Кондиціонер - принцип роботи та види

Не кожен знає, що винахід кондиціонера спеціально було заплановано. Цей виріб «з'явився на світ» шляхом експерименту. У 1902 році Вілліс Керрієр працював над створенням осушувальної машини, щоб врятувати поліграфічне підприємство від вологості, що псувала папір. А в результаті став основоположником того, що зараз людство використовує кондиціонери для свого комфорту та здорового мікроклімату приміщення.

Безперечно, встановлення кондиціонера значно збільшує комфорт. Але мало хто замислюється, за яким принципом працює цей прилад. Більшість вважає, що розбиратися в подібній темі варто лише фахівцям. Насправді, знати принцип роботи та з яких складових полягає пристосування варто. Подібна інформація дозволить експлуатувати прилад усвідомлено та розумно.

Знаючи всі особливості, можна уникнути багатьох поломок та неточностей у роботі системи. Тому у питанні функціонування кондиціонера необхідно бути обізнаним. Розібравшись у темі, ви зможете підібрати оптимальну модель під ваші потреби та грамотно її експлуатувати, насолоджуючись прохолодою довгі роки.

Класифікація кондиціонерів

Сучасний ринок пропонує широкий вибір кліматичної техніки на будь-який смак та бюджет. Щоб не заплутатися у всьому різноманітті моделей, розглянемо основні типи кондиціонерів та їх особливості.

За конструктивним виконанням всі кондиціонери діляться на два види:

Моноблочні складаються з одного блоку, в якому розміщені всі компоненти системи. Прості у монтажі, але мають обмежену потужність та створюють багато шуму у приміщенні. Включають у себе:

Віконні кондиціонери - вставляються у віконний отвір або отвір у стіні. Недорогі та компактні, але неефективні та галасливі. Підходять для невеликих приміщень до 20 м ².
Мобільні кондиціонери – не вимагають монтажу, можуть переміщатися з кімнати до кімнати. Охолоджують приміщення до 30 м², але займають корисну площу та вимагають виведення повітроводу на вулицю.

Спліт-системи - складаються з двох блоків (зовнішнього та внутрішнього), з'єднаних мідними трубками з холодоагентом. Більш ефективні і менш галасливі, ніж моноблоки, але складніше в установці. Бувають кілька типів:

Настінні - найпопулярніший вид, оптимальний за співвідношенням ціни та можливостей. Підходять для приміщень до 70 м², мають багато функцій (фільтрація, осушення, іонізація).
Стельові підлоги - універсальні моделі, які можна монтувати як на стелі, так і внизу стіни. За рахунок спрямованого повітряного потоку ефективно охолоджують приміщення складної форми до 100 кв.
Касетні - вбудовуються в підвісну стелю, практично непомітні в інтер'єрі. Поступово розподіляють повітря у чотирьох напрямках, підходять для офісів, магазинів, ресторанів площею до 150 м².
Канальні також монтуються за підвісною стелею, але подають охолоджене повітря за системою повітроводів. Можуть обслуговувати кілька приміщень одночасно, але потребують складного проектування та монтажу.
Колони - окремі моделі потужністю до 25 кВт, які встановлюються на підлогу біля стіни. Оптимальний вибір для великих приміщень із високими стелями - холів, залів, фойє.

На окрему увагу заслуговують мульти-спліт системи. Вони складаються з одного зовнішнього та кількох (від 2 до 9) внутрішніх блоків, підключених до нього. Це дозволяє незалежно охолоджувати декілька кімнат, використовуючи лише один зовнішній блок. Існують мульти-спліти з однотипними та різнотипними внутрішніми блоками, що дає свободу в проектуванні системи кондиціювання.

При виборі типу кондиціонера необхідно враховувати:

Площа та призначення приміщення.
Бажаний рівень комфорту та набір функцій.
Особливості інтер'єру та можливості для монтажу.
Бюджет на купівлю та встановлення.

Для побутового використання у квартирах та приватних будинках оптимальним вибором стануть настінні спліт-системи або мульти-спліти. В офісах, магазинах, ресторанах краще підійдуть касетні та канальні моделі. А для великих приміщень з високими стелями - колонні та підлогові кондиціонери.

Принцип роботи кондиціонера

Робота кондиціонера здійснюється за допомогою двох складових: зовнішнього та внутрішнього блоку. Зовнішній блок обдувається вуличним повітрям, а внутрішній кімнатним. То ми отримуємо відповідь на найпоширеніше питання всіх, хто бажає розібратися в принципі роботи системи – звідки у кондиціонері утворюється повітря?

Конструкція складається з внутрішнього та зовнішнього блоків. Щоб зрозуміти процес кондиціонера, варто детально розглянути особливості кожного блоку.

Зовнішній блок

Ця частина пристрою включає такі елементи:

Компресор – служить "серцем" кондиціонера. Його завдання – виконувати стиснення фреону та контролювати його рух. Сучасні компресори бувають роторними (для побутових моделей до 5 кВт) та спіральними (для потужніших систем).
Конденсатор – елемент, з якого виконується перехід фреону з газоподібного стану в рідке. Тобто, конденсатор виконує охолодження та конденсацію холодоагенту. Він являє собою змійовик з мідних трубок з алюмінієвим ребра для кращої тепловіддачі.
Вентилятор – обдуває конденсатор потоком повітря підтримки його ефективної роботи. Залежно від продуктивності системи зовнішній блок може комплектуватися одним або двома вентиляторами діаметром від 400 до 710 мм.
Чотириходовий клапан – присутній у кондиціонерах, здатних не тільки охолоджувати, а й обігрівати приміщення. Він змінює напрямок руху холодоагенту при перемиканні між режимами.
Фільтр – розташований перед входом компресор, служить захисту системи від забруднень. Він затримує тверді частинки та вологу, які можуть потрапити в контур під час монтажу.

Внутрішній блок

Влаштування внутрішнього блоку спліт-системи включає такі елементи.
Випарник - теплообмінник, в якому відбувається перехід фреону з рідкого стану в газоподібний. При цьому холодоагент поглинає тепло з повітря в приміщенні, за рахунок чого відбувається охолодження. Випарник складається з мідних трубок із алюмінієвими ребрами.

Вентилятор забезпечує циркуляцію повітря через випарник. Залежно від потужності кондиціонера, внутрішній блок оснащується одним або декількома тангенціальними вентиляторами, що створюють потужний та рівномірний повітряний потік.

Фільтри очищення повітря – затримують пил, пилок, шерсть тварин та інші забруднення. Практично всі сучасні спліт-системи комплектуються багатоступеневою системою фільтрації, яка може включати:

фільтр грубої очистки (утримує частинки понад 5 мкм);
електростатичний фільтр (притягує дрібні частинки за рахунок статичної електрики);
вугільний фільтр (нейтралізує неприємні запахи);
фотокаталітичний фільтр (руйнує віруси та бактерії під дією ультрафіолету);
дезодоруючий фільтр (з іонами срібла для придушення розмноження бактерій).

Жалюзі – забезпечують напрям повітряного струменя в потрібному напрямку. За допомогою пульта дистанційного керування можна регулювати положення горизонтальних і вертикальних заслінок, домагаючись максимального комфорту.

Датчик температури повітря в приміщенні – вимірює поточну температуру та передає значення на плату керування. Це дозволяє кондиціонеру підтримувати задані параметри з точністю 0,5 °С.

Плата управління – «мозковий центр» кондиціонера, який контролює роботу всіх елементів, реагує на команди з пульта та стежить за коректною роботою системи.

Взаємодіючи один з одним, зовнішній та внутрішній блоки кондиціонера забезпечують комфортний мікроклімат у будь-яку погоду. Знаючи пристрій та принципи роботи цих елементів, ви зможете краще розуміти особливості вашої спліт-системи та грамотно її експлуатувати.

Принцип роботи кондиціонера на охолодження

Здатність кондиціонерів передавати надлишкове тепло із приміщення назовні, здавалося б, порушує відомий зі школи другий закон термодинаміки. Він говорить, що тепло завжди передається від нагрітого тіла до менш нагрітого. Але як тоді кондиціонер охолоджує кімнату в спеку? Секрет у тому, що холодоагент усередині системи змінює свій агрегатний стан.

Робота кондиціонера заснована на здатності рідин поглинати тепло при випаровуванні та виділяти його під час конденсації. Ключову роль цьому процесі грає тиск. Чим воно вище – тим більша температура кипіння. Наприклад, при атмосферному тиску вода закипає за 100 °С. Але якщо тиск знизити, то можна досягти її кипіння навіть за кімнатної температури 20-25 °С.

Проте реалізувати це практично в кондиціонері проблематично. Тому як холодоагент використовують спеціальні речовини, які киплять при низьких температурах навіть при атмосферному тиску. Найпоширеніші – фреони R410A, R32, що мають температуру кипіння від -40 до -50 °C.

Робочий цикл охолодження виглядає так:

Компресор стискає газоподібний холодоагент, нагріваючи до 70-90 °С.
Гарячий фреон надходить у конденсатор зовнішнього блоку. Там він охолоджується атмосферним повітрям і перетворюється на рідкий стан, виділяючи тепло назовні. На виході його температура на 10-20 ° C вище за вуличну.
Рідкий холодоагент проходить через терморегулюючий вентиль, який знижує тиск. Через це частина фреону миттєво випаровується, охолоджуючи до -5...-15 °C.
Холодна суміш рідини та газу надходить у випарник внутрішнього блоку. Вентилятор проганяє через нього тепле повітря із приміщення. За рахунок кипіння холодоагент активно поглинає тепло, повністю переходячи у газоподібний стан. На виході температура становить 10-20 °С.
Нагрітий газоподібний фреон знову надходить компресор – і цикл повторюється.

Таким чином, кондиціонер охолоджує приміщення не холодним повітрям, а відведенням надлишкового тепла назовні. При цьому важливо розуміти: чим вища температура на вулиці – тим менша різниця між нею та температурою конденсації, а отже – тим нижча ефективність охолодження. Тому в 30-градусну спеку очікувати від кондиціонера температури 18 ° C не варто. Оптимально підтримувати перепад не більше ніж 5-10 °C.

Принцип роботи кондиціонера на обігрів

Багато сучасних спліт-систем здатні не тільки охолоджувати, а й обігрівати приміщення. Однак це не означає, що кондиціонер може повністю замінити опалення. Ефективність роботи на обігрів обмежена температурою зовнішнього повітря.

Справа в тому, що в режимі обігріву кондиціонер фактично працює як тепловий насос. Він "перекачує" тепло з вулиці до приміщення. Але щоб процес теплопередачі йшов, температура випаровування фреону має бути нижчою за вуличну. Більшість побутових спліт-систем розраховані працювати до -5...-7 °C за вікном.

За більш низьких температур кондиціонер втрачає свою теплопродуктивність. ККД падає, споживання електроенергії зростає, а зовнішній блок може обмерзати. Більше того, при -20 °C і нижче масло в компресорі густіє, що загрожує його поломкою.

Втім, є й винятки. Деякі інверторні кондиціонери можуть обігрівати приміщення при температурі до -25 °C. Це досягається за рахунок низки технічних рішень:

Електропідігрів картера компресора та дренажного шланга.
Регулює швидкість обертання вентилятора зовнішнього блоку для запобігання його обмерзанню.
Застосування спеціальних морозостійких марок фреону (R32, R410A).

Такі всесезонні моделі коштують дорожче за звичайні, але їх використання для обігріву може бути дуже вигідним. Адже сучасні інверторні кондиціонери мають високий коефіцієнт енергоефективності (EER) – понад 4. Це означає, що на 1 кВт витраченої електроенергії вони дають понад 4 кВт теплової енергії.

Наприклад, щоб обігріти 20-метрову кімнату, знадобиться лише 0,5-0,7 кВт електроенергії на годину. За тарифу 1,68 грн/(кВт⋅год) це обійдеться всього в 0,84-1,18 грн. У той час як електричний конвектор або масляний обігрівач тієї ж потужності споживатимуть 2 кВт·год, тобто в 4 рази більше.

Однак варто розуміти, що кондиціонер не може стати повноцінною заміною опалення. По-перше, він не здатний прогріти приміщення з нуля, його завдання лише підтримувати комфортну температуру. По-друге, за температури за вікном нижче -25 °C використовувати кондиціонер для обігріву категорично не рекомендується.

Тому оптимальний варіант для міжсезоння – комбіноване використання кондиціонера із основною системою опалення. Це допоможе підтримувати в приміщенні комфортну температуру і суттєво заощадити на обігріві.

Відмінності в роботі інверторного кондиціонера

Інверторні кондиціонери – це сучасне енергоефективне рішення для створення комфортного мікроклімату. Головна їхня відмінність від звичайних спліт-систем полягає в принципі управління потужністю компресора.
У неінверторних моделях компресор працює лише у двох режимах: на повну потужність або вимкнений. При досягненні заданої температури він відключається, а коли вона підвищується на 2-3 ° C - знову вмикається на максимум. Це призводить до стрибків температури, нерівномірності охолодження та підвищеної витрати електроенергії.
Інверторний кондиціонер працює інакше. Він плавно регулює продуктивність компресора в діапазоні від 15 до 100%, підлаштовуючись під поточні умови. Під час запуску компресор працює на максимумі, щоб швидко досягти заданої температури. А потім переходить в економічний режим, підтримуючи її із мінімальними витратами енергії.

Такий підхід дає низку переваг:

Економія електроенергії на 30-50% порівняно із звичайними спліт-системами. Наприклад, 12-тисячний інверторний кондиціонер споживає не більше 1 кВт·год, тоді як звичайний - 1,5-2 кВт·год.
Стабільність температури. Коливання не перевищують ±0,5 °C від заданої, що особливо актуально для дитячих кімнат, спалень, офісів.
Збільшений термін служби компресора. Плавне регулювання обертів та відсутність постійних стартів-зупинок знижують знос деталей. Ресурс інверторного компресора досягає 50-60 тисяч годин, що у 1,5-2 рази вище, ніж у звичайного.
Розширений температурний спектр. Більшість інверторних моделей адаптовано для роботи на охолодження до -15...-25 °C за вікном, а на обігрів - до -20...-25 °C.
Знижений рівень шуму. За рахунок плавного регулювання обертів вентилятора та компресора інверторні кондиціонери працюють тихіше, ніж звичайні на 3-5 дБ.

Єдиний недолік інверторних спліт-систем – вища ціна. Але вона компенсується економією електроенергії та збільшеним терміном служби. У середньому інверторний кондиціонер окупається за 2-3 сезони активної експлуатації.

Типові несправності та їх причини

Незважаючи на надійність сучасних кондиціонерів, у процесі експлуатації можуть виникати різні проблеми. Розглянемо найпоширеніші з них.

Витік холодоагенту. Ознаки - зниження холодопродуктивності, обмерзання мідних труб та запірних вентилів. Причини – механічні пошкодження, корозія, знос ущільнювачів. Ремонт - пошук місця витоку, паяння, заміна елементів та дозаправка фреоном.
Поломка компресора. Симптоми – відсутність охолодження, металевий стукіт або гул при спробі запуску. Причини - перегрів через нестачу фреону, потрапляння рідкого холодоагенту в циліндри, зношування поршневої групи. Лікування - заміна компресора та ревізія всієї системи.
Проблеми із електронікою. Ознаки - кондиціонер не вмикається, не реагує на пульт, мимоволі змінює режими. Причини - стрибки напруги, окислення контактів, вихід із ладу датчиків чи плати управління. Ремонт - діагностика та заміна несправних елементів.
Обмерзання внутрішнього блоку. Виявляється у вигляді снігової "шуби" на випарнику, потік води. Причини – забруднення повітряного фільтра, несправність датчика відтайки, витік фреону. Усунення - чищення або заміна фільтрів, перевірка системи розморожування, дозаправка холодоагентом.
Неприємні запахи. Кондиціонер може почати "підвалювати" затхлістю, гаром, хімією. Причини - скупчення пилу та бактерій у внутрішньому блоці, засмічення дренажної системи, перегрів проводки. Лікування - чищення випарника, фільтрів та дренажу, усунення причин перегріву.

Щоб уникнути подібних проблем, важливо дотримуватись правил експлуатації кондиціонера:

Регулярно чистити чи міняти повітряні фільтри (кожні 2-3 місяці).
Не допускати потрапляння сторонніх предметів та вологи у внутрішній блок.
Не перекривати отвори вентиляційні зовнішнього блоку.
Один раз на рік проводити профілактичне обслуговування – чищення, перевірку електроніки, дозаправку фреоном.

За перших ознак несправності краще відразу викликати майстра, щоб не допустити розвитку поломки. Адже своєчасний ремонт кондиціонера коштуватиме набагато дешевше, ніж покупка нового.

Рекомендовані товари

Код: 95773

Безкоштовна доставка