Что такое? Как устроены? Какое оборудование используется для кондиционирования воздуха?

Кондиционирование воздуха по определению — это поддержание заданных параметров температуры, влажности и удаление примесей в системе постоянной или циклической циркуляцией воздушных масс. На практике это означает, что комплекс оборудования постоянно прогоняет через несколько блоков воздух, охлаждает, осушает и очищает его. Система кондиционирования воздуха как правило имеет замкнутый цикл работы — она не берет воздух снаружи и и не вытесняет его из помещения, как это делает вентиляция. Находящийся в помещении воздух в относительно постоянном объеме проходит через блоки кондиционера, где происходит процесс теплообмена — тепло отбирается из воздуха внутри помещения, передается хладагенту, переносится с ним в наружную часть устройства и передается в окружающий воздух уже вне помещения. 

Как реализуется кондиционирование воздуха на практике

По принципу работы кондиционер очень схож с холодильником. В этих устройствах протекают одинаковые процессы, используется принципиально схожее оборудование. Комнату (помещение) с кондиционером можно сравнить с камерой холодильника, откуда хладагент забирает тепло и выносит его наружу. В холодильнике вы можете заметить, как греется задняя решетка. В кондиционере греется наружный блок или наружная, находящаяся на стороне улицы часть устройства. Для улучшения процессов теплообмена в кондиционере применяются вентиляторы, прокачивающие воздух. Для прокачивания по контуру хладагента предусмотрен мотор-компрессор и несколько клапанов давления. 

Кондиционер и сплит-система — в чем разница? 

Оборудование системы кондиционирования воздуха может быть помещено в один корпус, называемый моноблоком, и в два разных модуля — блоки сплит-системы. Сплит отличается от моноблока форматом и способом установки, при этом оба варианта являются кондиционерами. 

Что такое сплит система и моноблок? — рассматриваем разницу подробнее:

• кондиционер моноблок нужно устанавливать в проем так, чтобы часть устройства с конденсатором и теплообменником оказалась на улице и выбрасывала туда тепло;
• сплит-система устанавливается раздельно — конденсатор с теплообменником и вентилятором находится вне помещения, а испаритель со своим теплообменником, вентилятором и жалюзи располагается в помещении;
• между внутренней и наружной частями сплит-системы должны быть проложены трубки для циркуляции хладагента;
• более сложная и производительная мультисплит-система представляет собой один мощный наружный блок и связанные с ним внутренние блоки для каждого помещения в отдельности. 

Сплит это разделенный на внутренние и внешние блоки общий комплекс устройств — кондиционер. Моноблок это тот же кондиционер, помещенный в один корпус для установки в проем. Проблема установки моноблока — необходимость встроить его в конструкцию окна или иного проема. При монтаже сплит-системы придется установить наружный блок на фасаде здания, разместить компактный внутренний блок в помещении и проложить трубки для хладагента через стену. К наружному блоку потребуется протянуть отдельный кабель питания. 

Важно! — сплит система не может втягивать воздух снаружи, она никак не связана с воздуховодами. Для совмещения кондиционирования и вентиляции существуют более сложные канальные кондиционеры. 

Практика показывает, что сплит-системы все же удобнее и эффективнее, чем моноблоки. При большой площади и объеме в нескольких помещениях мультисплит успешно заменяет несколько моноблоков, потребяя меньше энергии. Кроме того, не возникает необходимости переделывать оконо под установку массивного моноблока. 

Чем отличается кондиционирование от вентиляции

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не заменяют друг друга. Они должны взаимодействовать, выполняя свои функции. Иногда их части можно объединить, но полное совмещение не дает должного эффекта. Это стоит рассмотреть подробнее. 

Вентиляция приточная и вытяжная

Работает по принципу воздухообмена — берет воздух с улицы и заменяет им воздух в помещении. Существует технический параметр «кратность воздухообмена», показывающий, сколько раз полностью заменился воздух в комнате на наружный. Система вентиляции может быть приточной и вытяжной. В первом случае воздух нагнетается снаружи и вытесняет воздух из помещения. Во втором случае воздух вытягивается через каналы, в помещении создается разрежение, и через вентиляционные проемы втягивается воздух с улицы. 

В жилых домах чаще всего используется вытяжная вентиляция. Она может работать без устройств побуждения, вентиляторов, только за счет высоты канала и возникающей в нем тяги. Система вентиляции не может охлаждать воздух — если на улице жара, то поступать в помещение будет горячий воздух. Его можно немного охладить, принудительно прогоняя через сужающиеся каналы, но это будет незначительный эффект. 

Кондиционирование воздуха в помещении

Оборудование системы кондиционирования обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха внутри помещения, прогоняя его через внутренний блок сплит-системы или контур моноблока и одновременно охлаждая. Эффективность охлаждения кондиционером высокая, она способна обеспечить понижение температуры на десятки градусов, а при наличии функции обогрева — подавать в помещение теплый воздух. 

Связь между кондиционированием и вентиляцией

Из описания выше можно понять, что свежий воздух, поступивший из вентиляции, можно охладить, осушить и очистить от пыли с помощью кондиционера. Нельзя исключать вентиляцию и кондиционирование из общей системы, если вы хотите получить в помещении комфортный микроклимат.

Иногда в эту систему можно включить дополнительный подогрев — в системах с функцией рекуперации теплый воздух из помещения может частично нагревать поступающий с улицы поток, не перемешиваясь с ним. Современные модели кондиционеров с подогревом тоже могут сами поддерживать тепло в помещении за счет обратной работы контуров. 

Устройство вентиляции и кондиционирования воздуха должно учитывать взаимодействие систем, одна из которых обеспечивает воздухообмен, а вторая поддерживает заданную температуру и влажность. 

Существует крайне ограниченный ряд моделей кондиционеров, у которых совмещается охлаждение и забор наружного воздуха. Сложность состоит в том, что расход энергии в такой системе возрастает, КПД системы снижается. Приточная система кондиционирования обычно реализуется в канальных и моноблочных устройствах, так как обычный сплит не имеет связи с наружным воздухом. 

Дополнительные возможности систем кондиционирования воздуха 

У кондиционирования есть своя особенность, связанная с тем, что воздух в помещение не поступает снаружи. Он постоянно ходит по кругу, охлаждается, но в нем остается пыль и прочие примеси. Именно поэтому нельзя курить и не рекомендуется жечь ароматические вещества в помещении с кондиционерами — весь дым остается внутри. 

Очистка воздуха кондиционером 

Современные системы очистки и кондиционирования воздуха решают проблему пыли и загрязнения за счет применения встроенных фильтров. Внутренний блок сплит-системы втягивает воздух вентилятором через фильтрующие блоки, которые задерживают пыль. В более дорогих системах может применяться несколько групп (ступеней) фильтрации, позволяющих удалить и обезвредить бактериальные загрязнения, споры микрогрибов и пахучие вещества. 

В процесс обслуживания климатической установки входит дезинфекция систем кондиционирования воздуха. В ходе этой процедуры меняются фильтры и проводится промывка каналов специальными составами. 

Поддержание режима влажности 

Кондиционер может подсушивать воздух за счет постоянного оборота. Попадающая на испаритель влага оседает в виде конденсата, который можно снова вернуть в оборот, чтобы воздух в комнате не был пересушен. Для этого применяются датчики влажности. Возможность увлажнения и ионизации воздуха зависит от модели кондиционера. При наличии такой функции можно поддерживать в комнате влажность на уровне 60 — 65 % (по санитарной норме). При снижении влажности до 35 — 40 % стоит проветрить помещение и снова запустить кондиционер. 

Подогрев воздуха кондиционером 

При наличии в кондиционере такой функции не применяются ТЭНы, спирали и прочие прямые нагреватели. Используется принцип того же холодильника, только наоборот — тепло из уличного воздуха нагревает хладагент, который передает его воздуху в помещении. При наружной температуре до -15 градусов такая система работает в помощь отоплению вполне эффективно. 

В некоторых моделях кондиционеров для подогрева используется часть выброшенного наружу тепла, это вариант рекуперации. Производитель обычно указывает, при какой температуре наружного воздуха эффект обогрева кондиционером будет заметным. При сильных морозах этот подогрев не заменяет отопления. 

Что такое инверторный кондиционер 

Этот тип кондиционера встречается все чаще. Инвертором принято называть устройство, позволяющее управлять работой мотор-компрессора и вентиляторов кондиционера за счет изменения частоты тока питания. Обычный двигатель переменного тока нельзя ускорить и замедлить, изменяя ток и напряжение, нужно менять частоту, что и делает инвертор. Что это дает с точки зрения пользы, оправдано ли это?

Инверторный кондиционер не работает в циклическом и повторном-кратковременном режиме, проще говоря, он не должен всякий раз включаться и выключаться как более старые модели. При достижении заданной температуры он просто снижает обороты встроенных моторов, значит, не щелкает, не гудит, не создает пусковых нагрузок на сеть. Это значительно сокращает износ самого кондиционера и снижает потребление энергии, увеличивает межремонтный период работы техники. 

От чего зависит эффективность работы кондиционера

Всякое устройство имеет КПД — соотношение затраченной (полученной) энергии и эффекта на выходе, в нашем случае это охлаждение воздуха. При выборе кондиционера учитывают объем воздуха в помещении, скорость оборота воздуха через внутренний блок (производительность), потребляемую из сети мощность. Для этого существуют таблицы с расчетными данными, внесенные в документацию производителя. При подборе кондиционера важно проконсультироваться со специалистом, чтобы модель соответствовала вашим запросам и оставалась экономичной. Для ориентира можно ознакомиться с СП на кондиционирование, где указаны основные параметры и требования. 

Учтите, что классификация кондиционеров учитывает и назначение устройства — промышленное или бытовое. Такие системы могут иметь существенно отличающиеся параметры и стоимость.