Сплит-система

Наружный блок сплит-системы

Настенный внутренний блок СКВ

Сплит-система (англ. split — «разделять») — кондиционер, система кондиционирования воздуха (СКВ), состоящая из двух блоков: внешнего (компрессорно-конденсаторного агрегата) и внутреннего (испарительного).

Типы

Типология внутренних блоков систем кондиционирования воздуха, получивших наибольшее распространение:

• Настенные (1,5-8,0 кВт),
• Напольно-потолочные (4,0-13,0 кВт),
• Канальные (5,0-18 кВт),
• Колонного типа (5,0-18 кВт),
• Кассетного типа (5,0-14,0 кВт),
• Центральные кондиционеры,
• Крышные (Руф-топ) кондиционеры.

Принцип работы

Основная статья: Парокомпрессионный холодильный цикл

В сплит-системах, имеющих возможность не только охлаждения, но и нагрева воздуха, компрессор может перемещать газ в обратном направлении — в случае переключения системы на обогрев испарение фреона будет происходить в наружном блоке, а конденсация во внутреннем.

Устройство

Сплит-система монтируется из внешнего и внутреннего блоков.

Внешний блок

Основная статья: Холодильный агрегат

Внешний блок располагают вне охлаждаемого помещения: на фасаде здания, на крыше, на открытой лоджии или на балконе, в некоторых случаях (офисные и торговые строения) в общих коридорах и лестничных маршах, вестибюлях метрополитена. Внутренний и внешний блок соединяют между собой с помощью фреоновой и дренажной магистрали, а также электрического соединения.

Наружный блок сплит-системы состоит из компрессора, конденсатора, капиллярной трубки, 4-х ходового клапана, фильтра-осушителя или ресивера, вентилятора, в отдельных случаях и иных сопутствующих элементов — реле силовой коммутации компрессора, платы управления инверторной или мульти-сплит-системы, фильтра «кислородного душа», блока управления «зимним комплектом».

Обычно внешний блок неинверторной сплит-системы не содержит электронных блоков, а конденсаторные электродвигатели компрессора и вентилятора и 4-х ходовый клапан непосредственно подключаются через силовой кабель к электронике внутреннего блока.

Расположение компрессора во внешнем блоке снижает шум внутри охлаждаемого помещения. Уровень шума внутреннего блока сплит-систем составляет около 24-26 дБ. Уровень шума внешнего блока ничем не нормируется, что иногда беспокоит соседей.

Внутренний блок

Внутренний блок, в зависимости от типа, может располагаться на потолке, полу, стенах или встроен в подвесной потолок. Современные сплит-системы имеют ряд дополнительных функций: дистанционное управление, фильтры различной степени очистки воздуха (от дыма, пыли и т. д.), таймер и управление температурой в помещении от 16 до 30 °C. Пульт сплит-системы обычно оснащен дисплеем, который отображает полную информацию о заданных параметрах микроклимата. Следует отметить, что бытовая система — как правило, настенный кондиционер. Другая компоновка внутренних блоков значительно реже встречается в дешевых сплит-системах.

Электроника внутреннего блока измеряет, рассчитывает и управляет большим количеством параметров сплит-системы.

1. Обеспечивает взаимодействие с пультом дистанционного управления, в том числе, реализуется функция измерения температуры в помещении пультом дистанционного управления (функция I Feel).
2. Измеряет температуру поступающего в испаритель воздушного потока и по нему оценивает температуру внутри помещения.
3. В соответствии с заданными пользователем температурного режима и температурой входящего воздушного потока для неинверторного кондиционера управляет цикличностью включения/выключения компрессора и вентилятора внешнего блока. Вне зависимости от заданной с ПДУ температуры, при работающем компрессоре температура выходящего воздушного потока составляет примерно +10°С, которая формируется из температуры испарителя (3-5°С) и значения температурного напора. Компрессор отключается когда расчетная температура помещения по значению температуры входящего в блок воздушного потока окажется ниже заданного с ПДУ значения.
4. Поддерживает достаточно точно температуру испарителя внутреннего блока путем регулирования скорости вращения тангенциального вентилятора внутреннего блока и цикличности включения компрессора. Отклонение температуры испарителя от расчетного может привести к интенсивному образованию конденсата воды в не предназначенных для этого частях, и как следствие, захвата воды вентилятором и подтеканию ее из полости вентилятора внутреннего блока. Точный контроль температуры испарителя не позволяет ему обмерзать.
5. Управляет шаговыми двигателями жалюзи направления воздушного потока.
6. Следит за временем между включением компрессора и его последним выключением. Предотвращает старт компрессора раньше установленного времени, предотвращая его поломку.
7. Следит за температурой конденсатора внешнего блока и/или током компрессора. Для предотвращения выхода из строя, компрессор отключается электроникой внутреннего блока при превышении предельных параметров.
8. При работе на обогрев, регулярно переводит кондиционер на охлаждение для размораживания радиатора внешнего блока.
9. Реализует функцию таймера на включение и выключение сплит-системы.
10. В инверторной сплит-системе взаимодействие внутреннего и внешнего блока производится по цифровому каналу.

Обогрев помещения с помощью сплит-систем

Основная статья: Тепловой насос

Современные сплит-системы имеют возможность нагрева воздуха. Для этого с помощью 4-х ходового клапана изменяют направление перекачивания компрессором хладагента. Этот клапан управляется соленоидом, на который от внутреннего блока подается напряжение питающей сети (220В).

При обогреве сплит-системой радиатор внешнего блока охлаждается и на нем образуется большое количество конденсата. При установке сплит-системы не на фасаде здания (на лоджии, внутри строений) от внешнего блока требуется отвод конденсата.

При работе сплит-системы в режиме теплового насоса происходит интенсивное охлаждение конденсатора внешнего блока и возможно последующее его обмерзание. Обогрев помещения с помощью сплит-системы используют осенью или весной, при положительной уличной температуре. При отрицательных температурах фреон не закипает в радиаторе внешнего блока, а в жидком виде поступает на вход компрессора и приводит к его поломке. Электроника качественных сплит-систем не позволит включить обогрев при низких уличных температурах.

Использование сплит-системы зимой

Так называемый «зимний комплект» предназначен исключительно для охлаждения в зимнее время закрытых помещений с интенсивным тепловыделением — серверных, аппаратных комнат и т. п. При охлаждении помещения внешний блок нагревается, что не дает ему замерзнуть. «Зимний комплект» как правило состоит из контроллера управления вентилятором (отключает постоянный режим вентилятора и включает его при разогреве конденсатора), подогрева дренажной трубки и, редко, подогрева картера компрессора перед стартом.

Использование сплит-системы при высоких уличных температурах

При высоких уличных температурах для конденсации фреона во внешнем блоке требуется более высокое давление. Верхнее значение давления и температуры ограничивается критической точкой хладагента. Для R-410A критическая точка соответствует 72°С, а значит максимальная температура такой сплит-системы примерно 45-50°С. Для R22 критическая точка соответствует 96°С, а значит максимальная температура — примерно 65-70°С. Столь высокие температуры воздуха могут быть достигнуты при неправильной установке внешнего блока в зеркале крыши здания или торгового ларька.

При повышении уличной температуры компрессор должен работать при большей разности давлений на входе и выходе, а из-за большей разницы давлений капиллярная трубка пропускает больше фреона, он также должен перекачивать больший объём газа. Таким образом компрессор должен выполнять больше работы и потреблять больший ток. В результате он перегревается и отключается электроникой или термотоковым реле. Обычно сплит-системы рассчитываются на максимальную температуру 35-40°С.

В некоторых случаях, для эксплуатации сплит-систем при предельно высоких температурах используют нештатные режимы работы. Так если значительно сократить массовую пропускную способность капиллярной трубки, компрессор сможет обеспечивать большую разницу давлений на входе и выходе при меньшем перекачиваемом объеме газа. Для этого значительно снижают объем заправленного фреона в системе, и, в результате, через капиллярную трубку проходит газо-жидкостная смесь вместо жидкости. Общая циркуляция вещества по контуру снижается, и сплит-система сохраняет работоспособность, при значительном снижении производительности. Разумеется, эксплуатация такой системы в нормальных температурных условиях становится невозможной, и такой режим значительно сокращает ее срок службы.

Мульти-сплит-система

Сплит-система может быть оснащена несколькими внутренними блоками. Такое устройство называется мульти-сплит-системой. Его отличительной особенностью является наличие одного внешнего блока и подключенных к нему нескольких внутренних блоков. Такие системы являются идеальным решением для поддержания микроклимата в нескольких офисах, магазинах, больших жилых помещениях. Наличие небольшого количества наружных блоков позволяет сохранить эстетический вид здания. Внешний блок может быть объединен с несколькими внутренними разного типа: напольным, потолочным, кассетным и т. д. Это техническое решение значительно дороже соответствующего количества отдельных сплит-систем.

Значительно более высокая цена мульти-сплит-систем объясняется как маркетинговыми стратегиями производителей (специальный сегмент рынка), так и инженерными (дополнительный контроллер во внешнем блоке для контроля температурных режимов и управления вентилятором и компрессорами).

Мульти-сплит-системы бывают одно- и многокомпрессорными. При однокомпрессорной реализации электроника внешнего блока получает информацию по цифровому каналу от внутренних блоков, обрабатывает её и определяет режим работы инверторного компрессора, а также управляет системой перепускных клапанов на фреоновой магистрали.

Многокомпрессорные мульти-сплит-системы применяются при двух (редко — трех) внутренних блоках. Такой внешний блок состоит из двух (трех) комплектов (компрессоров, конденсаторов, 4-х ходовых клапанов, капиллярных трубок и т. д.) и одного вентилятора. Обычно внутренние блоки конструктивно и по электрическим сигналам не отличаются от внутренних блоков сплит-систем и даже имеют отдельный провод подключения к сети. Контроллер внешнего блока пересчитывает сигналы и поведение внутренних блоков и реализует свой алгоритм управления компрессорами и вентилятором. Многокомпрессорные мульти-сплит-системы бывают как инверторные, так и неинверторные.

Нормируемая утечка хладагента

Даже при самом качественном монтаже сплит-системы, из-за наличия штуцерных стыков в соединительных трубках происходит нормируемая утечка фреона. Величина нормируемой утечки составляет от 6 до 8% в год от массы хладагента в системе. По этой причине необходимо производить дозаправку не реже чем 1 раз в 2 года.

Интересные факты

• Внутренние блоки всех систем кондиционирования воздуха, вне зависимости от стоимости СКВ, установленных фильтров и систем самоочистки должны проходить обязательное техническое (санитарное) обслуживание. Из-за конденсата воды, примерно на второй год эксплуатации ребра испарителя и турбина тангенциального вентилятора обильно покрываются грибками плесени. Если не проводить ТО внутреннего блока, то значительно (до 50%) снижается производительность СКВ, присутствует неприятный запах, а споры плесени распространяются по кондиционируемому помещению. Техническое и санитарное обслуживание проводится с полной разборкой внутреннего блока с использованием чистящих и дезинфицирующих средств и, как правило, перегретого пара профессиональными сервисными организациями.
• Большинство фильтров имеет больше маркетинговую цель, чем пользу при эксплуатации. Так, катехиновые фильтры должны эксплуатироваться не более месяца. По прошествии этого срока они не только бесполезны, но и создают в помещении несильный болотный запах. Об ограниченном сроке службы фильтров потребители систем, как правило, плохо информированы.

Ссылки

1. Коляда В.В. Кондиционеры. Принцип работы, монтаж, установка, эксплуатация. Рекомендации по ремонту/Коляда В.В.- М.:СОЛОН-Пресс, 2002.-240с.

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.