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

Устройство и принцип работы сплит-системы

Среди кондиционеров всех типов, разработанных когда-то и известных потребителю, наибольшим спросом пользуется сплит-система. Она является самой энергоэффективной и малошумящей (внутри помещения). В быту она вытеснила куда более шумные оконные кондиционеры.

Составные части

Сплит-система – это наружный и внутренний блоки, отделённые друг от друга наружной стеной здания или строения. Стандартная комплектация блоков кондиционера – компрессор, конденсатор, испаритель, ТРВ и два вентилятора.

Компрессор

Компрессор – это двигатель, гоняющий хладагент по холодильному змеевику в наружном и внутреннем блоках. Его механизм, заключённый в непроницаемый для внешнего воздуха и водяных паров корпус, располагает также резервуаром, в который залито машинное масло, уменьшающее трение его деталей и снижающее износ двигателя в сотни раз. Различают компрессоры, построенные на поршневой или скроллинговой (спиральной) основе. Компрессоры с поршнем стоят значительно ниже, чем спиральные. Их надёжность в несколько раз ниже – особенно при температуре до -20 градусов.

Конденсатор

В состав конденсатора фреона входят змеевик с радиатором, где сжиженный фреон отдаёт ему тепло, удаляемое затем при помощи вентилятора. Конденсатором также называют радиатор, на котором водяной пар из обдувающего воздуха превращается в капли воды. Вода собирается в резервуаре и затем вытекает по шлангу за пределы наружного блока.

Испаритель

В комплект блока испарителя входят змеевик и радиатор внутреннего блока. В нём жидкий фреон превращается в газообразный, он забирает с собой тепло из помещения. Взамен он отдаёт холод, который и выдувается с помощью вентилятора со ставших ледяными пластин радиатора.

Теплорегулирующий вентиль или четырёхходовой клапан позволяет кондиционеру переключаться из режима охлаждения в режим обогрева и обратно. При этом направление движения фреона меняется на противоположное.

Вентиляторы

Если бы не вентиляторы, удаление тепла с радиатора змеевика и компрессора наружного блока – равно как и холода из внутреннего блока – происходило бы крайне медленно и неэффективно. В лучшем случае кондиционер часто бы останавливался, за чем проследила бы автоматика. В худшем – он быстро бы вышел из строя из-за перегрева компрессора и покрытия одной из трубок фреоновой теплотрассы снежной шубой. Вентилятор наружного блока удаляет избыток жара из наружного блока. Во внутреннем блоке вентилятор выдувает образовавшийся на радиаторе холод в саму комнату.

Другие детали и узлы

Кроме мотора-компрессора, змеевиков с радиаторами, вентиляторов и ТРВ, в старые советские и российские оконные кондиционеры встраивалось электромеханическое управление на основе термостатов, реле и простейших транзисторных ключей. Как и в старых холодильниках 20-летней и более давности, электромеханика регулировала нагрузку на вентиляторы и компрессор, не позволяя им перерабатывать больше положенного – и вместе с тем перегреваться.

Плата электронного управления

В современных кондиционерах вместо реле, мощных диодов и транзисторов используется плата электронного управления на современных бескорпусных микросборках. От электромеханического модуля она отличается наличием процессора. Из микрочипа (постоянного запоминающего устройства, ПЗУ) через оперативную память он считывает «вшитую» в чип ПЗУ программу. Последняя не только не допускает перегрузки основных, жизненно важных для кондиционера узлов, но и позволяет ему работать в нескольких режимах. Это даёт возможность потребителю за несколько секунд подстроить работу кондиционера под свои потребности.

Плата (электронный блок управления, ЭБУ) также оснащена мощными, но компактными коммутирующими реле (или силовыми транзисторными ключами), включающими и выключающими вентиляторы и компрессор после указанных в описании программы интервалов времени. Сама плата питается от постоянного напряжения 12 вольт, в которое с помощью трансформаторного блока питания преобразуется переменное сетевое напряжение 220 В.

Жалюзи внутреннего блока

Шторки жалюзи внутреннего блока опускает и поднимает шаговый переменный двигатель, соединённый с ними при помощи длинной (почти как сам внутренний блок) оси. Он управляется драйвером – отдельной мини-платой, получающей ток от блока питания. Она преобразует это напряжение в импульсы переменного тока – по числу фаз, равных числу самих катушечных обмоток двигателя, и обеспечивает (с его помощью) поворот шторок вокруг своей оси на нужный угол.

В программе имеется режим «качающиеся шторки» – при нём плата драйвера и двигатель работают почти постоянно, заставляя эти шторки покачиваться, подобно поступательным поворотам обычного комнатного вентилятора. Задача – сделать обдув комнаты охлаждённым воздухом более равномерным и рассредоточенным. Это избавляет владельца или его гостей от риска получить простуду и другие заболевания, вызванные прицельно бьющим в одни и те же части тела холодным воздушным оттоком.

Термодатчики

Один из термисторов расположен на внутреннем блоке – на входе втягиваемого в сам блок воздуха. Он сообщает плате управления о фактической температуре воздуха в комнате. Второй – на компрессоре: при перегреве запылённого и загрязнённого снаружи компрессора кондиционер автоматически остановится – и запустится лишь после полного или частичного остывания мотора. Либо устройство отключится до тех пор, пока владелец снова не включит кондиционер.

На других двигателях (вентиляторы, движок для поворота жалюзи) термодатчики также ставят, когда модель кондиционера – из наиболее дорогих. При перегреве движка постоянно качающихся жалюзи – или запылённого вентилятора внешнего блока – кондиционер тут же прекращает работу.

Такая «продвинутая» схема – подобно термозащите ноутбука, холодильника или иного «умного» устройства – полностью берёт предварительную диагностику на себя. Она защищает кондиционер от полного повреждения, вызванного одной-единственной (локальной) ошибкой в его работе. Цены на «умные» сплит-системы понемногу снижаются.

Модуль индикации

Он включает в себя светодиодную панель и/или небольшой дисплей. В моделях настенных сплит-систем это, как правило, светодиоды, показывающие, как работает кондиционер – «Сеть», «Охлаждение», «Обогрев», «Сушка», «Ионизация», «Ошибка» (или «Авария»), светодиоды индикации о температуре (если она регулируется пошагово, а не с точностью до градуса). В продвинутых моделях светодиодный ряд заменяет дисплей с подсветкой, отображающий температуру, режим, уровень нагрузки и другие полезные диагностические данные (если что-то пойдёт не так).

Управление

У низкобюджетных моделей, как и у оконных кондиционеров из недавнего прошлого, присутствует выключатель питания и шаговый переключатель на несколько позиций. Последний может иметь позиции «Малый холод», «Больший холод», «Вентиляция» и «Обогрев». Вместо переключателей могут присутствовать кнопки – как на пульте. Достоинство такого способа – простота управления. Недостаток – нужно лишний раз встать, чтобы нажать на кнопки или повернуть рукоятку переключателя, что не всегда нравится пожилым или заболевшим людям. Более дорогие модели управляются с пульта.

Недостаток дистанционного переключения режимов – раз в год в пульте нужно менять батарейки. Достоинство – десятки вспомогательных режимов, например, понижение оборотов вентилятора внутреннего блока на ночь.

Основные функции

Главная функция кондиционера – охлаждение воздуха в комнатах в летний зной. Современные кондиционеры также обросли и такими дополнительными функциями, как:

• нагрев воздуха в комнатах зимой;
• очистка воздуха в комнате от пыли, удаление запахов (с помощью угольных фильтров тонкой очистки);
• аэроионизация (обогащение воздуха в комнате отрицательными ионами, полезными для здоровья);
• сушка слишком влажного воздуха.

В наиболее продвинутые модели кондиционеров стали встраивать мини-озонатор – контур-умножитель для получения статичного электричества, вырабатывающий 60–80 киловольт. Под влиянием коронного разряда свободный кислород в помещении превращается в озон, полезный человеку в малых количествах. Включение и отключение озонатора также осуществляется программно.

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

Каждый, кто пытался решить проблему охлаждения воздуха в доме или квартире, имеет хотя бы приблизительное представление о том, что такое сплит система. Этот вариант кондиционирования уверенно вытеснил древние “оконники” и сохраняет популярность многие годы.

Понимание особенностей работы сплит-системы позволит выбрать подходящую модель и правильно организовать ее эксплуатацию.

В этом материале речь пойдет об устройстве и принципах работы сплит систем, а также мы расскажем о тонкостях монтажа, которые следует соблюдать, чтобы техника прослужила долгие годы.

Суть работы и принцип действия

Основное предназначение сплит-системы – охлаждать воздух внутри помещения. Состоит агрегат из двух частей. Одна из них устанавливается снаружи помещения, а другая – внутри. Чтобы соединить их узкой трубой, в толще стены проделывают отверстие. Принцип функционирования сплит систем примерно такой же, как и у холодильников.

Хладагент, циркулирующий по трубке внутри системы, поглощает тепло воздуха, который находится внутри помещения, перемещает тепловую энергию наружу и возвращает окружающей среде. Холодильный контур кондиционера включает два основных элемента: конденсатор и испаритель.

Первый из них заключен в наружный блок устройства, а последний находится в блоке, который устанавливают в комнате.

Хладагент (как правило, это фреон), перемещается между устройствами по замкнутому контуру. Внутри помещения он нагревается в процессе поглощения тепловой энергии и становится газом.

Таким образом, воздух охлаждается, когда проходит через испаритель. Для улучшения перемещения воздушного потока по всему пространству комнаты, используется вентилятор.

Далее хладагент поступает в конденсатор. Здесь он проходит через компрессор, а затем охлаждается, контактируя с более холодным воздухом улицы. Хладагент снова становится жидким.

Принцип работы такой системы соответствует работе обычного холодильника, здесь точно также используется способность фреона испаряться при невысоких температурах.

Устройство сплит-системы

Чтобы процесс функционирования такого кондиционера осуществлялся эффективно, используется ряд элементов.

В состав наружного блока обычно входит:

• вентилятор;
• компрессор;
• конденсатор;
• фильтр фреона;
• плата управления;
• защитная крышка;
• штуцеры для медных труб и т.п.

Вентилятор обеспечивает постоянную циркуляцию воздуха вокруг блока, чтобы обеспечить быстрое и стабильное охлаждение фреона. Этот процесс происходит в конденсаторе. С помощью компрессора выполняется сжатие фреона, которое обеспечивает его переход в состояние газа и циркуляцию по холодильному контуру.

Фильтр очищает фреон от попавших в систему загрязнений, что может произойти во время монтажа.

Помимо упомянутых элементов в наружном блоке также может быть установлен четырехходовой клапан, который необходим, если в модели предусмотрено не только охлаждение, но и обогрев комнаты в зимнее время.

В инверторных моделях блок управления практически полностью находится в наружной части устройства. Но если инвертор отсутствует, электронику обычно ставят во внутреннем блоке.

Эта часть обычно состоит из:

• защитной решетки;
• системы фильтров;
• вентилятора;
• испарителя;
• жалюзи;
• индикаторной панели;
• блока управления;
• штуцеров-соединителей и т.п.

Защитная решетка обычно располагается на передней панели. Ее легко снять или открыть, чтобы получить доступ для обслуживания внутренних элементов кондиционера. Через отверстия этой решетки в устройство поступает воздух для дальнейшего охлаждения.

Фильтр грубой очистки – это просто пластиковая сетка, которая задерживает крупный мусор, чтобы он не попадал в корпус блока.

Фильтры тонкой очистки – чуть более сложная система для удержания загрязнений мелких фракций: частиц пыли, нежелательных запахов, опасных бактерий и т.п.

Обычно устройство снабжено угольным и электростатическим фильтром, но может быть укомплектовано антибактериальным картриджем или другими полезными фильтрами.

Вентилятор, как упоминалось ранее, нагнетает охлажденный воздух, который проходит через испаритель. Подвижные жалюзи снабжены электроприводом для регулирования направления потоков охлажденного воздуха.

Панель с индикаторами отображает состояние устройства, например, заданную температуру воздуха, режим работы и т.п.

Это общее описание устройства сплит-системы. Конструкция таких кондиционеров может варьироваться в зависимости от дополнительных функций: наличия инвертора, обогрева и т.п. Для комнаты или квартиры достаточно обычного кондиционера. Устройство выбирают в зависимости от мощности, которая должна соответствовать площади помещения.

Виды, типы, дополнительные функции

Современные бытовые кондиционеры способны обслуживать до 90 кв. м. Но если речь идет о большом коттедже или офисе, имеет смысл подумать об установке более производительных устройств. Проблему кондиционирования таких объектов решают с помощью мультисплит-систем или полупромышленных моделей.

Мультисплит-система дает возможность устанавливать несколько внутренних блоков, которые присоединяют к одному общему наружному блоку. Экономически такое решение может оказаться более выгодным, чем использование нескольких обычных сплит-систем, внешний вид фасада однозначно выигрывает.

Альтернативой решения проблемы кондиционирования большого здания может стать система чиллер-фанкойл. Если площадь офиса или коттеджа приближается к размеру 500 кв. м или немного его превышает, имеет смысл задуматься об использовании сплит-системы полупромышленного типа.

Канальный вариант такого устройства позволяет смонтировать устройство и ведущий к нему канал под навесным потолком, не нанося ущерба внешнему виду помещения. Эти устройства способны не только очищать и охлаждать имеющийся в помещении воздух, но и выполнять забор свежих масс снаружи, что значительно улучшает микроклимат.

Кассетные кондиционеры устанавливают так, чтобы решетка, сквозь которую подается воздух, стала частью подвесного потолка. Холодный воздух распространяется по комнате быстро и равномерно. Подробнее о принципах работы кассетных сплитов читайте далее.

В комнатах сложной формы или там, где навесного потолка по каким-то причинам нет, устанавливают напольно-потолочные системы.

Что нужно знать о инверторных моделях?

Существуют модели сплит-систем с инвертором и без него. Оба варианта пользуются популярностью, но разницу все же узнать не помешает. Инвертор – это устройство, способное обеспечить специальное электропитание для компрессора.

Инверторная схема состоит в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный.

После этого характеристики постоянного тока изменяются, чтобы преобразовать его опять в переменный ток, но с новыми показателями, и передать электропитание на компрессор.

В результате мощность работы компрессора будет варьироваться в зависимости от ситуации: комфортной температуры, до которой необходимо охладить воздух и исходных показателей, существующих в момент начала работы системы.

При наличии инвертора кондиционер работает постоянно, он не отключается. Для чего это нужно? Несмотря на постоянную работу устройства, инверторная схема позволяет сократить расход электроэнергии примерно на 30%, чем при использовании модели с аналогичными характеристиками, но без инвертора.

Отсутствие регулярных циклов включения-отключения благоприятно сказывается на функционировании кондиционера и позволяет увеличить срок его эксплуатации в полтора-два раза. Такой кондиционер можно оставлять включенным целый день, не переживая по поводу счетов за электроэнергию.

Высокие эксплуатационные характеристики достигаются за счет улучшения производительности теплообменника, а также благодаря современному микропроцессору, который регулирует работу агрегата.

Считается, что сплит-системы, снабженные инвертором, способны быстрее установить оптимальную температуру в комнате и далее поддерживать ее на нужном уровне. Шума такие устройства производят значительно меньше, чем безинверторные аналоги.

На нашем сайте есть статья, где мы провели сравнительный обзор инверторных и обычных сплит-систем. Подробнее – переходите по ссылке.

Кондиционер с тепловым насосом

Если сплит-система снабжена тепловым насосом, зимой ее можно смело использовать для обогрева помещения. Некоторые покупатели ошибочно полагают, что для этого внутренний блок кондиционера снабжен ТЭНами, что совершенно не соответствует действительности.

На самом деле такой кондиционер имеет четырехходовой клапан и систему управления, которая как бы разворачивает процесс охлаждения в обратную сторону.

Устройство охлаждает уже не помещение, а улицу, т.е. работает как тепловой насос типа “воздух-воздух”. Чтобы понять, как можно обогревать помещение с помощью холодного наружного воздуха, нужно изучить функционирование теплового насоса.

В работе этого агрегата также используется способность хладагента (все того же фреона) нагреваться при пониженных температурах.

Хотя воздух снаружи и остается холодным, он содержит некоторое количество тепловой энергии с низким потенциалом. Хладагент поглощает эти крохи энергии, концентрирует их, проходит через повышающий давление компрессор и отдает воздуху внутри помещения. Воздушные потоки нагреваются и распространяются по комнате.

В результате обогрев осуществляется при очень низких затратах электроэнергии. Этот вариант считается выгодным и безопасным способом жилья. Стоит отметить, что принципы работы сплит системы и теплового насоса очень похожи. Однако не нужно рассматривать тепловой насос, встроенный в сплит-систему, как основной способ обогрева комнаты, это скорее вспомогательный вариант.

Приобретая устройство, следует внимательно изучить условия эксплуатации и технические характеристики прибора. Тепловой насос эффективен в южных широтах во время теплой зимы при температурах +5…-15 градусов. При -20 обогрев практически невозможен.

Особенности монтажа и правила эксплуатации

Процесс монтажа сплит-системы относительно не сложен, но неопытным мастерам все же следует поручить эту миссию профессионалам, знакомым с работой холодильного оборудования. Обычно сначала устанавливают внутренний и наружный блок, в стене проделывают отверстие и соединяют устройства трубкой.

Самая ответственная часть – заправка системы фреоном. Даже если все прочие работы владелец квартиры выполнил самостоятельно, этот этап пусть сделает опытный мастер, практика показывает, что так надежнее.

Неправильный монтаж может заметно снизить эффективность работы кондиционера, он же и является наиболее частой причиной поломок этого оборудования.

Очень важно правильно подобрать место для внутреннего блока. Если холодный поток будет направлен на расположенную рядом поверхность, оборудование станет работать некорректно, а охлажденный воздух распространится неравномерно по объему помещения. Работа наружного блока обычно сопровождается появлением конденсата.

Следует позаботиться об отведении этой влаги с помощью специальной трубки, чтобы вода не стекала по стене. Если сплит-система смонтирована правильно, остается обеспечить ее нормальную эксплуатацию. Рекомендуется устанавливать температуру охлаждения в пределах 21-23 градусов.

Более низкие температуры тоже допустимы, но такой режим работы создает дополнительную нагрузку на систему. Кроме того, слишком большая разница между температурой внутри и снаружи здания может иметь нежелательные последствия для здоровья.

Внутренний блок лучше установить таким образом, чтобы предотвратить прямое воздействие солнца.

Помимо опасности перегрева есть вероятность, что яркий свет может стать препятствием для сигнала светодиода. Чтобы увеличить ресурс работы системы, лучше во время его работы закрывать окна и двери. Конечно, периодически жилище нужно проветривать или следует приобрести модель, которая осуществляет забор воздуха с улицы.

Оборудование следует беречь от избыточного теплового или электромагнитного воздействия. Раз в полгода следует очищать фильтры. Наружный блок необходимо защитить от непогоды.

Опасность для оборудования представляют скачки напряжения, если разница между номинальными и реальными показателями превышает 15% от норматива.

Выводы и полезное видео по теме

Наглядное описание принципов работы такой системы можно посмотреть здесь:

Этот ролик описывает практический опыт использования сплит-системы с обогревом:

Надежность сплит-систем и простота в эксплуатации сделали их исключительно популярным вариантом кондиционирования воздуха в жилых помещениях. При правильном монтаже и соблюдении условий работы такое оборудование может безупречно функционировать в течение очень длительного срока.

Все еще не можете выбрать подходящую сплит-систему? Или можете дополнить наш материал дельным советом? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке под статьей.

Принцип работы кондиционера

Как устроен принцип работы инверторного кондиционера

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Внешний блок

Внешний блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан, также в нем есть капиллярная трубка. Во всех блоках находится фильтр-осушитель, который очищает и осушает холодильный агент от возможного попадания влаги в систему и различного рода загрязнений. В сплит-системах инверторного типа во внешнем блоке также расположена плата управления, которая есть и в мультисплит-системах. Благодаря тому, что компрессор располагается именно в наружном блоке, уровень шума от работающего кондиционера в квартире гораздо ниже, чем со стороны улицы.

Размеры внешнего блока могут отличаться в зависимости от производительности модели, а также от бренда.

Соединение внутреннего блока с внешним происходит с помощью фреоновых трубопроводов. Также имеется дренажная магистраль, и электрический кабель для питания внутреннего и внешнего блока.

Внешний блок кондиционера всегда должен располагаться со стороны улицы. Он крепится на наружную сторону стены. Если кондиционер необходимо устанавливать на достаточной высоте от земли и смонтировать наружный блок обычным способом не представляется возможным, то приглашаются монтажники-альпинисты со специальным снаряжением и оборудованием. Без таких приспособлений невозможно установить внешний блок высоко.

Также наружный блок может быть установлен на крыше зданий, на незастекленных балконах и лоджиях, открытых общих балконах или лестничных пролетах с открытым доступом к улице.

Часто внешние блоки поставляются в антивандальном корпусе, если это не предусмотрено производителем, то блок, установленный на уровне первых этажей, может быть дополнительно помещен в специальный защитный короб из металлических прутьев. Во избежание скапливания снега или дождевой воды, а также мусора, над внешними блоками иногда устанавливают специальный скошенный навес.

Внутренний блок

Внутренние блоки сплит-системы могут быть следующих типов:

• настенные – они предназначены для установки на стену;
• кассетные – размещаются в зоне подпотолочного пространства;
• канальные – устанавливаются в зоне подпотолочного пространства с системой воздуховодов;
• напольно-подпотолочные – могут быть установлены как на пол, так и в зону под потолком;
• колонные – устанавливаются на пол, имеют большие размеры, в сравнении с другими типами внутренних блоков классических сплит-систем.

Основные функции современных сплит-систем – вентиляция, осушение, охлаждение, обогрев и поддержание заданной температуры воздуха в помещении.

Управление при помощи пульта дистанционного управления. Практически все современные модели сплит-систем оснащены пультом ДУ. С его помощью происходит не только включение и отключение прибора, но и управление всеми функциями – установка температурного режима, включение таймера, программирование задач, включение всех режимов, предусмотренных конкретной моделью кондиционера.

Если в модели реализована функция «I feel», то благодаря датчику температуры в пульте ДУ кондиционер отслеживает окружающую температуру воздуха в помещении, и при достижении установленной пользователем температуры оборудование поддерживает ее.

На внутреннем блоке происходит регулировка направления воздушного потока путем изменения угла наклона жалюзи.

Работа компрессора внешнего блока регулируется постоянным контролем всех систем.

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

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.

В чем отличие кондиционера от сплит-системы

Кондиционер – это сложное техническое оборудование, предназначенное для создания и поддержания комфортного температурного режима в помещении любого назначения. Кондиционер может не только охлаждать воздух, но и нагревать его, если это предусмотрено производителем. Кондиционер – это общее понятие климатической холодильной техники. Видов кондиционеров на сегодняшний день представлено очень много. Кондиционером можно назвать как бытовой прибор для охлаждения воздуха, например, оконный кондиционер или мобильный кондиционер, так и чиллер – промышленное климатическое оборудование большой мощности. Для более точного определения существуют названия кондиционеров, например, сплит-система.

Бытовая сплит-система чаще всего устанавливается в относительно небольших по площади помещениях, например, бытовая настенная сплит-система предназначена для создания оптимального микроклимата в помещениях от 10 до 70 м2, в зависимости от мощности оборудования. Поэтому такие сплит-системы чаще всего устанавливаются в квартирах или в небольших офисных помещениях.

Есть также и другие типы сплит-систем, которые больше подходят для просторных помещений большой площади – торговых центров, ресторанов, бизнес-центров и т.д. Все эти сплит-системы также имеют по одному внутреннему и одному внешнему блоку, отличаются они только внутренними блоками и производительностью. Внутренние блоки делятся по типу установки – кассетные, канальные, колонные, напольно-подпотолочные, колонные.

Сплит-системы могут отличаться опциями и функциями, это зависит от модели и производителя. Например, в сплит-системах может быть разное количество очищающих воздушных фильтров. Количество режимов также может отличаться – в некоторых кондиционерах предусмотрены следующие популярные режимы – «I feel», ночной режим, самоочистка, авторестарт, автоотключение, самодиагностика, турборежим, интеллектуальная оттайка и др.

Что такое сплит-система и чем она отличается от кондиционеров — моноблоков

Среди всех типов домашних кондиционеров «сплиты» занимают первое место по количеству установок в квартирах и частных коттеджах (80—85% от общего числа). Тенденция сохраняется, поскольку указанные климатические агрегаты удобны в эксплуатации, не отнимают полезную площадь, мало шумят. Наша задача – подробно разъяснить, что такое сплит-система, рассмотреть принцип работы и разновидности этих бытовых приборов.

Устройство и отличие от других кондиционеров

Сначала разберемся с терминологией. По определению, кондиционерами называют любые климатические установки, обрабатывающие воздух и доводящие его до нужной кондиции. Агрегаты могут выполнять ряд функций:

• охлаждение, нагрев;
• осушение, увлажнение;
• очистка, обеззараживание;
• приточно-вытяжная вентиляция помещений с принудительным побуждением.

Справка. Комплексная обработка воздуха, например, фильтрация + нагрев + увлажнение, — это кондиционирование. Все задействованные агрегаты, средства управления, вентиляционные каналы и решетки составляют систему кондиционирования воздуха (сокращенно – СКВ).

Конструкция наружной части сплит-системы, функционирующей по принципу вкл/выкл

Классическая сплит-система — это кондиционер, разделенный на 2 блока – внешний и внутренний (английское слово split означает «разделять»). Наружный модуль представляет собой корпус больших размеров, где располагаются основные элементы охладителя:

• компрессор;
• теплообменник – конденсатор;
• вентилятор;
• расширительный клапан (в бытовых моделях – капиллярная трубка);
• четырехходовой клапан, переключающий режимы охлаждение/обогрев;
• бачок ресивера – осушителя хладагента;
• датчики, контроллер зимнего комплекта;
• конденсаторы и реле включения компрессора.

Дополнение. Во внешних блоках инверторных моделей устанавливается электронная плата управления, соединенная с внутренним модулем специальным кабелем.

Типовая схема размещения блоков охлаждающей системы

Уличный агрегат монтируется снаружи на стену здания либо ставится на балконе (лоджии) без остекления. Второй блок меньших размеров ставится внутри комнаты – обычно крепится к стенке в верхней зоне помещения, соединяется с наружным 2 фреоновыми магистралями и кабелем. Внутренний модуль включает такие элементы:

• теплообменник-испаритель;
• тангенциальный вентилятор с крыльчаткой в виде длинной турбины;
• электронная схема управления, датчики температуры;
• фильтры очистки комнатного воздуха;
• жалюзи, поворачиваемые шаговыми электродвигателями;
• ванночка для конденсата, трубка дренажа.

Включение и настройка сплит-системы предусматривается от пульта дистанционного управления. Количество реализованных в кондиционере функций зависит от типа и цены конкретной модели.

Схема устройства внутренней части кондиционера в разрезе

Как работает сплит-система

Перейдем к технической стороне вопроса. Принцип действия «сплита» не отличается от работы других холодильных машин — перенос тепловой энергии из одного места в другое. В данном случае – из квартиры на улицу. Переносчиком (на техническом языке – рабочим теплом) выступает хладагент — фреон, испаряющийся при отрицательной температуре.

Важный момент. Фреоны – соединения углеводородов с фтором – переносят большое количество тепла за счет фазового перехода из жидкого агрегатного состояния в газообразное и обратно. В бытовых кондиционерах применяется 2 марки хладонов – R22, R410a. Характеристики последнего соответствуют современным экологическим требованиям, R22 считается устаревшим.

Как работает «сплит» после включения и установки заданной температуры в комнате:

1. Контроллер принимает сигнал датчика, фиксирующего высокую температуру в помещении. Запускается компрессор, вентилятор внутреннего модуля начинает прогонять воздух сквозь соты теплообменника-испарителя.
2. Фреон, находящийся в трубках радиатора, переходит в паровую фазу, интенсивно поглощая тепло. Дальше фреон идет по трубке в наружный блок и попадает в компрессор, поднимающий давление газа. Сжатие производится с одной целью – чтобы пар сконденсировался при более высокой уличной температуре.
3. По дороге хладагент пропускается через ресивер – осушитель, предохраняющий компрессор от влаги.
4. Двигаясь по трубкам внешнего теплообменника, обдуваемого большим осевым вентилятором, сжатый фреон снова принимает жидкое состояние, параллельно сбрасывая поглощенное тепло.
5. В дроссельном (расширительном) клапане давление жидкости снижается, затем хладон возвращается во внутренний блок по трубке меньшего диаметра. Цикл повторяется.
6. Когда температура помещения снижается до заданной величины, контроллер по сигналу датчика останавливает компрессор. Следующий запуск происходит после нагрева комнаты на 2—3 градуса.
7. Из-за разности температур воздушных потоков и теплообменных поверхностей выделяется конденсат, стекающий в специальную ванночку. Оттуда вода стекает наружу по наклонной дренажной трубке.

Примечание. Мы дали описание работы обычной сплит-системы, действующей по принципу «on/off» (вкл/выкл). Более современные кондиционеры — инверторы — функционируют непрерывно, о чем рассказывается ниже. Предлагаем посмотреть видео о фазовых переходах фреона внутри охладителя:

Когда нужно перейти в режим обогрева, четырехходовой электрический клапан переключает движение хладона в обратную сторону. Внешний радиатор становится испарителем, внутренний – конденсатором, тепло забирается с улицы и перемещается в жилое помещение.

Аналогичным образом работают так называемые моноблоки – оконные и мобильные кондиционеры. Разница заключается в протяженности фреоновых магистралей – когда все теплообменники и вентиляторы установлены в едином корпусе, длина коммуникаций не превышает 1 м, на сплит-системах – до 7 м.

Схема работы моноблочной версии кондиционера, где все элементы собраны в одном корпусе

В недорогих «сплитах» комнатный воздух проходит сквозь сетку грубой очистки из полипропилена. Более продвинутые модели могут оснащаться несколькими фильтрами, осушителем и ионизатором воздуха.

Охладители инверторного типа

Особенность этих сплит-систем – непрерывная работа компрессора. Силовой блок питания – инвертор – изменяет производительность агрегата, снижая либо увеличивая частоту электрического тока. Что это значит на практике:

1. При запуске охладителя компрессор работает на максимальной мощности.
2. Когда температура воздуха приближается к заданной, по команде контроллера инвертор постепенно уменьшает производительность компрессора.
3. При достижении установленного температурного порога мощность агрегата снижается до минимума.
4. Сплит-система переходит в режим поддержания температуры – производительность регулируется в зависимости от нагрева воздуха.

Обогрев происходит аналогично – сначала температура комнаты поднимается на максимальной мощности, затем обороты двигателя компрессора уменьшаются и наращиваются по сигналу датчика. Чем «инвертор» лучше кондиционера «on/off»:

• отсутствуют скачки напряжения от запусков электромотора;
• снижается общий расход электроэнергии;
• перепады температуры внутри помещения практически незаметны, как случается после остановки компрессора;
• зимой постоянно работающий компрессор не застывает на морозе.

Справка. Некоторые модели «инверторов» сохраняют работоспособность до минус 30 °C на дворе. Правда, интенсивность обогрева существенно падает. Подробнее об инверторных сплит-системах читайте в отдельном материале.

Градация по мощности

Поскольку первые кондиционеры появились в США, холодопроизводительность установок измерялась в британских тепловых единицах – BTU. Производители до сих пор выпускают линейки сплит-систем согласно стандартному ряду мощностей – 7000, 9000, 12000 BTU и так далее. В обозначении конкретной модели присутствовала соответствующая цифра – 07, 09, 12…

Справка. Одна тысяча BTU/час соответствует 293.07 Вт или 0.293 кВт.

Сейчас большинство производителей указывает производительность по холоду в киловаттах либо в двух единицах – кВт и BTU. Ниже в таблице представлена стандартная линейка мощностей бытовых и полупромышленных сплит-систем.

Разновидности кондиционерных блоков

Устройство внутренних и уличных модулей всех «сплитов» одинаковое, за исключением некоторых мелочей. Агрегаты делятся на виды по способу размещения комнатного блока:

1. Самые распространенные – настенного типа. Из названия ясно, что модуль подвешивается на стену внутри помещения.
2. Канальные (бескорпусные) модели встраиваются в прямоугольные воздуховоды системы кондиционирования частного дома.
3. Кассетные блоки крепятся к перекрытию, охлажденный воздух подается в 4 направлениях сверху вниз. Корпус агрегата прячется за подвесным/натяжным потолком, на виду остается нижняя панель.

Примечание. К бытовой серии относятся только настенные сплит-системы. Остальные – кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные — являются полупромышленными агрегатами. Применяются в офисах, кафе, административных зданиях, хотя никто не мешает повесить потолочный кондиционер в квартире.

Отдельного упоминания заслуживают мульти-сплит-системы, состоящие из одного наружного мощного блока и 2—4 внутренних. Такая СКВ способна поддерживать разную температуру в нескольких комнатах и применяется в исключительных ситуациях, когда нельзя разместить на фасаде здания 2—3 отдельных модуля.

Почему лучше выбирать два-три «сплита» вместо одной мульти-системы:

• более высокая цена оборудования при одинаковой стоимости монтажа;
• внешний мультиблок не позволяет одновременно охлаждать и нагревать два соседних помещения, допускается работа только в одном режиме;
• наружный агрегат отличается габаритами и приличным весом;
• стоимость сервисного обслуживания возрастает из-за увеличенного объема фреона и сложного устройства блока, в котором может стоять 2—3 компрессора.

В больших торговых центрах и производственных зданиях используются промышленные сплит-системы – центральные и крышные roof-top кондиционеры. В них блоки тоже разделены – внутри помещений стоят фанкойлы, приточные агрегаты, снаружи – модули очистки, нагрева и охлаждения (чиллеры).

Родство с тепловыми насосами

Устройство инверторной сплит-системы и воздушного теплового насоса (ТН) идентично. Оба агрегата используют принцип холодильной машины, забирают тепло наружного воздуха и нагревают внутренний. Отличия в конструкции – ради повышения эффективности площадь наружного теплообменника-испарителя ТН существенно увеличена, поэтому блок зачастую ставится на землю, как показано ниже на фото.

Геотермальные насосы, извлекающие тепло грунта, тоже конструктивно близки к сплит-системам. Разница – в способе отбора и передачи теплоты внешнему испарителю – здесь вместо уличного воздуха используется незамерзающий теплоноситель, протекающий по петлям подземных контуров. Основной рабочий цикл идентичен – рассол либо антифриз испаряет в теплообменнике фреон, отдающий тепло воздуху или водяной системе отопления.

Напоследок о монтаже

Как правило, монтажные работы выполняют мастера – холодильщики, располагающие специальным оборудованием – вакуумным насосом, манометрическим коллектором и перфоратором для бурения стен. Но маломощные модели — «семерки», «девятки» — можно смонтировать самостоятельно, взяв перечисленный инструмент в аренду.

Рекомендации по монтажу:

1. Располагайте уличный модуль под окном для удобства обслуживания, внутренний ставьте поближе к наружной стене. Лучше уложиться в 3 метра.
2. Приобретите медные трубки, соответствующие по диаметру сервисным портам, расположенным на боковой стенке корпуса.
3. Чтобы при работе компрессора блок не вибрировал и не гудел, надежно закрепите его на стеновом кронштейне.
4. Тщательно развальцовывайте медные трубки – от этого зависит герметичность системы и работоспособность «сплита».
5. Не располагайте внешний агрегат на застекленной лоджии или балконе.

Также посоветуем внимательно прочитать заводскую инструкцию кондиционера и ознакомиться с нашим руководством по монтажу домашнего охладителя воздуха.