Как работает кондиционер: устройство и принцип работы

Главная страница

›

Блог

›

Как работает кондиционер: устройство и принцип работы

Понимание принципа работы кондиционера помогает определиться с выбором подходящей модели. Рассказываем, как работает кондиционер, как он устроен и из каких компонентов состоит. Подробно объясняем, какие процессы происходят в сплит-системе в режимах охлаждения, обогрева и осушения.

По конструкции кондиционеры разделяют на моноблочные, двухблочные и многоблочные. Моноблочные состоят из одного устройства, к ним относят оконные и мобильные кондиционеры. Сплит-системы получили своё название от английского слова split — раздельный, так как они состоят из двух отдельных блоков — внутреннего и внешнего. Многоблочные состоят из одного внешнего и 3–9 внутренних блоков. Из всех этих видов в быту популярнее всего именно сплит-системы.

Сплит-система забирает воздух из комнаты, поглощает из неё лишнее тепло и выводит эту тепловую энергию на улицу, а затем уже охлаждённый воздух подаёт обратно в помещение. За процесс поглощения тепла в кондиционере отвечает хладагент, который в процессе работы прибора меняет своё агрегатное состояние.

Кроме охлаждения, кондиционеры имеют функцию обогрева и осушения воздуха. Обогрев в сплит-системах обеспечивается не нагревательным элементом, а достигается за счёт четырехходового клапана, который разворачивает процесс охлаждения в обратную сторону. На режиме осушения прибор снижает влажность воздуха, выводя излишнюю влагу из помещения через дренажный шланг.

Есть мнение, что кондиционер подаёт воздух с улицы, однако обычно это не так. Большинство моделей сплит-систем лишь охлаждают внутренний воздух помещения, не забирая воздух с улицы, а по трубке между блоками перемещается только хладагент. Однако есть редкие модели сплит-систем, оснащённые отдельным шлангом для подачи свежего уличного воздуха. Таких моделей мало, они в 5−6 раз дороже классических кондиционеров и подают не более 30 м³ воздуха в час — этого хватит только для одного человека.

Под давлением хладагент движется к конденсатору, где остывает в процессе обдува вентилятором. Затем он превращается в жидкость и выделяет тепло. Выходящий из конденсатора воздух нагревается и выдувается на улицу при помощи вентилятора. Хладагент имеет температуру на 10–20°С выше температуры окружающего воздуха.

Жидкий и газообразный хладагент с низким давлением и температурой попадает в испаритель, который обдувается воздухом помещения. В испарителе охлаждающая жидкость полностью переходит в газообразное состояние, при этом забирает у воздуха тепло. Охлаждённый воздух подаётся обратно в комнату, а вентилятор распределяет его по помещению.

Большинство современных кондиционеров способны работать также и на обогрев помещения. Такие сплит-системы оборудованы четырехходовым клапаном, который разворачивает направление движения хладагента, меняя испаритель и конденсатор местами. В этом режиме сплит-система забирает тепло из уличного воздуха и передаёт его в помещение. Несмотря на низкую температуру уличного воздуха, он всё же содержит некоторое количество тепловой энергии — она и используется для обогрева.

При выборе сплит-системы нужно проверить минимальную температуру, при которой устройство способно работать в режиме нагрева: часть моделей корректно работает на обогрев при температуре не ниже -7°C, но есть и модели, которые допускается использовать при температуре -20°C или ниже

Важно понимать, что с понижением температуры на улице эффективность нагрева с помощью кондиционера снижается, так как количество тепловой энергии в наружном воздухе падает. В морозы подаваемого сплит-системой тепла может быть недостаточно. Таким образом, режим нагрева в сплит-системы можно рассматривать как решение для межсезонья, когда центральное отопление в квартире ещё не работает или же как дополнительный источник тепла в частном доме.

Различают два типа бытовых сплит-систем: инверторные и классические — ON/OFF кондиционеры. Принцип действия этих устройств кардинально не отличается — в обоих случаях происходят все процессы, описанные выше. При этом между такими кондиционерами есть различие в методике поддержания выставленной пользователем температуры:

Инверторные сплит-системы меняют мощность работы в зависимости от температуры в комнате и выставленной пользователем температуры. Когда кондиционер охладил комнату до заданного уровня, он поддерживает температуру, работая на минимальной мощности. Благодаря этой особенности, инверторные модели плавно охлаждают помещение, без резких перепадов температур. Кроме того, наличие инвертора снижает расход электроэнергии на 30% по сравнению с ON/OFF моделями.

При осушении воздуха в кондиционере происходят почти те же процессы, что и при работе на охлаждение, за исключением того, что вентилятор внутреннего блока снижает число оборотов до минимума. Из-за слабого обдува теплообменник внутреннего блока не успевает быстро отдавать холод потоку воздуха, и температура в помещении практически не меняется — она снижается максимум на 1 °С.

Кондиционер — эффективное устройство для поддержания комфортной температуры в помещении. Однако важно понимать: он не обновляет воздух, а лишь охлаждает или нагревает уже имеющийся в комнате воздух. Между комнатным и уличным блоками циркулирует только хладагент, воздуховодов для забора уличного воздуха в системе кондиционирования нет.

Без притока свежего воздуха в закрытом пространстве быстро растёт уровень углекислого газа (CO₂), который выделяется при дыхании людей. Его избыток вызывает ощущение духоты и вреден для здоровья: вызывает сонливость, головную боль, снижение концентрации внимания. Подробнее об этом рассказываем в статье «Углекислый газ и его воздействие на организм человека».

Чтобы в квартире не становилось душно, необходимо регулярно проветривать помещение: открывать окно настежь каждый час не менее чем на 15–20 минут. Однако это не всегда удобно, особенно ночью. Зимой и в межсезонье при проветривании через окно квартира выхолаживается, а в жаркие дни притока с улицы почти нет из-за небольшой разницы температур внутри и снаружи помещения.

Для избавления от духоты и поддержания здорового микроклимата можно использовать бризер, или приточный воздухоочиститель. Это устройство приточной вентиляции, которое забирает воздух с улицы, очищает его от пыли, пыльцы, выхлопных газов и других загрязнений, при необходимости подогревает и подаёт в помещение.

Благодаря встроенному нагревателю бризер проветривает даже в холодное время года, не создавая сквозняки и не выхолаживая комнату. Приточный воздухоочиститель можно использовать круглый год: он обеспечит постоянный приток свежего, чистого, подогретого до комфортной температуры воздуха.

Кондиционер решает только одну задачу: регулирует температуру воздуха. Он по-настоящему востребован всего 2–3 месяца в году, в жаркий сезон. Бризер же помогает поддерживать сразу несколько параметров микроклимата: свежесть, чистоту, температуру воздуха. Поскольку свежий и чистый воздух нужен нам всегда, бризер будет использоваться круглогодично.

Бризер проветривает помещение автоматически, даже ночью, без участия человека. Благодаря многоступенчатой фильтрации устройство глубоко очищает воздух от мельчайших загрязнений, поэтому будет особенно полезно для жителей крупных городов и районов с плохой экологией. Бризеры, оснащённые HEPA-фильтрами, подходят для аллергиков, астматиков, детей, пожилых людей — всех, кто особенно чувствителен к качеству воздуха.

На фото бризер Tion 4S расположен ниже кондиционера: выпускное отверстие приточного воздухоочистителя находится на верхней панели, поэтому свежий и очищенный воздух сразу захватывается кондиционером. Tion 4S — один из самых производительных и тихих бризеров с глубокой фильтрацией воздуха. К таким устройствам относится также ATMEEX Airnanny A7.

ATMEEX Airnanny A7 оснащён встроенным ультразвуковым увлажнителем. Это единственный бризер с функцией увлажнения. Благодаря этому устройство поддерживает здоровый микроклимат по всем основным параметрам: обеспечивает свежий, чистый, достаточно увлажнённый воздух и комфортную температуру при проветривании.

Помимо принципа работы кондиционеров, при выборе сплит-системы важно знать, на какие характеристики и функции обратить внимание. Об этом читайте в статье «Как выбрать кондиционер для квартиры: все нюансы». Из статьи вы также узнаете об особенностях режимов работы кондиционера, полезных дополнительных опциях сплит-систем и об ограничениях, которые могут возникнуть при их монтаже.