Принцип роботи кондиціонерів — 2 основні компоненти та особливості моделей

Добре, коли приємний клімат у приміщенні цілий рік. Завдяки винаходу кондиціонера, ми почуваємося краще. Розуміння принципу його роботи допоможе розібратися в конструкції, вибрати відповідну модель і ефективно використовувати для оптимальної зручності. У статті розглянемо ключові компоненти та особливості різних типів систем, щоб визначитися для себе з потрібним пристроєм.

Як влаштований кондиціонер: основні компоненти

Усі пристрої працюють на холодоагенті, найчастіше використовується фреон. Багато моделей працюють на охолодження і на обігрів повітря. Конструкція містить внутрішній і зовнішній блоки. Щоб зрозуміти, як працює кондиціонер, необхідно детально вивчити характеристики кожного компонента:

1. Компресор стискає фреон (холодоагент), збільшує його тиск і температуру. Завдяки цьому приміщення швидко охолоджується.
2. Конденсатор відводить тепло від холодоагенту, конденсуючи його з газоподібного стану в рідкий. Це допомагає знизити навантаження на компресор, що збільшує енергоефективність кондиціонера і подовжує його термін служби.
3. Випарник поглинає тепло з повітря всередині приміщення, випаровуючи холодоагент і охолоджуючи мікроклімат. Охолодження рівномірне. 
4. Розширювальний клапан регулює потік холодоагенту у випарник і знижує його тиск. Це покращує енергоефективність приладу. 
5. Вентилятор сприяє циркуляції повітря через конденсатор і випарник.
6. Фільтр очищає повітря від пилу та інших частинок.
7. Трубопроводи з’єднують усі компоненти й транспортують холодоагент. У підсумку всі системи з’єднуються в єдине ціле і злагоджено працюють. 
8. Термостат контролює температуру в приміщенні та регулює роботу апарата.
9. Індикаторна панель управління дає змогу користувачеві налаштувати параметри девайса під свої потреби.

Пізнавальна стаття: Інвертор або ДБЖ — порівняння в 6 розділах

Пристрій внутрішнього блоку

Внутрішні блоки розрізняються за конструкцією і функціональністю залежно від типу. Це ті механізми, звідки в кондиціонері утворюється повітря.

Спліт-система складається з двох окремих блоків: внутрішнього і зовнішнього. 

Пристрій внутрішнього блоку кондиціонера спліт-системи являє собою складний механізм:

• Повітроводи розташовані у верхній частині блоку, через них циркулює повітря.
• Фільтр очищає потоки, що проходять, від пилу і забруднень.
• Випарник їх охолоджує.
• Вентилятор розподіляє по приміщенню. 
• Термостат і сенсори відстежують і регулюють температуру.

Канальний кондиціонер розподіляє охолоджене або нагріте повітря через приховані повітропроводи, що встановлюються в стелі або стінах. Ось із чого складається кондиціонер для дому: повітропроводи, випарник, вентилятор, фільтр, панель управління, яка дає змогу налаштовувати роботу системи.

Касетний кондиціонер встановлюють у стелі. Забезпечує рівномірний розподіл повітря через кілька спрямованих решіток. У нього панель, вентилятор, випарник, фільтр, індикатор управління.

Колонний кондиціонер розміщують на підлозі. Він охолоджує або обігріває чималі приміщення завдяки потужному повітропроводу і великим теплообмінникам. У ньому колона — високий блок, який можна розмістити в будь-якому місці кімнати. Всередині — вентилятор, випарник, фільтр, панель управління.

Мобільний кондиціонер — це компактний пристрій, який можна переміщати між помешканням. Являє собою корпус з усіма компонентами в одному блоці. Є вентилятор, випарник і конденсатор, фільтр, трубка для відводу теплого повітря, що виводить тепло назовні через вікно або стіну, і панель управління.

З чого складається зовнішній блок

Конструкція зовнішнього блоку може варіюватися залежно від типу кондиціонера. Спільними компонентами для всіх типів є корпус, панель управління та електроніка. Завдяки їм зручно управляти роботою компресора, вентиляторів та іншими компонентами, а також може включати захисні системи.

У спліт-системі окремо є компресор, конденсатор, вентилятор, розширювальний клапан, трубопроводи, фільтри та сітки. Підходить цей варіант, якщо потрібно охолодити або обігріти окреме приміщення, наприклад, спальню, вітальню або офіс.

У канального кондиціонера компресор, конденсатор, вентилятор, пульсатори — для більш ефективного розподілу повітря (опціонально), трубопроводи. Підходять, якщо потрібен комфортний мікроклімат відразу декількох приміщень або всієї площі будинку/офісу.  

У касетного агрегату теж компресор — основний компонент для стиснення холодоагенту. А також конденсатор, який охолоджує і конденсує холодоагент, вентилятор, трубопроводи. Такі моделі ідеальні там, де потрібно приховати велике обладнання на благо дизайну.

У колонного в конструкції передбачено компресор, конденсатор, вентилятор, трубопроводи. Підійде там, де немає можливості встановлення настінних або стельових кондиціонерів.

Мобільний з компресором, вбудованим у зовнішній блок. Є конденсатор всередині одного корпусу з компресором, вентилятор, трубка для відведення теплого повітря. Вона виводить тепло назовні через вікно або стіну. Також присутній фільтр грубого очищення. Підходить мобільний варіант, якщо часто переїжджають або потрібно охолодити невелике приміщення. 

Читайте: Чим відрізняється інверторний генератор від звичайного — порівняння за 7 критеріями

Принцип дії кондиціонера

Заснований на циклі термодинамічної обробки повітря з використанням холодоагенту. Він циркулює між внутрішнім і зовнішнім блоками та проробляє колосальну роботу. У таблиці описано покроковий процес:

Етап	Опис
Збір гарячого повітря (внутрішній блок)	Вентилятор втягує тепле повітря з приміщення.Воно проходить через випарник, де рідкий холодоагент випаровується і поглинає тепло з повітря
Цикл холодоагенту	Випаровування холодоагенту у випарнику перетворює його з рідкого стану на газоподібний, забираючи тепло з повітря.Гарячий газоподібний холодоагент надходить у компресор зовнішнього блоку і стискається, збільшуючи тиск і температуру
Відведення тепла (зовнішній блок)	Гарячий газ прямує до конденсатора. Той відводить тепло від холодоагенту, який конденсується назад у рідкий стан.Вентилятор зовнішнього блоку допомагає відводити тепло від конденсатора, покращуючи теплообмін
Розширення холодоагенту	Рідкий холодоагент проходить через розширювальний клапан або капілярну трубку, де його тиск і температура знижуються.Здійснюється перехід у низькотемпературний стан перед тим, як знову потрапити у випарник внутрішнього блоку
Цикл повторюється	Холодоагент знову потрапляє у випарник внутрішнього блоку, де процес охолодження повторюється. Охолоджене повітря циркулює в приміщенні, покращуючи комфорт

Термостат регулює роботу приладу і підтримує задану температуру в приміщенні. Він вмикає і вимикає систему за потреби. Система фільтрів очищає повітря від пилу, алергенів та інших частинок, покращуючи мікроклімат у приміщенні.

Щоб уявити це візуально, варто розглянути кондиціонер, схема роботи якого зображена на картинці.

Типи кондиціонерів і відмінності в процесі їхньої роботи

Існує кілька типів кондиціонерів, і кожен з них працює за своїм принципом. 

У спліт-систем різні внутрішні блоки: касетні, канальні або настінні. 

Внутрішній блок охолоджує повітря, зовнішній через компресор і конденсатор стискають холодоагент і відводять тепло із системи. Відбувається постійна циркуляція.

Мультиспліт система аналогічна спліт-системі. У неї один зовнішній блок з’єднаний з кількома внутрішніми. Мультисистемами керують через один зовнішній блок. Ця особливість економить простір і знижує шум. Зовнішній блок працює як центральний вузол, підключений до кількох внутрішніх. Ті функціонують незалежно один від одного, що дає змогу контролювати температуру в різних зонах.

У канальних апаратів також зовнішній і внутрішній блок, але другий під’єднаний до системи повітропроводів. Вони охолоджують або обігрівають кілька приміщень одночасно. Не сильно вбирати в себе очі, оскільки приховані в стелі або в стінах. Повітроводи розподіляють охолоджене або нагріте повітря по декількох приміщеннях. Внутрішній блок містить випарник, а зовнішній забезпечує роботу всієї системи для швидкого охолодження. 

Касетні кондиціонери встановлюють у стелю для рівномірного розподілу повітря через решітки на панелі. Такі варіації зручні для встановлення в приміщеннях із підвісними стелями. Повітря проходить через решітки на панелі. Внутрішній блок вмикає випарник, а зовнішній швидко відводить тепло з кімнати. 

Колонні кондиціонери являють собою високий, вертикально встановлений блок. Вони ефективно охолоджують або обігрівають великі площі, часто використовуються в комерційних приміщеннях. Внутрішній блок охолоджує або нагріває повітря, яке потім рівномірно розподіляється по приміщенню за допомогою вбудованих вентиляторів.

Мобільні прилади зручні для тимчасового охолодження. Не потребують встановлення. Галасливі порівняно з іншими типами. Компресор, конденсатор і випарник розташовані в одному блоці. Це спрощує встановлення та обслуговування пристрою. Трубка для відведення теплого повітря виводить гаряче назовні через вікно або стіну.

Кондиціонери з тепловим насосом функціонують цілий рік. Вважаються альтернативою традиційним системам опалення. Холодоагент використовується для теплообміну в режимі охолодження та обігріву. Зовнішній блок містить компресор і конденсатор, а внутрішній з випарником. Це дає змогу обігрівати приміщення взимку та охолоджувати влітку, заощаджуючи електроенергію. 

На замітку: ТОП 10 обігрівачів для квартири

Відмінності в роботі інверторного кондиціонера

Інверторні кондиціонери відрізняються від традиційних (або не інверторних) моделей за способом управління компресором і загальним принципом роботи системи.

У таблиці ключові відмінності: 

Критерій	Інверторний	Не інверторний
Керування компресором	Працює на змінній швидкості, змінює темп залежно від потреб в охолодженні або обігріві.Поступово змінює потужність компресора для комфортної температури	Працює тільки у двох температурних режимах у приміщенні — увімкнений на повну потужність або вимкнений. Це призводить до періодичних перепадів температури.Спочатку працює на повну потужність, поки не досягне встановленої температури, потім вимикається. Коли температура змінюється, компресор вмикається
Енергоефективність	Регулювання швидкості компресора дає змогу точніше підтримувати задану температуру, що знижує енергоспоживання.Плавне регулювання роботи знижує піки навантаження і покращує загальну ефективність	Часте вмикання і вимикання компресора призводить до коливань споживаної енергії, що робить їх менш енергоефективними.Постійні перепади температури призводять до перевитрати електроенергії
Рівень шуму	Інверторні кондиціонери працюють тихіше, немає різких вмикань і вимикань	Перемикання компресора створюють більше шуму
Довговічність і обслуговування	Постійна робота компресора на пониженій швидкості знижує знос і збільшує термін служби пристрою.Інверторні моделі не потребують частого обслуговування. Вони менше зношуються	Часте вмикання і вимикання частіше призводить до ламання. Необхідне часте обслуговування
Комфорт і підтримання температури	Підтримують стабільну температуру в приміщенні, завдяки плавному регулюванню потужності.Швидше досягають встановленої температури й потім підтримують її з мінімальними коливаннями	Через циклічну роботу значні коливання температури в приміщенні

У інверторних пристроїв поліпшена енергоефективність, вони працюють тихіше. Однак за вартістю дорожчі за стандартні апарати.

Енергетична ефективність кондиціонерів

Енергетична ефективність кондиціонерів варіюється залежно від їхнього типу. 

1. В інверторних — висока. Постійне регулювання швидкості компресора дає змогу оптимізувати споживання енергії. Менші коливання температури мінімізують піки споживання електроенергії. Зазвичай позначається коефіцієнтом EER (Energy Efficiency Ratio) або SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio).
2. У не інверторних (традиційних) — середня. Компресор працює в режимах увімкнення і вимкнення, що призводить до пікових навантажень і знижує загальну ефективність.
3. У канальних вона середня/висока. Такі моделі продуктивно розподіляють охолоджене або нагріте повітря по декількох приміщеннях. Продуктивність залежить від довжини та стану повітропроводів.
4. У касетних теж середня/висока. Вони рівномірно розподіляють повітря.
5. Колонні кондиціонери оцінюються за шкалою як середня/висока ефективність. Добре себе проявляють при охолодженні великих просторів.
6. У мобільних — низька/середня. Такі апарати з посередніми теплообмінниками. Енергоефективність страждає через необхідність відведення теплого повітря через вікно.
7. У приладів з тепловим насосом — висока. Плідно працюють на охолодження і на обігрів. Універсальні, з високими SEER і HSPF (Heating Seasonal Performance Factor) показниками.

З економічного погляду: Що краще — кондиціонер чи вентилятор: 11 факторів, які можна зіставити

Загальні несправності та шляхи їх вирішення

Розуміння поширених проблем і неполадок пристроїв допомагають у їх діагностиці та усуненні. Після встановлення кондиціонера фахівцем можуть виникнути такі труднощі. 

Агрегат не вмикається з низки причин:

• Несправність джерела живлення або проблема з електропроводкою.
• Перегорів запобіжник або спрацював автоматичний вимикач.
• Проблеми з пультом дистанційного керування або внутрішньою платою управління.

У таких випадках перевіряють джерело живлення і переконуються, що струм подається на кондиціонер. Замінюють перегорілі запобіжники або відновлюють автоматичний вимикач, що спрацював. Перевіряють пульт дистанційного керування і батареї в ньому. За необхідності звертаються до фахівця для перевірки внутрішньої плати та електрики.

Кондиціонер не охолоджує, якщо низький рівень холодоагенту, забитий фільтр, зламався компресор, виникли проблеми з конденсатором і випарником.

Щоб усунути неполадки, перевіряють і, за необхідності, замінюють фільтр. Дивляться рівень холодоагенту і поповнюють його (це має робити кваліфікований фахівець). Переконуються, що компресор і конденсатор чисті й не заблоковані. Звертаються в діагностичний центр для огляду та ремонту компресора або інших компонентів.

Якщо апарат видає звуки, можливо, з’явилися сторонні предмети у вентиляторі. Зносилися його підшипники або інші рухомі частини. Іноді погано закріплений внутрішній/зовнішній блок.

Рішення очевидне: перевіряють, чи немає сторонніх предметів у вентиляторах і видаляють їх. Оцінюють стан підшипників, за необхідності замінюють їх. Переконуються, що внутрішній і зовнішній блоки надійно закріплені й не вібрують.

Якщо пристрій погано охолоджує, велика ймовірність того, що забиті фільтри або теплообмінники. Можуть докучати проблеми з термостатом. Або неправильна установка кондиціонера, як варіант, неефективний розподіл повітря.

Тоді очищають або замінюють фільтри та теплообмінники. Перевіряють термостат і переконуються, що він правильно налаштований. З’ясовують, що кондиціонер встановлений правильно і повітряні потоки не блокуються.

Якщо з приладу тече вода, значить забитий дренажний трубопровід. Порушилася робота дренажного насоса. Конденсат збирається через занадто низьку температуру всередині пристрою.

Доведеться очистити дренажний трубопровід і видалити блокування. Перевіряють дренажний насос і за потреби ремонтують або замінюють його. Переконуються, що температура в приміщенні не надто низька, що може спричинити надмірне конденсування. Проводять вакуумування — видаляють повітря і вологу з системи кондиціонування перед заправкою її холодоагентом вакуумним насосом (проводиться фахівцем). 

Для діагностики та усунення несправностей, пов’язаних з компресором, конденсатором або платою управління, рекомендується звертатися до кваліфікованих майстрів.

Профілактичне обслуговування

Профілактичне обслуговування важливе для функціонування кондиціонера. Коли належна працездатність, у приладу підвищується енергоефективність і збільшується термін служби. 

Потрібно кожні 1-2 місяці очищати або замінювати фільтри зовнішнього та внутрішнього блоку від пилу та бруду. Забиті пропускають затхле повітря. На них з’являється цвіль, якою дихають присутні в приміщенні.  Також регулярно відмивають випарник від накопичених відкладень, щоб ішов плідний теплообмін.

Дивляться, щоб дренажний трубопровід не забивався. Його треба чистити, щоб не допустити витоку води й утворення цвілі. Також періодично перевіряють рівень холодоагенту в системі. Для цього манометром вимірюють тиск у контурі. Потім порівнюють отриману цифру з тією, яка записана в технічній документації кондиціонера. Недолік свідчить про витік, отже, потрібен ремонт.

Прислухаються до роботи компресора — чи не шумить, чи не вібрує. Переконуються, що всі електричні з’єднання і дроти надійні: чи щільно вони закріплені та, чи цілі вони. Перевіряють, чи немає корозії або ослаблених з’єднань. Дивляться, щоб термостат працював правильно (вмикається і вимикається при заданій температурі) і підтримував задану температуру. За необхідності відкалібровують його (у налаштуваннях або за допомогою гвинта) або замінюють.

Вентилятори повинні працювати без шуму і вібрації. Їх періодично очищають від бруду і пилу. Також перевіряють працездатність пульта дистанційного керування і його батарейок.

Переконуються, що зовнішній блок розташований правильно — далеко від прямих променів сонця і джерел тепла. Він вентилюється і не перекритий сторонніми предметами.

Спліт-системи, інверторні та мобільні моделі зі своїми особливостями в роботі. Часті несправності полягають у проблемах із живленням, фільтрами та компресором, які потрібно регулярно перевіряти. Профілактичне обслуговування передбачає очищення фільтрів, перевірку рівня холодоагенту і стану дренажної системи, що допомагає підтримувати ефективність і продовжити термін служби пристрою.

Порівняльний аналіз: Інверторний кондиціонер або звичайний — 9 зіставлень між ними