Молниезащита
Другое
Статьи / Другое / Как выбрать кондиционер или сплит-систему. Устройство, функции, работа кондиционера.
  15.06.11  |  

Как выбрать кондиционер или сплит-систему. Устройство, функции, работа кондиционера.

Как выбрать кондиционер или сплит-систему. Устройство, функции, работа кондиционера.
Кондиционер представляет собой устройство для поддержания заданной температуры воздуха в квартирах, домах, офисах, поездах, автомобилях и т.п., а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Обычно при жаре в помещении он используется для снижения температуры воздуха, или, что бывает сравнительно редко, - для повышения температуры воздуха в холодное время года.

Хотя метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях» был запатентован французским изобретателем Ж. Шабаннесом еще в 1815 году, первое практическое применение кондиционера относится к 1 902 году, когда американский инженер У. Кэрриер собрал промышленную холодильную машину для одной из типографий Нью-Йорка. Комнатный кондиционер, в котором в качестве хладагента использовался опасный для здоровья людей аммиак, из-за чего пришлось вынести на улицу компрессор и конденсатор кондиционера, впервые был выпущен в 1929 году компанией General Electric. Начиная с 1931 г., когда был синтезирован безопасный для человеческого организма фреон, все узлы и агрегаты кондиционера стали собирать в одном корпусе, и таким образом появились первые оконные кондиционеры.

Дальнейшие достижения в области вентиляции и кондиционирования воздуха принадлежат таким японским компаниям, как Daikin, выпустившей в 1958 г. кондиционеры, способные подавать в помещение не только холод но и тепло, а также Toshiba, впервые запустившей в 1961 г. в серийное производство кондиционеры, получившие название сплит-системы (англ. split - расщепление), то есть системы, состоящие из двух блоков: внутреннего размещения, содержащего испаритель и вентилятор, и наружного размещения, содержащего (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор. Оба блока соединены между собой фреонопроводом. В 1981 г. компания Toshiba создала первую в мире сплит-систему, способную плавно регулировать свою мощность, а компания Daikin разработала одну из наиболее популярных в мире систем мультизонного кондиционирования VRV (Variale Refrigerant Volume).

Устройство кондиционера и принцип его работы

Основные конструктивные узлы любого автономного кондиционера показаны на рис.1, где желтым цветом закрашен его внешний, а синим - внутренний блок. Кроме того, на рис.1 обозначено:
1 - конденсатор- радиатор, осуществляющий переход хладагента, как правило фреона, из газообразной фазы в жидкую (конденсация);
2 - терморегулирующий вентиль, выполненный в виде трубопроводного дросселя, понижающего давление фреона перед испарителем;
3 - испаритель-радиатор, в котором фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение);
4 - компрессор, сжимающий фреон и поддерживающий его движение по холодильному контуру.

Кроме того, в состав компрессора входят также вентиляторы, создающие воздушный поток, который обдувает испаритель и конденсатор и тем самым обеспечивает более интенсивный теплообмен с окружающим воздухом.

устройство кондиционера

Рис.1

Принцип работы кондиционера любого типа, модели или производителя состоит в следующем. На вход компрессора из его испарителя поступает газообразный хладагент (фреон) под низким давлением в 3 ...5 атм. с температурой 10...20°С. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15...25 атм., в результате чего он нагревается до 70...90°С, после чего поступает в конденсатор и, вследствие интенсивного обдува конденсатора, остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.
С выхода конденсатора жидкий хладагент, находящийся под высоким давлением и температурой, на 10...20°С превышающей температуру атмосферного (наружного) воздуха, попадает в терморегулирующий вентиль, на выходе которого его давление и температура существенно понижаются, при этом часть хладагента может испариться.

После терморегулирующего вентиля смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель, где жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, и, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора, и весь цикл повторяется.

Основные виды кондиционеров и разновидности их бытовых конструкций

Все кондиционеры в зависимости от области их приме-нения можно разделить на промышленные агрегаты большой мощности, которые используются для охлаждения больших площадей (от 100 м2 и выше), и бытовые кондиционеры малой и средней мощности (от 1,5 до 8 кВт), используемые для поддержания оптимального микроклимата в жилых и общественных помещениях площадью 10...100 м2.

Основные виды бытовых конструкций следующие: Моноблочные кондиционеры, к которым относятся оконные кондиционеры (рис.2), монтируемые в окне, стене и т.п., предназначенные только для охлаждения или обогрева воздуха, и мобильные кондиционеры (рис.3).

Основные преимущества оконных кондиционеров: низкая стоимость, легкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие утечки фреона вследствие отсутствия разъемных соединений во фреоновой магистрали, максимально возможный КПД длительный срок службы. Их недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещенности помещения из-за сокращения площади оконного проема.

Основные преимущества мобильных кондиционеров: возможность самостоятельной установки и перемещения, портативность, отсутствие необходимости сложного монтажа. Их недостатки: высокий уровень шума, низкое качество поддержания комфортного микроклимата в помещении.

оконный кондиционер
Рис.2


мобильный кондиционер

Рис.3

Сплит-системы - это кондиционеры, состоящие из двух блоков (наружного и внутреннего), соединенных между собой медными трубами, по которым циркулирует фреон, а также соединенные электрическим кабелем. Внутренние блоки сплит-систем бывают различных типов: настенные, подпотолочные, кассетные, канальные и колонные, что позволяет размещать кондиционер в любом месте помещения. Самым распространенным и наиболее популярным типом являются настенные сплит-системы, показанные на рис.4.

сплит-система
Рис.4

мультизонные сплит-системы

Рис.5

Фиксированные мульти сплит-системы (рис.5). Они отличаются от приведенной на рис.4 простой сплит-системы тем, что к одному наружному блоку системы подключается несколько связанных между собой фреонопроводом внутренних блоков, которые можно устанавливать в разных комнатах и таким образом получать прохладный воздух во всей квартире.

Мультизонные сплит-системы с изменяемым расходом хладагента (VRV, VRF и т.п.), (рис.6), состоящие из одного наружного блока I, некоторого количества внутренних блоков 2, блока вентиляции 3 и системы управления и контроля 4.

сплит-система
Рис.6

Преимущества таких сплит-систем: возможность изменения производительности (мощности) наружного блока системы в зависимости от потребностей внутренних блоков по данной мощности, в результате чего достигается минимальное потребление, отсутствие необходимости подвода воды и отвода конденсата.
Их недостаток: громоздкость, необходимость закладки системы еще при проектировании здания.

Основные и дополнительные функции и режимы работы бытовых кондиционеров

Большинство кондиционеров, вне зависимости от их марок, могут работать в одних и тех же определенных режимах и обладают следующими основными функциями.

Охлаждение. Это самая главная функция любого кондиционера.

Обогрев. Многие модели кондиционеров могут обогревать помещение с помощью реверсивного компрессора. Такой способ обогрева называется heat pump (тепловой насос).

Вентиляция. Кондиционер может просто пропускать воздух через себя, очищая и осушая его без изменения температуры. Большинство кондиционеров имеет несколько скоростей вентилятора, а у кондиционеров с инвертором скорость регулируется плавно. При этом работает только вентилятор внутреннего блока, а не компрессор.

Очистка воздуха. Практически все кондиционеры оснащены одним или несколькими фильтрами, очищающими воздух от примесей и загрязнений. Как правило, сплит-системы комплектуется основным фильтром грубой механической очистки воздуха от крупной пыли - частиц размером до 100 мкм (первая ступень очистки), выполненным в виде мелкой сетки, и двумя фильтрами тонкой очистки: угольным, устраняющим неприятные запахи, и электростатическим, задерживающим мелкие частицы размером до 0,03 мкм.
Кроме указанных выше двух типов фильтров очистки воздуха, в сплит-системах применяются следующие дополнительные фильтры тонкой очистки: фотокаталитический, задерживающий мелкие частицы размером до 0,01 мкм, что соответствует 97% очистки воздуха (такой фильтр не требует замены, поскольку он под прямыми солнечными лучами уже через несколько часов восстанавливает свою дезодорирующую способность); фильтр на основе плазменного ионизатора, задерживающий мелкие частицы размером до 0,001 мкм (фильтр уничтожает микробы, вирусы и т.п.); фильтр с антибактериальными покрытиями. В сплит-системах применяются также электронные датчики запаха и наличия пыли в помещении.
Дополнительные фильтры тонкой очистки, а также дополнительные функции и режимы работы кондиционеров служат для создания дополнительного комфорта и удобства эксплуатации, причем производители ежегодно добавляют все новые и новые режимы и технологические решения.

Управление режимом работы кондиционера осуществляется с помощью пульта дистанционного управления и предусматривает: задание желаемой температуры воздуха, программирование таймера включения-выключения, управление жалюзи.

Автоматический режим работы кондиционера состоит в том, что кондиционер сам выбирает режим охлаждения или обогрева. У некоторых моделей кондиционеров имеется также встроенный в пульт управления дополнительный температурный датчик, позволяющий автоматически выбирать точку изменения температуры и устанавливать время автоматического включения и выключения кондиционера.

Режим осушения (увлажнения). Отметим, что при охлаждении воздуха всегда происходит его осушение.

Регулирование скорости вращения вентилятора. Обычно вентилятор имеет 3-5 фиксированных скоростей вращения плюс автоматический режим. Чем больше за-данная температура воздуха отличается от текущей, тем выше скорость вентилятора.

Регулировка направления воздушного потока осуществляется внутренним блоком кондиционера с помощью жалюзи, обеспечивающих автоматическое регулирование потока воздуха. Кроме того, жалюзи могут также автоматически качаться вверх-вниз с целью достижения равномерного распределения воздушного потока по всему помещению.

Ночной режим. После включения этого режима кондиционер устанавливает с целью уменьшения шума минимальную скорость вращения вентилятора и плавно повышает (в режиме обогрева) или понижает (в режиме охлаждения) температуру на 2...3°С в течение нескольких часов. Считается, что такие температурные условия оптимальны для сна.

Функция подмешивания наружного воздуха. При притоке наружного теплого воздуха кондиционер несет дополнительную постоянную нагрузку для его охлаждения, что заставляет его работать с большей мощностью, чем при рециркуляции.

Увеличение концентрации кислорода с помощью кислородных модулей, работающих следующим образом. Воздушный компрессор под давлением протягивает воздух через специальную высокотехнологичную мембрану, изготовленную с применением микротехнологий, которая задерживает молекулы азота и в то же время свободно пропускает молекулы кислорода. Это позволяет на выходе из компрессора получать воздух с повышенным, примерно на 8… 10%, содержанием кислорода.

Ионизация. Считается, что осуществляемая кондиционером ионизация молекул воздуха в отрицательно заряженные ионы придает воздуху природную свежесть.

Технические характеристики кондиционеров

Энергоэффективность. Основным показателем энергоэффективности кондиционера является отношение мощности охлаждения к мощности потребления. В каталогах компаний-производителей кондиционеров она обозначается ERR (Energy Efficiency Ratio). Отношение мощности обогрева к мощности потребления обозначается как СОР (Coefficient of Performance).

Отметим, что энергоэффективность бытовой техники принято характеризовать семью классами, из которых класс А - лучший, а класс G - худший. Кондиционеры класса А имеют СОР > 3,6 и ERR > 3,2, а класса G - СОР <2,4 и ERR <2,2.
Примерные значения параметров потребляемой мощности и холодопроизводительности бытовых кондиционеров в зависимости от площади помещения приведены в табл.1.

Таблица 1

Рекомендуемаяплощадь, м2
Потребляемая мощность, кВт
Холодопроизводительность, тыс. BTU
16 1,6 5
20 2 7
26 2,6 9
35 3,5 12
37 4,3 15
52 5,2 18
70 7 24
80 8 30


BTU (British thermal unit) - британская тепловая единица: 1BTU = 0,3 Вт

Шум роботы. При выборе конкретного типа кондиционера следует обращать внимание на создаваемый им уровень шума, который для внутреннего блока большинства бытовых кондиционеров находится в пределах 26...36 дБ, а для наружного блока - 38...54 дБ. Самыми бесшумными являются инверторные кондиционеры, которые благодаря электронному управлению напряжением и частотой питания двигателя работают с переменной мощностью и с плавным изменением скорости.

Фреон. Фреон представляет собой смесь метана и этана, в которой атомы водорода замещаются атомами фтора и хлора. В кондиционерах чаще всего используются фреоны R-22 и R-410A. Однако в 2003 году в Евросоюзе был принят ряд законов, ограничивающих использование фреона R-22, поскольку он способствует разрушению озонового слоя. Поэтому в последние годы большинство производителей стремятся перевести свое оборудование на озонобезопасный фреон R-410A, который значительно дороже фреона R-22.

Рабочий температурный диапазон. Обычный бытовой кондиционер работает при температуре наружного воз-духа + 1 6...+43°С, а некоторые модели даже при +46°С - в режиме охлаждения, и при температуре наружного воздуха -5...+ 1 8...20°С - в режиме обогрева.

Основные фирмы-производители кондиционеров. Сравнение соотношения цена/качество

По качеству бытовые кондиционеры, представленные на рынке Украины и России, можно условно поделить на три категории в соответствии с ценовой политикой производителей и качеством оборудования - премиум-класс, средний и бюджетный класс. Практически все они, вне зависимости от их класса и стоимости, имеют схожую функциональность, однако оснащены разными системами контроля, самодиагностики и защиты от неправильной эксплуатации. Отсутствие системы защиты от неправильной эксплуатации обязывает пользователя знать все тонкости работы кондиционера.

Общие рекомендации по выбору и монтажу бытовых кондиционеров

В принципе внешний дизайн всех марок бытовых кондиционеров практически одинаков. Кондиционеры различаются только мощностью, набором функций, уровнем шума и качеством. Поскольку на мировом рынке по надежности и качеству лучше всего себя зарекомендовали и поэтому пользуются повышенным спросом кондиционеры таких широко известных торговых марок, как DAIKIN, FUJITSU GENERAL, MITSUBISHI HEAVY, PANASONIC, CHOFU Sereno, то покупателям можно рекомендовать покупать кондиционеры именно этих торговых марок, учитывая при выборе конкретного типа и мощности кондиционера содержащиеся в табл.1 данные о зависимости его холодопроизводительности от площади помещения, а также характеристики и ориентировочные стоимостные показатели трех классов кондиционеров сплит-систем. Кроме того, необходимо также учитывать форму бытового помещения, количество постоянно находящихся в нем людей, общую площадь остекления, ориентацию здания по сторонам света, наличие принудительной системы вентиляции и др. Следует иметь в виду, что неправильно подобранная и некачественно смонтированная климатическая техника не сможет успешно справляться со своими задачами или будет работать на износ. Поэтому монтаж кондиционеров следует поручать только квалифицированным специалистам.

Я.А. Кременецкая



Другие статьи:

Тепловая пушка. Как выбрать тепловую пушку.
Как выбрать инфракрасный обогреватель
Как выбрать тепловентилятор