Как выбрать кондиционер

В этой статье: история создания; какой хладагент используется в кондиционерах; как устроен и работает кондиционер; режимы работы сплит-систем и кондиционеров; типы бытовых кондиционеров, их плюсы и минусы; рекомендации по выбору кондиционера.

У летнего сезона множество достоинств и один крупный недостаток — зной, вызывающий усиленное потоотделение и требующий потребления воды в больших количествах для охлаждения тела. Есть два эффективных средства справиться с летним зноем: погрузить свое тело в воду и тем самым понизить его внутреннюю температуру; приобрести климатическое оборудование для кондиционирования воздуха и довести атмосферу в помещении до более комфортной. Поскольку первый способ, к сожалению, доступен нам крайне редко, подробно рассмотрим второй способ и попытаемся разобраться, что же такое кондиционер и как правильно выбирать его под свои потребности.

История кондиционера

Первый эксперимент по быстрому охлаждению объектов до низких температур был проведен Бенджамином Франклином и химиком Джоном Хэдли в 1758 году. Они попытались изменить показания ртутного градусника с помощью быстро испаряемых жидкостей — эфира и алкоголя. Франклину и Хэдли удалось изменить показания градусника до -13 °C, причем в помещении, где проводился эксперимент, температуру была +18 °C.

Однако принцип работы современных холодильных установок был открыт только в 1820 году — английский ученый Майкл Фарадей в ходе экспериментов по замораживанию и нагреву аммиака установил, что при его доведении до жидкого состояния и активном испарении происходит охлаждение воздуха. Итак, принцип работы охладительного прибора, в котором хладагент испаряется с поглощением тепла и, при возвращении его в жидкое состояние, выделяет это поглощенное тепло обратно, был практически открыт Фарадеем.

Майкл Фарадей (22 сентября 1791 — 25 августа 1867)

Но изобретатели тех времен настойчиво пытались организовать кондиционирование воздуха на таянии льда. Первый и относительно эффективный способ охлаждения воздуха в помещениях был изобретен врачом Джоном Горри в попытках хоть как-то уменьшить страдания больных малярией и желтой лихорадкой в его больнице городка Апалачикола (Флорида, США). Он изобрел и построил машину, генерирующую лед и рассчитывал, что его изобретение станет популярным, хотя и работал его ледогенератор с частыми перебоями и утечками. Впрочем, его изобретение так не стало популярным.

В 1851 году механический генератор льда, оснащенный компрессором, изобрел англичанин Джеймс Харрисон — его изобретение производило 3 000 кг льда в сутки. Воодушевленный Харрисон попытался внедрить установку на кораблях, груженных говядиной, но экспериментальная транспортировка замороженного мяса в камерах со льдом, вырабатываемым ледогенератором Харриса потерпела неудачу — лед таял быстрее, чем генератор успевал выработать его новую партию и партию говядины пришлось выбросить за борт.

Первая действительно эффективная установка для кондиционирования воздуха была создана инженером-изобретателем Уиллисом Карриером в 1902 году, по заказу печатной компании «Sackett-Wilhelms».

При создании установки Карриер использовал свои знания в области парового отопления — он пропустил воздух от компрессора в трубы, в которые установил спиральные змеевики с циркулирующей по ним холодной водой. Установка кондиционирования воздуха, изобретенная Уиллисом Карриером, позволяла не только охладить воздух в помещениях, но и не повышала уровень влажности в них, что было важно для печатного оборудования и бумаги, да и работоспособность сотрудников фабрики существенно возросла. Именно Уиллис Карриер, основатель компании по производству вентиляционных систем «Carrier Corporation», признан в мире создателем первой установки для кондиционирования воздуха. Кстати, именно компания Карриера первой начала выпуск бытовых (комнатных) кондиционеров — случилось это в 1929 году.

Стюарт Крамер. (1868 — 1940)

А вот авторство расхожего термина «кондиционер» принадлежит американцу Стюарту Крамеру, занимавшемуся в 1906 году исследования в области повышении влажности воздуха в цехах текстильной фабрики г. Шарлоты (Северная Каролина, США). В патентной заявке на установку, испаряющую воду с повышением влажности воздуха и одновременным его охлаждением, Крамер назвал свое изобретением кондиционером. Звучный и привлекательный термин тут же подхватил Уиллис Карриер, добавив его в название своей компании.

Оставалась проблема хладагента — аммиак, пропан, хлорметан и двуокись серы, выполнявшие эту задачу в первых кондиционерах, были ядовиты и взрывоопасны, производители кондиционеров были вынуждены разделять установки кондиционирования на два блока-сплита и удалять блок с хладагентом как можно дальше от помещений, где находились люди. Все изменилось в 1928 году, когда американские инженер-химик Томас Мидгли-младший и ученый-химик Альберт Хенне синтезировали хладагент дихлорфторметан, названный ими фреоном. Фреон был не горюч и взрывобезопасен, не вызывал отравления при утечке — благодаря его свойствам стал возможным выпуск оконного кондиционера-моноблока, подобного советским «БК».

Первые оконные кондиционеры, в 1929 году, выпустила на рынок компания «General Electric», хотя они были еще крайне опасными — хладагентом в них был аммиак. После замены в 1931 году аммиака на фреон, производство оконных кондиционеров подхватили сразу несколько американских компаний, их популярность резко возросла.

25 лет назад ученые-экологи выяснили, что хладагент фреон наносит колоссальный вред озоновому слою Земли.

Однако к середине XX века американцы утратили лидерство в области бытовых и промышленных установок для кондиционирования воздуха — лидировать стали японские компании, предлагающие более дешевые и качественные кондиционеры, превосходящие по своим характеристикам американские аналоги. Японский производитель «Daikin» в 1958 году выпустил первый кондиционер, способный не только охлаждать, но и нагревать воздух в помещении. А компания «Toshiba» в 1961 году произвела фурор на рынке кондиционеров, реанимировав выпуск сплит-систем из двух блоков — установка с шумным компрессором монтировалась за пределами помещения, причем установить такой сплит можно было где угодно, а не только там, где есть окно. Первую мультисплит-систему, в которой был один внешний блок с компрессором и несколько внутренних блоков-кондиционеров, разработала опять же японская «Daikin» — в 1969 году.

Кстати, советский кондиционер с непритязательным названием «бытовой кондиционер» или «БК», выпуск которого был налажен в Баку (Азербайджан) в 1975 году, создавался совместно с японскими инженерами компании «Hitachi». Он был шумным, громоздким, энергоемким и баснословно дорогим, но других вариантов победить летний зной в своих домах для граждан СССР не существовало.

Советский кондиционер БК-1500

Прототипы всех современных сплит-систем и кондиционеров были созданы в Японии: 1977 год — кондиционер с микропроцессором (компания «Toshiba»); 1981 год — инверторный кондиционер, способный самостоятельно понижать и повышать рабочую частоту компрессора, что существенно снижало энергопотребление (компания «Toshiba»); 1982 год — система VRV или регулируемая подача хладагента в контуре охлаждения (компания «Daikin»).

25 лет назад ученые-экологи выяснили, что хладагент фреон наносит колоссальный вред озоновому слою Земли. По результатам исследований экологов принят Монреальский протокол, по которому ведущие мировые страны-производители обязаны к 2014 году полностью прекратить использование фреона (R-12), заменив его более безопасным 1,1,1,2-тетрафторэтаном (R-134a).

Устройство и принцип работы кондиционера

Вне зависимости от количества блоков любые кондиционеры, если не учитывать корпус, состоят из следующих элементов:

• компрессора, сжимающего и приводящего в движение хладагент по трубкам контура охлаждения;
• конденсатора, внешне напоминает радиатор, всегда выводиться наружу (вне помещения), переводящий хладагент из газообразного состояния в жидкое;
• испарителя, по конструкции также похожего на радиатор, расположенного во внутренней или, в случае моноблока, обращенной в помещение секции кондиционера. Переводит хладагент из жидкого в газообразное состояние;
• дросселя (вентиля терморегуляции) или витую трубку-капилляр, снижающих давление хладагента в контуре перед вводом в испаритель;
• вентиляторов, вращение которых увеличивает скорость теплообмена конденсатора и испарителя с внешней воздушной средой.

Помимо основных элементов, современный кондиционер оснащен датчиком температуры, электронным управлением и воздушными фильтрами.

1 — компрессор, 2 — клапан четырехходовой, 3 — электронная схема управления, 4 — внешний вентилятор, 5 — конденсатор, 6 — по этим трубкам циркулирует хладагент, 7 — внутренний вентилятор, 8 — испаритель, 9 — фильтр (предварительной) грубой очистки, 10 — фильтр тонкой очистки.

Теперь о том, как работает кондиционер. Все его описанные выше элементы, за исключением вентиляторов, соединены между собой медными или алюминиевыми трубками тонкими стенками. Образуется замкнутый холодильный контур, содержащий в себе хладагент и немного компрессорного масла.

Режим охлаждения. При включении кондиционера в компрессор начинает поступать из испарителя хладагент в виде газа, имеющий температуру от 10 до 20 °C и находящийся под давлением от трех до пяти атмосфер. В компрессоре хладагент сжимается, его давлением возрастает от 15 до 25 атмосфер, он нагревается до температуры от 70 до 90 °C и поступает по трубкам контура в конденсатор. Нагрев конденсатора, куда поступает хладагент, понижается путем интенсивной работы вентиляторов. Остывая, хладагент переходит в жидкое состояние, его температура выше, чем внешняя атмосфера — примерно на 10-20 °C, давление достаточно высоко.

На выходе из конденсатора хладагент поступает в трубку-капилляр или вентиль терморегуляции, температура и давление понижаются, он частично переходит в газообразное состояние. Эта смесь газообразного и жидкого хладагента, находящаяся под низким давлением, вводится в испаритель. В нем жидкая часть хладагента полностью становится газом, при этом активно поглощается тепло извне — воздух, закачанный кондиционером и прошедший через испаритель, становится холодным. После хладагент в газообразном состоянии и под низким давлением вновь поступает в компрессор — процесс начинается с начала.

Режим обогрева (тепловой насос) или реверс. Практически все модели и марки современных сплит-систем способны не только кондиционировать (охлаждать) воздух в помещении, но и обогревать его, подавая горячий воздух. Для выполнения этой функции кондиционер оснащается особым клапаном — четырехходовым, способным под управлением соленоида менять направление подачи хладагента от компрессора в прямом или обратном направлении. Принцип обогрева схож с принципом режима охлаждения — разница в том, что хладагент проходит стадии повышенного, пониженного давления, нарастания и снижения температур в цикле, обратном циклу охлаждения. Т.е. конденсатор внешнего (наружного) блока сплит-системы охлаждается, а испаритель внутреннего блока — нагревается, отдавая тепло воздуху, нагнетаемому вентиляторами в помещение.

Режим вентиляции в сплит-системах. В этом режиме компрессор отключается, движение хладагента в системе полностью прекращается — внутренний блок сплит-системы выполняет перемешивания воздуха внутри помещения с помощью вентиляторов. Это позволит, к примеру, эффективнее распределить теплый воздух, идущий от отопительных батарей, перемещать его с холодным воздухом — т.е. создать однородный температурный климат в помещении.

Режим осушения. При охлаждении испарителя на его металлическом корпусе конденсируется влага, содержащаяся в атмосфере комнаты — она накапливается в поддоне. Работая в режиме охлаждения, кондиционер накапливает и отводит конденсат из поддона автоматически: в сплит-системах через пластиковую трубку, выведенную от внутреннего (комнатного) блока в канализационную систему или на улицу; в моноблочных (оконных) кондиционерах сброс влаги происходит через металлическую трубку, вывод которой расположен снизу на их внешней (уличной) стороне.

Типы бытовых кондиционеров

Среди множества разнообразных кондиционеров лишь четыре полностью относятся к бытовым: оконный (моноблочный), мобильный, настенный моноблок, сплит-система и гибридный кондиционер.

Моноблочные кондиционеры внешне схожи с советскими БК, только имеют меньшие габариты и отличаются большими качественными характеристиками — менее шумны, зачастую способны не только охлаждать, но и обогревать помещение.

Их положительные характеристики: низкая стоимость — от 7 000 руб.; кондиционирование, очистка и ввод в помещение свежего воздуха с улицы; простая установка в оконную раму или в подготовленное отверстие, устроенное в тонкой стене, не требуется участие монтажников со спецоборудованием.

Отрицательные характеристики: невысокая производительность, достаточная лишь на одно, небольшое по площади помещение; установка в пластиковые или алюминиевые оконные конструкции со стеклопакетами допустима лишь в том случае, если это предполагалось заранее, еще на стадии заказа рамы, и она имеет подготовленный проем под размер кондиционера.

Мобильный кондиционер по конструкции ничем не отличается от оконного моноблока, только он оснащен колесной базой и не устанавливается стационарно. Для отвода горячего воздуха мобильный кондиционер имеет гибкий шланг с креплением, позволяющим закрепить его в приоткрытой форточке.

Положительные характеристики мобильного кондиционера: не требует установки; легко перемещаем из одного помещения в другое; не дорог — стоимость от 10 000 руб.

Отрицательные характеристики: малая мощность — его достаточно лишь для одного помещения; через приоткрытую форточку будет поступать неподготовленный воздух извне; обогрев или охлаждение без ввода свежего воздуха с улицы; требует удаления конденсата вручную.

Настенный моноблок. Внешне похож на внутренний блок сплит-системы и так же монтируется на стену. Его положительные и отрицательные характеристики схожи с характеристиками мобильного кондиционера, стоит от 16 000 руб., при работе имеет большую шумность, чем блок сплит-системы. Главное достоинство — в месте размещение, т.е. не будет путаться под ногами.

Сплит-система. На сегодня сплит-системы– наиболее популярный и распространенный прибор для поддержания приемлемого климата в помещении. Существует большое количество производителей и марок сплит-систем, подразделяемых на «эконом», «средний класс» и «элит». Отдельно стоит отметить сплит-системы инверторного типа — они оснащены системой, способной поддерживать температуру на строго заданном уровне без перепадов, за счет понижения и повышения скорости работы компрессора. Компрессоры обычных кондиционеров работают с одной и той же скоростью, отключаясь по достижении заданной температуры в комнате и включаясь снова при ее повышении или понижении, в зависимости от режима работы (охлаждение или обогрев). При этом люди в помещении будут периодически чувствовать себя некомфортно из-за температурных перепадов, да и расход электроэнергии будет высоким. Инверторный кондиционер не отключается вообще — изменяя скорость работы компрессора, его температурные датчики задают тот рабочий режим, который позволяет удерживать заданную пользователем температуру. При этом потребление электроэнергии сокращается, т.к. кондиционер работает большую часть времени с меньшей мощностью, отсутствует высокое энергопотребление при частых пусках компрессора.

Положительные характеристики: низкий уровень шумности, т.к. блок с шумным компрессором находится вне помещения; очистка воздуха от взвешенной в нем пыли; более эффективны, чем любые моноблоки, даже при равной мощности; допускается установка на любую из стен; экономное потребление электроэнергии, особенно в инверторных сплит-системах; в мультисплит-системах требуется лишь один внешний, но достаточно мощный блок, при нескольких внутренних, т.е. фасад здания не будет увешан внешними блоками.

Отрицательные характеристики: большая, по сравнению с моноблоками, стоимость — класс «эконом» от 20 000 руб.; потребность в специализированном монтаже, с обязательным привлечением монтажников; отсутствие подачи свежего воздуха извне в любых моделях сплит-систем, за исключением серии «Ururu Sarara» японского производителя «Daikin»; при выходе из строя внешнего блока мультисплит-систем все внутренние блоки работать не будут; нуждаются в обязательном техобслуживании; большинство сплит-систем не способны работать при минусовой температуре на улице.

Гибридный кондиционер. По конструкции климатические приборы такого типа являются чем-то средним между мобильными моноблочными кондиционерами и сплит-системами — их внутренний блок оснащен колесами и легко перемещаем, также они имеют внешний блок, выставляемый, к примеру, на балкон или подвешиваемый за окном на ремнях. Между собой блоки соединены гибкими и прочными шлангами, по которым двигается хладагент.

Положительные характеристики: большая, по сравнению с мобильными моноблоками, мощность — охлаждение или обогрев помещения площадью до 60 м²; меньшая шумность; не требуют профессиональной установки.

Отрицательные характеристики: достаточно высокая стоимость — от 17 000 руб.; обнаружить кондиционеры такого типа в магазинах очень сложно, их практически не завозят; требуется периодическое удаление конденсата из поддона во внутреннем блоке.

Как выбрать кондиционер — рекомендации

Итак, переходим непосредственно к вопросу выбора кондиционера. До посещения магазинов и поиска подходящего во всех отношениях кондиционера, необходимо выяснить следующее:

• фактическую потребность в охлаждении данного помещения для выяснения требуемой мощности кондиционера в киловаттах. По упрощенной схеме она рассчитывается из расчета 1 кВт на каждые 10 м² помещения при высоте потолка не более 2,7 м. Более точный расчет основывается на расположении помещения (солнечная или теневая сторона), числе людей, присутствующих в нем, количестве бытовой техники и осветительных приборов. Выполнить такой расчет может лишь специалист, поэтому полагаемся на расчет по упрощенной схеме с округлением до большего значения — по большому счету на одну комнату будет достаточно кондиционера мощностью в 2,5 кВт;
• способна ли электрическая сеть в доме выдержать дополнительную нагрузку в 2-3 кВт. Зачастую электропроводка в домах старой постройки не рассчитана на нее, разумным будет прокладка самостоятельное линии электропроводки под кондиционер, с установкой самостоятельного автоматического предохранителя в электрощите;
• определится с местом установки кондиционера, в случае выбора сплит-системы — места установки внешнего блока, учитывая потребность в его будущем техобслуживании, т.е. к нему должен быть свободный доступ. При выборе места установки внутреннего блока учтите, что размещать его непосредственно над кроватью, обеденным столом или рабочим столом не следует — будет продувать, возникнут проблемы со здоровьем.

По эксплуатационным характеристикам и ценовому диапазону кондиционеры разных производителей подразделяются примерно так:

• класс «эконом», в нем кондиционеры корейского и китайского производства марок «LG», «Midea», «Dantex», «Samsung», «Gree», «Haier» и т.д. Стоимость кондиционеров этих производителей начинается от 15 000 руб., срок службы при выполнении своевременной профилактики и техобслуживания не более 5 лет, после чего потребуется серьезный ремонт;
• средний класс, в котором модели кондиционеров японских и европейских марок «Panasonic», «Hitachi», «McQuay» и т.д. Кондиционеры этих марок стоят от 20 000 руб., средний срок службы — 7 лет;
• в классе «элит» находится оборудование японских производителей, лидирующих на мировом рынке кондиционеров десятки лет — «Daikin», «Fujitsu General», «Mitsubishi Haier» и т.д. Такие кондиционеры имеют наибольшее число опций и возможностей, в их конструкции использованы не дешевые материалы и электронные платы. Их стоимость начинается от 25 000 руб., средний срок службы — 15 лет.

Общие рекомендации по выбору кондиционера для дома описаны здесь, помимо вам нужно будет выяснить:

• какую гарантию дает производитель данной марки кондиционера на основной его элемент — компрессор. В случае поломки компрессора его замена может обойтись в половину стоимости всего кондиционера;
• какие фильтры — одноразовые или многоразовые — установлены на внутреннем блоке сплит-системы, если одноразовые, то какова периодичность их замены и стоимость новых;
• каков предельный диапазон «уличных» температур, в котором сплит-система будет работать без перебоев, оснащен ли данный кондиционер системой подогрева внешнего блока при минусовых температурах. Если системы подогрева нет, то кондиционер не получится использовать зимой — замерзнет и выйдет из строя;
• уровень шумности внутреннего блока сплит-системы, он не должен превышать 30 децибел (в идеале 25 дБ);
• какие комплектующие входят в комплект кондиционера — для сплит-системы понадобятся порядка 10 м медной трубки, 5-6 м дренажной трубки, 4-5 м кабелей электропитания, соединяющих внешний и внутренний блоки (точная потребность в длине комплектующих зависит от места установки и дистанции между внешним и внутренним блоками). Входит ли в стоимость кондиционера комплект для монтажа.

Оптимальным выбором будет инверторный кондиционер, способный как охлаждать, так и обогревать помещение. Учтите, что функция обогрева рассчитана лишь на межсезонье, но никак не на зимний сезон — зимой кондиционер не используется, либо используется только в режиме вентиляции.

Монтаж с привлечением специалистов в межсезонье обойдется в сумму, равную 20-25 % от стоимости сплит-системы, в теплый сезон расценки по установке кондиционера могут достичь 40% от стоимости.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру