Внутренний блок поглощает тепловую энергию в помещении. Фреон выходит в наружный блок, сбрасывает температуру в окружающее помещение и после охлаждения снова поступает во внутренний блок.
Что такое сплит-система: устройство и принцип работы типовых систем кондиционирования
Каждый, кто хоть раз пытался решить проблему охлаждения воздуха в доме или квартире, имеет хотя бы приблизительное представление о том, что такое сплит-система. Этот вариант кондиционирования уверенно вытеснил старые «оконные кондиционеры» и пользуется популярностью уже много лет.
Знание особенностей работы сплит-систем поможет вам выбрать подходящую модель и правильно организовать ее эксплуатацию.
В этой статье мы опишем принципы построения и работы сплит-систем и расскажем о деталях монтажа, которые необходимо учесть, чтобы устройства прослужили долгие годы.
Суть работы и принцип действия
Основная задача сплит-системы — охлаждение воздуха в помещении. Блок состоит из двух частей. Одна устанавливается снаружи помещения, другая — внутри. Чтобы соединить их узкой трубой, в толще стены просверливается отверстие. Принцип работы сплит-систем схож с принципом работы холодильников.
Хладагент, циркулирующий в трубе внутри системы, поглощает тепло из воздуха в помещении, передает тепловую энергию наружу и отдает ее в окружающую среду. Контур хладагента кондиционера состоит из двух основных элементов: конденсатора и испарителя.
Первый расположен в наружном блоке устройства, а второй — в блоке, устанавливаемом в помещении.
Основными элементами сплит-системы являются конденсатор, компрессор и испаритель, между которыми циркулирует хладагент и переносит тепловую энергию из помещения наружу.
Хладагент (обычно фреон) движется по замкнутому контуру между блоками. Внутри помещения он нагревается, поглощая тепловую энергию, и превращается в газ.
Таким образом, воздух охлаждается, проходя через испаритель. Вентилятор обеспечивает лучший поток воздуха в помещении.
Затем хладагент поступает в конденсатор. Здесь он проходит через компрессор и охлаждается за счет контакта с более холодным наружным воздухом. Хладагент снова становится жидким.
Принцип работы этой системы такой же, как и у обычного холодильника, и использует точно такую же способность фреона испаряться при низких температурах.
Сплит-системы относятся к категории автономных кондиционеров, которые состоят из внешней и внутренней частей.
Автономные кондиционеры осушают и охлаждают воздух, пропуская циркулирующий воздушный поток через холодильные машины. Зимой они нагревают воздух с помощью электрических нагревателей или путем реверсирования работы холодильной машины.
Наружный блок сплит-системы располагается в передней части дома. Для обработки одного или двух смежных помещений он представляет собой относительно небольшой блок с одним воздухозаборником и одним вентилятором.
Сплит-системы могут быть однозонными или многозонными, в зависимости от охвата обрабатываемых помещений. Первые равномерно подают обработанный воздух во все части помещения, вторые обеспечивают различные воздушные потоки.
Среди сплит-систем наиболее рациональными и удобными для бытового использования зарекомендовали себя модели с настенными внутренними блоками.
Для больших деловых помещений, спортивных залов и других общественных мест оптимальным вариантом является кассетный или канальный вариант.
Офисы и промышленные помещения обычно оснащаются напольными сплит-системами колонного типа. Они вмещают пользователей по мощности и практически никому не мешают в мало обставленных помещениях.
Напольные системы перегородок пользуются большой популярностью благодаря интересному дизайну и возможности выбрать подходящее положение в соответствии с собственным вкусом и предпочтениями.
Кассетная печать для торговых и спортивных центров
Устройство сплит-системы
Для эффективной работы такого кондиционера используется несколько элементов.
Наружный блок обычно включает в себя:
- вентилятор;
- компрессор;
- конденсатор;
- фильтр фреона;
- плата управления;
- защитная крышка;
- штуцеры для медных труб и т.п.
Вентилятор, который обеспечивает постоянную циркуляцию воздуха вокруг блока, чтобы фреон охлаждался быстро и равномерно. Этот процесс происходит в конденсаторе. Компрессор сжимает фреон, переводя его в газообразное состояние и циркулируя в холодильном контуре.
Наружный блок сплит-системы крепится на специальных кронштейнах. При установке необходимо позаботиться о надлежащем отводе образующегося конденсата.
Фильтр очищает фреон от примесей, которые могут попасть в систему во время монтажа.
Помимо вышеперечисленных элементов, в наружном блоке может быть установлен четырехходовой клапан, который необходим, если модель не только охлаждает, но и обогревает зимой.
Структура наружного блока: 1 — вентилятор, 2 — теплообменник, 3 — компрессор, 4 — панель управления, 5 — кожух, 6 — корпус.
В моделях с инвертором блок управления почти полностью расположен на внешней стороне блока. Однако, если инвертор отсутствует, электронные компоненты обычно располагаются во внутреннем блоке.
Эта область обычно состоит из:
- защитной решетки;
- системы фильтров;
- вентилятора;
- испарителя;
- жалюзи;
- индикаторной панели;
- блока управления;
- штуцеров-соединителей и т.п.
Защитная решетка обычно расположена на передней панели. Ее можно легко снять или открыть, чтобы обеспечить доступ к внутреннему блоку кондиционера для обслуживания. Воздух поступает в блок через отверстия в этой решетке для дальнейшего охлаждения.
Фильтр грубой очистки представляет собой простую пластиковую сетку, которая задерживает крупные загрязнения, чтобы они не попали в корпус блока.
Внутренний блок сплит-системы представляет собой компактное устройство, которое становится декоративным элементом в любом интерьере. Он устанавливается на наружной стене, чтобы уменьшить расстояние до наружного блока.
Фильтры тонкой очистки — это более сложная система, которая задерживает мелкие загрязнения: Частицы пыли, нежелательные запахи, опасные бактерии и т.д.
Обычно блок оснащен угольным фильтром и электростатическим фильтром, но он также может быть оснащен антибактериальным картриджем или другими полезными фильтрами.
Структура внутреннего блока: 1 — защитная решетка, 2,3 — фильтр, 4 — вентилятор, 5 — испаритель, 6,8 — ребра, 7 — пульт управления.
Устройство и принцип работы сплит-системы
Из всех типов кондиционеров, которые когда-то были разработаны и стали известны потребителям, сплит-система является самой популярной. Она самая энергоэффективная и самая тихая (в помещении). В повседневной жизни она вытеснила гораздо более шумные оконные кондиционеры.
Составные части
Сплит-система состоит из наружного и внутреннего блоков, разделенных наружной стеной здания или сооружения. Типичные кондиционеры состоят из компрессора, конденсатора, испарителя, воздухораспределителя и двух вентиляторов.
Компрессор
Компрессор — это двигатель, который перемещает хладагент через теплообменник хладагента в наружном и внутреннем блоке. Его механизм, помещенный в корпус, непроницаемый для наружного воздуха и водяного пара, также имеет резервуар с моторным маслом, которое снижает трение в компонентах и уменьшает износ двигателя в сотни раз. Различают поршневые и спиральные компрессоры. Поршневые компрессоры стоят значительно дешевле спиральных. Их надежность во много раз ниже — особенно при температурах д о-20 градусов.
Конденсатор
Фреоновый конденсатор состоит из теплообменника с радиатором, в котором сжиженный фреон отдает свое тепло, которое затем рассеивается вентилятором. Конденсатор также называют теплоприемником, в котором водяной пар из поступающего воздуха превращается в капли воды. Вода собирается в резервуаре, а затем вытекает из наружного блока через шланг.
Испаритель
Блок испарителя включает в себя змеевик и нагреватель внутреннего блока. В этом змеевике жидкий фреон преобразуется в газообразный фреон; он забирает с собой тепло из помещения. Взамен он отдает холод, который выдувается вентилятором из замерзших холодных пластин.
ТРВ
Теплорегулирующий клапан или четырехходовой клапан позволяет кондиционеру переключаться из режима охлаждения в режим обогрева и обратно. При этом направление потока фреона меняется на противоположное.
Вентиляторы
Без вентилятора отвод тепла от нагревательного теплообменника наружного блока и компрессора, а также холода от внутреннего блока был бы крайне медленным и неэффективным. В лучшем случае вентиляционная установка будет часто останавливаться, что будет контролироваться автоматикой. В худшем случае она быстро выйдет из строя из-за перегрева компрессора и срыва снега в одной из труб колодца центрального отопления. Вентилятор наружного блока удаляет избыточное тепло из наружного блока. Во внутреннем блоке вентилятор нагнетает холод, образовавшийся в радиаторе, в помещение.
Другие детали и узлы
Старые советские и российские оконные кондиционеры имели не только мотор-компрессор, теплообменники с радиаторами, вентиляторы и регулирующие клапаны, но и встроенные электромеханические органы управления на основе термостатов, реле и простейших транзисторных переключателей. Как и в старых холодильниках 20 и более лет назад, электромеханика регулировала нагрузку на вентиляторы и компрессор так, чтобы они не работали больше, чем способны, но в то же время не перегревались.
Плата электронного управления
В современных кондиционерах вместо реле, мощных диодов и транзисторов используется электронная панель управления. Она отличается от электромеханического блока наличием процессора. Он считывает из микрочипа (постоянной памяти, ПЗУ) программу, «заложенную» в микросхему через память ОЗУ, что не только предотвращает перегрузку базы, важной для узлов кондиционера, но и позволяет работать в различных режимах. Это позволяет пользователю в считанные секунды адаптировать работу кондиционера к своим потребностям.
Основные функции
Основная функция кондиционера — охлаждение воздуха в помещении во время летней жары. В современных кондиционерах появились и дополнительные функции, например, следующие.
- нагрев воздуха в комнатах зимой;
- очистка воздуха в комнате от пыли, удаление запахов (с помощью угольных фильтров тонкой очистки);
- аэроионизация (обогащение воздуха в комнате отрицательными ионами, полезными для здоровья);
- сушка слишком влажного воздуха.
В самые современные модели кондиционеров встроен мини-озонатор — умножительная схема для генерации статического электричества, вырабатывающего 60-80 киловольт. Под действием коронного разряда свободный кислород в помещении преобразуется в озон, который в небольших количествах полезен для человека. Активация и деактивация озонатора также программируется.
Устройство и принцип функционирования сплит-системы
Обычная классическая сплит-система состоит из двух блоков (модулей) — наружного и внутреннего. Структура наружного блока сплит-системы on/off практически всегда одинакова.
Внешний блок
Наружный блок содержит компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан и капиллярную трубку. Все блоки содержат фильтр-осушитель, который очищает и осушает хладагент от влаги и примесей в системе. Инверторные сплит-системы также имеют панель управления на наружном блоке, которая также присутствует в мульти-сплит-системах. Поскольку компрессор расположен непосредственно в наружном блоке, уровень шума кондиционера в доме гораздо ниже, чем со стороны улицы.
Размер наружного блока может варьироваться в зависимости от мощности модели, а также от бренда.
Внутренний блок соединен с наружным блоком с помощью фреоновых шлангов. Также имеется дренажная труба и кабель питания для подачи электроэнергии к внутреннему и наружному блоку.
Наружный блок всегда должен быть установлен со стороны улицы. Он монтируется на внешней стороне стены. Если необходимо установить кондиционер на достаточной высоте над землей и нет возможности установить наружный блок обычным способом, мы вызываем водолазов со специальным оборудованием. Без этого оборудования наружный блок не может быть установлен высоко.
Наружный блок также можно установить на крыше зданий, на незастекленных балконах и лоджиях, на открытых общих балконах или лестничных площадках с открытым выходом на улицу.
Часто наружные блоки поставляются в антивандальном корпусе, но если это не предусмотрено производителем, то блок, установленный на уровне земли, может быть дополнительно смонтирован в специальном защитном коробе из металлических прутьев. Для предотвращения скопления снега или дождевой воды, а также мусора над наружными блоками иногда устанавливается специальная скатная крыша.
Внутренний блок
Внутренние блоки сплит-систем значительно отличаются друг от друга. С одной стороны, это зависит от производителя, то есть все внутренние блоки отличаются по дизайну, а с другой стороны, блоки значительно отличаются друг от друга по способу установки и, таким образом, не только по дизайну фасада, но и всего корпуса. Внутренние блоки также могут отличаться по комплектующим, функциональности и размерам в зависимости от производителя, производительности и модели
Внутренние блоки сплит-систем могут быть следующих типов:
- настенные – они предназначены для установки на стену;
- кассетные – размещаются в зоне подпотолочного пространства;
- канальные – устанавливаются в зоне подпотолочного пространства с системой воздуховодов;
- напольно-подпотолочные – могут быть установлены как на пол, так и в зону под потолком;
- колонные – устанавливаются на пол, имеют большие размеры, в сравнении с другими типами внутренних блоков классических сплит-систем.
В чем отличие кондиционера от сплит-системы
Кондиционер — это сложное техническое устройство, предназначенное для создания и поддержания комфортного температурного режима в помещении любого назначения. Кондиционер может не только охлаждать воздух, но и нагревать его, если это предусмотрено производителем. Кондиционер — это общий термин для обозначения охлаждающих устройств с кондиционированием воздуха. Сегодня существует множество типов кондиционеров. Кондиционер может быть как бытовым прибором для охлаждения воздуха, например, оконным или мобильным кондиционером, так и чиллером — промышленным кондиционером большой мощности. Для более точного определения существуют обозначения кондиционеров, например, сплит-система.
Сплит-система — это кондиционер, состоящий из двух блоков — наружного и внутреннего. Внутренний блок включает в себя систему управления — автоматику, фильтры для очистки воздуха, вентилятор для обдува змеевика испарителя и сам испаритель. Наружный блок включает в себя компрессор, конденсатор, четырехходовой клапан, капиллярную трубку и систему автоматики.
Сплит-система для бытового использования обычно устанавливается в относительно небольших помещениях. Например, настенная сплит-система для бытового использования предназначена для создания оптимального микроклимата в помещениях площадью от 10 до 70 м2 , в зависимости от мощности системы. Поэтому такие сплит-системы чаще всего устанавливаются в квартирах или небольших офисах.
Один внутренний блок способен поддерживать температуру в одной комнате. Если необходимо поддерживать температуру в нескольких помещениях одновременно, то для этого существуют мультисплит-системы. В такой системе несколько внутренних блоков подключаются к одному наружному блоку.
Существуют и другие типы сплит-систем, которые больше подходят для больших помещений, таких как торговые центры, рестораны, бизнес-центры и т.д. Все эти сплит-системы также имеют по одному внутреннему и наружному блоку, различаясь только внутренними блоками и мощностью. Внутренние блоки различаются в зависимости от типа установки — кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные и колонные.
Сплит-системы могут различаться по опциям и функциям, это зависит от модели и производителя. Например, сплит-системы могут иметь разное количество фильтров очистки воздуха. Количество функций также варьируется — некоторые кондиционеры имеют следующие популярные функции: «ощущение», ночной режим, самоочистка, автоматический запуск, автоматическое отключение, самодиагностика, турборежим, пневматическая разморозка и т.д.
Как выбрать сплит-систему для дома
При выборе кондиционера для домашнего использования учитывайте размер помещения. Для небольшой комнаты (до 15-20 метров) подойдет система мощностью 7000 BTU. Для комнаты площадью до 25 квадратных метров лучше выбрать более мощную модель — 9000 BTU.
Учитывайте стоимость электроэнергии и выбирайте энергосберегающую модель А++ с потреблением около 700-800 Вт. Если позволяет бюджет, купите кондиционер А+++ с потреблением 500-600 Вт.
Оцените уровень шума. По возможности прислушайтесь к работе устройства, ведь во время работы кондиционера вы будете находиться в помещении. Допустимый уровень шума для внутреннего блока составляет 19-32 дБ.
Охладители инверторного типа
Особенностью этих сплит-систем является непрерывная работа компрессора. Силовая часть — инвертор — изменяет производительность блока путем уменьшения или увеличения частоты электрического тока. Что это означает на практике:
- При запуске охладителя компрессор работает на максимальной мощности.
- Когда температура воздуха приближается к заданной, по команде контроллера инвертор постепенно уменьшает производительность компрессора.
- При достижении установленного температурного порога мощность агрегата снижается до минимума.
- Сплит-система переходит в режим поддержания температуры – производительность регулируется в зависимости от нагрева воздуха.
Отопление происходит аналогичным образом — сначала температура в помещении повышается с максимальной мощностью, затем скорость вращения двигателя компрессора уменьшается и увеличивается в соответствии с сигналом от датчика. Чем «инвертор» лучше кондиционера «вкл/выкл»:
- 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: «Инвертор» может быть более эффективным, чем кондиционер «on/off», как его еще называют. Некоторые «инверторные» модели поддерживают работу при температуре наружного воздуха до минус 30°C. Однако тепловая мощность при этом значительно ниже. Подробнее об инверторных сплит-системах читайте в отдельной статье.
Градация по мощности
Когда в США появились первые кондиционеры, их холодопроизводительность измерялась в британских тепловых единицах — BTU. По сей день производители выпускают сплит-системы в стандартном диапазоне мощностей — 7000, 9000, 12000 BTU и т.д. В названии конкретной модели присутствовал соответствующий номер — 07, 09, 12…
Отчет. Одна тысяча BTU/час эквивалентна 293,07 ватт или 0,293 кВт.
Большинство производителей сегодня указывают холодопроизводительность в киловаттах или в двух единицах — кВт и BTU. В таблице ниже приведен типичный диапазон мощности для бытовых и полупромышленных сплит-систем.
Разновидности кондиционерных блоков
Конструкция внутреннего и наружного блоков одинакова для всех «сплитов», за исключением нескольких незначительных деталей. Блоки делятся на различные типы в зависимости от способа установки комнатного блока:
- Самые распространенные – настенного типа. Из названия ясно, что модуль подвешивается на стену внутри помещения.
- Канальные (бескорпусные) модели встраиваются в прямоугольные воздуховоды системы кондиционирования частного дома.
- 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.
- Модуль колонного типа ставится на пол в удобном месте. Название произошло от формы агрегата – узкий высокий корпус напоминает колонну (изображена выше на фото).
- Потолочные блоки приплюснутой формы монтируются к перекрытию. Не нуждаются в дополнительной облицовке подвесными потолками.
- Напольные версии крепятся к стене на высоте 10…30 см от пола согласно инструкции производителя.
Примечание: В бытовой серии упоминаются только настенные сплит-системы. Остальные — кассетные, канальные, колонные, напольно-потолочные — являются полупромышленными агрегатами. Они используются в офисах, кафе и административных зданиях, хотя никто не против повесить в квартире потолочный кондиционер.
Отдельного упоминания заслуживают мультисплит-системы, которые состоят из мощного наружного блока и 2-4 внутренних блоков. Такие кондиционеры могут поддерживать разную температуру в разных помещениях и используются в исключительных случаях, когда нет возможности установить 2-3 отдельных блока на фасаде здания.
Почему лучше выбрать два-три «сплита» вместо мультисистемы:
- 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 крупных торговых центрах и промышленных зданиях используются промышленные сплит-системы — центральные кондиционеры и потолочные кондиционеры. Эти установки также являются сплит-системами — внутренние блоки представляют собой фанкойлы, кондиционеры, а наружные блоки — очистительные, нагревательные и охлаждающие установки (чиллеры).
Возможности настройки и управления
Эти системы являются эффективным средством контроля климата. Конструкция сплит-систем позволяет осуществлять дистанционное управление. При этом владелец сплит-системы имеет следующие возможности:
- Использование режима TURBO для тех случаев, когда требуется осуществить быстрое изменение климатических условий.
- Таймер, с помощью которого можно производить отсроченное включение или выключение устройства. С его помощью также можно задавать программу действий.
- При необходимости можно откорректировать ранее установленное значение времени включения или температуры, которой необходимо достичь.
- Допускается установка блокировки пульта. Это может понадобиться в тех случаях. Когда в доме есть маленькие дети или домашние животные. Блокировка предотвратит возможность случайного включения или выключения системы.
- Доступно управление створками горизонтальных жалюзи. Устройство сплит системы позволяет таким образом изменить их положение, позволяя перенаправить поток воздуха из системы в нужном направлении.
- Допускается возможность включения режима очистки внутреннего блока.
- Можно корректировать скорость вращения вентилятора.
- Доступно включение или выключение тихого режима работы устройства.
Особенности монтажа и эксплуатации
Установка сплит-систем требует профессиональных знаний. Необходимо установить внутренний и наружный блоки и пробить в стене отверстие для трубы, по которой должен транспортироваться фреон. Хорошее понимание того, что такое сплит-система кондиционирования воздуха и как она работает, необходимо для выполнения установки.
Описание процесса установки:
Эта работа может быть выполнена владельцем самостоятельно. Однако профессионал сделает это более качественно и надежно. Важным этапом установки является заправка устройства фреоном. Рекомендуется поручить эту работу профессионалу.
Важно выбрать правильное место для установки внутренней части системы. Необходимо уделить внимание тому, как воздух будет поступать в помещение и как он будет циркулировать по помещению. Неправильное расположение и установка могут существенно повлиять на производительность системы. Этот блок не должен подвергаться воздействию прямых солнечных лучей.
При работе наружного блока образуется конденсат. При установке необходимо позаботиться об отводе конденсата, установив для этого специальную трубу.
Во время эксплуатации необходимо регулярно очищать воздушные фильтры. Это необходимо делать не реже одного раза в шесть месяцев.
Во время работы закрывайте окна и двери. Это продлит срок службы сплит-системы.
Коротко о главном
Сплит-система — это тип кондиционера, который разделен на два блока — внутренний и наружный. Это делается для повышения комфорта использования, так как самая шумная часть блока расположена снаружи.
Сплит-система позволяет создать комфортный климат в вашем доме. В зависимости от ваших потребностей воздух может охлаждаться или нагреваться.
Удобная система управления позволяет установить подходящий режим работы на определенный период времени.
При необходимости вы также можете воспользоваться функцией рециркуляции. В этом случае воздух равномерно распределяется в помещении, создавая ощущение комфорта. Сплит-система также позволяет снизить влажность воздуха.
