Работает сплит. Сплит система – что это такое: особенности устройства и разновидности

Кондиционеры и сплит-системы различных моделей уже прочно вошли в жизнь современного человека - сегодня эта бытовая техника не считается роскошью, как это было в недавнем прошлом. Эти изделия специально разработаны для создания благоприятного микроклимата внутри зданий знойным летом, но многие модели могут обогревать помещения и в межсезонье. Принципиально устройство кондиционера схоже с компоновкой отдельных блоков сплит-систем, различие только в том, что первые, как правило, имеют один корпус, а вторые - два блока. Принцип работы сплит-системы аналогичен работе стандартного бытового кондиционера оконного или напольного.

Как устроен кондиционер, понять довольно просто, надо только изучить по отдельности составные части кондиционера: внутренний и внешний блоки.

Выносной блок

Конструкция наружного блока весьма сложная, ведь он управляет работой всей системы, основываясь на заданных режимах, которые набираются пользователем вручную. Его компоненты представлены на фото:

1. Вентилятор - его обязанности создавать обдув внутренних частей.
2. Радиатор , в котором осуществляется охлаждение хладагента, называется конденсатором, он отдает тепло потоку наружного воздуха.
3. Компрессор кондиционера сжимает хладагент и осуществляет его циркуляцию между блоками. Описание принципа работы компрессора легко найти в интернете, поэтому мы не будем перегружать статью излишними техническими подробностями.
4. Плата автоматического управления имеет такое размещение на моделях инверторного класса, у остальных - вся электроника располагается внутри внутреннего блока кондиционера.
5. Сложной конструкции клапан устанавливается только на моделях класса «холод-тепло», при включении режима обогрев, принцип действия блоков меняется зеркально.
6. Крышка , защищающая штуцерные соединения.
7. Фильтр - защищает устройство от попадания посторонних частиц, которые могли проникнуть в систему во время монтажа изделия.
8. Внешний корпус .

Корпус испарителя

Его конструкция не отличается особой сложностью.

Микропроцессор и плата электроники, а также штуцера, к которым подключают медные трубки с циркулирующим фреоном, на фото не указаны - они находятся сзади.

Основная конструкция кондиционера практически не меняется - разные модели имеют специфические доработки, но выносной и внутренний блок всегда присутствуют.

Теперь вы в курсе из чего состоит кондиционер, поэтому можно переходить к краткому ознакомлению с принципом конкретной работы кондиционера.

Функциональные нюансы

Жидкие вещества при нагревании испаряются, активно поглощая тепло с той поверхности, на которой находятся, а при выпадении конденсата происходит обратный процесс - на этом и основывается принцип действия любой системы кондиционирования. Эти изделия не могут производить холод, а только переносят тепло из охлаждаемого объекта на улицу или наоборот, что происходит при включении режима обогрев. Тепло - это энергия, а она не может исчезать бесследно или возникать ниоткуда, основным переносчиком ее в кондиционерах является хладагент.

Во время охлаждения фреон испаряется, конденсация его происходит в выносном блоке, после того, как сжатый до определенной консистенции хладагент выходит из компрессора. Если работа кондиционера или сплит-системы настроена на обогревание помещения, то все происходит наоборот.

Питание изделия происходит от электрической сети, и пользователи должны знать, что применять такие устройства для обогрева помещения довольно выгодно: потребляя 1 кВт электричества, они переносят в строение 3 кВт тепловой энергии и не пересушивают воздух.

Технические характеристики бытовых кондиционеров складываются из номинальной мощности изделия , которая расходуется на охлаждение или обогрев внутренних помещений. Такой конструкции изделия используются в межсезонье, но только при температуре выше ноля - включать при морозе их нельзя. Причем нагрев происходит по специальной схеме: обогревается пол, создавая комфортную атмосферу для ног.

Далее, идет мощность потребления, расход воздуха, уровень производимого шума, который допускается в жилых помещениях не более 34 дБ. Учитывать надо шум при минимальной и максимальной мощности работы изделия.

Основные характеристики кондиционеров учитывают и хладагент, используемый в изделии - все устройства используют разные виды фреона от R-12 до R-410А, который состоит из равных долей (50 на 50) R32 и R125.

Основные функции

Для комфортного использования у бытового кондиционера есть определенный набор функциональных возможностей:

• охлаждение, для отдельных модификаций есть и обогревание воздуха;
• вентиляция - из всех узлов агрегата задействован только вентилятор;
• автономный режим - система сама управляет всеми основными функциями;
• осушение - происходит удаление излишней влаги из воздуха;
• очистка - производится перед поступлением его к теплообменнику;
• установка температуры - весьма полезная функция, которая позволяет точную ее установку при охлаждении и обогреве;
• скорость вращения вентилятора - имеет несколько режимов, которые позволяют изменять производительность изделия;
• направление - жалюзи регулируют направление движения воздуха, горизонтальные меняют высоту, а вертикальные - сторону;
• таймер - позволяет назначить точное время для включения или выключения кондиционера;
• режим «ночь» - встроенная система автоматического контроля самостоятельно регулирует скорость работы вентилятора, плавное понижение/повышение температуры воздуха на 2-3 о.

Каждая модель бытовых кондиционеров имеет еще и различные дополнительные функции, которые прописаны в инструкции по использованию изделия.

Всевозможные дополнительные фильтры тонкой очистки, ионизаторы и ультрафиолетовые лампы значительно повышают качество нагнетаемого воздуха, но стоимость изделия также неуклонно стремится ввысь.

В чем разница работы кондиционера и сплит-системы

Многие покупатели спрашивают, какая существует разница между оконными, напольными изделиями для охлаждения помещений и системами типа сплит? Второй вариант считается более функциональным и эффективным. Любая сплит-система обладает такими преимуществами:

• испаритель может располагаться на потолке, стене или на полу, при этом идеально подходит к любому интерьеру помещения;
• охлаждение осуществляется быстрее за счет большей мощности;
• очищает, увлажняет и ионизирует нагнетаемый воздух;
• при функционировании производит довольно низкое шумовое воздействие на окружающих.

Для квартиры с большой площадью или загородного строения приобретают мультисистемы с несколькими внутренними испарителями и одним выносным блоком, что облегчает пользователям весь процесс эксплуатации. К тому же внешний вид коттеджа не портит обилие выносных блоков одинаковой конструкции, но с разным шумовым воздействием.

Устройство и принцип работы кондиционера ничем не отличаются от устройства любой сплит-системы, разница только в специфических нюансах, поэтому дать точный ответ, какая техника лучше справляется с поставленными задачами весьма непросто - каждая из них имеет свои недостатки и преимущества, которые определяют сферу их применения.

Строение кондиционеров оконного типа отличается своеобразной конструкцией - одна часть их находится внутри, а другая снаружи оконного блока. С моноблочным напольным вариантом они схожи только конструкцией, т. к. все компонента находятся внутри одного корпуса. Работающие детали - вентилятор и компрессор — издают шума больше, чем у сплит-системы, потому что у них эти компоненты находятся в отдельном блоке, расположенном снаружи помещения.

Прежде, чем сделать выбор при покупке такого изделия в свой дом, надо сделать сравнение технических характеристик самых недорогих сплит-систем с аналогичными параметрами напольного или оконного типа устройства - найдется много положительных и негативных нюансов у каждого вида, поэтому сделать окончательный вывод весьма непросто.

Многие из нас пользуются дома или на работе агрегатами для охлаждения воздуха в помещениях – кондиционерами. Но о том, как они функционируют, знает далеко не каждый. Задача данной статьи – объяснить устройство и принцип работы сплит-системы, что наиболее часто встречаются в нашей повседневной жизни.

Устройство бытового кондиционера

Современная сплит – система разделена на две части – наружный и внутренний блоки. Каждый из них выполняет свою функцию и содержит набор соответствующего оборудования. Внутри корпуса наружного блока находится теплообменник – конденсатор, вентилятор, призванный прогонять через него воздух, и компрессор – нагнетатель давления. Из более мелких, но не менее важных функциональных элементов следует выделить осушитель, расширительный клапан и соединительные трубки из меди. Кроме того, устройство данного узла предусматривает запитку от электросети, для чего в нем имеется необходимые электротехнические элементы, а также средства автоматизации.

Примечание. В случае когда конструкцией предусматривается работа сплит-системы на обогрев, в наружном блоке дополнительно установлен четырехходовой клапан с электроприводом, подогреватель компрессора и регулятор давления конденсации.

Внутренняя часть кондиционера помимо корпуса содержит теплообменник – испаритель с , фильтрующие элементы, жалюзи для направления потока воздуха и ванночку для сбора конденсата. Между внутренним и наружным блоком прокладываются 2 магистрали для хладоносителя, по трубе с большим диаметром он движется в виде газа, с меньшим – в жидком состоянии. Ниже на рисунке показано устройство сплит-системы с указанием основных элементов:

1 – компрессор; 2 – четырехходовой клапан для переключения режимов «зима – лето»; 3 – электронный блок; 4 – осевой вентилятор; 5 – теплообменник – конденсатор; 6 – магистрали для хладагента; 7 – центробежный вентилятор; 8 – теплообменник – испаритель; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – фильтр тонкой очистки.

Принцип работы

Сплит – система, как и всякая холодильная машина, отличается очень высокой эффективностью. Для примера: охладитель, потребляющий электрическую мощность в размере 1 кВт, обладает холодопроизводительностью ориентировочно 3 кВт. При этом никакие законы сохранения энергии не нарушаются и КПД установки вовсе не 300%, как можно подумать.

Следует понимать, что принцип работы кондиционера заключается не в производстве холода, а в переносе тепловой энергии из одного места в другое посредством хладагента, называемого рабочим телом.

В качестве рабочего тела выступает фреон, чья температура кипения почти на 100 ºС ниже того же показателя у воды. Хитрость состоит в том, что для парообразования любая жидкость должна получить большое количество тепловой энергии, ее рабочее тело и отнимает у комнатного воздуха в испарителе. В физике эта энергия называется удельной теплотой парообразования.

Испаренный во внутреннем блоке фреон по трубке большого диаметра поступает в компрессор, создающий давление в сплит-системе и далее, в теплообменник – конденсатор. Рабочее тело, находящееся под давлением, интенсивно конденсируется в нем при контакте с наружным воздухом, высвобождая в атмосферу ранее поглощенное тепло. Только теперь это называется удельной теплотой конденсации, при постоянном количестве фреона в системе ее величина равна затраченной энергии парообразования. Как происходит описанный процесс, показывает схема работы кондиционера сплит-системы:

После перехода в жидкую фазу хладагент проходит через осушитель с целью отделения влаги и входит в расширительный клапан. Здесь за счет резкого увеличения размера канала (сопла) снижается давление и рабочее тело снова возвращается в испаритель за очередной порцией тепла.

Из электрооборудования, потребляющего значительную мощность, на схеме можно увидеть два вентилятора и компрессор, остальные источники энергопотребления ничтожно малы. То есть, приведенный в примере 1 кВт электричества расходуется лишь на вращение осей вентиляторов и компрессора, всю остальную работу проделывает фреон.

Все прочие функции – за системами автоматики. По достижении установленной температуры в помещении датчик подает сигнал на блок управления, а тот останавливает компрессор и вентиляторы, процесс прекращается. Воздушная среда в комнате нагрелась, - и датчик снова инициирует запуск охладителя, такая циклическая работа идет непрерывно. В то же время инверторные сплит – системы, чья конструкция немного отличается от устройства обычных кондиционеров, никогда не останавливают процесс. Такие агрегаты характеризуются плавным изменением температуры и тихим режимом работы компрессора.

Примечание. При интенсивных процессах теплообмена на ребрах испарителя и конденсатора выпадает влага, содержащаяся в воздухе, для ее сбора и отвода конструкция кондиционера предусматривает ванночку и систему трубок.

Для перехода установки в режим подогрева воздуха происходит переключение направления движения рабочего тела, вследствие чего теплообменники меняются функциями, наружный становится испарителем и отбирает теплоту из окружающей среды, а внутренний действует как конденсатор, передавая эту энергию в помещение. Для перераспределения потоков в схему введен четырехходовой клапан, чтобы не приходилось мудрить с компрессором.

Заключение
Сплит – система, как и другие холодильные машины, является очень экономичной в силу эффективности своей работы. Именно по этой причине они получили широкую популярность для создания комфортных условий в зданиях различного назначения.

Как работает система чиллер-фанкойл Что такое инверторный кондиционер Как включить кондиционер на обогрев Как выполняется антибактериальная чистка кондиционера

Принцип работы кондиционера (сплит-системы) попытаюсь пояснить, особо не используя специфические термины термодинамики. Тем не менее, для того, чтобы разобраться необходимо, вспомнить (принять на веру) результат нескольких термодинамических процессов:

• дросселирование – процесс расширения рабочего тела (испарения) с поглощением тепловой энергии и снижением температуры.
• конденсация – процесс превращения пара в жидкость.
• сжатие – процесс уменьшения объёма рабочего тела с повышением давления и температуры.

Энтропия S - количество тепловой энергии, пригодной для совершения работы: чем энергии меньше, тем выше энтропия.

Охлаждение воздуха в помещении осуществляется с помощью специальной холодильной установки – кондиционера, работающего по обратному тепловому циклу. Обратный тепловой цикл, такой цикл при котором передача тепловой энергии от более холодного тела к более тёплому осуществляется за счёт подводимой работы. Рабочим телом в кондиционере является фреон.

Принципиальная схема кондиционера – на левом рисунке, а его рабочий цикл в Т – S диаграмме на правом.

И так – кондиционер включён в работу. Компрессор 3 сжимает фреоновый пар, повышая его температуру от Т2 до Т1 (процесс 3 – 4 на диаграмме). Сжатый и нагретый фреоновый пар поступает в конденсатор 4 наружного блока кондиционера где, отдавая тепловую энергию в окружающий воздух конденсируется (процесс 4 – 1 на диаграмме). Из конденсатора фреон поступает на дроссельный вентиль 1, после которого испаряется в испарителе 2 внутреннего блока кондиционера (процесс 1 – 2 на диаграмме) в результате чего его температура понижается. В испарителе образовавшийся фреоновый пар отбирает тепло у окружающего воздуха. Далее фреон поступает на всас компрессора (процесс 2 -3 на диаграмме) – цикл замкнулся.

Дроссельный вентиль 1 в кондиционере является регулирующим органом. Изменяя расход рабочего тела через него можно регулировать холодопроизводительность кондиционера.

Вот по такому принципу работает сплит-система.

На рисунке №4 Показана упрощенная схема холодильного контура бытового настенного кондиционера сплит-системы, основной задачей которого является охлаждение воздуха внутри кондиционируемого помещения (Или другими словами удаление тепла из помещения и перенос его на улицу). Рабочим веществом для перемещения тепловой энергии является хладагент. Охлаждение воздуха производится за счет действия в холодильном контуре термо-динамического процесса, которы имеет 4 составляющие:
- Испарение хладагента, которое происходит внутри теплообменника испарителя внутреннего блока.
- Конденсация хладагента, которая происходит внутри теплообменника конденсатора наружного блока.
- Сжатие хладагента, которое производит компрессор, расположенный в наружном блоке.
- Дросселирование, которое происходит внутри капилярной трубки наружного блока.
Как известно при испарении хладагента, то-есть при его переходе из жидкого состояния в газообразное, он поглощает тепловую энергию, или другими словами, охлаждает испаритель.
При конденсации хладагента, то-есть при его переходе из газообразного состояния в жидкое, хладагент отдает тепловую энергию, или другими словами нагревает конденсатор. Процессы конденсации и испарения происходят при определенных условиях, создаваемых в теплообменниках.
Одним из главных элементов холодильного контура является расширительное устройство - капилярная трубка. Капилярная трубка имеет малое пропускное сечение по сравнению с другими элементами холодильного контура, подобно горлышку от бутылки. Таким образом компрессор создает зону высокого давления до капилярной трубки - в теплообменнике конденсатора (Зона высокого давления на схеме кондиционера выделена красным цветом), и зону низкого давления после капилярной трубки в теплообменнике испарителя (Зона низкого давления на схеме кондиционера выделена синим цветом). Газообразный хладагент на выходе из компрессора имеет высокое давления и температуру. Попадая в теплообменник конденсатора хладагент начинает конденсироваться - переходить из газообразного состояния в жидкое. Процесс конденсации происходит в следствие того, что вентиляторы, создавая циркуляцию наружного воздуха через теплообменную поверхность конденсатора охлаждают его, а следовательно и хладагент. При этом конденсируясь, хладагент отдает тепловую энергию наружному воздуху. Далее жидкий, сконденсированный хладагент попадает в капилярную трубку, а затем в зону низкого давления. В зоне низкого давления, давление, а следовательно и температура жидкого хладагента падает. Пройдя по линиям межблочных фреоновых коммуникаций хладагент поступает во внутренний блок и далее в теплообменник испарителя. Вентилятор внутреннего блока, создавая циркуляцию кондиционируемого воздуха через теплообменник испарителя нагревают его. Хладагент, находящийся с другой стороны теплообменной поверхности испарителя испаряется поглащая тепло и охлаждая теплообменник. На выходе из испарителя хладагент находится только в газообразном состоянии. Далее по линиям межблочных фреоновых коммуникаций фреон возвращается обратно в компрессор