Устройство и принцип работы сплит кондиционера

Виды

Существует много разновидностей сплит-системы, которые различаются по мощности, месту эксплуатации и формам.

Настенная

Ее называют бытовой или домашней, поскольку чаще, в жилых помещениях устанавливается именно она. Достоинство этого вида заключается в низкой стоимости, так как его можно приобрести за 12000 р. Стандартно уличный блок устанавливается под окном, а комнатная часть монтируется под потолком для большего радиуса обдува.

Потолочная и напольно-потолочная

Этот вид сплит-систем менее распространен, однако удобен. Комнатный блок можно установить в нижней части стены или на потолке, но только если у вас нет натяжного потолка. Если устройство установлено в нижней части комнаты, тогда поток воздуха будет направлен вверх, а струя потолочного кондиционера будет обдувать по горизонтали. Это избавит вас от прямых попаданий, а комната будет охлаждаться равномерно.

Существуют улучшенные конструкции, способные одновременно захватывать четыре направления, при этом с помощью пульта управления вы сможете изменять мощность каждого из них.

Канальная

Устройство чаще используется в офисах и магазинах, поскольку его средняя мощность составляет 10–23 кВт. Особенностью таких сплит-систем является возможность охлаждать сразу несколько комнат. Стандартно поток струи подается для всех разветвлений одинаково, поэтому, если вы хотите подавать для каждой комнаты отдельную температуру, вам придется устанавливать дополнительные электроприводы и термостаты в каждую комнату.

Мульти сплит-системы

Устройство состоит из одного уличного блока и нескольких комнатных. Оно позволяет охлаждать до 5 комнат одновременно, при этом температуру каждого блока можно менять при помощи пульта дистанционного управления.

За счет большого количества шлангов, компрессоров, проводников и вентиляторов, монтировать мульти-систему сложно и долго. Чаще конструкция используется в комплексных бизнес-центрах и промышленных помещениях, поэтому называется промышленной.

Существует два вида мульти сплит-систем:

• Фиксированная. Предоставляется в готовом комплекте. Вы можете самостоятельно выбрать необходимое количество внутренних блоков. В дальнейшем нельзя будет добавить или убрать блоки самостоятельно.
• Наборная. Этот вариант отличается возможностью одновременного подключения разного количества блоков.

Универсальное устройство дает возможность подключить любой по типу и виду блок.

Инверторная

Инверторный тип устройства оснащен электроприводом, способным автоматически регулировать обороты вентилятора. Если задать соответствующую температуру, то он будет ее поддерживать не постоянным запуском электропривода при изменении показателей, а постоянным изменением оборотов. То есть, двигатель будет работать постоянно, постепенно изменяя обороты. Такой электропривод актуален в местах постоянного присутствия людей. К ним относятся офисы, магазины, конференц-залы и другие публичные места.

Инверторный кондиционер отличается от стандартного меньшим потреблением электроэнергии и большей износоустойчивостью двигателя.

Сплит-системы для аллергиков

Для аллергиков существуют напольные и настенные кондиционеры. Эффективнее очищать воздух будет настенный тип устройства, поскольку из-за сложной конструкции будет происходить улучшенная фильтрация. Внешне сплит-система для аллергиков ничем не отличается от стандартной, но в нем есть отсек для фильтра. У бюджетных моделей есть ограничения по типу фильтров, так как для сложной процедуры фильтрации потребуется мощный компрессор. Дорогие сплит-системы оснащены несколькими порогами, создавая ступенчатую фильтрацию.

Дизайнерские модели

Процесс обработки, охлаждения или нагрева воздуха, в дизайнерских сплит-системах происходит аналогично стандартным. Вся разница заключается во внешнем виде. Такие сплит-системы обычно выделяются уникальными формами и расцветками, чтобы можно было максимально соответствовать интерьеру.

На рынке набирают популярность замаскированные кондиционеры, представляющие собой картины или какой-либо уникальный материал. Причем форма сплит-системы уже не стандартная, а квадратная, прямоугольная или закругленная. Как правило, такие устройства считаются самыми дорогими.

Что такое сплит-система в кондиционерах

Кондиционером называют любое устройство, предназначенное для охлаждения воздуха в помещении. Модели приспособлений бывают кассетными и канальными, колонными, стационарными и мобильными. Сплит-система кондиционера значит, что агрегат состоит из двух и более отдельных блоков. Один из них вынесен на фасад здания, а другие расположены внутри помещения. Между собой модули соединены при помощи электропроводки и трубок, в которых циркулирует теплоноситель.

Устройство имеет важные преимущества перед обычными моделями. Прежде всего, установить его можно в любом помещении — даже там, где в принципе нет проемов в стенах, подходящих для монтажа обычного оконного кондиционера. Кроме того, сплит-система:

• отличается повышенной мощностью и позволяет охлаждать большие пространства;
• издает мало шума в сравнении с простым кондиционером-моноблоком;
• позволяет монтировать внутренний модуль в любом удобном месте комнаты и обеспечить направленный поток холодного воздуха.

Функциональность сплит-системы зависит от конкретной модели. Некоторые агрегаты работают только на охлаждение, другие поддерживают режимы вентиляции, обогрева и даже очистки воздуха.

Виды сплит-систем

Сплит-системы представлены несколькими основными разновидностями:

1. Настенные. Один блок агрегата монтируют на фасаде за окном, а второй вешают на стену в комнате.
2. Канальные. Внутренний блок встраивают в пространство между настоящим и подвесным потолком. В произвольных точках помещения размещают специальные каналы, предназначенные для забора и подачи воздуха с улицы.
3. Потолочные. При работе устройство обеспечивает равномерное распределение потока воздуха по всей комнате.
4. Кассетные. Сплит-системы устанавливаются за подвесным потолком, снаружи остается только декоративная решетка устройства.

Кондиционер какого типа выбрать для дома, зависит от размеров комнаты, требований к качеству охлаждения и финансовых возможностей.

Что такое мульти-сплит-система в кондиционерах

Иногда состав кондиционера со сплит-системой представлен не двумя, а тремя и более блоками. Один из них предназначен для выноса за окно, другие необходимо монтировать в разных точках квартиры.

Такая конструкция называется мульти-сплит-системой. Стоит она дороже обычных агрегатов, зато позволяет поддерживать приятный микроклимат не в одной комнате, а во всем доме.

Работа оборудования

Детали кондиционирующей системы, кроме вращающихся вентиляторов, скреплены друг с другом тонкими трубками из меди. В продаже встречаются модели и с алюминиевыми трубками. По ним перемещается хладагент (фреон). Он поочередно принимает то жидкое, то газообразное состояние. Вентиляторы помогают избежать перегрева всего оборудования.

Нагретая рабочая смесь поступает в конденсатор, в котором она начинает охлаждаться и выделять тепловую энергию, преобразуясь в жидкость. Затем хладагент отправляет в испаритель через дроссель. Тут жидкий и газообразный фреон перемешивается и испаряется, образуя холод. Затем хладагент вновь отправляется в компрессор, и весь процесс повторяется.

Конструкция и принцип работы

На схеме сплит системы видно, что в ее составе два отдельных блока. Один размещают в помещении (испаритель), второй крепят вне здания на наружную стену. Корпуса объединяют в один замкнутый контур, соединяют их трубками, покрытыми теплоизоляционным слоем (пенофол, поролон).

Назначение внутреннего блока сплит системы – охлаждать или подогревать воздух. При охлаждении он принимает воздух с улицы и охлаждая его распределяет по комнате. Для нагревания в схеме применяют четырехходовой клапан, который перераспределяет потоки.

В режиме охлаждения теплообменник работает как испаритель, он забирает тепло в комнате, в режиме нагрева это конденсатор, отдающий тепло.

Конструкция включает в себя:

• защитную решетку;
• фильтры угольные и электростатические, дополнительно антибактериальные;
• вентилятор для нагнетания воздуха через испаритель и уже охлажденного в комнату;
• радиатор, где происходит испарение фреона
• подвижные жалюзи с регулированием направления воздушного потока
• командный блок и панель с индикаторами для управления и отображения текущих настроек.

Внешний блок обычно состоит из:

• компрессора, сжимающего и передвигающего хладагент;
• конденсатора, превращающего хладагент в жидкое состояние;
• испарителя, преобразующего фреон в газ;
• вентиля, регулирующего напор хладагента;
• вентилятора для интенсивного теплообмена с атмосферой конденсатора и испарителя;
• фильтров для защиты от мусора и других мелких фракций.

Компрессорно-конденсаторный агрегат, установленный снаружи, оснащен фильтрами. Они задерживают пыль, частицы грязи. Важный элемент конструкции — компрессор. Он создает давление, под действием которого хладагент сжимается и передвигается по контуру. Функции теплообмена выполняют конденсатор и испаритель. Для большей интенсивности их обдувают вентиляторы, установленные в корпус.

Для работы сплит системы на обогрев (охлаждение) в корпус наружного блока устанавливают терморегулирующий вентиль. Он регулирует давление, меняет направление движения хладагента. Работой обоих блоков управляет автоматика. В нее входят датчики, посылающие сигнал в блок управления при достижении определенных параметров и пульт дистанционного управления.

Внутри конструкций находится магистраль из трубок, по которым движется охладительная жидкость (фреон). Так же система снабжена трубками и дренажной ванночкой для отвода влаги из воздуха, осевшей на ребрах конденсатора и испарителя.

На дополнительные функции в конструкции устанавливают инверторы, четырех ходовые клапаны, таймеры, датчики движения и т.д.

Теперь рассмотрим принцип работы сплит системы. Он основан на процессах парообразования и конденсации. Температура кипения фреона на 100 градусов ниже воды, поэтому ему хватает комнатной температуры для парообразования в испарителе (радиаторе). Затем по трубке из внутреннего блока он движется в компрессор, который давлением его сжимает и толкает к конденсатору (теплообменнику). Там фреон интенсивно конденсируется при контакте с холодным воздухом, отдавая тепловую энергию. Ускоряет процесс сжижения вентилятор. В жидкой фазе хладагент через осушитель поступает в расширительный клапан, где снижается давление из-за резкого расширения канала и вновь начинается движение в испаритель – цикл повторяется.

Охлаждение и обогрев оконными кондиционерами

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

Если говорить о принципе действия кондиционера оконного типа на обогрев, то здесь также используют встраиваемые ТЭНы, позволяющие превращать охлаждающее устройство в полноценный обогреватель. До -15°C такой моноблок греть воздух в комнате будет исправно.

Отличие от кондиционера

В интерьер жилого помещения, офиса гармонично вписывается сплит система. У нее стильный дизайн. При желании можно выбрать корпус, выполненный в подходящей цветовой гамме. Кондиционер менее эстетичен и комфортен, он больше шумит.

Отличие кондиционера от сплит-системы в том, что последняя может еще и работать в реверсивном режиме, нагревая помещение. Кондиционер часто состоит из одного блока, а система — практически всегда из двух. Модели обычного климатического оборудования различаются способом установки. Мобильные размещают в жилом, офисном помещении, оконные варианты монтируют в проем.

Шум в комнате производят работающие вентиляторы, компрессор. Они находятся внутри корпуса. В сплит системе два, объединенных трубками и кабелем, блока. Все шумно работающие узлы, вынесены наружу. Когда система работает, громкого шума не слышно.

Зачем кондиционеру фреон

Каждый слышал, заводской фреон опасен для окружающей среды, вызывает необходимость утилизации кондиционеров (холодильников) специальным образом. Можем добавить, первые холодильники, кондиционеры опасны для жизни. Утечка четырехвалентного оксида серы грозила обитателям дома. Хотя фреоны были опасны, кондиционеры обязаны широкому распространению в быту открытию 20-х годов: новый класс веществ. Новые не столь смертоносны, давая 100 очков форы применяемым холодильниками ранее. Класс веществ получил название фреоны.

Сегодня соединения, название которых начинается буквой R, оканчивается трехзначным числом, содержат в техническом описании гордый термин озонобезопасные. Не причиняют вреда непостоянному слою атмосферы, который, игнорируя смехотворную толщину 2-3 миллиметра, поглощает львиную долю ультрафиолетового излучения, делая возможным существование жизни планеты. Разрушение озонового слоя вызывает рак кожи, другие патологии. Общественные международные организации, ратующие за сохранность окружающей среды, накинулись хаять изготовителей кондиционеров и холодильников.

Неспроста. Редкий фреон безопасен, новый окружающей среды приносит мало вреда. Некоторые хладагенты вдобавок не воспламеняются. Кондиционеры считаем достаточно безопасным

Почему придается важное значение. Первые оконные кондиционеры выпускались в едином корпусе

Моноблоки существуют сегодня, уходят в прошлое, уступая место сплит-системам. Одна особенность новичков с непривычным слуху названием обеспечила популярность. Кондиционеры сформированы двумя блоками:

1. Наружный.
2. Внутренний.

Собственно, дифференциацией узлов новые кондиционеры получили название. Меж блоками проложена магистраль фреона. Традиционно утепленный, защищенный шланг. Безотносительно степени герметизации составных частей кондиционера, фреон потихоньку утекает в окружающую среду. Возможен разрыв магистрали, процесс пройдет быстрее. Кондиционер выйдет из строя, город получит очередную дозу вредного фреона.

Сплит происходит от английского разделять. В режиме охлаждения наружный блок содержит конденсор, внутренний — испаритель. Бывают другие режимы? Конечно! Типичный кондиционер (сплит-система) работает на обогрев. Достигается наличием четырехклапанного переключателя, благодаря узлу конденсор, испаритель меняются местами. Фреон начинает течь в обратном направлении.

Наверное, интересно, зачем связываться с фреоном, если материал такой опасный. Почему не строить кондиционеры на основе воздуха. Фреон обладает одним незаменимым свойством — легко меняет агрегатное состояние. Превращается из жидкости в газ, забирая гигантское количество тепла. Обратный процесс сопровождается поглощением изрядного объема. Причем происходит при удачных температурах: 2 градуса на испарителе, 65 градусов на конденсоре. Сочетание феноменально, иначе фреоны не стали бы использоваться для производства кондиционеров.

Используемые типы хладагентов

В качестве охладителей в сплит-системах применяются разные типы хладагентов. Кратко рассмотрим особенности основных вариантов.

R410A

Азеотропный хладагент, в состав которого входят элементы с идентичными параметрами испарения. В случае утечки характеристики хладагента остаются неименными.

К особенностям R410A относится более высокое давление, что предусматривает более строгие требования к параметрам надежности п прочности контура.

Как результат, возрастает и цена девайса. Одной из причин является высокая цена самого хладагента.

R32

Продвинутый вариант хладагента, имеющий три главных плюса — изотропность, безопасность и эффективность.

Системы кондиционирования с таким хладагентом отличаются большей компактностью. Кроме того, сам состав не несет вреда для окружающей среды, и при необходимости можно с легкостью дозаправить кондиционер.

Из минусов — высокая цена, обусловленная стоимостью R32 и высокими требованиями к конструкции.

R407C

Является альтернативной для R22 (описан ниже), не несет вреда для озонового слоя, но отличается более высокой ценой и рабочим давлением.

В состав входит полиэфирное масло, которое в процессе эксплуатации берет влагу, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению качеств работы.

Кроме того, наполнитель отличается неоднородностью по составу, а его элементы имеют разные параметры в плане испаряемости и температуры кипения.

В результате даже при минимальной утечке свойства хладагента ухудшаются, и приходится заново заправлять кондиционер.

R22

Самый старый тип хладагента, имеющий низкую цену и требующий наличия небольшого давления. В результате система более надежна, а цена ниже.

Благодаря однородности, при утечке можно быстро дополнить систему таким же типом рабочего состава.

Но сам хладагент опасен для озонового слоя, из-за чего сегодня он почти не применяется в производстве.

Из чего состоит и как устроен кондиционер сплит-система

Видео об устройстве сплит-системы кондиционера демонстрируют, что главными составляющими агрегата являются наружный и внутренний блоки. Модуль, предназначенный для монтажа на фасаде, представлен несколькими элементами:

• компрессором;
• вентилятором;
• конденсатором;
• фильтром фреона;
• платой управления;
• медными трубками для циркуляции теплоносителя.

Важной частью конструкции является защитная крышка, предотвращающая попадание уличного мусора внутрь блока. Комнатный модуль также состоит из нескольких частей

В конструкцию входят:

Комнатный модуль также состоит из нескольких частей. В конструкцию входят:

• блок управления;
• вентилятор;
• система фильтров;
• испаритель;
• защитная решетка.

На передней панели модуля обычно расположены индикаторы и элементы управления.

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:

• вентилятор;
• дренажный насос;
• пористый гидро-фильтр;
• воздушный фильтр грубой очистки;
• емкость для холодной воды.

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:

• гидро-фильтр пропитывается водой, поступающей из специальной емкости под воздействием дренажной помпы;
• воздушный поток проходит через механический фильтр и поступает в гидро-фильтр;
• здесь он отдает свое тепло воде, и она начинает испаряться, при этом происходит охлаждение и увлажнение воздушного потока.

 Далее весь круговорот повторяется.

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.

Нюансы работы различных сплит-систем

Сплит-система исполняется в настенном, канальном, колонном, напольном, мультисплит- и кассетно-потолочном вариантах. Внешний блок – общий, количество внутренних блоков может отличаться. Сложнейший из всех вариантов – канальный кондиционер: он требует монтажа замкнутых приточно-вытяжных каналов, не сообщающихся с улицей. Мультисплит-системе нужна древовидная «трасса» – здесь внешний блок работает на несколько внутренних. Колонный и напольный кондиционеры ставятся на пол в углу, но «трасса» при этом существенно удлиняется – внешний блок нельзя вешать на высоте менее 2,5 м. Кассетный сложен в монтаже из-за разборки секций подвесного потолка в месте монтажа внутреннего блока.

Однако все сплит-системы работают одинаково.

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.