О современных технологиях обработки внутреннего воздуха

Устройство, отвечающее за создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или определенных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения) воздуха — это известный всем кондиционер. Данное устройство предназначается для создания наиболее благоприятных для здоровья людей климатических условий в квартирах, домах, офисах, производственных помещениях.

В России и других постсоветских странах оборудовать жилые помещения системами кондиционирования стали сравнительно недавно. Прежде считалось, что климатическая техника предназначена в основном для промышленных объектов или торговых и культурных учреждений.
Нужно сказать, что полный климат-контроль до сих пор остается весьма недешевым удовольствием. Поэтому наиболее популярными являются относительно недорогие фреоновые кондиционеры, которые регулируют температурный режим в пределах от 16° до 32°С, осушают и очищают воздух от пыли и запахов. Система кондиционирования выбирается с учетом функционального назначения. Скажем, прибор, устанавливаемый на кухне, должен быть достаточно производительным, чтобы справиться с большими тепловыделениями. Но при этом на кухню нужно подавать и свежий воздух, поскольку рециркуляция не спасает от духоты. Настенные модели даже с первой задачей не справятся, так как фильтры быстро забьются жировыми отложениями. Следовательно, на кухню лучше вывести воздухопровод от канального кондиционера: он и мощный, и свежий воздух может добавлять.

Кондиционер для спальни или кабинета должен обладать подходящими шумовыми характеристиками. От прибора, устанавливаемого в детской, ждут не только очистки воздуха, но и способности распределять его без сквозняков. И, разумеется, совершенно разная техника требуется для кондиционирования городской квартиры и загородного дома.

Как работает кондиционер
Основными узлами любого кондиционера являются компрессор, испаритель (радиатор, расположенный во внутреннем блоке кондиционера), конденсатор (радиатор, расположенный во внешнем блоке) и два вентилятора, служащих для обдува испарителя и конденсатора. Компрессор, испаритель и конденсатор соединены медными трубами, внутри которых циркулирует хладагент (фреон).
В процессе работы кондиционера происходит следующее. На вход компрессора подается газообразный фреон под низким давлением (3-5 атмосфер). Компрессор сжимает его до давления 10-15 атмосфер, в результате хладагент нагревается, после чего поступает в конденсатор. Благодаря интенсивному обдуву конденсатора фреон остывает и переходит из газообразной формы в жидкую с выделением дополнительного тепла. При этом воздух, проходящий через конденсатор, нагревается. Из конденсатора жидкий фреон через понижающий давление клапан поступает в испаритель. В испарителе давление хладагента уменьшается, и начинается процесс испарения, сопровождающийся поглощением тепла. Таким образом, температура испарителя понижается, что, в свою очередь, приводит к охлаждению потока воздуха, проходящего через испаритель и поступающего в кондиционируемое помещение. Затем газообразный фреон возвращается на вход компрессора, и весь цикл повторяется.

Из хладагентов наибольшее распространение получили фторсодержащие вещества — фреоны. Марку фреона обозначают буквой R и несколькими цифрами, отражающими его химический состав.
Хладагент должен обеспечить высокую тепло- или холодопроизводительность кондиционера, измеряемую в киловаттах и характеризующую эффективность системы. Если при этом максимальное рабочее давление фреона не превышает 30 атмосфер, то для трубопровода можно использовать стандартную медную трубку с толщиной стенки 0,8 мм. Кроме того, хладагент должен быть достаточно распространенным и обеспечивать возможность дозаправки системы кондиционирования, чтобы без необходимости не перезаправлять аппарат полностью.
К сожалению, большинство фреонов содержат хлор, который под воздействием ультрафиолетовых солнечных лучей может выделяться в свободном состоянии. Такой процесс приводит к разрушению озонового слоя стратосферы Земли вследствие образования в ней озоновых дыр. Через эти дыры ультрафиолетовое излучение легче достигает поверхности Земли и оказывает вредное влияние на человека, а также приводит к изменению климата планеты. Согласно международной Монреальской декларации 1992 г. об уменьшении выбросов в атмосферу хлорфторуглеродов, к 2020 г. должно быть прекращено использование ряда фреонов, в том числе R22. В связи с этим одной из тенденций производства современных кондиционеров является переход к холодильным агентам без хлора.

Возможности современного кондиционера
Главная задача кондиционера — охлаждение воздуха. Простейшие модели этим и ограничиваются. Гораздо больше функций у сплит-систем, которые в режиме охлаждения понижают температуру воздуха в помещении, сбрасывая излишки тепла на улицу. А в режиме нагрева они, напротив, работают в режиме теплового насоса.
Правда, с наступлением настоящих холодов возникают проблемы. Дело в том, что кондиционер может работать на обогрев при температуре воздуха на улице не ниже -5°С. Дренажная система кондиционера обычно выходит на улицу, и если при небольшом морозе вода еще успевает вытекать, то при -10°С она неминуемо замерзает. Прибор начинает громыхать, протекать внутрь. Возможно также переохлаждение хладагента, ведущее к резкому снижению эффективности работы устройства.

Нужно помнить, что кондиционер служит все-таки для охлаждения, обогрев помещения — дополнительная функция. Прибор может немного подогреть в межсезонье, но никогда не заменит настоящей отопительной системы. Кондиционер также может решить проблему осушения воздуха. Эта функция особенно актуальна летом, когда перед дождем часто парит.
Воздух можно не только осушить, но и очистить. В некоторых моделях имеются фильтры тонкой очистки, способные улавливать частицы в сотую долю микрона: мелкую пыль, пыльцу растений, сигаретный дым. Это актуально для больных бронхиальной астмой, людей, страдающих аллергией. Специально заданный режим сравнивает существующую и заданную хозяином помещения температуру и соответственно нагревает или охлаждает воздух.

Производительность кондиционера
Производительность процесса кондиционирования оценивают из расчета 0,1 кВт/м2. Так, при площади коттеджа в 300 м2 требуется центральная система кондиционирования с холодопроизводительностью 30 кВт. Теплопроизводительность любого чиллера выше его холодопроизводительности. Поэтому не стоит опасаться нехватки тепла зимой, если холодопроизводительность летом была достаточной. Для кондиционирования большинства коттеджей вполне хватает производительности 30 кВт.
Потребляемая системой электрическая мощность может быть определена делением номинальной производительности на коэффициент производительности (равный 2,5-3 в режиме охлаждения и 3-3,5 в режиме нагрева). Так, при холодопроизводительности 30 кВт она составит 10-12 кВт. При выборе системы следует учитывать, что большинство моделей чиллеров работает от трехфазной электрической цепи.

Дополнительные возможности
У разных моделей кондиционеров есть и другие функции. Например, таймер сна (Slеер Моdе), который создает оптимальные условия для отдыха и позволяет экономить электроэнергию. Если нажать клавишу Slеер Моdе, температура постепенно снизится на 2°, а затем будет поддерживаться с точностью плюс-минус 20° в течение срока, установленного таймером, после чего кондиционер отключится. В этом режиме скорость вентилятора внутреннего блока фиксируется на минимальном значении, чтобы снизить уровень шума. Эта функция называется Есоnomу (способствует снижению потребления электроэнергии на 25% по сравнению с обычным режимом работы).
Можно скомандовать кондиционеру "swing!", и воздухораспределительные заслонки начнут плавно покачиваться, способствуя более равномерному распределению воздушного потока по помещению. Зафиксировать их в заданном положении можно с помощью специальной клавиши.

Как правило, кондиционеры имеют 24-часовой таймер, позволяющий задать время включения и выключения в заранее заданном режиме, однако встречаются исключения (например, таймер на 12 часов или один таймер на включение, другой на выключение). Некоторые функции кондиционер выполняет в автоматическом режиме. Например, Auto Restart возобновляет работу системы в прежнем режиме при кратковременном отключении электроэнергии, запоминая на пару дней параметры настройки.
Интенсивность охлаждения или нагрева воздуха зависит от скорости работы вентилятора. Чем она выше, тем больший объем воздуха пропускается через внутренний блок. У большинства сплит-систем имеются три основные скорости и режим автоматического выбора скорости вращения. В этом случае микропроцессор сам выбирает скорость вращения в зависимости от разницы между заданной и имеющейся температурой. Больше разница — выше выбираемая скорость. В режиме осушения и при включении таймера сна вентилятор работает на самой малой скорости. При включении Turbo (Роwerful) кондиционер работает в режиме охлаждения или нагрева с максимальной скоростью вентилятора до тех пор, пока необходимая температура не будет достигнута. Эта функция применяется для скорейшего выхода на заданный режим.
Quiet Mode — бесшумный режим (понижает уровень шума на 3 дБ). Auto Flap — автоматическое качание жалюзи (система автоматически выбирает оптимальный угол наклона жалюзи в режимах нагрева, охлаждения или осушения).

Фильтры

Плазма
Вместо привычного фильтра-дезодоратора на основе активированного угля используется плазменный ионизатор, создающий напряжение 4800 В. Этот своеобразный "электрический стул" уничтожает любую угодившую в кондиционер органику, например, микробы, вирусы, 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.

Цеолитный (фотокаталитический) фильтр
Такой угольный фильтр поглощает запахи, как и любой другой, но, в отличие от аналогов, его не нужно 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 регенерации фильтра основан на способности двуокиси титана (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.

Основные марки кондиционеров
Вот основные представленные на постсоветском рынке марки бытовых и полупромышленных кондиционеров.

Airwell (Франция)
Фирма входит в промышленную группу Elco и выпускает кондиционеры с 1947 г. Ассортимент включает как бытовые, так и промышленные модели кондиционеров. В 70-80-е гг. Airwell продала лицензии на производство своих моделей ряду арабских производителей. Годовое производство на уровне 300 тыс. кондиционеров.

Daikin (Япония)
Со дня основания в 1924 г. фирма специализируется исключительно на производстве кондиционеров. Выпускает как бытовые, так и промышленные модели включая VRF-системы и водоохлаждающие машины. Компания имеет приоритет во внедрении целого ряда новых технических решений. В 1958 г. Daikin разработала и выпустила кондиционер, способный работать не только на холод, но и на тепло, в 1969 г. — первую мультисплит-систему, в 1982 г. — систему VRF. Есть заводы в Бельгии, Таиланде и Японии. Годовой объем производства — около 2 млн кондиционеров.

DeLonghi (Италия)
Фирма начинала с выпуска мобильных кондиционеров (первое место в мире по данной категории изделий). Владеет крупными пакетами акций компаний Climaveneta и Clever. С 1998 г. с пуском нового завода производство полностью перенесено в Италию. Годовой объем производства — около 400 тыс. кондиционеров.

Hitachi (Япония)
Один из крупнейших в мире производителей климатической техники. Выпускает полный ассортимент бытовых и полупромышленных кондиционеров, а также системы класса VRF. Имеет приоритет в разработке Scroll-компрессоров для кондиционеров. Есть заводы в Японии, Малайзии, Испании, Бразилии, Китае и на Тайване.

Fujitsu General (Япония)
Образовалась путем слияния в 1984 г. двух компаний — Fujitsu и General. Производство кондиционеров с начала 70-х гг. (под маркой General). Фирма выпускает полный ассортимент бытовых и полупромышленных моделей. Первой внедрила такие новшества, как лямбдаобразный теплообменник и вертикальные автоматические жалюзи. Заводы компании расположены в Японии, Таиланде, Китае и на Тайване. Годовой объем производства — 2,7 млн кондиционеров.

LG (Южная Корея)
Производство кондиционеров с 1968 г. Выпускаемый ассортимент включает оконные кондиционеры и сплит-системы настенного, напольно-потолочного, колонного, а с 1999 г. — кассетного и канального типов. Производство расположено в Корее и Китае, годовой объем выпуска — не менее 6 млн единиц, что позволило марке выйти на первое место в мире по производству сплит-систем и оконных моноблоков.

Mitsubishi Electric (Япония)
Один из ведущих мировых производителей. Выпускается полная гамма бытовых кондиционеров, кроме оконных. У себя на родине компания прочно занимает второе место по продажам полупромышленных моделей и систем типа VRF. Есть заводы в Японии, Таиланде и Великобритании. Ежегодно выпускается не менее 2 млн кондиционеров.

Mitsubishi Heavy (Япония)
Выпуск кондиционеров с 1948 г. Полный ассортимент бытовых и полупромышленных моделей, VRF-систем. Ежегодно на заводах в Японии и Малайзии производится не менее 700 тыс. кондиционеров.

Panasonic (Япония)
Выпуск оконных кондиционеров (первое место в мире) и бытовых сплит-систем. В 1994 г. освоено производство полупромышленных моделей сплит-систем, в 1997 г. — VRF-систем. На заводах фирмы Matsushita Electric (Panasonic — одна из ее торговых марок) в Японии, Малайзии и Китае ежегодно производится 4 млн кондиционеров.

Samsung (Южная Корея)
Входит в число наиболее крупных поставщиков климатической техники, ежегодно поставляя на мировой рынок не менее 3,5 млн кондиционеров. Фирмой производятся сплит-системы настенного, колонного типов, мультисплит-системы, недорогие, но качественные оконные кондиционеры. Главная черта продукции Samsung — активное внедрение безопасных для человека и окружающей среды биотехнологий.

Sanyo (Япония)
Производит полный ассортимент бытовых и полупромышленных систем, промышленные кондиционеры включая холодильные машины и VRF-системы. Компания имеет 12 заводов в 9 странах мира, крупнейшие из которых находятся в Японии, Сингапуре и Италии (Argo-Sanyo-Clima).

Sharp (Япония)
Выпускает бытовые кондиционеры — оконные моноблоки и настенные сплит-системы. Активно внедряет новые разработки, например, кондиционеры инверторного типа.

Toshiba (Япония)
Производство полной гаммы бытовых и полупромышленных моделей, а также VRF-систем. Фирма имеет приоритет на ряд новых разработок в области кондиционирования, в частности, в 1961 г. Toshiba первой начала массовый выпуск сплит-систем, в 1977 г. создала первый кондиционер с электронным контролем параметров работы, в 1981 г. — инверторную технологию. Заводы компании расположены в Японии, Таиланде и на Тайване.

York (США)
Крупнейший производитель систем центрального кондиционирования. Еще в начале XX века фирма предложила американским, а затем и европейским потребителям системы кондиционирования воздуха. Оборудование York работает в туннеле под Ла-Маншем, в космическом центре имени Кеннеди (NASA, США), московском Кремле и других всемирно известных зданиях и сооружениях. Корпорации York принадлежит 30 современных заводов, а выпускаемое ею оборудование поставляется в 120 стран мира.

Подготовил Федор СПИРИДОНОВ