Понять, как устроен кондиционер и откуда в тридцатиградусное пекло берется освежающая прохлада не так уж сложно. Рассмотрим это на примере сплит-системы. Как известно из школьного курса физики, при испарении любая жидкость поглощает тепло. Если капнуть на руку спиртом или одеколоном, тут же почувствуешь холод. И, наоборот, при конденсации пара тепло выделяется.
Именно этот известный принцип и эксплуатирует любая сплит-система. Немного утрируя, можно считать, что ее главным элементом является замкнутая медная трубка. Одна ее часть проходит через находящийся в помещении внутренний блок, другая – через висящий на улице внешний. Это и есть холодильный контур, внутри которого циркулирует фреон. При прохождении через внутренний блок, фреон превращается в газ, а значит, охлаждает помещение. Во внешнем блоке он снова становится жидкостью, отдавая излишки тепла окружающему воздуху. И так раз за разом.
Правда, фреон - жидкость ленивая и сам по себе никуда не потечет. Для этого в кондиционере предусмотрен специальный "насос" - компрессор, создающий в холодильном контуре необходимое давление. Кроме того, участки холодильного контура внутри блоков снабжены алюминиевыми пластинами, помогающими фреону эффективнее делится с окружающим воздухом теплом или прохладой. Эти устройства так и называются - теплообменники. А для того, чтобы процесс шел еще шустрее, воздух через них продувают с помощью вентиляторов. То же самое происходит и в оконном кондиционере, только все его узлы и агрегаты размещены в одном корпусе.
При необходимости кондиционер можно использовать и для нагрева. Только в этом случае тепло переносится не из помещения на улицу, а наоборот. Кондиционер, работающий в режиме обогрева помещения, называют тепловым насосом.
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 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, внутрянка кондиционера Samsung, 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 (рис. 2.11) включает в себя предфильтр 1 с антибактериальной обработкой, задерживающий крупные частицы пыли, биодеодорирующий фильтр 2, уничтожающий неприятные запахи, воздушный биофильтр 3, задерживающий мелкие частицы и микроорганизмы. Пройдя этот набор фильтров, воздух поступает в теплообменник 4, поверхность которого подвергнута антибактериальной обработке для уничтожения плесени и бактерий, а затем на крыльчатку 5 вентилятора.
В ряде моделей современных кондиционеров имеется индикатор состояния фильтра внутреннего блока (рис. 2.12). 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 без озоновыми 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.
