Что такое сплит-система: устройство и принцип работы типовых систем кондиционирования

Какие кондиционеры бывают

Типы климатических систем отличаются друг от друга, и довольно серьезно. Эти отличия, естественно, влияют на их функциональность, технические возможности, особенности использования и, конечно же, стоимость. Коротко расскажем, какие есть основные типы кондиционеров, какие у них есть особенности, преимущества и недостатки, чтобы вам было проще определиться, какую систему кондиционирования лучше выбрать для вашего помещения.

Сплит-система. Это самый распространенный тип кондиционера. Работает сплит-система как на охлаждение, так и на обогрев. Состоит она из внутреннего блока, который устанавливается в одной из комнат квартиры, и внешнего — его можно увидеть на стене снаружи.

Недостатки: нет мобильности.

Мультисплит-система. Это вариант кондиционера с одним внешним блоком и несколькими внутренними — чаще всего с двумя. Мультисплит-системы кондиционеров очень удобны, если нужно установить кондиционеры в двух соседних комнатах. Принцип работы мультисплит-системы такой же, как и у предыдущего варианта, а главное преимущество в том, что внешний фасад здания не нагружается дополнительными блоками разных кондиционеров.

Недостатки: нет мобильности.

Мобильный кондиционер. Предыдущие два типа кондиционеров стационарны, и это значит, что после своей установки их невозможно перемещать в другие комнаты. А вот мобильный кондиционер — это совсем другое дело. Такие устройства часто имеют колесики, чтобы их можно было удобно транспортировать по квартире. Но тут есть важный момент. Для полноценной работы такого кондиционера обязательно нужно вывести на улицу гофрированный шланг для отвода горячего воздуха. В диаметре такой воздуховод обычно около 15 см, а выводят его или через окно, или через стену.

Преимущества мобильного кондиционера: можно перемещать в разные комнаты.

Недостатки: выше уровень шума, необходимость оборудовать отвод воздуха, некоторые модели не обладают режимом обогрева.

Оконный кондиционер. Этот тип кондиционеров уже, в принципе, можно считать пережитком прошлого, но иногда они все еще используются. Эта разновидность кондиционера обладает одним блоком, который одновременно является внутренним и внешним. Монтируется такая система в оконный проем, чтобы его одна сторона находилась на улице, а другая — в помещении.

Преимущества оконного кондиционера: компактный.

Недостатки: часто без режима обогрева, нельзя закрыть окна обычными шторами (только короткие или римские), так как длинная ткань создает преграду потоку воздуха. Монтируется в оконный проем, поэтому нужно точно подбирать габариты.

Варианты использования

Невозможно использовать для охлаждения комнаты холодильник, который в ней стоит. Даже в идеальном случае количество теплоты, которое «отнял» испаритель, будет равно теплу, выделяемому конденсатором.

Но нужна еще работа по перемещению хладагента и созданию разницы давлений в испарителе и конденсаторе. Для этого используется мотор-компрессор, а у него есть потери энергии в виде трения поршневой группы и тепловых потерь в обмотках электродвигателя. То есть, компрессор при работе греется. Плюс тепло, выделяемое пусковым реле. Поэтому работающий холодильник излучает больше тепла, чем вырабатывает холода.

Вариант 1 – сплит-система

Чтобы использовать бытовой холодильник на охлаждение комнаты, конденсатор надо вынести за ее пределы. Это сделать можно. Но если повторить компоновку системы с разделенными блоками, то придется разобрать холодильник на составные части, а уже на их основе собрать кондиционер. Как это сделал домашний умелец на видео ниже.

И хотя в этом примере целью было обустройство большой холодильной комнаты-камеры, способ изготовления самодельной сплит-системы аналогичен.

Недостаток варианта для выполнения своими руками – сложность и большой объем работы.

Вариант 2 – моноблок

У кондиционеров есть два вида моноблочного исполнения – мобильные и оконные кондиционеры. Оба вида не подходят для переделки старого холодильника.

У мобильного кондиционера конденсатор находится в изолированном корпусе, а тепло от него выводят на улицу с помощью гибкой трубы. Повторять подобную конструкцию на основе холодильника нецелесообразно – сложно, и такой моноблок займет много места в комнате.

Вставить в оконный проем можно только маленький холодильник с объемом до 100 литров. Но его номинальная мощность менее 100 Вт, а этого недостаточно, чтобы охлаждать комнату средних размеров.

Остается один вариант – полностью разместить холодильник за пределами помещения, а холодный воздух из камеры подавать в комнату по воздуховоду с помощью вентилятора. Получится своего рода канальный кондиционер в моноблочном исполнении.

Устройство бытовой сплит-системы

Стандартная классическая сплит-система состоит из следующих частей:

Внутренний блок включает в себя следующие компоненты: корпус, испаритель – в нем происходит переход фреона из жидкого состояния в газообразное, воздушный центробежный вентилятор, предназначенный для интенсивного теплообмена с окружающей средой, воздушные фильтры (в зависимости от модели кондиционера), приспособления для специальной обработки воздуха, жалюзи и поддон для сбора конденсата (рисунок 2).

Принцип работы кондиционера. Как работает кондиционер?

Начнем с простого. Вещества имеют такое свойство — при испарении они поглощают тепло, при конденсации они его выделывают. На этом физическом явлении и построена работа кондиционера. Принцип действия кондиционера основан на изменении агрегатного состояния хладагента (фреона) в зависимости от температуры и давления в замкнутой системе. Для начала ознакомимся с основными узлами кондиционера.

Основными узлами любого кондиционера являются:

У современного кондиционера имеется электронный блок, который управляет работой в зависимости от выбранного режима. Все современные модели имеют пульт дистанционного управления, позволяющий задавать параметры.

Наружный блок кондиционера

Наружный блок кондиционера состоит из следующих основных узлов:

Вентилятор, создающий поток воздуха для обдува конденсатора. Конденсатор — это радиатор, в котором происходит охлаждение и конденсация фреона, воздух проходящий мимо конденсатора нагревается и уходит в окружающую среду. Компрессор, осуществляющий сжатие хладагента и поддержание его движения по холодильному контуру. Плата управления устанавливается, как правило, в инверторных кондиционерах. В неинверторных моделях всю электронику стараются размещать во внутреннем блоке.

Внутренний блок кондиционера

Внутренний блок состоит из следующих основных узлов:

Переносчиком тепловой энергии в кондиционере (как и в холодильнике) является специальный хладагент. Чаще всего им является фреон.

Испаряясь, хладагент (как впрочем и любая другая жидкость) отбирает тепло. Вы можете провести такой физический опыт: протрите руку спиртом или спиртосодержащим раствором (например одеколоном). Вы почувствуете холод. Это спирт испаряясь отбирает тепло вашего тела.

Следует отметить, что использовать кондиционер в качестве обогревателя чрезвычайно выгодно. При потреблении 1 кВт электроэнергии кондиционер перенесет в квартиру около 3 кВт тепла. Помимо этого, воздух в помещении не будет пересушиваться.

Опасности реальные и мнимые

В центральной прессе было немало публикаций, которые изрядно перепугали наиболее впечатлительных владельцев кондиционеров. Прежде всего, речь идет о так называемой болезни легионеров. Если бы все и впрямь было так страшно, производители кондиционеров давно коротали бы дни в компании Сёко Асахары. Однако в сплит-системах, как и в оконных кондиционерах, «легионеллы» не водятся, им подавай водную взвесь, разогретую до 30-35 градусов Цельсия. А в бытовых кондиционерах конденсат имеет температуру чуть выше нуля, и к тому же сразу удаляется из аппарата. Поэтому шанс заболеть легионеллезом равен нулю. Проблема актуальна лишь для центральных систем кондиционирования, да и то не для всех. Обычно легионеллы забираются в оборотную систему водоснабжения с градирнями, да вот незадача — в нашей стране таковых практически нет.

Еще один распространенный миф говорит о вреде установленных на кондиционере фильтров, якобы вылавливающих из воздуха полезные для человека отрицательно заряженные частицы — «аэроны». В результате проведенных над воздухом экзекуций он становится чистым, но мертвым.

Чтобы убедиться в абсурдности этого утверждения, достаточно заглянуть под лицевую панель кондиционера. Большинство современных сплит-систем и все оконные кондиционеры имеют только один фильтр, представляющий собой мелкую сеточку. Даже далекому от физики человеку понятно, что задерживать отдельные атомы он явно не в состоянии, а потому аэроны пролетят сквозь него, как комары через волейбольную сетку.

Еще одна «страшилка», охотно озвученная прессой, утверждает, что «системы кондиционирования больших помещений» могут разнести вирусные инфекции по всему зданию. То есть доставить каждому разнежившемуся под кондиционером своего персонального микроба. Непонятно только, как вирусы собираются попасть в систему воздуховодов, по которой свежий прохладный воздух попадает в квартиры или на рабочие места. Дело в том, что в современных центральных кондиционерах и приточно-вытяжных установках подаваемый и удаляемый из помещений воздух не имеют прямого контакта (спасибо рекуператорам). По этой причине «системы кондиционирования больших помещений» не увеличивают, а уменьшают вероятность заражения, особенно во время эпидемий. Ведь они замечательно проветривают помещение, удаляя насыщенный микробами воздух на улицу, а ему на смену подавая свежий.

Пишут и о других столь же «ужасных» вещах. Но вот чего действительно стоит опасаться, так это техники, предлагаемой «серыми», неофициальными импортерами. Они могут подсунуть вам «фирменные» кондиционеры, собранные на полуподпольной фабрике, расположенной где-нибудь в Китае. В этом году данная проблема будет особенно актуальна, так как из-за финансового кризиса и дождливого лета в «Поднебесной» скопилось до 5 миллионов кондиционеров, которые настойчиво ищут дорогу на внешний рынок. Значительная часть этих сплит-систем и оконников сделана на совместных предприятиях, а потому внешне они мало чем отличаются от фирменной продукции. Однако их «долговечность» и качество вас непременно разочаруют. Подобная техника обычно не адаптирована к российским условиям и не приспособлена для работы при низких температурах. Иногда она просто отключается, едва столбик термометра опускается ниже +10-15 С!

Процесс изготовления кондиционера

Изготовление кондиционера не составит абсолютно никакого труда, и пошаговая инструкция поможет в этой затее.

Первым делом, в дверце морозильной или холодильной камере, при помощи бытового электролобзика вырезается круглый проём. Круглый проем должен иметь диаметр, около ста миллиметров. Снизу убирается резиновый уплотнитель. Это требуется для того, чтобы обеспечить свободный доступ воздуху.

В проделанный круглый проем, вставляется круглая канализационная труба. Ее, для того чтобы соблюдалась герметичность, следует обмотать изоляционным утеплителем или запенить монтажной пенкой. После чего устанавливается вентилятор.

Для обдувания холодильного компрессора потребуется тоже установить вентилятор.

Труба помещается вовнутрь дома.

На что еще обратить внимание при выборе кондиционера

Одна из самых важных частей любого кондиционера — компрессор. Они бывают разные, но обычному покупателю нужно определить, какой необходим компрессор: инверторный или неинверторный. В первом случае компрессор плавно регулирует давление и работает постоянно, а не рывками. Это делает инверторные кондиционеры надежнее и экономичнее. Правда, и стоят такие модели дороже, но стоимость покупки компенсируется затратами на электричество и ремонт.

Кондиционер нужной мощности следует подбирать по площади комнаты: при высоте потолков более трех метров на каждые 10 кв. метров должно приходиться не менее 1 кВт. Однако лучше брать с запасом, особенно если оборудование будет ставиться в комнате с окнами на солнечной стороне.

Площадь помещения, кв. м	Необходимая мощность кондиционера, кВт
до 15	1,5
до 20	2
до 25	2,5
до 35	3,5
до 50	5,3
до 60	6,5

Помимо охлаждения кондиционеры могут работать еще в нескольких режимах. Чем ниже цена кондиционера, тем меньше режимов:

• обогрев. Кондиционеры средней ценовой категории умеют согреть воздух в межсезонье — до -10 градусов, а вот справиться с морозами до -35 градусов могут только дорогие модели с инверторным компрессором;
• осушение воздуха. Как правило, этот режим является стандартным;
• вентиляция. Вентилятор гоняет по комнате один и тот же воздух. Режим нужен, чтобы просушить внутренности кондиционера, либо можно открыть окно и тогда воздух будет циркулировать быстрее;
• очистка воздуха. Фильтры грубой очистки есть практически в каждом кондиционере. Они блокируют пыль и более крупные частицы вроде пуха и шерсти. В более дорогих моделях ставят фильтр тонкой очистки — он улавливает мельчайшую пыльцу растений, запахи и сигаретный дым;
• дополнительные режимы — насыщение кислородом, ионизация и так далее. Доказанного эффекта от этих действий нет.

И, наконец, энергоэффективность. В зависимости от режима работы класс энергопотребления у кондиционера может быть разным. К примеру, в режиме охлаждения — А++, а при обогреве — A+. Есть оборудование и классом энергоэффективности выше, но для бытового использования этот показатель оптимальный.

Сколько электричества расходует кондиционер

В июле 2021 года ученые зафиксировали аномальную жару по всему миру, и Москва не стала исключением. Старый китайский кондиционер Kentatsu в моей съемной квартире работал почти каждый день и израсходовал в тот месяц порядка 160 киловатт электричества.

Производители заявляют, что инверторные модели экономят до 30% электроэнергии по сравнению с обычными той же мощности, но в зависимости от модели и производителя разница может составлять всего 5—7%.

Если принять, что в Москве электроэнергия , обычный кондиционер съел за месяц постоянной жары порядка 960 Р в дополнение к обычному счету за электроэнергию. Инверторная модель сэкономила бы мне в лучшем случае 30% — тогда я потратил бы 672 Р.

Инверторные модели начального уровня от надежного производителя стоят в крупной рознице более 40 000 Р. В то же время сравнимый по мощности и функциям обычный кондиционер обойдется в 25 000—30 000 Р. То есть для того, чтобы отработать экономию в 10 000 Р, инвертору потребуется экономить по 300 рублей не менее 33 месяцев — если считать, что каждый летний месяц в следующие 11 лет будет таким же жарким, как июль 2021 года, и округлять в пользу инвертора.

Я живу в Москве с окнами на теневую сторону, поэтому пользуюсь кондиционером 40—50 дней в год. Экономия от инверторной модели в этом случае совсем незначительная. Но если в ваши окна большую часть дня светит солнце, кондиционер вы будете использовать чаще, а значит, и сэкономить получится больше.

Для жителей теплых регионов, где температура почти никогда не падает ниже нуля, ситуация совсем другая. Кондиционером можно пользоваться практически круглый год: на охлаждение и на обогрев. И тогда покупка инверторной модели более чем оправданна: такое устройство и деньги сэкономит, и проработает, скорее всего, дольше.

Польза и вред от кондиционера

Плюсы от устройства

Главным преимуществом климатизеров является то, что они создают в помещении подходящий для человека микроклимат. Это повышает, в свою очередь, производительность труда, улучшает настроение и самочувствие.

Следовательно, основным достоинством этого кондиционера является создание благоприятных условий для работы или отдыха. Основной задачей таких агрегатов является понижение температуры в жаркое время, и нагрев воздуха в холодный период.

К тому же установка кондиционеров в сервисных центрах или в интернет-залах позволяет миновать преждевременных поломок компьютерного оборудования из-за перегрева.

А также некоторые модели таких агрегатов способны выполнить еще несколько полезных функций:

1. Очищение воздушного пространства от неприятных запахов. Например, часто оконные кондиционеры монтируют на кухне и в туалете.
2. Увлажнение или осушение воздушной среды в помещении.

Минусы устройств

Однако при неправильном использовании кондиционера, от него может исходить определенный вред для здоровья человека:

• Есть вероятность, что в этих устройствах размножаются вредные бактерии.
• Климатическое оборудование благоприятствует распространению вирусов.
• Кондиционеры, пропуская через себя воздух, убивают в нем полезные элементы.
• Компрессоры создают шум во время работы.

На самом деле, в большинстве случаев, это относится к мифам, и такие утверждения не соответствуют действительности. Во избежание неприятных явлений, не нужно находиться под холодной струей воздушного потока.

Систематические чистки агрегата и его профилактический ремонт помогут избежать неправильной работы устройства. И если соблюдать эти элементарные правила, то кондиционер создаст в помещении приятный микроклимат, так необходимый человеку для приятного отдыха и плодотворной работы.

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:

1. Компрессор – сжимает фреон и задает хладагенту определенное движение по контуру.
2. Конденсатор – преобразует хладагент в жидкое состояние.
3. Испаритель – преобразует фреон из водянистого состояния в газообразное.
4. Вентиль терморегуляции – снижает напор хладагента.
5. Вентилятор – обеспечивает интенсивный теплообмен.
6. Фильтры – защищают контур прибора от проникновения пыли, грязи и других чужеродных частиц.

Внутренний блок

Вторая составная часть сплит-системы – внутренний блок, устанавливаемый внутри помещения, который и обеспечивает распространение охлажденных потоков воздуха.

Составляющие внутреннего блока:

1. Испаритель (радиатор). Он сильно охлаждается фреоном. Через радиатор прогоняется воздух, который моментально становится холодным.
2. Вентилятор – обеспечивает циркуляцию охлажденного воздуха в помещении.
3. Фильтр грубой очистки, задерживающий грубую пыль.
4. Дополнительные фильтры, в зависимости от модели оборудования, выполняющие очистку воздуха от различных частиц, запахов и т. д. Это могут быть фильтры антибактериального, угольного и электростатического типа.
5. Жалюзи для регулировки направления воздушного потока.
6. Индикатор на панели показывает режим работы кондиционера.
7. Командный блок – панель управления прибором.
8. Ванночка-дренаж, где собирается конденсат, пыль и другие посторонние частицы.

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:

1. Газообразный фреон поступает в компрессор, где эта субстанция достигает давления 15-25 атм, одновременно повышается температура до +70-90.
2. Под действием давления охлаждающий хладагент движется к конденсатору, где происходит его обдувание вентилятором и остывание. Далее он превращается в жидкость и выделяет тепловую энергию. Нагревается выходящий из конденсатора воздух. Охлаждающая жидкость выходит из теплообменника. Ее температура на 10-20 превышает температуру окружающего воздуха.
3. В медном дросселе, выполненном в виде спирали, давление и температура фреона снижается и происходит его частичное испарение.
4. Парообразная и жидкая фракция хладагента поступает в испаритель, который превращает фреон в газообразную форму и поглощает тепло.
5. Вентилятор прогоняет воздух через испаритель, охлаждает его и подает в помещение.
6. Фреон вновь засасывается компрессором. Процесс охлаждения воздуха повторяется.

Мифы и правда о вреде кондиционера

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.

Другой способ изготовления кондиционера, при помощи радиатора из холодильника

Для того чтобы самостоятельно сделать кондиционер, стоит воспользоваться четырехрядным радиатором из старого холодильника и вытяжки.

Последовательность установки следующая: Установка радиатора должна производиться с задней стороны вытяжки. Это делается для того, чтобы вытяжка могла вытягивать воздушный поток через радиатор. Соответственно при работе вытяжки, воздух будет выходить охлажденным. Закрепить их можно, при помощи самодельных подставок. Под самодельный кондиционер необходимо поставить любой поддон, для того, чтобы в нем собиралась жидкость (конденсат). При заполнении подонна конденсатом, нужно его освобождать. Это можно производить путем высушивания обыкновенной тряпки или просто напросто вычерпывать ковшиком.

Принцип работы самодельного кондиционера состоит в том, что происходит продувание воздушных масс через радиатор, через который протекает водопроводная вода. Будет идеально, если используемая вода будет со скважины или охлажденного колодца. Квартирная вода, которая бежит через обычный водопровод, не даст сильной эффективности по охлаждению помещения.

Возможные неисправности системы кондиционирования

Возможные неисправности

Методы исправления

При включенном кондиционере воздух в салоне не охлаждается

Недостаточный заряд системы кондиционирования хладагентом, утечка хладагента, деформированы или пережаты трубопроводы

Проверить нужно всю систему

Неисправен электродвигатель вентилятора отопителя, перегорел предохранитель или неисправно реле

Проверьте работу электродвигателя вентилятора отопителя. Замените перегоревший предохранитель защиты цепи электродвигателя и реле.

Слабое натяжение ремня привода компрессора

Не включается муфта компрессора

Проверьте цепь включения муфты. Замените неисправную муфту.

Не работает выключатель кондиционера

Контроллер не выдает сигнал на реле включения электромагнитной муфты компрессора кондиционера (перегорел предохранитель или неисправно реле).

Замените реле или предохранитель защиты цепи включения электромагнитной муфты.

Особенности установки

Пошагово установку можно описать следующей последовательностью операций:

1. В дверце холодильника прорезают два сквозных отверстия – внизу камеры и вверху. Нижнее отверстие необходимо для забора воздуха из помещения. Верхнее – располагают напротив морозильного отделения (у старых однокамерных холодильников), оно служит для нагнетания холодного воздуха в комнату.

2. Напротив каждого в стене просверливают два отверстия. В них затем вставляют две пластиковых трубы, которые будут служить в качестве воздуховодов.
3. Корпус холодильника устанавливают снаружи вплотную к стене охлаждаемого помещения – дверцей к стене, компрессором и радиаторной решеткой конденсатора наружу. Дверца должна быть герметично закрыта, чтобы предотвратить постоянный приток наружного теплого воздуха в холодильную камеру.
4. В «разрыве» верхней трубы вставляют канальный вентилятор. Достаточно недорогой бытовой модели типа Домовент 100 ВКО с производительностью 105 м3 в час. Диаметр патрубка у такого вентилятора равен 100 мм, соответственно и труба должна быть с такими же размерами.
5. Все проходы труб через дверцу и стену должны быть надежно загерметизированы.

Если холодильник стоит на улице, а не в пристройке или веранде, то его надо защитить от осадков и прямого воздействия солнца. В городской квартире его можно поставить на балконе или лоджии.