Как работает кондиционер: куда сплит-система девает тепло из комнаты

У R32 есть свойство, на котором держится вся система: при обычном давлении он кипит уже около — 52 ℃. То есть комнатные +25 ℃ для него — как раскалённая сковородка для воды. А кипение — это всегда поглощение энергии: испаряясь, жидкость вытягивает тепло из всего вокруг.

Остаётся заставить фреон испаряться там, где тепло лишнее (в комнате), и превращаться обратно в жидкость там, куда тепло надо отдать (на улицу). Этим и занимается холодильный цикл.

Как работает компрессор кондиционера и весь фреоновый цикл

Главный агрегат системы — компрессор, он и гоняет фреон по кругу. В бытовых сплитах компрессор запаян в герметичный корпус вместе с двигателем и спрятан в наружном блоке — так получается меньше вибрации и шума. Это самая дорогая часть кондиционера, поэтому в моделях подороже он инверторный: не работает на полную мощность с отключениями, а плавно меняет обороты под нагрузку. Чем это лучше на практике — мы разбирали в материале про выбор между инверторным и обычным кондиционером.

Сам фреоновый цикл состоит из четырёх шагов:

1. Компрессор сжимает газообразный фреон, пришедший из комнаты, примерно втрое по давлению. Сжатый газ нагревается до 65–100 ℃.
2. Горячий газ идёт в конденсатор — теплообменник наружного блока. Уличный воздух, даже тридцатиградусный, всё равно холоднее, поэтому фреон отдаёт ему тепло и конденсируется в жидкость.
3. Жидкий фреон продавливается через дроссель — в бытовых сплитах это капиллярная трубка в виде тонкой спирали. За ней давление резко падает, часть жидкости тут же вскипает и остужает остальной поток.
4. При упавшем давлении фреону для кипения хватает уже всего +5–10 ℃ — это по-прежнему ниже комнатной температуры. Поэтому в испарителе, теплообменнике внутреннего блока, он снова вскипает от тепла воздуха, забирает это тепло и газом возвращается в компрессор. Так цикл замкнулся.

Почему газ горячий? Молекулам в сжатом виде очень тесно: играет роль энергия движения, плюс компрессор добавляет нагрев от своей работы — из-за этого температура растёт. Например, по той же причине велосипедный насос греется при накачке — совсем не от трения. Обратный эффект — баллончик дезодоранта, который леденеет в руке: сжиженный газ внутри вскипает при сбросе давления и уносит тепло с испарением. Кондиционер объединил эти два эффекта и разнёс их по разным концам квартиры.

Как работает внутренний блок кондиционера

Внутренний блок — по сути радиатор с вентилятором в красивом корпусе. Вентилятор-цилиндр во всю ширину корпуса (такой называют тангенциальным) протягивает комнатный воздух через фильтры и испаритель, где фреон как раз кипит и забирает тепло. Охлаждённый поток жалюзи распределяют по комнате.

Заодно на холодном теплообменнике оседает влага из воздуха — как на очках, когда заходишь с мороза в тепло. В жаркий влажный день сплит-система собирает от 0,5 до 1,5 литров воды в час, смотря по модели и погоде, и вся она уходит по дренажной трубке на улицу. Так что капли из-под окон соседа сверху — не протечка, а признак того, что его кондиционер работает как надо.

Воздух из внутреннего блока выходит заметно холоднее комнатного — на десяток градусов. Поэтому сидеть под прямой струёй — короткая дорога к больничному, даже летом. Как настроить поток, чтобы охлаждаться без ангины, — в нашем материале о том, как не простудиться под кондиционером.

Как работает наружный блок кондиционера

Снаружи висит самая шумная и тяжёлая часть системы. Внутри — компрессор, конденсатор, осевой вентилятор, капиллярная трубка и, у моделей с обогревом, четырёхходовой клапан — переключатель, разворачивающий поток фреона в обратную сторону. Весь этот набор выполняет вторую половину цикла: принимает горячий сжатый газ, остужает его уличным воздухом до состояния жидкости и отправляет обратно в комнату.

Отсюда и горячий выхлоп: воздух, которым наружный блок дует на улицу, — это тепло из вашей комнаты плюс тепло от работы компрессора. Если же кондиционер гоняет воздух, а прохлады нет, чаще всего виноваты забитые фильтры или заросший пылью теплообменник, и лишь когда чистка не помогла — вероятна утечка фреона.

О причинах, по которым кондиционер не охлаждает, у нас есть отдельный разбор. Дозаправка и пайка трубок — работа для мастера с манометрами: фреоновый контур находится под давлением в десятки атмосфер — самодеятельность здесь заканчивается плохо. Иначе вам придётся на собственном горьком опыте узнать, как работает внешний блок кондиционера изнутри. И за свои деньги, к тому же.

Как работают режимы кондиционера

Кнопка Mode на пульте переключает не «силу холода», а логику всего цикла.

• Cool — основной режим охлаждения, описанный выше.
• Heat — четырёхходовой клапан разворачивает поток фреона, испаритель и конденсатор меняются ролями, и блок греет комнату теплом с улицы. На каждый кВт из розетки выходит порядка трёх кВт тепла, так что в межсезонье кондиционера хватит за глаза вместо обогревателя.
• Dry — осушение. Компрессор работает короткими импульсами, вентилятор еле крутится: влага оседает на холодном теплообменнике и уходит в дренаж. Полезен в сырую погоду, когда влажно, но не жарко.
• Fan — просто вентилятор, компрессор отдыхает.
• Auto — электроника решает сама: в комнате жарче заданного — охлаждает, холоднее — греет, а по достижении цели просто гоняет воздух. Удобно тем, кто не хочет вникать в настройки и хочет просто комфорт.

Чего кондиционер не умеет

Свежего воздуха от большинство сплит-систем ждать не стоит: они гоняют по кругу один и тот же комнатный объём, канала с улицы конструктивно нет. Поэтому душно будет и без кондиционера, и с ним при 20 ℃. Так что с обычными сплит-системами нужно вручную проветривать помещения.

А вот держать окно постоянно приоткрытым при работающем сплите не стоит: тогда компрессор будет трудиться без пауз, а тепло затекать с улицы быстрее, чем он его нейтрализует.

Существуют модели с подмесом уличного воздуха — мы разбирали их в материале о том, может ли кондиционер подавать свежий воздух.

Другой миф — «поставлю +16 ℃, охладит быстрее». Не охладит: скорость компрессора у обычной модели вообще не зависит от заданной цифры, вы лишь заставите его работать без пауз на полной мощности. Комфортные +23–25 ℃ на пульте сберегут и здоровье, и деньги за свет.

Ещё по теме:

• Как обслужить кондиционер перед началом сезона
• Мультисплит-системы: что это и нужно ли вам
• Что делать, если не включается кондиционер