Как работает кондиционер в квартире: физика холода и тепла
Кондиционер не вырабатывает холод и не уничтожает тепло, он перемещает его. Внутренний блок поглощает тепло из воздуха в комнате, а наружный блок выбрасывает это тепло на улицу. Физическая основа процесса: изменение агрегатного состояния хладагента: при испарении вещество поглощает тепло, при конденсации отдаёт.
Из чего состоит сплит-система
Бытовой кондиционер типа «сплит-система» состоит из двух блоков, соединённых медными трубками с хладагентом и электрическим кабелем. Внутренний блок устанавливают в комнате: в нём находятся испаритель (теплообменник), вентилятор и воздушный фильтр. Наружный блок крепят снаружи стены: в нём размещены компрессор, конденсатор и вентилятор с большой крыльчаткой. Компрессор это самый дорогой и энергоёмкий элемент. Именно он создаёт разницу давлений, благодаря которой хладагент непрерывно циркулирует по замкнутому контуру.
В качестве хладагента в современных кондиционерах используются вещества серии R-32 или R-410A. Это специальные фреоновые смеси с низкой температурой кипения: при атмосферном давлении они закипают при минус 50–52 градусах Цельсия, поэтому легко переходят в газ уже при комнатной температуре.
Как хладагент переносит тепло
Цикл работы состоит из четырёх этапов. На первом этапе жидкий хладагент под высоким давлением поступает в испаритель внутреннего блока. Здесь давление резко снижается через расширительный клапан, и хладагент начинает испаряться. При испарении он забирает тепло из окружающего воздуха, именно поэтому воздух, проходящий через испаритель, охлаждается и поступает в комнату уже холодным.
На втором этапе газообразный хладагент, насыщенный теплом, по трубке уходит в наружный блок к компрессору. Компрессор сжимает газ до высокого давления, при этом температура хладагента поднимается до 60–80 градусов. На третьем этапе горячий газ поступает в конденсатор наружного блока. Вентилятор обдувает конденсатор уличным воздухом, хладагент остывает и снова превращается в жидкость, отдавая тепло на улицу. На четвёртом этапе жидкий хладагент через расширительный клапан снова подаётся во внутренний блок; цикл повторяется непрерывно, пока кондиционер включён.
Режимы работы и инверторные технологии
Большинство современных кондиционеров умеют работать в режиме нагрева: в этом случае цикл разворачивается в обратную сторону — тепло забирается с улицы и отдаётся в комнату. Это делает кондиционер значительно эффективнее электрического обогревателя: при потреблении 1 кВт электроэнергии он способен перенести в комнату 2,5–4 кВт тепловой мощности.
Инверторные кондиционеры отличаются от классических тем, что их компрессор работает не в режиме «включено-выключено», а плавно меняет обороты. Когда нужная температура достигнута, компрессор замедляется, а не отключается полностью. Это снижает расход электроэнергии на 20–40% по сравнению с неинверторными моделями и продлевает срок службы компрессора, поскольку исключаются частые пусковые нагрузки.
Обслуживание и распространённые проблемы
Фильтры внутреннего блока нужно чистить каждые 2–4 недели: загрязнённый фильтр снижает производительность и увеличивает расход электроэнергии. Раз в год стоит проводить полную чистку теплообменников специальным антибактериальным средством. Если кондиционер плохо охлаждает при нормальной работе компрессора — скорее всего, произошла утечка хладагента: дозаправку должен выполнять специалист с лицензией на работу с хладагентами.
