Как работает кондиционер: устройство сплит-системы простыми словами

Кондиционер — это тепловой насос, который перекачивает тепло из комнаты на улицу. Работает он на том же принципе, что и холодильник: вещество-переносчик — фреон — испаряется внутри и забирает тепло, а снаружи сжимается компрессором, конденсируется и отдаёт тепло улице. В самом распространённом виде, сплит-системе, холодная часть висит на стене в комнате, а горячая шумная часть с компрессором вынесена наружу. Поэтому в комнате тихо, а тепло уходит за окно. Ниже — из чего состоят оба блока, как проходит цикл охлаждения, как кондиционер греет и осушает и почему из него капает.

Из чего состоит кондиционер

Сплит-система — это два блока, соединённые трассой.

Часть	Где	Что делает
Испаритель	Внутренний блок	Радиатор из медных трубок и тонких алюминиевых пластин; в нём фреон кипит и забирает тепло у воздуха
Вентилятор внутреннего блока	Внутренний блок	Длинная крыльчатка-барабан: протягивает воздух комнаты через радиатор и выдувает обратно
Фильтры	Внутренний блок, под передней крышкой	Сетки, задерживающие пыль и шерсть
Жалюзи	Внутренний блок	Направляют струю воздуха вверх-вниз и в стороны
Поддон и дренаж	Внутренний блок	Собирают воду с радиатора и отводят по трубке на улицу
Плата управления	Внутренний блок	Принимает команды пульта, следит за датчиками температуры
Компрессор	Наружный блок	Сжимает пар фреона, повышая давление и температуру
Конденсатор	Наружный блок	Большой радиатор; в нём фреон отдаёт тепло уличному воздуху и становится жидкостью
Вентилятор наружного блока	Наружный блок	Продувает конденсатор уличным воздухом
Дросселирующее устройство	Наружный блок	Капиллярная трубка или электронный клапан; резко снижает давление жидкого фреона
Четырёхходовой клапан	Наружный блок	Разворачивает поток фреона, чтобы кондиционер грел, а не охлаждал
Трасса	Между блоками	Две медные трубки (тонкая — жидкость, толстая — газ), кабель и дренажная трубка

Как кондиционер охлаждает

Главная физика: жидкость, испаряясь, забирает тепло, а пар, превращаясь в жидкость, его отдаёт. Температура кипения зависит от давления: чем оно ниже, тем холоднее кипит жидкость.

1. Команда с пульта. Датчик во внутреннем блоке видит, что в комнате теплее заданного, и плата запускает компрессор.
2. Сжатие. Компрессор засасывает холодный пар фреона из испарителя и сжимает его. Пар разогревается сильно выше уличной температуры.
3. Отдача тепла на улице. Горячий пар идёт в конденсатор наружного блока. Вентилятор обдувает его уличным воздухом, пар остывает и превращается в жидкость. Из наружного блока в это время дует горячим.
4. Сброс давления. Жидкий фреон проходит через дросселирующее устройство, давление падает, и он становится очень холодным.
5. Кипение в комнате. По тонкой трубке холодный фреон приходит в испаритель внутреннего блока и там закипает, забирая тепло у радиатора. Вентилятор гонит через радиатор воздух комнаты, воздух остывает и выходит из жалюзи.
6. Возврат. Испарившийся фреон по толстой трубке возвращается к компрессору, и круг повторяется.

Фреон при этом не расходуется: он годами циркулирует по замкнутому контуру. В современных бытовых моделях чаще всего стоит фреон R32 или R410A.

Как кондиционер греет и осушает

Обогрев. Четырёхходовой клапан в наружном блоке меняет направление потока. Теперь горячий пар после компрессора идёт в комнату, и радиатор внутреннего блока становится конденсатором — греет воздух. А наружный блок работает как испаритель и забирает тепло у уличного воздуха, даже если на улице холодно. На одну единицу потраченного электричества кондиционер может перенести в комнату несколько единиц тепла, поэтому в межсезонье он экономичнее обычного обогревателя. Но чем сильнее мороз, тем хуже он греет. До какой уличной температуры работает обогрев, указано в инструкции к конкретной модели: у обычных сплит-систем это небольшие морозы, у специальных — сильные.

Осушение (режим DRY). Когда тёплый влажный воздух касается холодного радиатора, водяной пар оседает на нём каплями — как на бутылке из холодильника. В режиме осушения вентилятор внутреннего блока крутится медленно, радиатор остаётся очень холодным, и из воздуха выпадает больше воды. Температура в комнате при этом падает мало.

Вентиляция (FAN). Работает только вентилятор внутреннего блока, компрессор выключен. Воздух просто перемешивается и фильтруется.

Почему из кондиционера капает

Капли из дренажной трубки на улице — норма. Это вода, которую кондиционер вынул из воздуха комнаты. В жаркий влажный день такой воды набираются литры.

Капает из внутреннего блока в комнате — это уже неисправность. Причин обычно три: забит дренаж (пыль и слизь в поддоне и трубке), неправильный уклон трассы при монтаже или обмёрз радиатор, а потом лёд растаял и поддон не справился.

В режиме обогрева зимой вода капает и из наружного блока: время от времени кондиционер переключается на оттайку, чтобы растопить иней на уличном радиаторе. Из наружного блока в это время может идти пар — это тоже нормально.

Чем отличаются похожие устройства

Сплит-система и мобильный кондиционер. У мобильного все части в одном корпусе на колёсиках, а горячий воздух выводится через гофрированную трубу в окно. Он шумнее, слабее и выбрасывает на улицу воздух комнаты, взамен которого через щели затягивается уличный горячий.

Кондиционер и вентилятор. Вентилятор не охлаждает воздух, а только обдувает кожу, помогая поту испаряться. Кондиционер действительно снижает температуру в комнате.

Обычный и инверторный. Обычный компрессор работает рывками: включился на полную мощность — выключился. Инверторный плавно меняет обороты, держит температуру ровнее и тратит меньше электричества. Подробно — в статье об инверторном кондиционере.

Кондиционер и холодильник. Устроены по одной схеме, разница в масштабе и в том, куда вынесены части. Холодильник охлаждает шкаф и отдаёт тепло в кухню, кондиционер охлаждает комнату и отдаёт тепло улице. Подробнее — в статье о том, как работает холодильник.

Интересные факты

• 16 градусов на пульте не охладят быстрее. У обычного, не инверторного кондиционера компрессор и так работает на полную, пока не достигнута заданная температура. Низкая цифра просто заставит его охлаждать дольше и переохладить комнату.
• Запах сырости при включении. На холодном мокром радиаторе в темноте охотно растёт плесень. Поэтому после охлаждения полезно оставить кондиционер на 15–20 минут в режиме вентиляции, чтобы радиатор просох, и раз в год делать чистку.

Почему кондиционер ломается и на что смотреть

• Слабо охлаждает. Чаще всего забиты фильтры или радиатор наружного блока покрыт пылью и тополиным пухом. Если всё чисто — вероятна утечка фреона: без него переносить тепло нечему.
• Течёт в комнате. Забит дренаж или нарушен уклон трубки. Вода может попасть на плату и обои.
• Обмерзают трубки на наружном блоке летом. Признак нехватки фреона или сильно забитого фильтра.
• Не включается, мигают лампочки. Плата сообщает код ошибки: датчик, вентилятор, связь между блоками. Расшифровка — в инструкции.
• Гул, треск, вибрация. Изношены подшипники вентилятора или ослабло крепление наружного блока.

Мыть фильтры можно самому. Всё остальное — работа мастера: фреон находится под высоким давлением, а блоки подключены к сети 220 В. Если кондиционер перестал охлаждать, течёт или выдаёт ошибку, нужен ремонт кондиционеров с диагностикой. А если кондиционер только предстоит купить, пригодится статья о том, как выбрать кондиционер.

Посчитать и сделать

Расход электричества

Киловатт часы и стоимость по мощности, времени работы и своему тарифу