Как работает инверторная сплит-система и чем отличается от обычного кондиционера

Бытовые сплит-системы последнего поколения, оборудованные инверторами, лучше предшественников по техническим характеристикам, что вполне закономерно. Суть проблемы: по отзывам многих рядовых пользователей, проживающих на территории стран СНГ, главное отличие новых моделей — высокая цена, остальные преимущества незаметны. Поэтому предлагается досконально разобрать 3 вопроса: что такое инверторный кондиционер, его принцип работы и реальные достоинства.

Алгоритм работы обычного кондиционера

Чтобы понять, чем отличается кондиционер с инвертором, желательно ознакомиться с рабочим циклом в обычного «сплита». Как устроена климатическая установка в упрощенном виде:

• 2 теплообменника – испаритель и конденсор — объединены медными трубками в замкнутый контур, по которому циркулирует фреон;
• на линии с газообразным фреоном установлен компрессор, поднимающий давление в конденсаторе;
• на обратной магистрали стоит расширительный клапан (терморегулирующий вентиль либо капиллярное устройство);
• оба теплообменника разнесены по разным блокам (внутреннему и наружному) и обдуваются вентиляторами;
• управление агрегатами лежит на электронном блоке, получающем сигналы датчиков температуры и давления.

Справка. Все холодильники функционируют по единому принципу: за счет испарения рабочего тела (фреона) у комнатного воздуха отбирается тепловая энергия. Дальше она отводится за пределы помещения и выбрасывается в окружающую среду в процессе конденсации газа во внешнем теплообменнике. Подробно парокомпрессионный цикл описан в публикации по изготовлению кондиционера своими силами.

Стандартный «сплит» действует в режиме on / off (вкл/выкл) по следующему алгоритму:

1. Пользователь включает аппарат на охлаждение и задает требуемую температуру внутри комнаты.
2. Компрессор запускается на полную мощность и поднимает давление в конденсоре. Спустя примерно полминуты включается турбина внутреннего блока и начинает гнать в помещение холодный воздух из испарителя.
3. Когда температура в комнате достигает установленного значения, электроника по сигналу датчика останавливает компрессор.
4. Поскольку дроссельный клапан постоянно пропускает жидкий фреон в испаритель, процесс охлаждения продолжается, пока давление в системе не выровняется. Температура воздуха падает на 1—2 градуса ниже заданной.
5. Когда помещение снова нагревается, контроллер по сигналу датчика опять включает компрессорный агрегат. Тот снова затрачивает 20—40 секунд на поднятие давления, за это время температура успевает вырасти еще на градус. Затем подача охлажденного воздуха возобновляется.

Ключевой момент. Компрессор обычного настенного кондиционера всегда работает на полной мощности либо простаивает в режиме ожидания. В моменты остановки/запуска возникает эффект инертности – сначала воздушная среда переохлаждается, затем успевает перегреться. Изменения температуры явственно ощущаются человеком, находящимся около внутреннего блока сплит-системы.

Аналогичным образом устроены другие типы старых кондиционеров – мобильные, напольные и канальные. Аппараты типа «зима – лето» способны работать на обогрев, пока мороз на улице не достигнет —5 °С. При более низких температурах в останавливающемся компрессоре начинает густеть масло, а ребра конденсора покрываются льдом.

Чем отличаются инверторные модели

Новое поколение кондиционеров имеет несколько отличий:

• установлен дополнительный электронный блок управления – инвертор;
• двигатель компрессора функционирует по другому принципу;
• мощность регулируется плавно, а не ступенчато;
• предусмотрена функция оттаивания теплообменника в наружном модуле.

Примечание. Новейшие модификации «сплитов» оснащаются электродвигателями постоянного тока, чьи обороты проще регулировать.

Теперь разберемся, что значит название «инвертор». Это преобразователь частоты тока, позволяющий плавно менять обороты электромотора компрессора и производительность установки по холоду/обогреву. Плата расположена во внешнем блоке сплит-системы и является частью основной схемы.

Благодаря частотному преобразователю в кондиционере реализовано инверторное управление мощностью:

1. При первом включении компрессор работает в максимальном режиме, чтобы скорее достичь заданной температуры в комнате.
2. Когда датчик фиксирует приближение к установленному температурному порогу, инвертор плавно снижает обороты двигателя по команде контроллера.
3. По достижении требуемой температуры воздуха нагнетатель не останавливается – он переходит в режим минимальной производительности.
4. Дальше компрессорный агрегат работает на поддержание микроклимата комнаты, увеличивая либо уменьшая мощность в зависимости от изменения условий окружающей среды.

Поскольку компрессор функционирует безостановочно, смазка на морозе не застывает — аппарат способен подогревать комнатный воздух при минусовой температуре за бортом (до —15 градусов). Проблема обмерзания конденсора решена за счет внедрения системы периодического оттаивания.

Интересный момент. Внешне кондиционеры инверторного типа никак не отличаются от предшественников. Некоторые производители делают надписи INV либо INVERTER на корпусе внешнего модуля. Но в большинстве случаев информация о типе сплит-системы указывается в техническом паспорте изделия.

Ищем реальные плюсы и минусы

Перечислим достоинства охладителей с инвертором, декларируемые продавцами и производителями климатической техники:

• экономичность 30—60% по сравнению с обычными «сплитами»;
• надежность, длительный срок эксплуатации;
• пониженный уровень шума во время работы;
• более точное поддержание температуры воздушной среды;
• способность обогревать дом при отрицательной уличной температуре минус 15 °С.

Замечание. Нужно понимать, что изготовители и торговцы холодильным оборудованием зачастую преувеличивают достоинства изделий. Пример рекламы: ресурс обычного охладителя составляет 8—10 лет, а инверторного – целых 15 лет. Цель ясна: потребитель должен поверить и купить для квартиры или частного дома более дорогой кондиционер.

Разберем позитивные моменты по отдельности, а в конце выложим реальные недостатки инверторов. Сначала предлагаем посмотреть видео:

Экономичность – понятие относительное

Кондиционеры с изменяемой частотой вращения вала компрессора действительно экономят электроэнергию за счет отсутствия пусковых токов и плавного снижения производительности. Не зря подобная техника была изобретена в Японии и нашла широкое применение в Европе, где стоимость электричества довольно высока.

Условия эксплуатации климатической бытовой техники на территории постсоветских государств отличаются от западноевропейских стран. Экономия от использования инверторных кондиционеров невелика по следующим причинам:

1. Жаркий сезон длится относительно недолго, а цена 1 кВт электричества гораздо ниже европейских тарифов. Если сэкономленные в течение года киловатты пересчитать в денежном эквиваленте, сумма вас не впечатлит.
2. Инвертор тоже потребляет лишнюю энергию. Некоторые детали в процессе работы сильно греются, преобразовывая электричество в теплоту. Иначе зачем на плате устанавливаются алюминиевые теплоотводящие радиаторы?
3. Величина энергосбережения сильно зависит от типа охлаждаемого помещения. Эффективность аппарата хорошо заметна в спальне, небольшой гостиной либо детской комнате. Другое дело – офис, где сотрудники постоянно открывают окна и входные двери, работают с оргтехникой и так далее.

Примечание. Многие интернет-ресурсы рассказывают об экономичности инверторных охладителей на примере движущегося автомобиля, приводя соответствующую картинку. Подобные схемы дают искаженное представление о затратах энергии частотным преобразователем, работающим в паре с компрессором.

Промежуточный вывод. Плавное увеличение и снижение мощности действительно дает результат – электричества расходуется меньше (дельта по сравнению с «не инвертором» составит 15—30%). Но эффект нивелируется невысокими тарифами, коротким сезоном жары и потреблением самого инверторного блока. На фоне цены оборудования и запчастей энергосбережение становится призрачным.

Надежность и ресурс агрегатов

Чтобы не отнимать драгоценное время читателя, изложим анализ этих достоинств в виде кратких тезисов:

1. Самый уязвимый агрегат холодильной машины – компрессор. На втором месте электроника.
2. С одной стороны, отсутствие пусков / остановок увеличивает ресурс нагнетателя инвертора. С другой стороны, срок службы сокращается из-за непрерывной работы.
3. Практика показывает: новые фирменные инверторы (не дешевые китайские) действительно служат долго. Только причина другая – внедрение современных технологий, например, спиральных и двухроторных компрессоров с электромоторами постоянного тока.
4. От перепадов напряжения в нашей сети может выйти из строя любая электроника независимо от типа кондиционера. Ремонт инвертора обойдется куда дороже.
5. Если охладитель не обслуживается годами, эксплуатируется с недостатком фреона либо засоренными теплообменниками, результат выйдет одинаковый – поломка нагнетателя. Наличие частотного преобразователя роли не играет.

Отсюда вывод: стандартный «сплит» по надежности и долговечности не проигрывает инвертору, а в случае замены электроники выиграет по цене деталей. Речь идет о качественной технике проверенных брендов – Daikin, Mitsubishi, York и подобных. Сравнивать китайские изделия бессмысленно.

Инверторы не шумят?

В любом кондиционере есть три агрегата, издающие шум:

• компрессор;
• осевой вентилятор внешнего модуля;
• турбинный вентилятор внутреннего блока.

Первые два элемента вынесены за пределы жилища (исключая оконные и мобильные версии кондиционеров). Вдобавок современные инверторные сплит-системы комплектуются малошумными нагнетателями, за стеной их практически не слышно. Осевая крыльчатка запускается периодически и не донимает жильцов посторонними звуками.

Явственно шумит турбина внутреннего модуля «сплита». Уровень звука зависит только от ее конструкции, инвертор роли не играет. Но машины последнего поколения все равно имеют преимущество – им достаются передовые разработки, например, крыльчатка со специальным профилем лопастей. Так зарождается миф о бесшумности инверторных моделей.

Точное соблюдение температурного режима

Охладитель, оборудованный преобразователем частоты, точнее выдерживает заданную температуру, это неоспоримый факт. Проблема в другом: продавцы связывают данную особенность с сохранением здоровья жильцов, хотя в действительности речь идет о комфортном пребывании внутри комнаты. Точное поддержание температуры воздуха избавляет от ощущений духоты и холода в моменты выключения стандартной модели «сплита».

Справка. В подавляющем большинстве случаев люди простужаются от резкой перемены климата. Пример: активно двигаясь по улице среди лета, вы заходите в помещение с температурой +21 °С. Разгоряченный организм резко охлаждается, что нередко вызывает простуду.

Обогрев с помощью инвертора снова опишем тезисно:

1. В предыдущем поколении установок уличные блоки обмерзали, в картере компрессора застывало масло.
2. В инверторах данная проблема отсутствует – агрегаты продолжают работу вплоть до минус 15 градусов.
3. При обращенном цикле эффективность теплообмена резко уменьшается вместе с температурой внешнего воздуха. Инверторные аппараты способны работать, но при сильном морозе греют помещение довольно слабо.
4. Как это выглядит на практике: внутренняя турбина включается гораздо реже, перерывы между запусками увеличиваются. Воздушная струя еле теплая.

Вывод: в холодный период все кондиционеры способны эффективно греют воздух, пока на улице 0…+5 °С. При морозе интенсивность обогрева заметно снижается, хотя физически инвертор может функционировать. Аппарату попросту не хватает площади поверхности теплообмена из-за малых размеров конденсора.

Справка. В тепловых насосах типа «воздух-воздух» либо «воздух — вода», являющихся потомками сплит-систем, вопрос эффективности решен за счет увеличения габаритов наружных теплообменников.

Кратко о недостатках

Проведя анализ реальных преимуществ инверторных климатических установок, можно говорить о таких недостатках:

• высокая начальная цена оборудования, в среднем на 30% больше «не инверторных» аппаратов;
• дорогой ремонт электронной начинки;
• сомнительная надежность частотных преобразователей – платы нередко приходят в негодность от скачков напряжения.

Преимущества инверторов перед классическими моделями в наших условиях минимальны. Ощутимое снижение потребления электричества наблюдается при круглогодичном использовании (нагрев + охлаждение) в жилых комнатах.

Какой охладитель лучше выбрать

Касательно выбора сплит-системы дадим несколько рекомендаций:

1. Инвертор уместен в жилых комнатах, где пребывает не более трех человек одновременно – детская, спальня, гостиная.
2. Для кухни, большого зала либо офиса лучше взять традиционный кондиционер.
3. Если бюджет ограничен, стоит купить классическую модель надежного производителя. Дешевый инвертор из Поднебесной доставит массу проблем, начиная от шума и заканчивая ремонтами.
4. Не надейтесь, что инверторная версия «сплита» заменит полноценное отопление помещения зимой.

Выбирая кондиционер, помните простое правило: чем выше стоимость изделия, тем дороже его ремонт и запасные части. Вместо заключения предлагаем посмотреть тематическое видео: