Что такое сплит-система и чем она отличается от кондиционеров — моноблоков

Среди всех типов домашних кондиционеров «сплиты» занимают первое место по количеству установок в квартирах и частных коттеджах (80—85% от общего числа). Тенденция сохраняется, поскольку указанные климатические агрегаты удобны в эксплуатации, не отнимают полезную площадь, мало шумят. Наша задача – подробно разъяснить, что такое сплит-система, рассмотреть принцип работы и разновидности этих бытовых приборов.

Устройство и отличие от других кондиционеров

Сначала разберемся с терминологией. По определению, кондиционерами называют любые климатические установки, обрабатывающие воздух и доводящие его до нужной кондиции. Агрегаты могут выполнять ряд функций:

• охлаждение, нагрев;
• осушение, увлажнение;
• очистка, обеззараживание;
• приточно-вытяжная вентиляция помещений с принудительным побуждением.

Справка. Комплексная обработка воздуха, например, фильтрация + нагрев + увлажнение, — это кондиционирование. Все задействованные агрегаты, средства управления, вентиляционные каналы и решетки составляют систему кондиционирования воздуха (сокращенно – СКВ).

Классическая сплит-система — это кондиционер, разделенный на 2 блока – внешний и внутренний (английское слово split означает «разделять»). Наружный модуль представляет собой корпус больших размеров, где располагаются основные элементы охладителя:

• компрессор;
• теплообменник – конденсатор;
• вентилятор;
• расширительный клапан (в бытовых моделях – капиллярная трубка);
• четырехходовой клапан, переключающий режимы охлаждение/обогрев;
• бачок ресивера – осушителя хладагента;
• датчики, контроллер зимнего комплекта;
• конденсаторы и реле включения компрессора.

Дополнение. Во внешних блоках инверторных моделей устанавливается электронная плата управления, соединенная с внутренним модулем специальным кабелем.

Уличный агрегат монтируется снаружи на стену здания либо ставится на балконе (лоджии) без остекления. Второй блок меньших размеров ставится внутри комнаты – обычно крепится к стенке в верхней зоне помещения, соединяется с наружным 2 фреоновыми магистралями и кабелем. Внутренний модуль включает такие элементы:

• теплообменник-испаритель;
• тангенциальный вентилятор с крыльчаткой в виде длинной турбины;
• электронная схема управления, датчики температуры;
• фильтры очистки комнатного воздуха;
• жалюзи, поворачиваемые шаговыми электродвигателями;
• ванночка для конденсата, трубка дренажа.

Включение и настройка сплит-системы предусматривается от пульта дистанционного управления. Количество реализованных в кондиционере функций зависит от типа и цены конкретной модели.

Как работает сплит-система

Перейдем к технической стороне вопроса. Принцип действия «сплита» не отличается от работы других холодильных машин — перенос тепловой энергии из одного места в другое. В данном случае – из квартиры на улицу. Переносчиком (на техническом языке – рабочим теплом) выступает хладагент — фреон, испаряющийся при отрицательной температуре.

Важный момент. Фреоны – соединения углеводородов с фтором – переносят большое количество тепла за счет фазового перехода из жидкого агрегатного состояния в газообразное и обратно. В бытовых кондиционерах применяется 2 марки хладонов – R22, R410a. Характеристики последнего соответствуют современным экологическим требованиям, R22 считается устаревшим.

Как работает «сплит» после включения и установки заданной температуры в комнате:

1. Контроллер принимает сигнал датчика, фиксирующего высокую температуру в помещении. Запускается компрессор, вентилятор внутреннего модуля начинает прогонять воздух сквозь соты теплообменника-испарителя.
2. Фреон, находящийся в трубках радиатора, переходит в паровую фазу, интенсивно поглощая тепло. Дальше фреон идет по трубке в наружный блок и попадает в компрессор, поднимающий давление газа. Сжатие производится с одной целью – чтобы пар сконденсировался при более высокой уличной температуре.
3. По дороге хладагент пропускается через ресивер – осушитель, предохраняющий компрессор от влаги.
4. Двигаясь по трубкам внешнего теплообменника, обдуваемого большим осевым вентилятором, сжатый фреон снова принимает жидкое состояние, параллельно сбрасывая поглощенное тепло.
5. В дроссельном (расширительном) клапане давление жидкости снижается, затем хладон возвращается во внутренний блок по трубке меньшего диаметра. Цикл повторяется.
6. Когда температура помещения снижается до заданной величины, контроллер по сигналу датчика останавливает компрессор. Следующий запуск происходит после нагрева комнаты на 2—3 градуса.
7. Из-за разности температур воздушных потоков и теплообменных поверхностей выделяется конденсат, стекающий в специальную ванночку. Оттуда вода стекает наружу по наклонной дренажной трубке.

Примечание. Мы дали описание работы обычной сплит-системы, действующей по принципу «on/off» (вкл/выкл). Более современные кондиционеры — инверторы — функционируют непрерывно, о чем рассказывается ниже. Предлагаем посмотреть видео о фазовых переходах фреона внутри охладителя:

Когда нужно перейти в режим обогрева, четырехходовой электрический клапан переключает движение хладона в обратную сторону. Внешний радиатор становится испарителем, внутренний – конденсатором, тепло забирается с улицы и перемещается в жилое помещение.

Аналогичным образом работают так называемые моноблоки – оконные и мобильные кондиционеры. Разница заключается в протяженности фреоновых магистралей – когда все теплообменники и вентиляторы установлены в едином корпусе, длина коммуникаций не превышает 1 м, на сплит-системах – до 7 м.

В недорогих «сплитах» комнатный воздух проходит сквозь сетку грубой очистки из полипропилена. Более продвинутые модели могут оснащаться несколькими фильтрами, осушителем и ионизатором воздуха.

Охладители инверторного типа

Особенность этих сплит-систем – непрерывная работа компрессора. Силовой блок питания – инвертор – изменяет производительность агрегата, снижая либо увеличивая частоту электрического тока. Что это значит на практике:

1. При запуске охладителя компрессор работает на максимальной мощности.
2. Когда температура воздуха приближается к заданной, по команде контроллера инвертор постепенно уменьшает производительность компрессора.
3. При достижении установленного температурного порога мощность агрегата снижается до минимума.
4. Сплит-система переходит в режим поддержания температуры – производительность регулируется в зависимости от нагрева воздуха.

Обогрев происходит аналогично – сначала температура комнаты поднимается на максимальной мощности, затем обороты двигателя компрессора уменьшаются и наращиваются по сигналу датчика. Чем «инвертор» лучше кондиционера «on/off»:

• отсутствуют скачки напряжения от запусков электромотора;
• снижается общий расход электроэнергии;
• перепады температуры внутри помещения практически незаметны, как случается после остановки компрессора;
• зимой постоянно работающий компрессор не застывает на морозе.

Справка. Некоторые модели «инверторов» сохраняют работоспособность до минус 30 °C на дворе. Правда, интенсивность обогрева существенно падает. Подробнее об инверторных сплит-системах читайте в отдельном материале.

Градация по мощности

Поскольку первые кондиционеры появились в США, холодопроизводительность установок измерялась в британских тепловых единицах – BTU. Производители до сих пор выпускают линейки сплит-систем согласно стандартному ряду мощностей – 7000, 9000, 12000 BTU и так далее. В обозначении конкретной модели присутствовала соответствующая цифра – 07, 09, 12…

Справка. Одна тысяча BTU/час соответствует 293.07 Вт или 0.293 кВт.

Сейчас большинство производителей указывает производительность по холоду в киловаттах либо в двух единицах – кВт и BTU. Ниже в таблице представлена стандартная линейка мощностей бытовых и полупромышленных сплит-систем.

Разновидности кондиционерных блоков

Устройство внутренних и уличных модулей всех «сплитов» одинаковое, за исключением некоторых мелочей. Агрегаты делятся на виды по способу размещения комнатного блока:

1. Самые распространенные – настенного типа. Из названия ясно, что модуль подвешивается на стену внутри помещения.
2. Канальные (бескорпусные) модели встраиваются в прямоугольные воздуховоды системы кондиционирования частного дома.
3. Кассетные блоки крепятся к перекрытию, охлажденный воздух подается в 4 направлениях сверху вниз. Корпус агрегата прячется за подвесным/натяжным потолком, на виду остается нижняя панель.

   

4. Модуль колонного типа ставится на пол в удобном месте. Название произошло от формы агрегата – узкий высокий корпус напоминает колонну (изображена выше на фото).
5. Потолочные блоки приплюснутой формы монтируются к перекрытию. Не нуждаются в дополнительной облицовке подвесными потолками.
6. Напольные версии крепятся к стене на высоте 10…30 см от пола согласно инструкции производителя.

Примечание. К бытовой серии относятся только настенные сплит-системы. Остальные – кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные — являются полупромышленными агрегатами. Применяются в офисах, кафе, административных зданиях, хотя никто не мешает повесить потолочный кондиционер в квартире.

Отдельного упоминания заслуживают мульти-сплит-системы, состоящие из одного наружного мощного блока и 2—4 внутренних. Такая СКВ способна поддерживать разную температуру в нескольких комнатах и применяется в исключительных ситуациях, когда нельзя разместить на фасаде здания 2—3 отдельных модуля.

Почему лучше выбирать два-три «сплита» вместо одной мульти-системы:

• более высокая цена оборудования при одинаковой стоимости монтажа;
• внешний мультиблок не позволяет одновременно охлаждать и нагревать два соседних помещения, допускается работа только в одном режиме;
• наружный агрегат отличается габаритами и приличным весом;
• стоимость сервисного обслуживания возрастает из-за увеличенного объема фреона и сложного устройства блока, в котором может стоять 2—3 компрессора.

В больших торговых центрах и производственных зданиях используются промышленные сплит-системы – центральные и крышные roof-top кондиционеры. В них блоки тоже разделены – внутри помещений стоят фанкойлы, приточные агрегаты, снаружи – модули очистки, нагрева и охлаждения (чиллеры).

Родство с тепловыми насосами

Устройство инверторной сплит-системы и воздушного теплового насоса (ТН) идентично. Оба агрегата используют принцип холодильной машины, забирают тепло наружного воздуха и нагревают внутренний. Отличия в конструкции – ради повышения эффективности площадь наружного теплообменника-испарителя ТН существенно увеличена, поэтому блок зачастую ставится на землю, как показано ниже на фото.

Геотермальные насосы, извлекающие тепло грунта, тоже конструктивно близки к сплит-системам. Разница – в способе отбора и передачи теплоты внешнему испарителю – здесь вместо уличного воздуха используется незамерзающий теплоноситель, протекающий по петлям подземных контуров. Основной рабочий цикл идентичен – рассол либо антифриз испаряет в теплообменнике фреон, отдающий тепло воздуху или водяной системе отопления.

Напоследок о монтаже

Как правило, монтажные работы выполняют мастера – холодильщики, располагающие специальным оборудованием – вакуумным насосом, манометрическим коллектором и перфоратором для бурения стен. Но маломощные модели — «семерки», «девятки» — можно смонтировать самостоятельно, взяв перечисленный инструмент в аренду.

Рекомендации по монтажу:

1. Располагайте уличный модуль под окном для удобства обслуживания, внутренний ставьте поближе к наружной стене. Лучше уложиться в 3 метра.
2. Приобретите медные трубки, соответствующие по диаметру сервисным портам, расположенным на боковой стенке корпуса.
3. Чтобы при работе компрессора блок не вибрировал и не гудел, надежно закрепите его на стеновом кронштейне.
4. Тщательно развальцовывайте медные трубки – от этого зависит герметичность системы и работоспособность «сплита».
5. Не располагайте внешний агрегат на застекленной лоджии или балконе.

Также посоветуем внимательно прочитать заводскую инструкцию кондиционера и ознакомиться с нашим руководством по монтажу домашнего охладителя воздуха.