Чтобы лучше разобраться в том, куда переносят тепло кондиционеры, откуда оно берется и в чем заключаются преимущества систем «2 в 1», обратимся к их устройству и принципу работы.
Кондиционер – это одна из разновидностей холодильной машины, другим примером которой является обычный домашний холодильник. Ее работа основана на свойстве всех жидкостей поглощать тепло при кипении (испарении) и отдавать его при конденсации (превращении пара обратно в жидкость).
Хорошей иллюстрацией этого эффекта является кипячение воды на плите. Пока не закипит, вода нагревается, но после ее температура постоянно остается равной 100°C и больше уже не растет, хотя температура горелки куда выше. Это происходит потому, что для испарения (перехода из жидкого в газообразное состояние) жидкости необходима энергия, которую она поглощает в виде тепла.
Но из школьного курса физики мы знаем, что многие жидкости кипят при температурах гораздо меньших, чем вода. Все помнят опыты с жидким азотом на уроках химии.
Точка кипения этого вещества значительно ниже 0°C, а при комнатной температуре оно закипает самопроизвольно, без дополнительного нагрева, забирая тепло из окружающей среды. Именно поэтому от открытого сосуда со сжиженным газом исходит холод, а погруженные в него предметы мгновенно замерзают.
Аналогичными азоту свойствами обладает и фреон – хладагент, используемый в бытовых кондиционерах и холодильниках. И в том, и в другом типе устройств фреон циркулирует по длинному замкнутому трубопроводу, разделенному на 2 части.
Одна из них называется испарителем, она всегда холодная, и находится внутри холодильника (извивающаяся трубка, пронизывающая стенки морозильной камеры) или во внутреннем блоке кондиционера (сплит-системы), т. е. в комнате. Другая – горячая – конденсатор, который расположен на задней стенке холодильника или во внешнем блоке кондиционера, т. е. за окном.
Секрет этой системы в том, что давление хладагента в испарителе и конденсаторе разное. Вспомним еще раз школьный курс физики.
Температура кипения и конденсации одного и того же вещества будет разной при различном давлении: чем оно выше, тем выше температура кипения и конденсации. Например, высоко в горах, в 7-8 тыс. метров над уровнем моря, где воздух разряжен и его давление низкое, вода закипает уже при 40-60°C. А, скажем, в магистральных трубопроводах городской системы отопления она циркулирует под высоким давлением при температуре 110-130°C, не закипая при этом, что позволяет с минимальными потерями передавать тепло на большие расстояния.
В конденсаторе кондиционера и холодильника жидкий хладагент находится под высоким давлением, поэтому, несмотря на то, что температура окружающего конденсатор воздуха гораздо выше точки кипения фреона, он не закипает. В испарителе давление ниже, и попадая туда из конденсатора, жидкий фреон мгновенно начинает кипеть и испаряться, переходя в газообразное состояние и поглощая через стенки и тепло из внутренней камеры холодильника или из прогоняемого вентилятором через внутренний блок сплит-системы воздуха. На выходе испарителя газообразный фреон проходит через компрессор, который загоняет его в конденсатор под высоким давлением.
В результате сжатия хладагент сжижается (конденсируется) и при этом происходит обратный процесс, т. е. через стенки конденсатора он отдает окружающему воздуху тепло, которое поглотил при испарении: потрогайте решетку сзади холодильника – она всегда горячая. А чтобы весь сжатый фреон не устремился из конденсатора в испаритель и давление между ними не выровнялось (ведь по сути это две половинки одного замкнутого контура), их отделяет друг от друга специальный клапан, который впускает хладагент в испаритель небольшими порциями.
Схема работы холодильной машины:
1 – конденсатор, 2 – дросселирующий клапан, 3 – испаритель, 4 – компрессор.
Итак, по принципу работы кондиционер – это тот же холодильник, только его «морозильной камерой» является вся комната, а конденсатор вынесен на улицу.
По сути своей кондиционер (как и холодильник) является т. н. тепловым насосом – устройством, отбирающим тепло из более холодной среды (воздуха в комнате) и передающим его более нагретой (воздуху на улице). Однако тепловыми насосами принято называть только те устройства, которые служат для обогрева помещений в холодное время года, а не для их охлаждения в жару.
Чтобы обычный кондиционер работал в режиме теплового насоса, его внутренний блок пришлось бы вывесить на улицу, а наружный, наоборот, установить в помещении. Или… изменить направление движения хладагента в контуре кондиционера, чтобы испаритель превратился в конденсатор, а конденсатор – в испаритель.
Именно такое решение используется в современных кондиционерах «2 в 1», о которых шла речь выше и которые способны как охлаждать воздух в помещении, так и подогревать его. Главным отличием такого кондиционера от «традиционного», работающего только на охлаждение, является т. н. четырехходовой дросселирующий клапан, который способен подавать хладагент в обоих направлениях, в зависимости от режима работы кондиционера.
В системах на базе теплового насоса «воздух-вода», например, таких, как GREE Versati, теплообмен осуществляется между фреоном и водой, которая может как охлаждаться, так и подогреваться, поступая затем к фанкойлам, кондиционирующим воздух в помещениях, или в систему горячего водоснабжения.
Итак, современные кондиционеры становятся всесезонным решением для создания и поддержания комфортного микроклимата. И сегодня, взвесив все «за» и «против», заказывать кондиционер имеет смысл уже не только в ожидании жаркого лета, но и в преддверии первых заморозков.
Анастасия Володина
Пресс-служба компании «Евроклимат»
http://www.gree-air.ru/
