3.8. Схема и принцип работы сплит-кондиционеров

Наибольшее распространение получили двухблочные сплит-кондиционеры. Типовые сплит-кондиционеры состоят из двух блоков [7]:

-наружного, устанавливаемого на стене здания снаружи;

-внутреннего, устанавливаемого обычно на стене внутри помещения.

Схема работы типового сплит-кондиционера изображена на рис. 3.5.

Сплит-кондиционер может работать в трёх режимах:

-в режиме вентиляции воздуха в помещении;

-в режиме охлаждения воздуха;

-в режиме нагревания воздуха (тепловентилятор).

В режиме вентиляции работает только электровентилятор внутреннего блока, который создает поток воздуха, проходящий через неработающий испаритель, электронагреватель, через направляющие пластины и сетчатый фильтр, затем воздух попадает в помещение. Вентиляция необходима для того чтобы выравнивать температуру в разных зонах помещения путём перемешивания воздуха.

В режиме тепловентилятора, так же осуществляется вентиляция, но включается в работу электронагреватель, подогревающий проходящий через него воздух. Нагревание происходит до момента достижения воздухом помещения заданной температуры. Температура определяются с помощью датчика, расположенного на корпусе внутреннего блока, вне зоны движения воздуха. Управляет включением, выключением, вентилятором внутреннего блока и электронагревателем система управления, осуществляющая автоматическое поддержание температуры воздуха в помещении. Работу системы управления программируют с помощью пульта управления.

В режиме охлаждения воздуха включается в работу компрессионный холодильный агрегат кондиционера, т.е. сетчатый испаритель, через который продувается очищенный воздух. Проходя сквозь него воздух охлаждается и смешивается с воздухом помещения. Нагреватель в это время не работает.

Компрессор, конденсатор и испаритель соединены медными трубами и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла.

Процесс работы кондиционера в режиме охлаждения подобен холодильному агрегату компрессионного действия. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 35 атмосфер и температурой 1020°С. Компрессор сжимает фреон до давления 1525 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 7090°С, после чего поступает в конденсатор.

Благодаря интенсивному обдуву конденсатора специальным вентилятором, фреон остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую (конденсируется) с выделением тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.

На выходе конденсатора фреон находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой лишь на 1020°С выше температуры атмосферного воздуха. Из конденсатора теплый фреон поступает в терморегулирующий вентиль (ТРВ), который, в простейшем случае, представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе ТРВ давление и температура фреона существенно понижаются, часть фреона при этом может испариться.

После ТРВ смесь жидкого и газообразного фреона с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий фреон переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный фреон с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется.

Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.

Одна из наиболее серьезных проблем в работе кондиционера возникает в том случае, если в испарителе фреон не успевает полностью перейти в газообразное состояние. В этом случае на вход компрессора попадает жидкость, которая, в отличие от газа, несжимаема. В результате компрессор просто выходит из строя. Причин, по которым фреон не успевает испариться, может быть несколько, самые распространенные  загрязненные фильтры (при этом ухудшается обдув испарителя и теплообмен) и включение кондиционера при отрицательных температурах наружного воздуха (в этом случае в испаритель поступает слишком холодный фреон).

В результате охлаждения воздуха на сетке испарителя происходит конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе помещения, этот конденсат (вода) по трубке выводится наружу. При этом воздух в помещении осушается и с течением времени его нужно увлажнять, т.к. это сказывается на органах дыхания человека.

Для уменьшения размеров конденсатора и испарителя они выполняются в виде змеевиков оребрённых пластинами.

Для ускорения процессов теплообмена в наружном блоке находится и работает при включении холодильного агрегата электровентилятор, захватывающий воздух с боковых поверхностей наружного блока и прогоняющий через конденсатор.

В дорогих кондиционерах для поддержания уровня влажности воздуха в помещении перед выходом из кондиционера воздух увлажняется. Например, воздух продувается через блок синтетических сеточек, на которые попадает вода из дозатора. В эту воду часто добавляют ароматизаторы, например, запах лаванды, который располагает к труду и высокой производительности труда.

Важным параметром кондиционера, как прибора устанавливаемого в жилом помещении, гостиничном номере, спальне и т.п. является уровень шума. Уровень шума измеряется в децибелах (дБ)  относительных единицах, показывающих во сколько раз один звук громче другого. За 0 дБ принят порог слышимости человеческих органов слуха (заметим, что звуки с уровнем менее 25 дБ фактически не слышны). Уровень шепота составляет интенсивность в 2530 дБ, шуму в офисном помещении, как и громкости обычного разговора, соответствует интенсивность в 3545 дБ, а шум оживленной улицы или громкого разговора  5070 дБ.

Для большинства бытовых кондиционеров уровень шума внутреннего блока лежит в диапазоне 2636 дБ, наружного блока  3854 дБ. Можно заметить, что шум работающего внутреннего блока не превышает уровень шума офисного помещения. Поэтому обращать внимание на уровень шума кондиционера имеет смысл, только если вы планируете установить его в тихом помещении (спальня, личный кабинет и т.д.).

Основным источником шума внутреннего блока кондиционера является поток воздуха, проходящего через вентилятор, радиатор и распределительные жалюзи. При закрытых окнах, а иначе эксплуатировать кондиционер не допускается, шум наружного блока практически не слышен. Но этот шум хорошо слышен окружающим, если у них самих не установлен кондиционер и все окна открыты. В большинстве конструкций кондиционеров шум создаваемый внутренним блоком имеет монотонный характер и напоминает естественный шум ветра, а к такому шуму легко привыкнуть.