Как устроен кондиционер или сплит-система

Почему кондиционер охлаждает воздух?

Еще с глубокого детства нам известно, что при испарении воды с поверхности кожи ощущается холодок. Это прямое следствие физического закона, согласно которому при переходе вещества из жидкого состояния в газообразное происходит поглощение энергии. То же самое происходит и внутри кондиционера, с той только разницей, что в нем используется жидкость с более низкой температурой кипения, а соответственно и испарения — фреон.

И также из школьного курса физики мы помним, что температура кипения может меняться в зависимости от давления. Например, на вершине Эвереста, где атмосфера более разреженная, вода закипает при 69 градусах. Поэтому при понижении давления фреон начинает испаряться даже при 25 градусах, поглощая тепловую энергию. Если при пониженном давлении его пропустить через теплообменник, между секциями которого будет продуваться воздух комнатной температуры, мы получим на выходе поток холодного воздуха.

Устройство внутреннего блока системы кондиционирования

Функционально главными элементами внутреннего блока кондиционера являются испаритель (теплообменник), вентилятор, двигатель и плата внутреннего блока. Плата управляет режимами работы устройства, например, регулирует скорость вращения вентилятора, что позволяет ему пропускать через теплообменник больше или меньше воздуха и соответственно понижать температуру в комнате с большей или меньшей скоростью.

Стоит отметить, что температура подаваемого кондиционером воздуха всегда примерно одинакова — около 6-10 градусов, уровень температуры в помещении зависит только от скорости вращения вентилятора и частоты включения и выключения компрессора, подающего фреон в контур. Поэтому даже если дисплей устройства отображает 22 градуса (что является уровнем поддерживаемой температуры в комнате, а не температурой потока), не стоит находиться прямо под потоком воздуха во избежание неприятных последствий.

Из-за разницы температур между теплообменником и окружающим воздухом внутри кондиционера образуется конденсат, который собирается в дренажный поддон и отводится либо в систему канализации, либо при отсутствии такой возможности — на фасад здания.

Также значимыми элементами внутреннего блока являются ламели и фильтр. Фильтр грубой очистки расположен прямо под передней панелью устройства, он не пропускает внутрь кондиционера пыль, шерсть домашних животных, тополиный пух и другие крупные частицы. А ламели осуществляют равномерное распределение воздушного потока.

Конструкция наружного блока кондиционера

Наружный блок (его еще называют компрессорно-конденсаторным) соединяется со внутренним пучком кабелей и двумя медными трубками, по которым циркулирует фреон. Внутри наружного блока располагаются такие важные конструктивные элементы, как конденсатор, компрессор и капиллярная трубка. Компрессор — это основной потребитель электроэнергии, поскольку именно от его работы зависит эффективность переноса тепла из одной области в другую.

Хладагент поступает в компрессор под низким давлением в газообразной форме и сжимается, а по мере прохождения через теплообменник снова переходит в жидкое состояние. Это процесс обратный испарению, поэтому в данном случае тепловая энергия выделяется, а не поглощается, а отвод тепла производится с помощью вентилятора. После теплообменника жидкий фреон под высоким давлением поступает в капиллярную трубку, где происходит процесс дросселирования. Таким образом далее ко внутреннему блоку кондиционера уже идет жидкий фреон под низким давлением, и цикл повторяется.

Работа кондиционера на обогрев

Очень часто в Интернете можно встретить информацию о том, что сплит-система от кондиционера отличается тем, что может работать на обогрев, и именно поэтому она называется “сплит” (от англ. split — “расщеплять, разделять”). Такое суждение в корне неверно. Первые модели сплит-систем не могли работать на обогрев, а свое название техника получила благодаря тому, что раньше бытовые кондиционеры существовали только в формате моноблоков, которые встраивались в окно или наружную стену. В этих аппаратах конденсатор и испаритель работали в одном корпусе, что было не всегда удобно, если требовалось разместить кондиционер в помещении без окон, или если климат не позволял оставлять в окне сквозное отверстие круглогодично. Тогда появилась идея разнести конденсатор и испаритель на два разных устройства для удобства монтажа, такая конструкция из двух блоков и получила название “сплит-система”.

Что касается работы на обогрев, то сегодня эта функция реализована в подавляющем большинстве сплит-систем. В случае включения кондиционера на обогрев, конденсатор и испаритель “меняются местами”, то есть отдача тепловой энергии происходит в помещении.