Кондиціювання — важлива інженерна система сучасного будинку, яка забезпечує комфорт мешканцям. Варто знати, як працює кондиціонер, щоб вибрати найкраще обладнання або вчасно помітити несправність.

У цій статті розглянемо принцип роботи кондиціонера, а також особливості цього обладнання, що використовується для охолодження та обігріву.

Кондиціонер та його система

Будь-який холодильний контур складається з основних вузлів та агрегатів. Серцем системи кондиціювання є компресор, який працює за допомогою електронного клапана — так званого ТРВ (терморегулюючого вентиля). Раніше клапани були механічні —  такі, що працювали під тиском. Наразі такі деталі практично не зустрічаються, їх замінив електронний тип ТРВ.

Також обов'язкові елементи кондиціонера — випарник і конденсатор, про їхню роль в роботі кондиціонера поговоримо далі. Більш ефективну роботу випарника та конденсатора забезпечує вентилятор.

Зовнішній блок

У зовнішньому блоці кондиціонера знаходяться:

Зовнішні блоки кондиціонерів можуть бути призначені для спліт-систем (з можливістю підключення тільки одного внутрішнього блоку) і для мультиспліт-систем (мають порти для декількох внутрішніх).

Внутрішній блок

Для початку розглянемо найпопулярніші класифікації внутрішніх блоків.

За місцем розташування та конструкції розрізняють такі типи:

Також внутрішні блоки розрізняють за типорозмірами.

Типорозмір кондиціонера вказується числами у назві моделі. Цифри 07, 09, 12 або 18 – це одиниці BTU, що відповідають певній потужності охолодження або опалення. Спліт-система з типорозміром 09 (9000 BTU) має потужність 2,7 кВт. Якщо в назві моделі є 12 – це кондиціонер із 12000 BTU, і його потужність – 3,6 кВт.

Окремі виробники (наприклад, бренди Daikin та Mitsubishi Electric) вигадали інший принцип класифікації своїх кондиціонерів. Вони вказують у назвах моделей сплітів холодопродуктивність (в кВт). Daikin FTXJ25MW цифри 25 означають, що він видає 2,5 кВт холоду.

Що знаходиться у внутрішньому блоці?

У кожному є:

Будь-який внутрішній блок, який працює у системі охолодження, повинен обов'язково мати дренажну систему. Пояснимо, навіщо вона потрібна.

Теплообмінник кондиціонера, зважаючи на специфіку та принцип своєї роботи, завжди матиме температуру нижче +14℃, тоді як у кімнаті температура вища. Теплообмінник обдувається теплим і вологим повітрям, і тому на ньому утворюється конденсат. Для відведення цього конденсату під теплообмінником стоїть приймальний жолоб. Вода може відводитися:

Звичайно, перший варіант менш бажаний.

Принцип роботи кондиціонера на холод

Розглянемо принцип роботи холодильного контуру на прикладі звичайного побутового кондиціонера, що працює у режимі охолодження.

Компресор стискає пари холодоагенту. Перегріті пари надходять у конденсатор зовнішнього блоку кондиціонера.

Вентилятор продуває атмосферне повітря вуличної температури, температура парів фреону знижується і відбувається конденсація — фреон переходить із газоподібного в рідкий стан. Приблизна температура конденсації фреону – 36-40℃, проте для різних фреонів температура різна. Також температура конденсації залежить від тиску, що йде після компресора у випарник.

Завдання будь-якого конденсатора — перетворити газоподібний фреон на рідину.

Далі рідинна фракція фреону надходить у клапан ТРВ. Клапан дає йому простір, розширення і рідка фракція холодоагенту шляхом різкого перепаду тиску переходить в газоподібний стан. Відбувається кипіння.

Температура кипіння для всіх фреонів різна і коливається від +5 до -40℃. Саме у момент кипіння ми отримуємо холод. Кипіння фреону відбувається у теплообміннику внутрішнього блоку (випарника). Кімнатне повітря за допомогою вентилятора проходить через елементи, що фільтрують, і надходить у випарник внутрішнього блоку. Там повітря знімає холодильну потужність, віддаючи її до приміщення. У кімнаті відбувається віддача енергії та холоду, температура холодоагенту підвищується внаслідок відібраного холоду, і пари фреону, що віддали холод та енергію кипіння, повертаються в компресор. Там вони знову стискаються, фреон потрапляє у конденсатор, охолоджується, конденсується у рідину, потрапляє у ТРВ. Цикл повторюється.

Принцип роботи на тепло

Перед тим, як розглянути принцип роботи холодильного контуру або побутового кондиціонера в режимі опалення, зазначимо, що основний режим для побутового кондиціонера — охолодження. Обігрів — завжди допоміжний режим.

Насамперед це пов'язано з тим, що кондиціонер встановлюється під стелею. Коли тепле повітря подається зверху вниз, неможливо досягти рівномірного та комфортного обігріву приміщення. Так, кімната обігріватиметься, але якби кондиціонер висів на висоті 10 см від підлоги, обігрів був би значно ефективнішим. Звичайно, так його ніхто не повісить, оскільки основне завдання кондиціонера — охолодження, і він монтується зазвичай в 10 см від стелі, щоб холодне повітря стелилося вниз.

Отже, функція обігріву – допоміжн, та ефективно працює тільки у міжсезоння, коли опалення ще не включили або вже вимкнули, але у квартирі прохолодно.

Режими охолодження та обігріву функціонують у режимі теплового насоса повітря-повітря, тобто 1 кВт електроенергії дозволяє отримати близько 3 кВт холоду або тепла. Повітряний тепловий насос здійснює відбір енергії з навколишнього середовища та передачу її в систему, підвищуючи тим самим її енергоефективність. У режимі опалення кондиціонер за допомогою 4-ходового клапана просто змінює місцями роботу внутрішнього та зовнішнього блоків.

У внутрішньому відбувається конденсація фреону, ми отримуємо тепло і відводимо його до кімнати. Кипіння холодоагенту відбувається у зовнішньому блоці – холод викидається надвір.

У зимовий період, якщо кондиціонер працює в режимі обігріву, йому потрібно періодично перемикатися в так званий режим розморожування. Все тому, що холодні стільники конденсатора стикаються з вологим атмосферним повітрям. В результаті вони покриваються інеєм, згодом іній перетворюється на лід, і тепловіддача зводиться до нуля.

У режимі розморожування блоки міняються місцями, через конденсатор пропускаються пари перегрітого фреону, він нагрівається приблизно до 40℃, але може й більше. Лід тане і водою витікає із зовнішнього блоку.

Якщо ви взимку бачите, як із зовнішнього блоку виливається 5-10 літрів води – це і є режим розморожування. У літній період (коли кондиціонер працює в режимі охолодження) із зовнішнього блоку кондиціонера вода не тече, оскільки виробляється не в ньому, а у внутрішньому блоці, і йде в дренажну систему.

Відмінності інверторного кондиціонера та його принципів роботи

Для початку коротко розкажемо про принцип роботи традиційної спліт-системи. Після включення такий кондиціонер швидко обігріває чи охолоджує кімнату. Датчик у внутрішньому блоці спліта контролює температуру всередині кімнати. Коли вона відрізняється на 1 градус — компресор вмикається, коли потрібна температура досягнута — вимикається, і цей цикл продовжиться, доки спліт-система не буде відключена.

Стандартний кондиціонер завжди працює на 100% продуктивності, що призводить до високого споживання енергії. Мікроклімат у кімнаті не буде постійним, особливо коли за вікном дуже спекотно.

Тепер розглянемо роботу спліт-систем інверторного типу. Завдяки здатності керувати частотою струму, інвертор може регулювати обертання компресорів у кондиціонері.

Робота компресора в інверторному кондиціонері не відрізняється від його роботи у звичайному спліті: виконується стискання фреону, його транспортування, нагрівання або охолодження повітря. Однак коли потрібний температурний рівень встановлюється в кімнаті, інверторна спліт-система не вимикається, а знижує оберти та підтримує цю температуру.

Її компресор поступово досягає необхідної продуктивності. І це, як правило, не її максимальна потужність.

При роботі інверторного кондиціонера немає нескінченних увімкнень/вимкнень. Електроенергії витрачається менше, а рівень комфорту – вищий.

Зазначимо, що ефективна робота інверторних кондиціонерів забезпечується внаслідок частоти обертання компресора та змінного тиску. Для цього компресор завжди працює в парі з ТРВ електронного типу. Збільшується робота компресора — відкривається ТРВ, якщо потрібна менша продуктивність — клапан закривається, знижуються обороти компресора.

Розвиток техніки не стоїть на місці, змінюється технологія виробництва компресорів. Спочатку компресори були поршневі, зараз виробляється 4 види роторних компресорів, їх 3 застосовується в холодильної техніці. Змінюється якість та розміри компресорів, відповідно, змінюється фреон, на якому вони працювали.

Спочатку використовувався найшкідливіший R12 фреон, потім тип R22. Частково застосовувався R134A (досі він широко використовується в автомобілях), R410A. Сьогодні тип R410A витісняється новим R32, який, на цей момент, найбезпечніший для навколишнього середовища.

Поширені несправності кондиціонера

Найпопулярніші причини поломок — це:

Виділимо основні несправності кондиціонерів та шляхи розв'язання проблем.

1. Кондиціонер не працює через те, що порушено подачу електроенергії.

Проблеми можуть виникнути з міжблочним зв'язком, електричними контактами, з подачею живлення, а також трапляється вимкнення автомата через коротке замикання.

У такому разі потрібна діагностика, відновлення зв'язку, проводів чи контактів.

2. Витік холодоагенту.

У цьому випадку потрібно знайти та усунути витік, заправивши кондиціонер.

3. Поломка компресора.

Як правило, у такому випадку краще купувати новий кондиціонер. Якщо ж спліт-система нова і поломка сталася через позаштатну причину — можна поміняти компресор. Сам компресор ремонту не підлягає.

4. Поломка вентилятора зовнішнього блока.

Може поламатися двигун вентилятора або його плата керування. У першому випадку замінюється двигун. Якщо проблема у платі, діагностика може виявити поломку плати внутрішнього блоку, проблеми з міжблоковим зв'язком, порушення контактів або несправність модуля зовнішнього блоку. Відповідно, потрібно буде відновити міжблочні зв'язки, замінити плату, відремонтувати або замінити модуль.

5. Несправність чотириходового клапана.

Клапан може почати підклинювати, у такому разі його потрібно замінити.

Кондиціювання — це складна інженерна система, без якої неможливо забезпечити комфорт у будинку. Сучасні інверторні кондиціонери чудово справляються із завданнями охолодження та обігріву, при цьому забезпечують мінімальне енергоспоживання.

Фахівці «Альтер Ейр»  не тільки допомогають підібрати кондиціонери для вашого приміщення, а й проводять професійне сервісне обслуговування.

Наші відеоогляди