Все кондиционеры сконструированы по одинаковой схеме и представляют собой герметичную систему, по которой циркулирует хладагент – фреон. Хладагент изменяет своё агрегатное состояние, превращаясь из газа в жидкость и обратно, а эти процессы происходят с выделением или поглощением тепла. Всё начинается в компрессоре, где газообразный фреон сжимается и под давлением направляется в конденсатор, который также называют радиатором кондиционера. Здесь фреон охлаждается и переходит в жидкую фазу. Затем жидкий фреон попадает в ресивер-осушитель, а после него оказывается внутри ещё одного радиатора, называемо испарителем. Как понятно из названия, здесь жидкость превращается в газ. Фреон кипит, на что требуется теплота, а она отбирается у воздуха, обдувающего радиатор снаружи. Этот воздух, охладившись, и поступает в помещение с внутреннего блока кондиционера, а газообразный фреон по обратной магистрали возвращается в компрессор, чтобы вновь повторить циркуляцию по системе. Поскольку снаружи испаритель ледяной, то проходящий через него воздух оставляет на поверхности радиатора испарителя влагу. Этим обеспечивается вторая функция кондиционера – подсушивание воздуха. Капельки же влаги, оставшиеся в испарители, объединяются и через дренаж стекают наружу. При температурах, которые для испарителя способы оказаться опасными по причине обледенения, включению кондиционера препятствует предохранительный датчик. В более дорогих моделях кондиционеров, правильность его работы контролируют ещё несколько датчиков температуры и давления. В некоторых моделях возможна дополнительная установка подогрева картера компрессора и дренажа. Хладагент – всему голова До 1992 года кондиционеры заправлялись фреоном марки R-12, но по экологическим причинам его использование запретили, и в качестве замены был предложен фреон R-22 и R-134а. Эти хладагенты, во-первых, невзаимозаменяемые, а во-вторых, требуют предусмотренного только для каждого из них сортов масел. Однако именно фреон разносит масло по системе. Поэтому кондиционер работает исправно, пока он заправлен достаточным количеством хладагента с растворённым в нем маслом. Когда фреона мало, компрессор кондиционера начинает работать в условиях недостаточной смазки, и это приводит к его преждевременному выходу из строя. Первый признак того, что в системе мало фреона – неэффективная работа кондиционера. Другими словами, он плохо охлаждает воздух. Иногда это связано с диффузией фреона, отличающегося завидной проникающей способностью, иногда – с потерей системой герметичности. В первом случае кондиционер достаточно заправить новым хладагентом, во втором – необходимо искать, где утечка, и ликвидировать «прореху». Природа не терпит пустоты, и место фреона занимает влажный атмосферный воздух. Вода способствует внутренней коррозии кондиционера, проникая через «дырочку» в системе. Чем позже владелец спохватился, тем большая сумма денег понадобиться на ремонт. В некоторых кондиционерах ресивер-осушитель оборудован смотровым окошечком. Оно служит для визуальной оценки количества фреона, циркулирующего по системе. Если фреона не хватает, то при работе кондиционера в глазке окошка будет видна молочно-белая пена. К сожалению, такие окошки предусмотрены далеко не на всех кондиционерах, а только на более дорогих моделях. Да и доступ к ним достаточно труден, т.к. расположен ресивер-осушитель в наружном блоке кондиционера. Заправить не проблема Даже если кондиционер не потерял герметичности, и фреона в нем столько, сколько требуется, то чтобы эффективно охлаждать воздух необходимо правильно подобрать мощность кондиционера. Так же рекомендуется раз в три-четыре года хладагент в системе обновлять. Зачем? Так ведь меняем же мы периодически масло в двигателе автомобиля. Почему кондиционер должен быть хуже? Стоимость замены хладагента определяется в первую очередь его маркой и объёмом, необходимого для заправки системы и зависит от длинны коммуникаций и мощности кондиционера. Важно, чтобы сервис производил грамотный специалист. При закачке хладагента в систему больше, чем необходимо, из-за повышенного давления компрессор начинает работать с перегрузкой, что само по себе плохо, и датчику аварийного давления приходиться кондиционер отключать чаще. В результате заправленный с излишком кондиционер хуже охлаждает поступающий в помещение воздух. Включать надо чаще. Длительный простой кондиционеру не на пользу: с трущихся деталей стекает масляная плёнка, рассыхаются прокладки и уплотнения на трубках, залипают клапаны компрессора. Желательно, чтобы период бездействия не превышал один месяц. Причём для поддержания работоспособности кондиционеру достаточно быть включённым хотя бы несколько минут (5-10 минут): «разгонит» смазку по системе, и в следующий раз компрессору не придётся начинать работу в условиях полусухого трения, при которых и заклинить недолго, а уплотнения получат необходимую «подпитку». Это можно делать во время оттепели. Это хорошая профилактика для системы. Предубеждение, что зимой кондиционер включать нельзя, основывается, очевидно, на том, что при пониженных температурах он и сам может не включиться, если этому, как уже говорилось, воспрепятствует предохранительный датчик. Однако надо знать, что при минус десяти градусах по Цельсию включать кондиционер на обогрев действительно опасно, кроме специальных моделей с подогревом наружного блока, иначе может заклинить компрессор из-за густоты смазки. Что ещё их губит? В наших современных условиях серьёзную угрозу кондиционеру представляет коррозия. Наиболее уязвимые места – те, что подвержены прямому воздействию осадков снаружи, прямому солнечному свету, и там, где контактируют разнородные металлы, например, сталь и алюминий, создающие гальваническую пару. Алюминиевые детали страдают в первую очередь. Сегодня используются основные три способа защиты. Первый – покрытие поверхностей радиатора кондиционера и алюминиевых, медных трубопроводов лаком. Второй – конструкция кондиционера, препятствующая попаданию воды и солнечных лучей во внутреннее отделение наружного блока. Третий – мойка и чистка кондиционера. ЧТО УМЕЕТ КОНДИЦИОНЕР? ОХЛАЖДАЕМ Итак, пойдем по порядку. Безусловно, главная задача кондиционера - охлаждение воздуха. Хотя бы потому, что его нагрев, осушение и очистку могут обеспечить другие, зачастую более простые и дешевые устройства, а вот давать освежающую прохладу умеет только он. Причем делает это очень экономично - на один киловатт потребляемой электроэнергии выдает порядка 3 кВт холода! Нарушения законов природы здесь нет, так как энергия тратится не на создание прохлады, а на ее перенос с улицы в помещение. В том же духе действует двоюродный брат кондиционера – холодильник, который морозит свою утробу, а излишки тепла сбрасывает со стороны задней стенки. Правда, понижать температуру в помещении можно только до определенного предела. Большинство современных кондиционеров умеет охлаждать воздух до +17-18 градуса Цельсия. Хотите ниже, заберитесь под выходящую из кондиционера струю - ее температура на 10-12 градусов ниже, установленной на пульте ДУ. К тому же при высокой подвижности воздух кажется еще холоднее. Именно поэтому иллюзию прохлады можно создать при помощи вентилятора или разогнавшись в автомобиле. Однако увлекаться игрой «в оленеводов» все-таки не стоит, можно запросто подхватить простуду. ГРЕЕМ Помимо приятной прохлады многие современные кондиционеры умеют нагревать воздух. Причем заставить кондиционер работать на тепло можно двумя различными способами. В подавляющем большинстве случаев это делается с помощью так называемого теплового насоса. На самом деле никакого насоса в кондиционере нет; в этом режиме он морозит улицу и греет помещение. При наружных температурах выше минус 10 градусов Цельсия такое отопление весьма эффективно. На каждый киловатт электроэнергии можно получить от 2,5 до 3,5 кВт тепла. Правда «садировать» кондиционер в сорокоградусные морозы все-таки не стоит - толку никакого. Чем холоднее на улице, тем меньше тепла он дает. А вот износ при низких температурах возрастает многократно. Смазка густеет, теряет свои свойства, и сердечко кондиционера – компрессор неумолимо движется к «инфаркту». Но если уж вам непременно хочется погреться у кондиционера в лютую стужу, можно приобрести модель с электрическим подогревом. Компрессор такого кондиционера зимой уходит в отпуск, а приятное тепло создают ТЭНы. Электричества они жрут безбожно, зато согреют в любую погоду. ОСУШАЕМ Помимо охлаждения и обогрева воздуха все современные кондиционеры умеют осушать воздух. Понижая температуру воздуха, они удаляют из него лишнюю влагу. Когда воздух, поступивший из помещения, обтекает холодный испаритель, на его поверхности происходит конденсация. И правильно! При высокой влажности дышать трудно и жара переносится хуже. Это можно наблюдать перед грозой, когда при плюс 23 и пасмурном небе, начинаешь обливаться потом. Тут уж никакая «Рексона» не поможет – только кондиционер. Во всех современных моделях, даже есть такой режим «осушение». Это когда температура воздуха почти не изменяется, а влажность падает. А вот поддерживать ее на заданном уровне бытовой кондиционер просто не умеет. Не спасет он и в другом случае, если в квартире или коттедже имеется бассейн. Тут необходимы специальные осушители, иначе дом неминуемо покроется плесенью. ВЕНТИЛИРУЕМ В режиме вентиляции не происходит ни охлаждения, ни нагрева, а создается циркуляция находящегося в помещении воздуха и его очистка (при наличии соответствующих фильтров). Компрессор и вентилятор наружного блока при это выключены, а вентилятор внутреннего блока работает на скорости, заданной с ПДУ. ОЧИЩАЕМ Ну и, наконец, четвертая функция кондиционера - очистка воздуха. Большинство современных сплит-систем и оконников имеют только один фильтр – воздушный электростатический. Он защищает наши легкие и теплообменник внутреннего блока от пыли, тополиного пуха и прочего болтающегося в воздухе мусора. Замены воздушный фильтр не требует, однако, время от времени его необходимо мыть в теплой воде или чистить с помощью пылесоса. Если этого не делать, нормальная циркуляция воздуха нарушается, кондиционер почти не холодит. А вот фильтры тонкой очистки, способные улавливать мельчайшую пыль, пыльцу растений, запахи, сигаретный дым у многих моделей не входят в стандартную комплектацию и приобретаются отдельно. Чаще всего их изготавливают из активированного угля, полученного из кокосовых орехов, а потому они называются угольными (карбоновыми) или дезодорирующими. Время, в течение которого фильтры тонкой очистки сохраняют работоспособность, сильно зависит от условий эксплуатации. Однако в больших городах они редко выдерживают больше 3-4 месяцев. После этого их необходимо выбрасывать, поскольку отслуживший свое фильтр становится настоящим рассадником микробов. Исключение – фотокаталитические (цеолитные) фильтры, которые частично восстанавливаются под воздействием ультрафиолетовых лучей и могут использоваться многократно. Однако стоит иметь ввиду, что при большом загрязнении воздуха разумнее и выгоднее использовать специальные воздухоочистители. ВИДЫ ФИЛЬТРОВ ПЛАЗМА Вместо привычного фильтра-дезодоратора, на основе активированного угля используется плазменный ионизатор, создающий напряжение в 4800 Вольт. Этот своеобразный «электрический стул» уничтожает любую угодившую в кондиционер органику, например, микробов, вирусов, грибки, пыльцу растений. Более крупные механические загрязнения, такие как пыль, ионизируются и налипают на фотокаталитический фильтр. Он же частично разряжает воздух, ионизированный при прохождении через систему «Плазма». Такая схема значительно эффективнее традиционной. Например, при очистке воздуха от табачного дыма такой кондиционер за 30 минут удалит 70% содержащихся в воздухе частиц - вдвое больше, чем традиционный фильтр. К тому же система типа «Плазма» не требует периодической замены, а потому дешевле в эксплуатации. Системы фильтрации, основанные на этом принципе, на российском и белоруском рынке предлагают компании LG, Fujitsu General и Toshiba. КАТЕХИНОВЫЙ ФИЛЬТР Электростатический фильтр с катехиновым покрытием - патентованная разработка Panasonic. Катехин – сильный природный антисептик, который содержится в чайных листьях и ряде других растений. Недаром чай издревле использовался в восточной медицине как лекарственное растение. Ученые выяснили механизм действия катехина: для того, чтобы прикрепиться к здоровой клетке большинство вирусов использует специальные шипы, а катехин обволакивает болезнетворные организмы лишая их этой способности. Опыты показали, что 98% попавших на фильтр вирусов через 6 часов уже не представляют опасности для человека. В 2003 году помимо Panasonic катехиновый фильтр предложила компания Samsung. ВАСАБИ ФИЛЬТР В патентованной разработке Fujitsu General электростатический фильтр имеет специальную обработку веществами, полученными из хрена «васаби», хорошо знакомого любителям японской кухни. Он, как и наш российский родственник обладает сильными бактерицидными свойствами и издавна используется в народной медицине. ЦЕОЛИТНЫЙ (ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ) ФИЛЬТР Такой угольный фильтр поглощает запахи, как любой другой, но в отличие от аналогов, его не надо менять каждые три-четыре месяца. После засорения его необходимо несколько часов подержать под прямыми солнечными лучами, и он восстанавливает свою дезодорирующую способность на 95%. Принцип его регенерации основан на способности двуокиси титана TiO2 (известной, как титановые белила) расщеплять любую органику, на оксиды углерода, воду и другие безвредные соединения под воздействием прямых солнечных лучей. При этом двуокись титана не расходуется и выступает в роли катализатора. На начало 2003 года из представленных в России кондиционеров регенерируемыми фильтрами, с использованием двуокиси титана были оснащены: Toshiba, Panasonic, Daikin, Mitsubishi Heavy, LG, Carrier, Tadiran, Toyo, Ballu. БИО Заглянув в кондиционер Samsung Bio, хочется исполнить детскую песенку из мультика 20 летней давности: «какое все красивое, какое все зеленое!» Действительно, внутри кондиционера Samsung Bio, включая фильтры, теплообменник, поддон для сбора конденсата и вентилятор обработана каким-то зеленым составом. Утверждается, что он препятствует размножению бактерий, но принцип действия не разглашается. “Антибактериальная формула” кондиционеров Samsung Bio включает в себя предфильтр с антибактериальной обработкой, задерживающий крупные частицы пыли, биодеодорирующий фильтр, уничтожающий неприятные запахи, воздушный биофильтр, задерживающий мелкие частицы и микроорганизмы. Пройдя этот набор фильтров, воздух поступает в теплообменник, поверхность которого подвергнута антибактериальной обработке для уничтожения плесени и бактерий, а затем на крыльчатку вентилятора. В ряде моделей современных кондиционеров имеется индикатор состояния фильтра внутреннего блока. Включение светового индикатора на передней панели блока указывает на необходимость очистки фильтра. Правда, этот датчик реагирует не на фактическое засорение фильтра, а на предполагаемое время службы и включается раз в два-три месяца. ИОНИЗИРУЕМ Некоторые современные модели оснащены ионизатором воздуха. В 2003 году такие кондиционеры представили на российский рынок сразу пять производителей: Electra, Haier, Panasonic , Samsung и Toshiba. Ученые обнаружили, что в местах, где человек чувствует наибольший прилив сил: около водопадов, на морском побережье, в горах концентрация отрицательно заряженных частиц – аэронов максимальна. В тоже время в жилищах и офисах она сотни раз ниже. Количество отрицательных ионов в куб. см В районе водопада 50,000 На морском побережье 10,000 В горах 5,000 В сельской местности 1,500 В городах 1,000 В квартирах и офисах 50 Кондиционеры, оснащенные безозоновыми ионизаторами, способны довести концентрацию отрицательных ионов до 15,000 до 30,000 на см. куб. ДОБЫВАЕМ КИСЛОРОД В 2003 году на российском рынке появились сплит-системы, способные увеличить концентрацию кислорода в кондиционируемом помещении. Как известно воздух состоит в основном из кислорода и азота, поэтому, удаляя излишки одного, можно повысить концентрацию другого. Это достигается за счет модуль-генератора, который использует физический метод разделения газов. При помощи компрессора воздух поступает в (PSA) сепаратор, где азот поглощается, а кислород возвращается в помещение. Когда один из сепараторов наполняется, включается другой, а азот из первого удаляется наружу. Таким образом, два сепаратора работают попеременно. В 2003 году кондиционеры, оснащенные подобной системой, представила на российский рынок компания Haier. В 2004 году системы, обогащающие кондиционируемое помещение кислородом представили на российском рынке компании Gree и Panasonic. Только принцип их действия немного иной. Мембрана, пропускающая кислород в 2,5 раза лучше, чем азот установлена не во внутреннем, а во внешнем блоке. Там же находится вакуумный насос, который доставляет обогащенный кислородом воздух (30% вместо 22%) во внутренний блок, по специальному трубопроводу. Благодаря этому содержание кислорода в помещении всегда поддерживается на необходимом уровне. Похожая система есть и у кондиционеров Electra, с той только разницей, что воздух, подаваемый с улицы в помещение, не обогащается кислородом. ХЛАДАГЕНТЫ Первый, признанный историками техники комнатный кондиционер выпущенный в 1929 году компанией General Electric работал на аммиаке. Это вещество небезопасно для человека, что в значительной мере сдерживало развитие холодильной техники. Проблема была разрешена в 1931 году, когда был синтезирован безвредный для человеческого организма хладагент – фреон. Впоследствии было синтезировано более четырех десятков различных фреонов, отличающихся друг от друга по свойствам и химическому составу. Наиболее дешевыми и эффективными оказались R-11, R-12, которые долгое время всех устраивали. Правда, в последние 15 лет они попали в немилость из-за своих озоноразрушающих свойств. Все фреоны это вещества, образованные на основе двух газов – метана СН4 и этана – СH3- CH3. В холодильной технике метан имеет марку R-50, этан – R-70. Все остальные фреоны получаются из метана и этана замещением атомов водорода атомами хлора и фтора. Например, всем известный R-22 получается из метана замещением одного атома водорода хлором и двух – фтором. Химическая формула этого фреона – СНF2Cl. Физические свойства хладагентов зависят от содержания трех составляющих – хлора, фтора и водорода. Так по мере уменьшения количества атомов водорода горючесть хладагентов падает, а стабильность растет. Они могут подолгу существовать в атмосфере, не разлагаясь на части и наносить вред окружающей среде. А по мере увеличения числа атомов хлора растет токсичность хладагентов и их озоноразрушающая способность. Вред, наносимый фреонами озоновому слою оценивается величиной озоноразрушающего потенциала, который равен 0 для озонобезопасных хладагентов (R-410A, R-407C, R-134a) и до 13 у озоноразрушающих (R-10, R-110). При этом за единицу принят озоноразрушающий потенциал фреона R- 12, до последнего времени наиболее широко распространенного во всем мире. В качестве временной альтернативы R-12 был выбран фреон R-22, озоноразрушающий потенциал которого составляет 0,05. Вообще, бурная эволюция хладагентов в последние 15 лет связана в основном с проблемами экологии. Используемые в кондиционерах и холодильниках фреоны были названы главными виновниками печально известных озоновых дыр (что весьма сомнительно). Так это на самом деле или нет, но 1987 году был принят Монреальский протокол, ограничивающий использование озоноразрушающих веществ. В частности согласно этому документу, производители будут вынуждены отказаться от использования фреона R-22, на котором сегодня работает 90% всех кондиционеров. В большинстве европейских стран продажа кондиционеров на этом фреоне будет прекращена уже в 2006-2008 годах. И многие новые модели уже поставляются в Европу только на озонобезопасных хладагентах — R-407C и R-410A. Свойства хладагентов R-22, R-410A, R-407C. Изотропность (возможность дозаправки кондиционера при утечке) да да нет Масло минеральное полиэфирное. Давление при температуре конденсации при +43С: 16 атм. 26 атм. 18 атм. В отличие от традиционных хладагентов, R-407C и R-410А являются смесями различных фреонов, а потому менее удобны в эксплуатации. Так в состав R-407C, созданного в качестве альтернативы R-22, входят три фреона: R-32 (23%), R-125 (25%) и R-134a (52%). Каждый из них отвечает за обеспечение определенных свойств: первый способствует увеличению производительности, второй – исключает возгорание, третий определяет рабочее давление в контуре хладагента. Эта смесь не является изотропной, а потому при любых утечках хладагента, его фракции улетучиваются неравномерно и оптимальный состав меняется. Таким образом, при разгерметизации холодильного контура кондиционер нельзя просто дозаправить; остатки хладагента необходимо слить и заменить новым. Именно это и стало основным препятствием для распространения R-407C. К тому же его «экологичность» на практике может привести к дополнительной нагрузке на окружающую среду. Эвакуированный из кондиционеров фреон необходимо утилизировать, а в России или странах Азии с этим никто не станет связываться. Его просто стравят в ближайшей подворотне. И хотя для озонового слоя R-407C не опасен, он является одним из наиболее сильных «парниковых газов». Хладагент марки R-410A, состоящий из R-32 (50%) и R-125 (50%) является условно изотропным. То есть при утечке смесь практически не меняет своего состава, а потому кондиционер может быть просто дозаправлен. Однако и R-410A не лишен некоторых недостатков. В отличие от R-22, который хорошо растворим в обыкновенном минеральном масле, новые хладагенты и предполагают использование синтетического полиэфирного масла. Что это означает на практике? Полиэфирное масло обладает одним очень существенным недостатком – оно быстро поглощает влагу, теряя при этом свои свойства. Причем при хранении, транспортировке и заправке необходимо исключить не только попадание капельной влаги, но и контакта с влажным воздухом, из которого масло активно впитывает воду. К тому же оно не растворяет любые нефтепродукты и органические соединения, которые становятся потенциальными загрязняющими веществами. Кроме того, само климатическое оборудование на R-410A при той же производительности получается существенно дороже. Причина в более высоком рабочем давлении. Так при температуре конденсации +43 С, у R-22 оно составляет около 16 атм., а у R-410A – порядка 26 атм. По этой причине все узлы и детали холодильного контура кондиционера на R-410A, включая компрессор, должны быть более прочными. Это увеличивает расход меди и делает всю систему более дорогой. И, наконец, сами озонобезопасные хладагенты стоят в несколько раз дороже традиционных. Так за килограмм R-410A придется выложить практически в 3 раз больше, чем за килограмм привычного R-22. Немногим дешевле R407C, на который активно переводится полупромышленная гамма оборудования. Здесь будет 2-кратная разница, а с учетом того, что при любой утечке его надо сливать, реальные расходы на фреон вырастут на порядок. Следует учесть и тот факт, что с ростом рабочего давления количество утечек неизбежно увеличится, поскольку прочность паяных, а главное вальцованных соединений остается прежней. К 2002 году сплит-системы использующие озонобезопасные фреоны представили на российский рынок практически все ведущие компании. Хотя окончательный запрет на использование кондиционеров на ныне используемом R-22 вступит в силу только в 2014 году.