Что обеспечивает в помещении бытовой кондиционер
Что такое кондиционер
Все климатические системы делятся на три вида, исходя из специфики назначения – бытовые, полупромышленные и промышленные системы.
Промышленные климатические системы устанавливаются на крупных объектах для обеспечения бесперебойной работы на высоких мощностях в постоянном режиме.
Кондиционеры бытового и полупромышленного назначения используются в квартирах, загородных домах и офисных зданиях небольшой и средней площади, и, в свою очередь, делятся на несколько типов:
Более подробно остановимся на бытовых сплит-системах, так как именно они пользуются большим спросом и предназначены для установки в небольших помещениях – квартирах, загородных домах, офисах. Сплит-системы отличаются простотой установки, оптимальной ценой, разнообразным дизайном внутренних блоков и широким выбором моделей, предлагаемых на сегодняшний день на климатическом рынке.
Бытовая сплит-система может быть использована для обработки воздуха в жилых помещениях, в небольших офисах. Причем необходимо учитывать следующие условия:
Устройство бытовой сплит-системы
Стандартная классическая сплит-система состоит из следующих частей:
Внутренний блок включает в себя следующие компоненты: корпус, испаритель – в нем происходит переход фреона из жидкого состояния в газообразное, воздушный центробежный вентилятор, предназначенный для интенсивного теплообмена с окружающей средой, воздушные фильтры (в зависимости от модели кондиционера), приспособления для специальной обработки воздуха, жалюзи и поддон для сбора конденсата (рисунок 2).
Принцип работы бытовой сплит-системы
Принцип работы сплит-системы достаточно прост. Компрессор, испаритель, конденсатор и дросселирующее устройство соединены медными трубопроводами и представляют собой единый холодильный контур, в котором постоянно циркулирует хладагент (фреон), переходя из жидкого состояние в газообразное и обратно.
В момент испарения происходит поглощение теплоты в помещении, которая через конденсатор выбрасывается наружу.
При работе кондиционера в режиме охлаждения происходит образование конденсата на поверхности испарителя, которая выводится при помощи дренажного шланга на улицу.
После конденсатора фреон уже в жидком состоянии поступает по трубопроводу на фильтр-осушитель, где происходит очистка от механических загрязнений и от воды, которая может содержаться в холодильном агенте.
Для бесперебойного и длительного функционирования сплит-системе необходимо осуществлять монтаж посредством специалистов, которые подберут необходимую мощность кондиционера, проведут расчеты по установке системы и проведут пусконаладочные работы. Помимо вышеперечисленных работ, которые, несомненно требуют высокой квалификации, Вы получите гарантийное и сервисное обслуживание, что также продлит срок службы сплит-системы.
Как выбрать кондиционер (сплит-систему)
Наступает лето, и наличие кондиционера в комнате (особенно если она расположена на южной стороне дома) становится залогом комфортной работы и спокойного сна. Когда за окном +30, вентилятор уже не способен обеспечить желанную прохладу.
И, хотя жаркая погода на большей части России стоит недель пять максимум, не стоит недооценивать вред, который может нанести воздействие высокой температуры.
В помещениях возрастает риск перегрева бытовой техники и компьютеров, да и у людей желание работать тоже пропадает. Кроме того, высокая температура плохо действует на людей с сердечными заболеваниями – при перегреве организма риск инфаркта возрастает многократно. Ну и напоследок – кондиционер вовсе не обязательно должен простаивать все холодное время года: кондиционер с функцией обогрева пригодится и зимой, а некоторые модели могут работать дополнительно в режиме вентиляции или осушения воздуха.
Устройство кондиционера
Хотя о назначении кондиционера знает каждый, его устройство и принцип работы известны не всем. Что порождает некоторые мифы об этой климатической технике, могущие привести к неправильному выбору модели при покупке.
Компрессор (1) сжимает поступающий из внутреннего блока (2) газообразный хладагент до жидкого состояния. Выделяющееся при этом тепло снимается с теплообменника (4) наружного блока (3) с помощью вентилятора (5). Охлажденный до 5-10 °С жидкий хладагент поступает в теплообменник (6) внутреннего блока, где через него с помощью вентилятора (7) прогоняется теплый комнатный воздух. Хладагент расширяется, переходя в газообразное состояние и забирая тепло из воздуха. Воздух, проходящий через внутренний блок, чистится воздушными фильтрами (8).
Как видно из схемы, обычная сплит-система не обеспечивает притока наружного воздуха. Эффект «свежего воздуха», дующего из внутреннего блока кондиционера, обеспечивается только его температурой, а по сути это все тот же комнатный воздух. Поэтому, несмотря на устанавливаемый кондиционер, нельзя забывать об организации приточно-вытяжной вентиляции в помещении.
Некоторые кондиционеры способны обеспечивать и подачу свежего воздуха с улицы. Но большинство недорогих моделей с приточной вентиляцией лишь подмешивают в комнату небольшое количество внешнего воздуха; для полноценного воздухообмена этого недостаточно, но может помочь, если имеющаяся в помещении вентиляция не справляется.
Кроме вышеописанной основной функции – охлаждения – некоторые модели снабжаются дополнительными опциями – наличием инвертора, функциями нагрева, осушения и вентиляции, и т.д. Что подразумевается под этими опциями, и зачем они нужны – будет описано ниже.
Характеристики кондиционеров
Основные режимы.
Режим охлаждения есть во всех кондиционерах. Остальные режимы являются дополнительными и предназначены для увеличения эффективности сплит-системы.
Режим нагрева может оказаться полезен в те дни межсезонья, когда отопление не включено, а на улице – совсем не летняя температура.
Нагрев помещения производится по тому же принципу, что и охлаждение, только наоборот – сжимается и выделяет тепло хладагент в помещении, а расширяется и охлаждает воздух – снаружи. Такой способ нагрева является более экономичным и эффективным, чем нагрев ТЭНами.
Кондиционеры с функцией нагрева конструктивно отличаются только приспособленным к минусовым температурам наружным блоком.
Как известно, абсолютная влажность воздуха падает со снижением температуры. В холодном воздухе при 50% относительной влажности будет содержаться меньшее количество водяного пара, чем в теплом воздухе той же 50% влажности.
Это явление используется для осушения воздуха в некоторых моделях кондиционеров. В режиме осушения сплит-система работает на охлаждение, но вентилятор внутреннего блока при этом крутится на минимальной скорости. Комнатный воздух, попадая в теплообменник внутреннего блока, сильно охлаждается, теряет большое количество влаги и за счет медленного воздухообмена прогревается на входе из блока до комнатной температуры. Разумеется, при этом происходит некоторое охлаждение воздуха в комнате, для компенсации которого применяются различные технические решения – в некоторых кондиционерах часть теплообменника работает в режиме охладителя, а часть – в режиме нагревателя; в некоторых кондиционерах в режиме осушения периодически включается нагрев.
Режим осушения полезен в районах с влажным климатом; в межсезонье, во время затяжных дождей. Также кондиционер с режимом осушения может быть использован для поддержания низкой влажности воздуха в некоторых помещениях – сушильнях, подвалах, кладовках и т.п.
Режим вентиляции для большинства кондиционеров подразумевает отключение компрессора и системы охлаждения. В этом режиме работает только вентилятор внутреннего блока, перемешивая воздух в помещении и немного очищая его при прохождении через фильтры. Некоторые (немногие) кондиционеры в этом режиме способны обеспечивать приток внешнего воздуха.
Ночной режим на большинстве кондиционеров предполагает режим охлаждения с пониженным уровнем шума – обычно за счет снижения скорости вращения вентилятора внутреннего блока. В некоторых моделях кроме снижения скорости еще и поддерживается температурный режим комфортного сна: в начале для облегчения засыпания температура немного понижается, затем повышается на несколько градусов (во время сна организм вырабатывает меньше тепла, и комфортная температура в это время на 2-3 градуса выше).
В автоматическом режимепользователь просто задает требуемые параметры воздуха в помещении, а кондиционер сам определяет, какой режим и какие настройки применять для поддержания требуемой температуры.
Максимальная площадь помещения.
Рекомендуется подбирать кондиционер таким образом, чтобы площадь помещения была примерно на 20% меньше, чем максимальная обслуживаемая площадь кондиционера.
Если помещение расположено на верхнем этаже здания (прямо под крышей) или с южной его стороны, запас следует увеличить на 20%.
Если в помещении есть постоянно работающие бытовые приборы или другая тепловыделяющая техника, запас мощности (и максимальной площади) должен быть еще больше.
Если площадь помещения будет значительно больше максимальной обслуживаемой, компрессор кондиционера будет работать с повышенной нагрузкой, да и эффективность охлаждения будет снижена. Брать же в небольшое помещение сплит-систему с намного большей максимальной площадью – просто необоснованная трата денег, так как цена кондиционера прямо пропорциональна его мощности.
Максимальная обслуживаемая площадь рассчитывается, исходя из высоты потолков в 2,5 м. Если высота потолков в вашем помещении сильно отличается, следует пересчитать площадь по формуле:
В первом приближении при подборе можно воспользоваться следующей таблицей:
Максимальная площадь помещения кондиционера прямо связана с его мощностью охлаждения– принято, что на 1 м 2 охлаждаемой площади требуется 100 Вт мощности. Выбирая кондиционер по максимальной площади, перепроверьте её по заявленной мощности охлаждения или по индексу BTU(British Thermal Unit — британская термическая единица); единица индекса BTU примерно соответствует 300 Вт мощности охлаждения.
Инвертор(частотный преобразователь) используется для плавного регулирования мощности компрессора. В моделях без инвертора компрессор работает на постоянной мощности и температура в помещении регулируется продолжительностью его работы. Минусом такого варианта является то, что из внутреннего блока во время работы компрессора выходит очень холодный воздух – это может быть некомфортно и даже небезопасно, если, к примеру, рабочее место расположено прямо под внутренним блоком.
Кроме того, прерывистый режим работы менее благоприятен для компрессора, чем режим постоянной работы на оптимальной мощности. Наличие инвертора позволяет плавно и точно регулировать температуру воздуха, выходящего из внутреннего блока. Также модели с инвертором экономичнее и производят меньше шума.
Фильтрывнутреннего блока служат для очистки воздуха в комнате:
Механический воздушный фильтр входит в комплект любого кондиционера и предназначен для задержания механических частиц, т.е., пыли.
Бактериологический фильтр предназначен для уничтожения бактерий. Существуют различные виды бактериологических фильтров – катехиновый, васаби, энзимовый, с ионами серебра и пр.
Но устранить эту опасность довольно просто: надо лишь вовремя очищать фильтры от накопившейся пыли.
Дистанционным управлением оснащаются все сплит-системы, но некоторые модели могут также управляться по Wi-Fi. Выставить режим на таком кондиционере и проконтролировать температуру можно не только с «родного пульта», но и со смартфона или ноутбука, подключенного к Интернету. При этом находиться с кондиционером в одном помещении или здании совсем не обязательно.
На уровень шума внутреннего блока следует обратить особое внимание, если кондиционер устанавливается в спальню: для комфортного сна уровень шума не должен превышать 30 дБ.
Варианты выбора кондиционеров (сплит-систем)
Если вам нужен недорогой кондиционер в кухню или гостиную площадью до 20м, выбирайте среди простых сплит-систем невысокой мощности.
Кондиционер в спальню должен обладать низким уровнем шума внутреннего блока.
Чтобы обеспечить максимально плавное и комфортное регулирование температуры, выбирайте среди инверторных кондиционеров.
Чтобы иметь возможность снизить влажность в помещении, выбирайте среди кондиционеров с функцией осушения воздуха.
Если вы хотите иметь возможность дистанционно управлять климатом в доме (например, чтобы включать охлаждение за несколько минут до возвращения домой) выбирайте среди моделей с управлением по WiFi. Разумеется, при этом в месте установки кондиционера должна быть доступна сеть WiFi.
Кондиционеры: что они делают с воздухом?
Не секрет, что у большинства потребителей слова «кондиционер» и «кондиционирование» вызывают ассоциацию со словом «охлаждение», и на вопрос о том, зачем они покупают кондиционер, следует резонный ответ — для охлаждения помещения. Однако такое мнение верно лишь отчасти, ведь климатическая техника призвана выполнять гораздо больше функций, и ассортимент ее вовсе не ограничивается кондиционерами. Давайте разберемся, что скрывает в себе понятие «кондиционирование воздуха», какие бытовые приборы его обеспечивают, а также что на самом деле умеет делать кондиционер.
Текст: Мария Соколова.
Словарь русского языка дает следующее толкование словосочетанию «кондиционирование воздуха»: приведение воздуха в желаемое, нужное, хорошее состояние. Т. е. очевидно, что кондиционирование никак не означает охлаждение, ведь в прохладную погоду понижение температуры воздуха — это совсем не то, что вам нужно.
Понятие «кондиционирование» включает в себя следующие процедуры:
2. поддержание оптимальной температуры (охлаждение или обогрев),
3. изменение влажности (осушение воздуха),
5. насыщение воздуха отрицательными ионами,
6. насыщение воздуха кислородом. Если для вас важна лишь одна из функций, вы
можете купить прибор, который ее выполняет. Если же для вас актуален набор функций, имеет смысл обратить внимание на кондиционер, который может исполнять несколько из них.
ЧТО УМЕЮТ СОВРЕМЕННЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ?
Функция 1 — Охлаждение
Охлаждение — это главная функция кондиционера, ведь остальные функции могут быть обеспечены специализированными приборами.
Охлаждение возможно до определенного предела: минимальная температура — 18 ºС (отметим, что температура струи воздуха, выходящей из кондиционера, несколько ниже).
Охлаждение происходит очень экономично, ведь на каждый потребляемый кВт энергии кондиционер выдает в 3-4,5 раза больше.
Отметим, что других приборов, которые могут охлаждать помещение, пока не существует.
Функция 2 — Нагрев
Многие современные кондиционеры умеют нагревать воздух, то есть работать наоборот: охлаждать улицу и греть помещение, т. е. работать в режиме теплового насоса.
Использовать кондиционер для обогрева целесообразно при внешней температуре до минус 10 ºС, оптимально в межсезонье, когда отключается центральное отопление, на улице уже относительно тепло (к примеру, 10-15 градусов тепла), а в квартире желательно нагреть воздух градусов до 22.
Запомните, что чем ниже температура на улице, тем меньше тепла даст кондиционер, и тем большей нагрузке он будет подвергаться, укорачивая срок своей эксплуатации. Поэтому если вы хотите согреться в лютый мороз, то вам лучше приобрести специально предназначенный для этого прибор — обогреватель.
Функция 3 — Осушение
Интересно, что именно уменьшение влажности было функцией, которую выполнял первый кондиционер. Сегодня осушать воздух умеют многие кондиционеры.
К сожалению, увлажнять воздух или хотя бы поддерживать заданный уровень влажности современные кондиционеры пока не умеют.
ОТКУДА БЕРЕТСЯ ХОЛОД?
Попробуем разобраться в работе кондиционера на примере Сплит-системы. Сплит-система представляет собой два блока: внутренний и внешний, которые соединены между собой медной трубкой.
По этой трубке, «подгоняемый» компрессором, циркулирует фреон, который при движении по контуру переходит из газообразного состояния в жидкое (конденсируется) и из жидкого в газообразное (испаряется). Именно фреон и является переносчиком тепла из помещения на улицу.
Далее вспомним простой физический принцип: при испарении жидкости тепло поглощается (капните на руку духами, и вы почувствуете холод), а при конденсации тепло выделяется. Значит, при испарении фреона (происходит во внутреннем блоке) тепло из комнаты поглощается, а при конденсации фреона (во внешнем блоке) тепло отдается улице.
Итак, при работе в режиме охлаждения воздух из комнаты засасывается во внутренний блок с помощью вентилятора. Происходящее во внутреннем блоке испарение фреона забирает тепло у омывающего его воздуха, таким образом, воздух, который возвращается в помещение, имеет низкую температуру и приносит нам желанную прохладу. А тепло переносится фреоном и выбрасывается на улицу.
ВЛАЖНОСТЬ
Влажность — это величина, характеризующая количество содержащейся в воздухе воды. Относительная влажность показывает, сколько воды содержится в воздухе по сравнению с максимально возможным количеством (100% при дожде).
Комфортное значение относительной влажности для человека составляет от 40% до 60%. Зимой относительная влажность низкая — порядка 15-20% (мы еще говорим — воздух «сухой»), а летом высокая, особенно до или после дождя, когда воздух насыщен воздушными парами — до 80-90% (мы говорим — «парит»). Мы видим, что понятие влажности воздуха имеет более чем прямое отношение к понятию «кондиционированного воздуха».
Далее следует отметить, что температура и влажность — понятия связанные. И правда, зачастую летом мы страдаем не столько от повышенной температуры, сколько от влажности. Согласно исследованиям, проведенным компанией Daikin, достаточно снизить влажность в помещении, не снижая температуру, и условия станут комфортными. К примеру, при температуре 25 ˚С вы будете ощущать себя комфортно при влажности в 50%, а вот при той же температуре и влажности 80% вам будет жарко и душно.
Функция 4 — Вентиляция
При работе кондиционера в режиме вентиляции не происходит ни охлаждения, ни нагрева, ни осушения.
Просто обеспечивается циркуляция имеющегося в помещении воздуха, которую обеспечивает внутренний блок (внешний блок при этом не работает). Как правило, имеется возможность изменять скорость вентилятора с помощью пульта ДУ.
При наличии соответствующих фильтров воздух также подвергается очистке.
Функция 5 — Очистка воздуха
Очистка воздуха происходит с помощью фильтров. Фильтр представляет собой мелкую сетку, которая располагается перед передней панелью внутреннего блока, через которую засасывается воздух. Фильтры грубой очистки есть в каждом кондиционере.
Фильтры грубой очистки очищают обрабатываемый воздух. Они предназначены для удержания видимых загрязнений (пух, шерсть, пыль), находящихся в воздухе. Причем такие фильтры защищают от пыли не только нас, но и сам внутренний блок кондиционера. Так как фильтр грубой очистки играет роль пылесборника, то его нужно мыть регулярно по мере засорения (один раз в 1-2 недели). В противном случае эффективность охлаждения будет падать.
Фильтры тонкой очистки имеют мелкоячеистую структуру, ведь они предназначены для улавливания мельчайшей пыли, пыльцы растений, запахов, сигаретного дыма. Кроме этого, фильтры тонкой очистки, как правило, представляют собой фильтры-вставки, то есть покрывают 15-20% от поверхности воздухозаборного отверстия. Рекомендуется мыть фильтры тонкой очистки раз в 2-3 недели.
Достоверные данные о качестве очистки воздуха с помощью фильтров тонкой очистки найти сложно, однако в большом объеме доступна информация рекламного характера. Поэтому при выборе кондиционера нельзя руководствоваться информацией о наличии тех или иных фильтров.
В заключение хотим вам напомнить, что если очистка воздуха является приоритетной функцией для вас, то следует обратить внимание на такой класс приборов, как очистители воздуха. Ведь всем известно, что каждый специальный прибор более эффективен, чем один универсальный.
Функция 6 — Ионизация воздуха
Ионизация — это насыщение воздуха отрицательными ионами — аэронами. Отрицательный у них только заряд, а вот влияние, оказываемое аэронами на комфортность нашего состояния, — крайне положительно! Было обнаружено, что в местах с большой концентрацией аэронов (около водопадов, на морских побережьях, в горах, в лесах и т. д.) мы чувствуем особый прилив сил.
Согласно распространенному мнению, концентрация аэронов в таких местах составляет до 50 000 штук на кубический сантиметр, в то время как в квартирах и офисах концентрация составляет всего 50 штук на куб. см. Разница в 1000 раз очевидна и огромна!
Благодаря функции ионизации концентрация аэронов в помещении может быть доведена до 15 000-30 000 на куб. см, то есть увеличена в 300-600 раз!
Ионизировать воздух могут специальные приборы, которые так и называются — ионизаторы воздуха. Кроме этого, многие производители представляют сегодня на рынке кондиционеры с функцией ионизации воздуха, среди них компании: Electra, Haier, Panasonic, Samsung, LG, Toshiba и другие.
Функция 7 — Насыщение кислородом
«Насыщение воздуха кислородом» — это торговое название технологии, не совсем точно отражающее механизм.
Например, в кондиционерах компании Haier «насыщение» происходит путем удаления излишков азота, в результате чего концентрация кислорода повышается. Реализовано это с помощью специального прибора — разделителя газов. Так отделенный азот поглощается, а отделенный кислород возвращается обратно в помещение.
Другим образом эта функция реализуется в кондиционерах компании Panasonic. В этом случае мы действительно говорим о разделении кислорода и азота, а происходит это следующим образом.
На внешнем блоке установлена мембрана, через которую поступает воздух. Эта мембрана хорошо пропускает кислород и слабо — азот. Такой обогащенный кислородом воздух подается во внутренний блок с помощью вакуумного насоса. В результате внутри помещения мы получаем воздух, насыщенный кислородом.
В кондиционерах Hitachi внедрена система Air Exchanger (воздухообменник), которая использует отдельный вентилятор для подачи свежего воздуха с улицы и удаления воздуха с повышенной концентрацией углекислого газа из помещения.
РОССИЙСКИЙ РЫНОК КОНДИЦИОНЕРОВ. На сегодняшний день российский рынок бытовых кондиционеров условно можно разделить так. Самая массовая группа — Сплит-системы — занимает 80% рынка, оконные кондиционеры — 8,5%, мульти-сплит-системы — 7%, мобильные моноблочные кондиционеры — 3,5%, сплит-системы с мобильным внутренним блоком — около 1%.
СОСТАВ ВОЗДУХА
Воздух состоит из азота (78%), кислорода (21%), аргона (около 1%), углекислого газа (0,036%) и других инертных газов.
При дыхании мы поглощаем кислород и выделяем углекислый газ. Соответственно, если мы находимся в закрытом помещении, то с течением времени содержание углекислого газа растет.
ИНВЕРТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Для того чтобы объяснить, как работает кондиционер инверторного типа, посмотрим для начала на работу обычного кондиционера.
Так, к примеру, вы задали температуру в 20 градусов, кондиционер охладил помещение до 20 градусов, и компрессор отключился. Однако температура неминуемо начнет повышаться. Как только отклонение от заданного значение превысило допустимую норму, к примеру, температура поднялась до 21 градуса, компрессор включился опять. Достигнув 20 градусов, опять выключится и т. д.
Что мы получаем? Во-первых, скачки температуры, во-вторых, шум периодически включающегося на полную мощность компрессора, в-третьих, «дерганную» работу компрессора с повышенной нагрузкой в момент пуска, а такой режим работы неблагоприятно влияет на состояние самого компрессора.
Кондиционер инверторного типа работает по другому принципу. Когда заданная температура достигнута, компрессор не выключается, а переходит в оптимальный режим работы на пониженной мощности.
Таким образом, компрессор все время находится в рабочем состоянии, что позволяет достигнуть заданной температуры за кратчайшее время и поддерживать ее на необходимом уровне.
Кроме этого, снижается общий уровень шума, а сам компрессор, работая непрерывно с плавным изменением нагрузки, значительно продлевает срок службы кондиционера. Немаловажный положительный момент — сокращение потребления энергии на 30-35%. Достигается это за счет того, что энергия используется экономно и по назначению.
В дальнейшем мы можем заменить слово «инвертор» словосочетанием «регулятор мощности». Тогда станет понятно, что мощность инверторного кондиционера может свободно варьироваться в определенном диапазоне (частота оборотов компрессора и скорость его вращения изменяется плавно).
Первый кондиционер инверторного типа был выпущен на рынок компанией Toshiba в 1981 году. Сегодня практически каждый серьезный производитель имеет в своем ассортименте кондиционеры инверторного типа.