Що таке спліт-система і чим вона відрізняється від кондиціонерів — моноблоків

Серед усіх типів домашніх кондиціонерів «спліти» займають перше місце за кількістю встановлень у квартирах і приватних будинках (80-85% від загального числа). Тенденція зберігається, оскільки зазначені кліматичні агрегати зручні в експлуатації, не віднімають корисну площу, тихо працюють. Наше завдання – доступно пояснити, що таке спліт-система, розглянути принцип дії та різновиди цих побутових приладів.

Конструкція і відмінність від інших кондиціонерів

Спочатку розберемося з термінологією. За визначенням, кондиціонерами називають усі кліматичні установки, які обробляють повітря і доводять його до потрібної кондиції. Агрегати можуть виконувати ряд функцій:

• охолодження, нагрів;
• осушення, зволоження;
• очищення, знезараження;
• припливно-витяжна вентиляція приміщень з примусовим спонуканням.

Довідка. Комплексна обробка повітря, наприклад, фільтрація + нагрів + зволоження, зветься кондиціонуванням. Всі задіяні агрегати, засоби управління, вентиляційні канали та решітки складають систему кондиціонування повітря (скорочено – СКП).

Класична спліт-система — це теж кондиціонер, тільки поділений на 2 блоки — зовнішній і внутрішній (англійське слово split означає «розділяти»). До речі, закордонні виробники завжди пишуть на коробці «Air conditioner», словосполучення split-system не вживається.

Зовнішній модуль — це корпус великих розмірів, в якому розташовані основні елементи охолоджувача:

• компресор;
• теплообмінник – конденсатор;
• вентилятор;
• розширювальний клапан (в побутових моделях — капілярна трубка);
• чотирьохходовий клапан, що перемикає режими охолодження/обігрів;
• бачок ресивера — осушувача газоподібного хладону (фреону);
• датчики, контролер зимового комплекту;
• конденсатори і реле включення компресора.

Доповнення. У зовнішніх блоках інверторних моделей встановлюється електронна плата управління, поєднана з внутрішнім модулем спеціальним цифровим кабелем.

Вуличний агрегат монтується зовні на стіну будівлі або на відкритому балконі (лоджії). Другий блок менших розмірів ставиться всередині кімнати — зазвичай кріпиться до стінки у верхній зоні приміщення — та з’єднується з зовнішнім 2 фреоновими магістралями і кабелем. Внутрішній модуль включає такі елементи:

• теплообмінник-випарник;
• тангенціальний вентилятор з крильчаткою у вигляді довгої турбіни;
• електронна схема управління, датчики температури;
• фільтри очищення кімнатного повітря;
• жалюзі, що повертаються кроковими електродвигунами;
• конденсатна ванночка, трубка дренажу.

Запуск і налаштування спліт-системи передбачене від пульта дистанційного керування. Кількість реалізованих у кондиціонері функцій залежить від типу і ціни конкретної моделі.

Як працює спліт-система

Перейдемо до розгляду технічної сторони. Принцип дії «спліта» не відрізняється від роботи інших холодильних машин — перенесення теплової енергії з одного місця в інше. У нашому випадку — з квартири на вулицю. Переносником (на технічній мові — робочим тілом) є хладон — речовина фреон, що випаровується при мінусовій температурі.

Важливий момент. Фреони — сполуки вуглеводнів із фтором — переміщують велику кількість тепла за рахунок фазового переходу з рідкого агрегатного стану в газоподібний і назад. У побутових кондиціонерах застосовується 2 марки хладагентів — R22, R410a. Характеристики речовини R410a відповідають сучасним екологічним вимогам, R22 вважається застарілим.

Як працює «спліт» після ввімкнення і налаштування потрібної температури в кімнаті:

1. Контролер приймає сигнал датчика, який фіксує високу температуру в приміщенні. Запускається компресор, вентилятор внутрішнього модуля починає проганяти повітря крізь ребра теплообмінника-випарника.
2. Фреон, що циркулює по трубках радіатора, переходить в парову фазу, інтенсивно поглинаючи тепло. Далі хладон рухається по магістралі в зовнішній блок та потрапляє в компресор, що має піднімати його тиск. Мета стиснення — змусити пар сконденсуватися при вуличній спеці.
3. По дорозі холодоагент пропускається через ресивер-осушувач, що оберігає компресор від потрапляння вологи.
4. Рухаючись по трубках зовнішнього теплообмінника, котрий обдувається великим осьовим вентилятором, стислий фреон знову приймає рідкий стан, скидаючи назовні поглинуте тепло.
5. У дросельному (розширювальному) клапані тиск рідини знижується, потім хладон повертається у внутрішній блок по трубці меншого діаметра. Цикл повторюється.
6. Коли температура приміщення знижується до заданої величини, контролер по сигналу датчика зупиняє компресор. Наступний запуск відбувається після нагрівання кімнатного повітря на 2-3 градуси.
7. Через різницю температур повітряних потоків і металевих поверхонь в теплообмінниках виділяється конденсат та збирається в спеціальній ванночці. Звідти вода тече на вулицю по дренажній трубці.

Примітка. Ми привели алгоритм роботи звичайної спліт-системи, що діє за принципом «on/off» (ввімкнене/вимкнене). Більш сучасні кондиціонери — «інвертори» — функціонують безперервно, про що розповідається далі по тексту. Пропонуємо переглянути відео про фазові переходи фреону всередині охолоджувача:

Коли потрібно перейти в режим обігріву, чотирьохходовий електричний клапан перемикає рух хладону в зворотній бік. Зовнішній радіатор стає випарником, внутрішній — конденсором, тепло забирається з вулиці і переміщується в житлове приміщення.

Аналогічним чином працюють так звані моноблоки — віконні і мобільні кондиціонери. Різниця полягає в довжині фреонових магістралей — коли всі теплообмінники з вентиляторами розміщені в єдиному корпусі, довжина комунікацій не перевищує 1 м, на спліт-системах цей показник досягає 7 м.

У недорогих «сплітах» кімнатне повітря проходить крізь сітку грубої очистки, зробленої з поліпропілену. Більш просунуті моделі можуть оснащуватися декількома фільтрами, осушувачем та іонізатором повітря.

Охолоджувачі інверторного типу

Особливість цих спліт-систем — безперервна робота компресора. Силовий блок живлення — інвертор — змінює продуктивність агрегату, знижуючи або збільшуючи частоту електричного струму живлення. Як це виглядає на практиці:

1. Після запуску охолоджувача компресор працює на максимальній потужності.
2. Коли температура повітря наближається до заданої, плата інвертора поступово зменшує продуктивність компресора.
3. При досягненні налаштованого температурного рівня потужність агрегату автоматично знижується до мінімуму.
4. Спліт-система діє в режимі підтримки температури — продуктивність регулюється в залежності від природного нагріву повітря у кімнаті.

Обігрів відбувається аналогічно — спочатку температура в приміщенні піднімається на повній потужності компресора, потім оберти двигуна зменшуються або нарощуються за сигналом датчика. Чим «інвертор» кращий за кондиціонери «on/off»:

• відсутні скачки напруги від запусків електромотора;
• знижується загальна витрата електроенергії;
• перепади температури всередині приміщення невідчутні, як трапляється після повної зупинки компресора;
• компресор постійно працює, тому взимку не застигає на морозі.

Довідка. Деякі моделі «інверторів» зберігають працездатність до мінус 25 °C надворі. Правда, інтенсивність обігріву істотно падає. Детальніше про інверторні спліт-системи читайте в окремому матеріалі.

Градація по потужності

Оскільки перші кондиціонери з’явилися в США, холодопродуктивність цих побутових приладів вимірювалася у Британських теплових одиницях (BTU). Виробники досі випускають лінійки спліт-систем по стандартному ряду потужностей – 7000, 9000, 12000 BTU і так далі. В позначенні конкретної моделі присутня відповідна цифра – 07, 09, 12 …

Довідка. Одна тисяча BTU відповідає 293.07 Вт або 0.293 кВт.

Зараз більшість виробників вказують продуктивність по холоду в кіловатах або у двох одиницях одночасно — кВт і BTU. Нижче в таблиці представлена стандартна лінійка потужностей побутових і напівпромислових спліт-систем.

Різновиди кондиціонерних блоків

Будова внутрішніх і вуличних модулів усіх «сплитів» однакова, за винятком деяких дрібниць. Агрегати діляться на види за способом розміщення кімнатного блоку:

1. Найпоширеніші —- настінного типу. З назви зрозуміло, що модуль підвішується на стіну усередині приміщення.
2. Канальні (безкорпусні) моделі вбудовуються у прямокутні повітропроводи системи кондиціонування приватного будинку.
3. Касетні блоки кріпляться до перекриття, охолоджене повітря подається в 4 напрямках зверху вниз. Корпус агрегату ховається за підвісною/натяжною стелею, з кімнати видно лише нижню панель.

   

4. Модуль колонного типу ставиться на підлогу у зручному місці. Назва походить від форми агрегату — вузький високий корпус нагадує колонну (зображена вище на фото).
5. Пласкі стельові блоки монтуються до перекриття, додаткове облицювання не потрібне.
6. Підлогові версії апаратів кріпляться до стіни на висоті 10…30 см від підлоги згідно інструкції виробника.

Примітка. До побутової серії відносяться тільки спліт-системи, що вішаються на стіну. Решта — касетні, канальні, колонні, підлогові та стельові — є напівпромисловими агрегатами. Застосовуються у офісах, кафе, адміністративних будівлях, хоча ніхто не заважає повісити стельовий кондиціонер у квартирі.

Окремої згадки заслуговують мульти-спліт-системи, що складаються з одного зовнішнього потужного блоку і 2-4 внутрішніх. Така СКП здатна підтримувати різну температуру в декількох кімнатах і застосовується у виняткових ситуаціях, коли не можна розмістити на фасаді будівлі 2-3 окремих модуля.

Чому краще вибирати два-три «спліта» замість однієї мульти-системи:

• більш висока ціна обладнання при однаковій вартості монтажу;
• зовнішній блок не дозволяє одночасно охолоджувати й нагрівати два сусідніх приміщення, допускається робота тільки в одному режимі;
• зовнішній агрегат відрізняється габаритами і значною вагою;
• вартість сервісного обслуговування зростає через збільшену кількість фреону і складну конструкцію блоку, в якому може стояти 2-3 компресора.

У великих торгових центрах і виробничих будівлях використовуються промислові спліт-системи — центральні та дахові roof-top кондиціонери. У них блоки теж розділені — всередині приміщень стоять фанкойли, припливні агрегати, зовні – модулі очищення, нагрівання та охолодження (чиллери).

Спорідненість з тепловими насосами

Будова инверторної спліт-системи і повітряного теплового насоса (ТН) ідентична. Обидва агрегати використовують принцип холодильної машини — забирають тепло зовнішнього повітря і нагрівають внутрішнє. Однак конструкція має відмінність — заради підвищення ефективності площа зовнішнього теплообмінника-випарника ТН істотно збільшена, тому блок найчастіше ставиться на землю, як показано нижче на фото.

Геотермальні насоси, які видобувають тепло грунту, теж близькі до спліт-систем. Різниця — у способі відбору і передачі теплоти зовнішньому випарникові, тут замість вуличного повітря використовується незамерзаючий теплоносій, що протікає по петлях підземних контурів. Основний робочий цикл ідентичний — антифриз випаровує в теплообміннику фреон, передаючий тепло кімнатному повітрю або водяній системі опалення.

Наостанок про монтаж

Монтажні роботи мають виконувати майстри по холодильній техніці зі спеціальним обладнанням — вакуумним насосом, манометричним колектором і перфоратором для буріння стін. Але малопотужні моделі — «сімки», «дев’ятки» — можна змонтувати самостійно, орендуючи вищевказаний комплект інструментів.

Рекомендації щодо монтажу:

1. Розташовуйте вуличний модуль під вікном для зручності обслуговування, внутрішній встановлюйте якомога ближче до зовнішньої стіни. Краще вкластися в 3 метри.
2. Придбайте мідні трубки, відповідні по діаметру сервісним портам. Штуцери знаходяться на бічній стінці корпусу великого модуля.
3. Щоб при роботі компресора блок не вібрував і не гудів, надійно закріпіть його на кронштейні.
4. Ретельно развальцюйте мідні трубки — від цього залежить герметичність системи і працездатність «спліта».
5. Не розміщуйте зовнішній агрегат на повністю заскленій лоджії чи балконі.

Також порадимо уважно прочитати заводську документацію кондиціонера та ознайомитися з нашою інструкцією по самостійному монтажу домашнього охолоджувача повітря.