давления, превышающего показатель давления конденсации. В результате этого работа сжатия возрастает, и такая компенсация потерь в реальном цикле снижает его эффективность.
Помимо потерь давления, в трубках кондиционера будут наблюдаться и другие отклонения от теоретического цикла:
1. Реальное сжатие фреона в компрессоре не будет строго адиабатическим (то есть без подвода и отвода тепла), поэтому работа сжатия будет выше, нежели рассчитанные показатели.
2. В компрессоре кондиционера будут происходить механические потери энергии, что вызовет увеличение необходимой мощности электродвигателя.
Эффективность цикла охлаждения
Чтобы выбрать лучший цикл охлаждения, следует оценить эффективность каждого из возможных. Как правило, показателем этой эффективности является параметр КПД или же коэффициент термодинамической (термической) эффективности – отношение измерения энтальпии фреона в испарителе к показателям изменения энтальпии в процессе сжатия. Также под этим термином можно понимать соотношение электрической мощности, потребляемой компрессором кондиционера, и мощности охлаждения. К примеру, если коэффициент термодинамической эффективности холодильного оборудования составит 2, на каждый киловатт потребляемой энергии кондиционер будет производить 2 киловатта холода.
Устройство и принцип работы сплит-систем, мобильных, оконных и испарительных кондиционеров
Бытовые и полупромышленные кондиционеры бывают двух видов в зависимости от конструкции и принципа действия: моноблочные и сплит-системы. Моноблоки в свою очередь делятся на мобильные, оконные и испарительные устройства, а сплит-системы – на настенные, кассетные, канальные, колонные и напольно-потолочные (универсальные).
Основа принципов работы разных климатических систем
Температура фазового перехода, когда газ становится жидким, а потом опять возвращается в нормальное состояние, зависит от рабочего давления – чем оно больше, тем выше температура фазового перехода.
Чтобы жидкий фреон кипел и забирал тепло из воздуха, компрессор создает давление в испарителе, при котором температура фазового перехода меньше температуры окружающей среды. Когда компрессор создает давление, при котором температура фазового перехода выше показателей воздуха, фреон опять принимает газообразное состояние и отдает забранное тепло наружу, то есть на улицу, через внешний блок.
Если рассматривать принцип работы напольного кондиционера без воздуховода, то здесь используется тоже самое свойство жидкости, но рабочим веществом является вода, а не фреон. Внутри прибора нет замкнутого контура. Жидкость прокачивается дренажным насосом вверх и под действием теплого воздуха испаряется, отдавая прохладу наружу. По сути, это больше испаритель, а не кондиционер, так как он хорошо увлажняет воздух, а охлаждает посредственно.
Как работают сплит-системы и их разновидности
Сплит-система состоит из наружного и внутреннего блоков. В наружном находится компрессор, плата управления, вентилятор и конденсатор. Основные элементы внутреннего блока: испаритель, вентилятор, фильтры, температурные датчики и поддон для конденсата.
Фреон циркулирует по замкнутому контуру. Он состоит из:
Капиллярная трубка и ТРВ имеют общий синоним – дросселирующее устройство. Они обеспечивают разность давления конденсации и кипения хладагента за счет гидравлического сопротивления по всей длине.
У кондиционеров, которые могут осуществлять подогрев воздуха, есть 4-ходовый клапан, меняющий функционально два теплообменника местами – наружный отвечает за испарение хладагента, а внутренний – за его конденсацию.
Работа на охлаждение
Фреон поступает в компрессор, где его давление увеличивается в 3 раза, а температура повышается на 50-60°C, то есть происходит сжатие. Далее он следует в конденсатор и обдувается более холодным воздухом, после чего переходит в жидкое состояние. Воздух проходит через конденсаторный теплообменник и нагревается от выделяемого фреоном тепла.
Затем хладагент перемещается в спиралеобразную капиллярную трубку или ТРВ, где его давление уменьшается, температура понижается и происходит небольшое испарение. Испарительный теплообменник продувается комнатным воздухом, но при поступлении более холодного фреона охлаждается. Хладагент при этом забирает его тепло и переходит в исходное состояние. Далее цикл повторяется.
При работе на холод схема действия кондиционера сплит-системы заключается в 4 основных этапах: сжатии, конденсации, разрежении и испарении.
Работа на обогрев
Суть принципа работы кондиционера сплит-системы на обогрев не меняется. При переключении 4-ходовым клапаном функций блоков, когда направление потока хладагента изменяется, воздух забирается с улицы наружным блоком, где происходит испарение фреона, а в комнату его доставляет внутренний блок, в котором хладагент снова переходит в газообразную фазу.
Чем ниже температура воздуха на улице, тем сложнее извлечь из него тепло, так как разница между температурой воздуха и температурой испарения фреона уменьшается, следовательно, нагревательная способность снижается из-за выравнивания их значений.
Прецизионные кондиционеры
Прецизионная климатическая техника по принципу работы не отличается от сплит-системы, но обладает рядом особенностей:
Прецизионные кондиционеры используются в серверных, где необходимо бесперебойно поддерживать определенную температуру и влажность воздуха.
Инверторные кондиционеры
Принцип работы инверторного кондиционера такой же, как у обычного. Отличие климатического оборудования инверторного типа заключается в управлении режимом работы. В обычной сплит-системе при достижении заданной температуры компрессор выключается. Когда температура меняется в большую сторону, срабатывает запуск нагнетателя. Таким образом, система работает на полную мощность, но с перерывами.
В инверторных двигателях есть плата частотного преобразователя, которая меняет стандартную частоту электрической сети. Вентилятор не перестает работать при достижении температурной нормы: он постепенно замедляет вращение, а при нагревании воздуха на 1 градус, увеличивает число оборотов в единицу времени.
Преимущества такого управления в долговечности оборудования и в экономии электричества до 30% по сравнению с неинверторными сплит-системами.
Канальная климатическая система
От внутреннего блока канального кондиционера отходит система подводящих и отводящих воздуховодов, по которым забирается теплый воздух и поставляется холодный в одно или несколько помещений.
Оборудование такого типа имеет функцию подмеса свежего воздуха с улицы до 30%.
Монтаж кондиционера канального типа лучше делать на этапе строительства здания — блок устанавливается под потолком вместе с системой вентиляции.
Принцип работы мобильных кондиционеров
Охлаждение
Схема работы мобильного кондиционера
С первым потоком происходит охлаждение конденсатора за счет проходящего уже охлажденного воздуха. Теплый поток удаляется наружу через гофрированный отводящий шланг. Второй поток воздуха нужен для охлаждения комнаты. Проходя через испаритель, теплый воздух отдает тепло фреону и снижает свою температуру, после чего возвращается в помещение через распределительные решетки на корпусе. Компрессор при этом создает необходимое давление, а центробежный вентилятор обеспечивает забор воздуха и обдув теплообменников. Так строится принцип работы мобильных кондиционеров на охлаждение.
Если говорить о принципе работы мобильного кондиционера с воздуховодом, отличие заключается в том, что в корпусе имеются два герметичных отсека с двумя разными змеевиками. В нижнем находится конденсаторный теплообменник, а в верхнем – испарительный.
Обогрев
При обогреве моноблок обычно работает в режиме тепловентилятора, а воздуховод закрывают снаружи заглушкой, чтобы холодный воздух с улицы не попадал в прибор. Изолированный от внешней среды кондиционер может функционировать при любых морозах.
Принцип работы кондиционера на обогрев в данном случае строится не на перенаправлении хладагента в другую сторону, а на электрическом нагреве за счет керамических ТЭНов, которые превращают мобильное устройство в типичный обогреватель.
Охлаждение и обогрев оконными кондиционерами
От принципа работы напольного кондиционера функционирование оконного блока практически не отличается. У него тоже есть два отсека: в одном находится испарительный теплообменник, а в выходящем наружу – конденсаторный.
Охлаждение
При охлаждении фреон циркулирует между двумя змеевиками. Центробежный вентилятор забирает воздух из комнаты, проводя его через фильтр грубой очистки, и обдувает им испарительный теплообменник. За счет разницы температур и нагнетаемого давления воздух отдает тепло фреону и охлаждается, направляясь обратно в комнату. Хладагент в это время перемещается к теплообменнику на внешней стороне оконного блока, где тепло передается воздуху, нагнетаемому осевым вентилятором через боковые решетки.
Обогрев
Как работают испарительные кондиционеры
Охладитель-увлажнитель испарительного типа
В испарительных кондиционерах нет фреоновых контуров с теплообменниками и компрессорами. В состав безвоздуховодного напольного блока входят следующие элементы:
Рабочая жидкость – холодная вода, в которую дополнительно кладут лед для более эффективного охлаждения.
Охлаждение
Влагу удалять нет необходимости, так как она выделяется в комнату вместе с охлажденным воздухом, поэтому такие моноблочные устройства еще называют увлажнителями или испарительными кондиционерами.
Цикл охлаждения состоит из нескольких этапов:
Работа кондиционера без воздуховода заключается в том, что вода переходит из жидкого состояния в газообразное и поглощает тепло от воздуха.
Обогрев
Если рассматривать принцип работы кондиционера-испарителя на обогрев, то он ничем не отличается от оконных блоков и мобильных с воздуховодом. В корпус напольного испарительного блока встраивается нагревательный элемент, позволяющий эксплуатировать прибор в режиме тепловентилятора с электрическим нагревом. Ограничений по наружной температуре нет никаких.
В основу принципов работы всех кондиционеров: и напольных, оконных и сплит-систем, легло свойство жидкости забирать и отдавать тепло при испарении и конденсации, но цикл охлаждения или обогрева может сильно различаться в силу конструктивных особенностей прибора.
Как работают режимы кондиционера: охлаждение, обогрев, осушение и кое-что еще
Содержание
Содержание
Суровые зимние морозы остались позади, а вместе с ними ушло и последнее тепло из отопительных батарей квартир. Но прохладные весенние ночи еще дают о себе знать, и в эти моменты всегда хочется поддать жару. Выход есть — включаем кондиционер. Он не только охлаждает, но еще и сушит, проветривает, ионизирует, греет и даже помогает засыпать. Как? Объясняем.
Кондиционер — это определение для климатической системы, которое мы не всегда верно понимаем. Со словом «кондиционер» обычно возникает ассоциация с африканским летним зноем и дребезжащим ящиком в окне. Или стиральным порошком. Но комнатный кондиционер — это не только «охлаждалка», а средство для проветривания и восстановления воздуха. Климатическая система умеет греть, сушить, увлажнять, фильтровать и даже ионизировать воздух — и все в одном флаконе.
Охлаждение
Охлаждение воздуха в сплит-системе происходит благодаря фазовому переходу. Чтобы разобраться с первого раза, опустим сложные технические подробности и объясним на пальцах. Причем буквально.
Нагрейте воду до 37-38 °C, намочите тряпку и проведите по тыльной стороне руки — тепло? А теперь подуйте на это место — прохладно? Протрите насухо и сравните температуру одной руки с другой. Вода, даже нагретая выше температуры тела, охладила кожу и это не волшебство, а закон природы. Испаряясь в атмосферу, вода прихватывает с собой и часть теплового излучения с поверхности. Так работает штатная система охлаждения человека — перегреваясь, тело избавляется от поверхностного нагрева вместе с испаряющимся потом.
В кондиционере работает похожая система, только вместо пота используется инертный газ, а тепло забирается из комнатного воздуха. Чтобы запустить этот процесс, компрессор сжимает фреон в замкнутой системе до 20-25 атмосфер, тем самым нагревая его до 80-90 °C. После этого в сжатом состоянии газ подается на внешний испаритель (уличный блок), охлаждается и переносится к части внутреннего блока. Затем сильно сдавленный газ встречает препятствие в виде капиллярного дросселя — медной трубки с очень маленьким диаметром, при прохождении через которую фреон снова превращается в газ и начинает активно снимать тепло с внутреннего теплообменника. В результате радиатор быстро отбирает тепло у комнатного воздуха и передает его фреону. Этот процесс повторяется до тех пор, пока кондиционер не охладит воздух в помещении до заданной температуры.
Осушение
Осушение существует по умолчанию во всех современных сплит-системах и работает практически так же, как и «снежинка». Тем не менее эффект, полученный из сопел системы, немного отличается.
В стандартном режиме охлаждения кондиционер перемешивает комнатный воздух в пределах внутреннего блока. В результате попадания теплого воздуха на охлажденные ребра радиатора возникает конденсат — концентрация влаги из воздуха. Этот эффект можно получить, если подышать на стекло — сначала оно запотеет, а затем влага сформируется в капли. Сила эффекта зависит от разности температур, уровня влажности и атмосферного давления. Чем больше влаги в воздухе и выше его температура, тем больше конденсата останется на ледяном радиаторе, а затем попадет на улицу через дренаж.
Чтобы избежать переохлаждения воздуха, но избавиться от сырости, приходится использовать режим осушения. Принцип работы идентичен стандартной работе кондиционера на минимальной температуре, но вместо того, чтобы перемешивать воздух с большой скоростью, кондиционер снижает обороты вентилятора и работает на бреющем полете. В таком режиме радиатор не успевает быстро отдавать холод проходящему потоку, но эффективно конденсирует влагу. Так устроена базовая «сушилка».
Тем не менее воздух охлаждается и назвать это полноценным осушением нельзя. Представим такую ситуацию: лето, за окном +28 °C, и только что прошел сильный ливень. Жарко, душно и влажность просто зашкаливает. Включаем кондиционер в режим просушки и вперед — сушит и освежает одновременно. Но что, если на улице осень, высокая влажность, и окружающая температура уже не «под тридцать», а всего +10-15 °C? Хочется не только избавиться от влаги в помещении, но и сохранить тепло. Для этого современные системы используют гибридный радиатор и специальный клапан, который регулирует давление фреона в конденсаторе внутреннего блока и делит его на две части. Половина радиатора продолжает охлаждать и осушать воздух, а вторая половина — нагревает, чтобы поддерживать температурный баланс.
Вентилятор и фильтрация
В этом режиме сплит-система перестает быть кондиционером и превращается в обычный вентилятор. В распоряжении пользователя с пультом остается лишь пара команд — дуй быстрее и направь поток в потолок. И все же, такая система отличается от классического напольного вентилятора.
Воздух в комнате можно сравнить со слоеным пирогом — вверху жарко, посередине тепло, внизу холодно. И, если зимой в помещении работает отопление, радиаторы которого способствуют перемешиванию, то в межсезонье этот процесс приостанавливается. Тогда в светлой комнате с несколькими окнами становится невыносимо жарко, а в ванной комнате воздух не успевает прогреваться до комфортной температуры. Чтобы выровнять температуру во всем доме, можно быстро бегать по комнатам, размахивая руками или использовать кондиционер.
Вентилятор в сплит-системе легко перемешивает слои: нагретый воздух поднимается к потолку, попадает в воздухозаборник климатической системы и принудительно выталкивается лопастями турбины в заданном шторками направлении — туда, где находится человек. Кроме того, даже самая бюджетная модель кондиционера имеет систему фильтрации — для моделей попроще это сетчатый нейлоновый фильтр, который задерживает крупные фракции пыльной взвеси. Этого достаточно, чтобы сделать воздух чище и полезнее для дыхания.
Продвинутые системы поддерживают сразу несколько уровней фильтрации: фотокаталитические, электростатические и абсорбционные HEPA-фильтры (как в пылесосе), угольные картриджи и фильтры из листьев чайного дерева. А еще фильтры с витамином С и системой ионизации — заряжает воздух отрицательными ионами. Все чаще в современных моделях климатических системах можно встретить энзимные и антибактериальные фильтры — они очищают воздух от аллергенов и вредных частиц, убивают микробов и вирусы. Вряд ли кто-то после такого захочет включать напольного «карлсона».
Отопление
Кондиционер и отопление — звучит контрастно, хотя вполне реально. Современные сплит-системы умеют не только охлаждать и освежать воздух, но также хорошо его нагревают. Более того, некоторые проекты новых умных домов рассчитаны на отопление лишь с помощью систем кондиционирования. И это не удивительно — потребляя «из розетки» один киловатт энергии, кондиционер дарит пользователю в два-три раза больше холода или тепла. И нет, это не вечный двигатель, а принцип работы теплового насоса.
В электротехнике существует понятие КПД — коэффициент полезного действия. Чем он выше, тем выгоднее использовать электрический прибор. Например, стандартный масляный радиатор или конвектор может конвертировать 1 кВт электроэнергии в 900 Вт тепла. Остальные 100 Вт будут затрачены на работу электроники. Максимальный КПД может составлять 100 %, но на практике максимум, который можно получить из современных систем — 95-98 %.
Потребляя из сети 1100 Вт электричества, сплит-система может обеспечить до 3-4 кВт тепла или холода. Выходит, что КПД кондиционера колеблется в районе 300–400 %. Однако такая формула неверна — принцип работы теплового насоса заключается в использовании неучтенных источников. В данном случае это уличный воздух, который имеет меньшую температуру, чем сжатый фреон в системе и может запросто охладить радиатор с газом на несколько десятков градусов. Фреон сдавливается, нагревается, переносится во внешний радиатор, охлаждается, переносится во внутренний радиатор и превращается обратно в газ. Чем сильнее остужается фреон во время сжатия, тем ниже температура смеси будет после попадания в капиллярную трубку внутреннего блока. Сетевое электричество в данном случае затрачивается лишь на работу компрессора и навесной электроники.
Обыграем ситуацию в простом формате. Представим велосипедиста, который соревнуется на стадионе. Чтобы разогнаться и поддерживать скорость, ему требуется некоторое количество энергии. Если ему в спину дует ветер, то велосипедист при том же количестве затраченной энергии разгонится в два раза быстрее. Таким образом, организм затратит столько же Ватт (джоулей), но скорость велосипеда окажется выше. Так вот, усталость и голод велосипедиста — это то, что ему придется восполнить после гонки (заплатить за электроэнергию по счетчику), а попутный ветер — это неучтенная энергия, которую восполнять не придется (ветер, который охлаждает фреон).
О принципе работы кондиционера в режиме отопления можно легко догадаться — если одна сторона всегда холодная, а другая горячая, то почему бы их не поменять местами? Именно так это и работает — специальный клапан меняет направление движения фреона, и радиаторы меняются местами. Теперь уличный блок отдает в атмосферу холод и забирает тепло, а внутренний блок, наоборот, нагревает воздух в помещении. Качество работы и количество тепла зависят от температуры на улице. Чем меньше температура за окном, тем сложнее кондиционеру получить тепло из атмосферы. Подробнее о работе теплового насоса и отоплении кондиционером зимой мы уже рассказывали.
Ночной режим
Прохлада и свежесть в жаркий летний зной — это полезно и комфортно. Но от резких перепадов температур человек может простудиться. Тем более, если речь идет об охлаждении комнаты ночью, когда пользователь не может контролировать температуру и скорость обдува. Но что делать, если за окном +35 °C тепла даже ночью, а отдыхать хочется в комфорте? Включаем ночной режим.
Производители поддерживают этот режим с подачи исследований ученых. Говорят, что человеческий организм лучше всего отдыхает при низких температурах и быстро просыпается в тепле. Парадоксально, но факт. Поэтому в современных сплит-системах есть кнопка Sleep, которая позволяет использовать кондиционер круглосуточно даже в спальне.
При включении ночного режима, климатическая система переходит в «щадящий» режим и меняет алгоритм работы. Пользователь включает таймер, указывает кондиционеру время начала сна и пробуждения и уходит спать. Система самостоятельно рассчитывает работу так, чтобы во время сна температура в комнате оставалась на 1-2 градуса ниже нормы, а ко времени пробуждения, наоборот, поднялась до комфортного уровня. Кондиционер также снижает обороты вентилятора, чтобы перемешивание воздушных слоев было менее активным. В итоге ноль сквозняков и сниженный шум от сплит-системы.
Инвертор или классика?
Тепловые насосы бывают двух видов: классические и инверторные. Классические обычно называют on/off — включен/выключен. Это сокращение указывает на принцип работы компрессора. Чтобы нагнать холодный воздух, компрессор включается и сразу работает на 100 %. Набрав установленную пользователем температуру, система отключается. Этот алгоритм постоянно повторяется. Таким образом, температура в комнате регулируется не степенью охлаждения радиатора, а продолжительностью его охлаждения и обдува.
Инверторный компрессор работает иначе — ему не нужно постоянно включаться и выключаться, чтобы поддерживать установки пользователя. Для этого он плавно регулирует обороты и ускоряется, когда нужно быстро охлаждать, или работает на бреющем полете, чтобы поддерживать комфортную температуру. Отсюда несколько плюсов: тихая работа компрессора, экономия энергии, уменьшенная нагрузка на проводку в доме, плавная работа и плавная регулировка температуры.
А если…
А если после прочтения подробного материала все же остались вопросы и хочется больше наглядных картинок, схем и инфографики, то смотрим гайд по выбору домашнего кондиционера, делаем правильный выбор и предвкушаем летнюю жару с отличной климатической установкой в просторном зале.