Кондиционер состоит из замкнутого холодильного контура, двух теплообменников, компрессора, устройства понижения давления, вентиляторов, фильтров, датчиков и электронной системы управления. В обычной сплит-системе испаритель и комнатный вентилятор находятся во внутреннем блоке, а компрессор, конденсатор и наружный вентилятор – во внешнем. Все эти части нужны не для «создания холода», а для переноса тепла из комнаты на улицу.
Два блока одной системы
Внутренний блок забирает комнатный воздух, очищает его от крупной пыли, пропускает через холодный теплообменник и возвращает обратно. За декоративной передней панелью находятся сетчатые фильтры, испаритель, длинная крыльчатка вентилятора, жалюзи, поддон для конденсата, датчики и плата управления. Наружный блок отдаёт полученное тепло внешнему воздуху. В нём размещены компрессор, конденсатор, осевой вентилятор, электрические компоненты и защитный корпус.
Блоки соединяют медные трубки, по которым циркулирует хладагент, электрический кабель и дренажная линия. Поэтому отдельно висящая в комнате коробка не является законченным кондиционером. О том, какие бывают моноблоки, мобильные устройства и сплит-системы, подробнее рассказывает обзор видов кондиционеров.
Компрессор
Компрессор можно назвать насосом холодильного контура. Он засасывает газообразный хладагент при сравнительно низком давлении, сжимает его и направляет дальше. При сжатии повышаются давление и температура газа. Это создаёт условия, при которых хладагент сможет отдать тепло снаружи даже в тёплый день.
В бытовых системах применяют разные конструкции компрессоров, в том числе ротационные и спиральные. Инверторная электроника позволяет менять частоту вращения и производительность, а не только полностью включать и выключать агрегат. Само слово «инвертор» обозначает способ управления электродвигателем, а не отдельный принцип охлаждения.
Конденсатор и наружный вентилятор
Конденсатор – теплообменник наружного блока, обычно похожий на густую решётку из трубок и тонких металлических пластин. Горячий хладагент проходит внутри трубок, а вентилятор прогоняет уличный воздух через пластины. Тепло уходит в окружающую среду, и хладагент из газа превращается в жидкость. Название «конденсатор» связано именно с конденсацией вещества, а не с электрическим конденсатором на плате.
Пыль, пух и листья ухудшают обдув теплообменника. Тогда компрессору приходится работать при более тяжёлых условиях. Однако мыть наружный блок струёй воды или разбирать его без понимания электрической схемы опасно: внутри есть сетевое напряжение, движущийся вентилятор и контур под давлением.
Дросселирующее устройство
После конденсатора жидкий хладагент проходит через капиллярную трубку или электронный расширительный клапан. Узкий проход снижает давление. В результате хладагент становится достаточно холодным, чтобы забирать тепло у комнатного воздуха. Клапан в современных системах может дозировать поток по командам контроллера, учитывая температуру и выбранный режим.
Этот небольшой элемент принципиально важен. Без разницы давлений между сторонами контура не происходил бы управляемый переход хладагента из одного состояния в другое, а перенос тепла был бы невозможен.
Испаритель и внутренний вентилятор
Испаритель расположен во внутреннем блоке и также состоит из трубок с большим количеством тонких рёбер. Хладагент кипит при низкой температуре внутри трубок и поглощает тепло. Комнатный воздух охлаждается, когда вентилятор прогоняет его через этот теплообменник. Затем нагретый хладагент возвращается к компрессору, и цикл повторяется.
Холодная поверхность одновременно осушает воздух. Водяной пар превращается в капли, которые стекают в поддон и уходят по дренажной трубке. Поэтому из наружного конца дренажа в жаркую влажную погоду капает вода. Это не хладагент и обычно не признак поломки. Но вода из внутреннего блока может указывать на засор, неправильный уклон трубки, обмерзание или переполнение поддона.
Крыльчатка распределяет воздух по ширине блока, а поворотные жалюзи меняют направление потока. При открытом окне приток тёплого влажного воздуха резко увеличивает нагрузку, поэтому полезно понимать, почему кондиционер не следует постоянно использовать при открытом окне.
Фильтры, датчики и электроника
Многоразовые сетки перед испарителем задерживают шерсть, пух и крупную пыль. Они защищают теплообменник, но не превращают кондиционер в полноценный очиститель тонких частиц. Дополнительные вставки с углём или другими материалами имеют ограниченный ресурс и требуют замены по инструкции.
Температурные датчики измеряют воздух и состояние теплообменников. Плата получает их сигналы, управляет компрессором, вентиляторами, клапанами и жалюзи, следит за защитными режимами. Пульт лишь передаёт команды. В развитии такой техники важную роль сыграли системы дистанционного управления, история которых разобрана в материале о том, кто изобрёл пульт.
Что меняется в режиме обогрева
Если устройство способно греть, в контур добавлен четырёхходовой клапан. Он меняет направление движения хладагента: наружный теплообменник становится испарителем, а внутренний – конденсатором. Тогда система забирает тепло у уличного воздуха и отдаёт его комнате. Тепло существует снаружи и при температуре ниже нуля, но мощность и эффективность конкретной модели ограничены паспортным диапазоном.
Автомобильный климат-контроль решает похожую задачу, но объединяет холодильный контур с отопителем, заслонками и датчиками салона. Бытовая сплит-система устроена иначе и обычно не подаёт свежий воздух с улицы, если приток специально не предусмотрен конструкцией.
Почему контур нельзя вскрывать самостоятельно
Хладагент циркулирует в герметичной системе под давлением. Его количество рассчитано под длину трубок и характеристики агрегата. «Долить фреон для профилактики» исправному кондиционеру не требуется: заметная нехватка обычно означает утечку, которую сначала нужно найти и устранить.
Самостоятельное отсоединение трубок может привести к выбросу хладагента, обморожению, повреждению компрессора и попаданию влаги в контур. Обслуживание герметичной части выполняет подготовленный специалист с подходящими приборами. Владельцу доступны безопасные действия из инструкции: обесточить устройство, вымыть съёмные сетки, не перекрывать воздух и следить за необычным шумом, запахом, льдом или протечкой. История появления всей этой системы подробно раскрыта в статье о том, кто изобрёл кондиционер.
