Устройство и принцип работы сплит-систем, мобильных, оконных и испарительных кондиционеров

Моноблочные кондиционеры

Мобильные кондиционеры

    Не требует специального монтажа Повышенный уровень шума, высокая цена

Мобильный кондиционер (называемый также «напольный кондиционер»)  единственный тип кондиционера, который пользователь может установить самостоятельно. Для установки такого кондиционера достаточно вывести в форточку или приоткрытое окно гибкий шланг (воздуховод), по которому из кондиционера отводится горячий воздух. Учитывая, что шланг мобильного кондиционера небольшой длины (около 1 метра), при работе кондиционер должен находиться рядом с окном. Удлинять шланг не рекомендуется, так как это может нарушить тепловой режим холодильного контура. Недостатками мобильных кондиционеров являются высокий шум от компрессора, ограниченная мощность и высокая цена, сравнимая со стоимостью сплит-системы.

В некоторых моделях мобильных кондиционеров предусмотрено два воздуховода: через первый в кондиционер поступает уличный воздух, а через второй — удаляется. Это позволяет охлаждать нагревающийся радиатор (конденсатор) без использования воздуха, находящегося внутри помещения (о том, какие радиаторы есть в кондиционере и зачем они нужны, рассказывается в разделе Принцип работы кондиционера). Поясним, чем такое решение лучше традиционного варианта с одним воздуховодом. Если воздуховода для забора воздуха с улицы нет, то воздух, который отводится по единственному воздуховоду наружу, забирается из помещения. То есть охлажденный воздух выводится из помещения, а на его место через двери и щели в окнах поступает теплый воздух — это заметно снижает эффективность работы кондиционера. Для решения этой проблемы и был создан мобильный кондиционер с двумя воздуховодами, имеющий более высокую эффективность охлаждения.

При мощности свыше 3–4 кВт охлаждать конденсатор даже через два воздуховода нецелесообразно, так как поток воздуха через них становится слишком большим. В таких моделях конденсатор делают в виде отдельного блока с вентилятором. Этот блок вывешивается за окно и подсоединяется к внутреннему блоку с помощью быстроразъемных соединений (защелок). Такой кондиционер называют мобильной сплит-системой, поскольку он состоит из двух блоков — внутреннего и наружного. Однако, в отличие от традиционной сплит-системы, кондиционер такого типа сохраняет достоинства и недостатки своих мобильных собратьев: установку кондиционера может произвести неподготовленный пользователь, но шумный компрессор по-прежнему расположен во внутреннем блоке.

Некоторые современные модели мобильных кондиционеров оснащают пультом дистанционного управления. Также они могут иметь функцию автоматического удаления конденсата. В процессе работы кондиционера на его теплообменнике конденсируется влага, которая стекает в специальный бак. Нагреваясь от компрессора, эта вода испаряется и удаляется вместе с горячим воздухом наружу, но, если влажность воздуха будет высокой, то даже в таких моделях воду из бака придется периодически выливать.

Учитывая недостатки мобильных кондиционеров, использовать их рекомендуется только там, где нет возможности установить сплит-систему: на даче, в арендуемой квартире и т. п.

Оконные кондиционеры

Самая низкая цена, простой монтаж Повышенный шум, устанавливается в оконном проеме.

Когда-то это был наиболее распространенный тип кондиционеров, однако в настоящее время, в связи со снижением спроса, лишь немногие производители предлагают подобные модели. Для установки оконного кондиционера необходимо вырезать прямоугольное отверстие в оконном стекле или тонкой стене. Кондиционер устанавливается таким образом, чтобы большая его часть находилась снаружи помещения. В этой части корпуса расположены вентиляционные решетки, через которые удаляется нагретый воздух. Внутри же остается только небольшая часть моноблока с декоративной передней панелью, через которую охлажденный воздух поступает в помещение. Типовая мощность оконных кондиционеров от 1,5 до 6 кВт. Наиболее простые из них могут только охлаждать воздух, более дорогие имеют режим нагрева и пульт дистанционного управления.

Основным недостатком оконного кондиционера считается высокий уровень шума, создаваемый компрессором, а достоинствами невысокая цена (от 5 000 рублей) и простота установки. Низкая популярность оконных кондиционеров объясняется тем, что при их монтаже нарушается теплоизоляция помещения (зимой холодный воздух будет проникать внутрь через корпус кондиционера). Однако в регионах с теплым климатом этот недостаток не является критичным, поэтому на юге России оконные кондиционеры занимают заметную долю рынка.

Устройство

При рассмотрении сплит-системы кондиционирования необходимо изучить конструктивные особенности каждого из блоков.

В составе внутреннего компонента входит:

1. Испаритель — радиатор, разделенный на множество пластин. Используется для передачи холода от фреона, расположенного внутри радиаторного узла.
2. Вентилятор — вал с лопастями, используется для прогона воздушного потока через радиатор (испаритель).
3. Фильтры. Условно бывают нескольких видов: тонкой / грубой чистки, плазменные. Расположены под крышкой. Грубые фильтрующие элементы нуждаются в периодической очистке, а тонкие — монтируются на грубые фильтры и тоже нуждаются в чистке.
4. Лоток для дренажа. Собирает воду, которая появляется при работе кондиционера. На следующем этапе жидкость отводится через дренажную трубку
5. Электронная плата управления. Объединяет все электрическое оборудование, датчики и другие элементы. Берет на себя функции управления всеми компонентами сплит-системы.
6. Корпус. В нем собраны все компоненты блока, отличаются в основном только дизайном.

Современные внутренние блоки имеют много встроенных функций. К основным можно отнести управление температурой, таймер, дисплей с подробной информацией о климате, очистка воздуха от пыли / дыма, ионизация воздуха и т. д.

Что касается наружного блока, то он устроен по-другому:

1. Конденсатор — радиатор из меди или алюминия. Предназначен для обмена теплом между окружающей средой и фреоном. При работе системы охлаждения происходит конденсация фреона и его переход из газообразного в жидкое состояние.
2. Компрессор — сжимает рабочий газ и обеспечивает его движению по контуру устройства.
3. Вентилятор — создает воздушный поток, который проходит через конденсатор. В дорогих устройствах предусмотрена функция регулирования частоты вращения.
4. Фреонный фильтр — находится под компрессорным узлом, защищает от проникновения медной стружки или иного мусора.
5. 4-ходовой клапан — работает на нагрев и охлаждение, применяется для изменения потока фреона внутри системы при изменении режима.
6. Электрическое оборудование. Применяется для управления сплит-системой. В устройствах инверторного типа плата находится во внешнем блоке.
7. Корпус — объединяет все элементы устройства, обеспечивает защиту от негативных факторов.

Внешний блок ставится на фасаде, на крыше, балконе / лоджии, в коридоре, на лестницах или в вестибюле метро.

Установка компрессора во внешний блок позволяет уменьшить шум классической сплит-системы до 24-26 децибел.

Принцип функционирования устройства

Для начала вспомним физику: во время испарения вещества способны поглощать тепло, а во время процесса конденсации – выделяют его. Примерно, таким образом, поставлена работа сплит системы.

Принцип действия кондиционера заключается в изменении состояния рабочей жидкости оборудования – хладагента (проще говоря – фреон), на которую влияет уровень температуры и степень давления в замкнутом устройстве. В первую очередь, нужно ознакомиться с основами работы системы.

Основные узлы оборудования

Нынешнее оборудование оснащено электронным блоком, который отвечает за управление режимами устройства. Свои задачи оборудование получает через пульт управления, который входит в комплект кондиционера.

Как включить кондиционер на тепло

Сразу хочу сказать, что если вы где-то ошибетесь, то ничего страшного не произойдет! Просто нужно будет подождать и повторить все заново.

1. Включаем кондиционер, нажав один раз кнопку «включения» (on/off).

Ждем несколько секунд, пока жалюзи откроются, и начнет вращаться вентилятор внутреннего блока;

1. Затем жмем кнопку переключения режима столько раз, пока не переключим на значок солнышка или надписи «heat» (что означает «тепло»).

После этого кондиционер может остановить вращение вентилятора или закрыть жалюзи (это произойдет, если кондиционер не был уже настроен на тепло). Что еще будет происходить с кондиционером, напишу чуть ниже, а сейчас это не имеет значения. Но в этот момент мы уже переходим к следующей настройке (к третьему пункту)!

1. Пока кондиционер «перенастраивается» кнопками регулировки температуры настраиваем градусов на 30. Пусть пока будет так, а минут через 20 уже настроите под себя (рекомендую 25-30 градусов).

1. Далее кнопкой регулировки вращения вала ставим любую удобную для вас скорость;

1. Кнопкой регулировки жалюзи также ставим наиболее удобное для вас положение. Далее самое сложное – ЖДАТЬ пока из кондиционера повеет долгожданным теплом. После чего настраиваем кондиционер комфортно для себя. Подробнее о выборе температуры, а также о последних двух пунктах почитаете статью, как правильно пользоваться кондиционером;

А теперь вернемся ко второму пункту. Хочу пояснить простым пользовательским языком, чтобы вы не пугались, что с кондиционером происходит странное. Ничего странного в его поведении нет! Просто после переключения режима, алгоритм работы кондиционера меняется, и он перенаправляет движение хладагента (сейчас можно не вникать в это!). Происходит контроль температур радиаторов и другие не важные для нашей статьи процессы

Самое важное для этой статьи лишь то, что нужно подождать 10 минут и ничего лишнего не нажимать

Но есть несколько особенностей, про которые нельзя забывать при  включении на обогрев:

• при работе на тепло, вентилятор «сплита» может периодически останавливаться (для нагрева радиатора). Не пугайтесь! В большинстве случаев это нормальная его работа;
• если вы не знаете, при каких уличных температурах можно использовать конкретно вашу модель, то при отрицательной уличной температуре включать его не советую. Некоторые кондиционеры имеют защиту для этих случаев, потому могут не запуститься. Подробнее по этому вопросу читайте статью возможности включения кондиционера зимой;
• если текущая температура в комнате выше чем вы настроили, то «греть» он не будет;

• при настройке направляйте пульт в сторону кондиционера, чтобы он принимал сигнал. Иначе может получиться так, что на пульте настройки меняются, а кондиционер работает в прежнем режиме;

• существуют модели, которые работают только на охлаждение, хотя такие образцы в последнее время попадаются крайне редко. При этом на пульте у них могут отображаться и другие режимы. Уточняйте возможность работы на тепло конкретно вашей модели;
• если после всех моих рекомендаций так и не удалось запустить устройство на тепло, то обращайтесь к специалистам. Возможно, что-то вышло из строя.

Если в холодный период вы мерзли, когда кондиционера еще у вас не было, то с его приобретением вы сразу почувствуете разницу. Тепло, которым обеспечивает вас кондиционер, обходится дешевле любого обогревателя

И еще немаловажно, что температура очень точно при этом поддерживается

Напоследок оставлю ссылку на еще одну полезную статью про обогрев кондиционером.

Жду ваших комментариев и дополнений!

Пошаговая инструкция по включению кондиционера в режим тепла

Теперь разберемся, как на кондиционере включить горячий воздух? Даже если инструкция утеряна, сделать это можно просто и быстро, потому что принцип включения во всех агрегатах одинаковый.

Прежде чем настроить оборудование на нужный режим работы, проверьте температуру воздуха на улице. Многие модели нельзя включать, если за окном холоднее -5°С. На работу в более холодных условиях рассчитаны только инверторные агрегаты, которые имеют зимний комплект. Так, некоторые модели кондиционеров Самсунг, Ballu и Haier работают при -15°С. Однако работа техники, рассчитанной на холодную пору года, будет менее эффективной при низкой температуре. Также это приведет к быстрому износу расходных элементов.

Для запуска агрегата в режиме обогрева нужен пульт дистанционного управления.

Перед тем как включить на пульте кондиционера теплый воздух, сделайте следующее:

• Запустите агрегат, нажав на кнопку «оn/оff».
• Чтобы перевести кондиционер на тепло, нажимают «НЕАТ». В переводе с английского это значит «тепло». На некоторых пультах такой кнопки нет. Вместо нее есть клавиша «MODE». С ее помощью переключают режимы работы агрегата. На пульте может быть кнопка не с надписью, а со значками снежинки, солнца, капли или вентилятора. Если нет ни клавиши «MODE» или «НЕАТ», ни изображения солнца, то данная модель не рассчитана на работу в режиме обогрева помещения.
• После этого нужной кнопкой переключают режим, выбирают «НЕАТ» или изображение солнца.
• Клавишами со стрелками или «+», «-» на пульте выставляют нужную температуру. Она должна быть выше, чем температура в помещении на момент включения прибора.
• После запуска агрегата начинает работать вентилятор, а воздух нагревается до заданной температуры в течение 10 минут максимум.

Однако даже если на пульте есть нужные кнопки, это вовсе не значит, что устройство рассчитано на работу в режиме обогрева. Просто пульты выпускают стандартные для всех моделей, поэтому они идут даже в комплекте к приборам, которые могут только охлаждать помещение.

На некоторых пультах управления переход в режим обогрева комнаты происходит по другой схеме, поэтому нужно читать инструкцию. Также учтите, что для перехода в нужный режим не всегда используют пульт управления. Любая сплит-система имеет внешнюю панель, которая скрыта за защитным экраном. Кнопки этой панели точно дублируют клавиши пульта управления. Такая панель нужна в случае утери пульта, его поломки или, если он находится на значительном расстоянии от внутреннего блока. Настройка оборудования на обогрев при помощи панели управления происходит таким же образом, как и с использованием пульта.

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:

• внутреннего змеевика – испарительного теплообменника;
• наружного змеевика – конденсаторного теплообменника;
• соединительных медных трубок – фреоновой магистрали;
• компрессора, повышающего давление;
• капиллярной трубки у бытовых систем;
• терморегулирующего вентиля (ТРВ) у полупромышленных блоков.

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.

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:

• Способна работать в режиме 24/7/365 в течение 10 лет, в то время как бытовой сплит-ситемы хватит не более чем на 2 года.
• Имеет мощный вентилятор, за счет чего качество охлаждения выше, чем у сплита. Воздушные потоки заданной температуры равномерно распределяются по комнате.
• В качестве рабочего вещества может выступать фреон, вода или гликоль.
• Увлажнение воздуха осуществляется с помощью парогенератора электродного типа.

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.

Работа кондиционера

Все компоненты агрегата соединяются друг с другом трубками из меди и тем самым формируют холодильный контур. Внутри его циркулирует фреон с небольшой толикой компрессионного масла.

Устройство кондиционера позволяет совершать следующий процесс:

1. В компрессор из радиатора поступает хладагент под низким давлением в 2-4 атмосферы и температурой около +15 градусов.
2. Работая, компрессор сжимает фреон до 16 — 22 очков, в связи с этим он нагревается до +75 — 85 градусов и попадает в конденсатор.
3. Испаритель охлаждается потоком воздуха, имеющим температуру ниже, чем у фреона, вследствие чего хладагент остывает и преобразуется из газа в водянистое состояние.
4. Из конденсатора фреон попадает в терморегулирующий вентиль (в бытовых приборах он выглядит в виде спиральной трубки).
5. При прохождении через капилляры, напор газа понижается до 3-5 атмосфер, и он остывает, при этом часть его испаряется.
6. После ТРВ жидкий фреон поступает в радиатор, обдуваемый воздушным потоком. В нем хладагент полностью преобразуется в газ, забирает тепло, в связи с этим температура в помещении понижается.

Затем фреон с низким давлением двигается к компрессору, и вся работа компрессора, а значит и бытового кондиционера, повторяется вновь.

Работа кондиционера на холод

Особенности функционирования напольных кондиционеров

Эти модели используются редко, если нельзя установить стандартный сплит. Напольные кондиционеры также бывают только стационарными. Стационарные модели имеют аналогичный принцип работы, как обычный кондиционер, за исключением установки внутреннего блока. Он размещается не под потолком, а на высоте полуметра от пола. Внешний блок расположен на улице. Такие сплит-системы относятся к полупромышленной серии. Как правило, они отличаются большей производительностью, чем бытовые модели.

Особенности мобильных моделей

Мобильная модель имеет только один блок, располагается внутри помещения. В нем расположены компрессор, испаритель и конденсатор. Механизм функционирования основан на обработке воздуха, который находится внутри помещения. Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

Особенности функционирования

У техники такого рода есть ряд основных узлов, благодаря совокупности действия которых появляется возможность оказывать влияние на температуру в помещении. Как и любое холодильное оборудование, устройство и принцип работы кондиционера подразумевает наличие компрессора, функцией которого является сжатие воздушной среды. Работает компрессор с хладагентом, в качестве которого выступает фреон. Такой узел, как конденсатор, ответственен за преобразование газообразного фреона в жидкое состояние.

Как правило, конденсатор располагается снаружи, то есть является узлом внешнего блока, во внутреннем блоке происходит обратный процесс: жидкий фреон переходит в газообразное состояние. Также в кондиционере присутствует дроссель, снижающий давление хладагента перед тем, как он попадет в испаритель. Для нагнетания воздуха обязательно наличие вентиляторов. Принцип работы кондиционера на обогрев построен на процессе, обратном стандартному (для охлаждения). Из компрессора хладагент направляется к испарителю внутреннего блока, где, конденсируясь, отдает тепло в помещение. Затем посредством обратного клапана фреон в жидком состоянии попадает в конденсатор внешнего блока под действием высокого давления.

сплит системы кондиционера

Однако большинство существующих моделей категорически не рекомендуется включать на обогрев зимой при температуре ниже -5, а то и -10 градусов. Если предполагается применять такую технику в особо суровом климате, следует приобрести модель кондиционера, рассчитанную на функционирование при температуре ниже -20 градусов.

Принцип действия разных типов устройств

Нередко пользователи отдают предпочтение мобильным кондиционерам. Это объясняется отсутствием необходимости производить монтаж, удобством эксплуатации и возможностью охлаждать разные участки жилья, при необходимости. Однако имеется ряд недостатков: повышенный уровень шума, необходимость регулярно удалять воду из поддона и обустраивать вывод шланга на улицу. Принцип работы мобильного кондиционера заключается в том, что вентилятор нагнетает воздух, который, проходя через испаритель, охлаждается. Во время работы устройства конденсат, который образовывается на поверхности испарителя, удаляется посредством дренажа.

прецизионный кондиционер

Используются такие кондиционеры в промышленности, однако они намного более функциональны: погрешность значения температуры на требуемом производственном участке составляет всего 1 градус, а эксплуатируются такие агрегаты в наиболее суровых условиях – до -60 градусов. Забор воздуха может быть произведен как снизу, так и сверху. В первом случае приток воздуха производится через специальную панель и воздуховоды, отток воздушной среды осуществляется через решетки в полу. Во втором случае система работает наоборот, отдавая воздух через воздуховоды и забирая воздушные потоки снизу.

Принцип работы канального кондиционера основан на действии сплит-системы, при этом в циркуляции воздуха участвуют два блока: внешний и внутренний. Однако забор и приток воздуха в помещение осуществляется через вентиляционную шахту, в которой непосредственно вмонтирован внутренний блок кондиционера. Дальнейшая схема действия дублирует ту, на основе которой функционируют бытовые сплит-системы. Принцип работы инверторного кондиционера основан на возможности регулирования мощности устройства. Такая возможность позволяет экономить электроэнергию примерно до 30%. Такая техника соответственно будет и более эффективной, так как для достижения определенной температуры и поддержания данного значения мощность может повышаться или понижаться. Инверторная схема работы подразумевает преобразование переменного тока в постоянный, а по достижении требуемых параметров напряжения и тока выполнить обратный процесс.