Как работает инверторная сплит-система и чем отличается от обычного кондиционера

Бытовые сплит-системы последнего поколения, оснащенные инверторами, по техническим параметрам превосходят своих предшественников, что вполне логично. Суть проблемы: по мнению многих рядовых пользователей, проживающих на территории стран СНГ, основным отличием новых моделей является их высокая цена, остальные преимущества незаметны. Поэтому предлагаем внимательно изучить 3 вопроса: что такое инверторный кондиционер, принцип его работы и реальные преимущества.

Алгоритм работы обычного кондиционера

Чтобы понять разницу между кондиционером и инвертором, желательно ознакомиться с рабочим циклом обычного «сплита». Как выглядит климатическая установка в упрощенном виде:

• Два теплообменника — испаритель и конденсатор — соединены медными трубками по замкнутому контуру, по которым протекает фреон;
• В газопроводе фреона установлен компрессор, повышающий давление в конденсаторе;
• в обратной магистрали устанавливается расширительный клапан (термостатический расширительный клапан или капиллярное устройство);
• Оба теплообменника находятся в отдельных блоках (внутренний и внешний) и приводятся в движение вентиляторами;
• Управление устройствами осуществляется электронным блоком управления, который принимает сигналы от датчиков температуры и давления.

Ссылка. Все холодильники работают по одному принципу: в результате испарения рабочего вещества (фреона) из воздуха в помещении удаляется тепловая энергия. Затем он выводится за пределы помещения и попадает в окружающую среду путем конденсации газа во внешнем теплообменнике. Цикл сжатия пара подробно описан в публикации по созданию собственного кондиционера.

Схема работы домашней системы кондиционирования

Стандартный «сплит» работает в режиме включения / выключения по следующему алгоритму:

1. Пользователь включает устройство для охлаждения и устанавливает желаемую температуру в помещении.
2. Компрессор начинает работать на полную мощность и увеличивает давление в конденсаторе. Примерно через полминуты турбина внутреннего блока включается и начинает выдувать холодный воздух из испарителя в комнату.
3. Когда температура в помещении достигает заданного значения, электроника останавливает компрессор по сигналу датчика.
4. Поскольку дроссельная заслонка постоянно пропускает жидкий фреон в испаритель, процесс охлаждения продолжается до тех пор, пока давление в системе не выровняется. Температура воздуха опускается на 1-2 градуса ниже установленной.
5. Когда в помещении снова нагревается, контроллер снова включает компрессорный агрегат по сигналу датчика. Этому компрессору снова требуется 20-40 секунд для повышения давления, в то время как температура повышается еще на один градус. Затем поток охлажденного воздуха возобновляется.

Ключевой момент. Компрессор обычного настенного кондиционера всегда работает на полную мощность или в состоянии покоя. Во время простоя / пуска возникает эффект «прерывистого скольжения» — сначала воздух переохлажден, потом он успевает перегреться. Изменения температуры ощущает человек, находящийся рядом с внутренним блоком сплит-системы.

Примеры замерзания змеевика конденсатора

Аналогичным образом сконструированы и другие типы старых кондиционеров — переносные, отдельно стоящие и канальные. Агрегаты зима / лето могут работать на отоплении до минус 5 ° C на улице. При более низких температурах масло в остановленном компрессоре начинает загустевать, и ребра конденсатора покрываются льдом.

Чем отличаются инверторные модели

Новое поколение кондиционеров имеет несколько отличий:

• дополнительно установлен электронный блок управления, инвертор;
• мотор компрессора работает по другому принципу;
• мощность регулируется плавно, а не ступенчато;
• Имеется функция размораживания теплообменника наружного блока.

Внимание. Последние модификации «сплит» оснащены двигателями постоянного тока, скорость вращения которых легче регулировать.

Теперь давайте разберемся, что означает название «инвертор». Это преобразователь частоты, который позволяет плавно изменять скорость электродвигателя компрессора и мощность охлаждения / нагрева устройства. Эта печатная плата находится в наружном блоке сплит-системы и является частью главной цепи.

Благодаря частотному преобразователю кондиционер оборудован инверторным регулятором мощности:

1. Когда компрессор включается в первый раз, он работает на максимальной скорости, чтобы как можно быстрее достичь заданной температуры в помещении.
2. Когда датчик обнаруживает приближение установленного порога температуры, инвертор по команде контроллера плавно снижает частоту вращения двигателя.
3. По достижении заданной температуры вентилятор не останавливается, а переходит в режим минимальной эффективности.
4. Затем компрессорный агрегат работает для поддержания микроклимата в помещении, увеличивая или уменьшая мощность в зависимости от изменений условий окружающей среды.

Поскольку компрессор работает без перебоев, смазка не замерзает — устройство способно нагревать воздух в помещении при отрицательных температурах окружающей среды (до -15 градусов). Проблема замерзания конденсатора решается введением системы периодического размораживания.

Интересное замечание. Внешне инверторные кондиционеры ничем не отличаются от своих предшественников. Некоторые производители помещают ИНВ или ИНВЕРТЕР на корпус наружного модуля. Однако в большинстве случаев информация о типе сплит-системы указывается в техническом паспорте устройства.

Ищем реальные плюсы и минусы

Перечислим преимущества инверторных чиллеров, заявленные продавцами и производителями климатической техники:

• Экономия 30-60% по сравнению с обычным шпагатом;
• надежность, долгий срок службы;
• пониженный уровень шума при работе;
• более точный контроль температуры окружающего воздуха;
• возможность отапливать дом при температуре наружного воздуха минус 15 ° С.

Внимание. Следует понимать, что производители и продавцы холодильного оборудования часто преувеличивают достоинства своей продукции. Пример такой рекламы: срок службы обычного кулера 8-10 лет, инверторного кулера — целых 15 лет. Цель ясна: потребитель должен поверить и купить более дорогой кондиционер для квартиры или частного дома.

Давайте проанализируем положительные стороны один за другим и, наконец, раскроем реальные недостатки инверторов. Для начала предлагаем посмотреть фильм:

Экономичность – понятие относительное

Компрессорные кондиционеры с регулируемой скоростью вращения действительно экономят электроэнергию за счет отсутствия пусковых токов и плавного снижения КПД. Не зря подобная техника была изобретена в Японии и нашла широкое распространение в Европе, где стоимость электроэнергии достаточно высока.

Условия эксплуатации бытовой техники на территории постсоветских стран отличаются от таковых в странах Западной Европы. Экономия от использования инверторных кондиционеров невелика по следующим причинам:

1. Отопительный сезон здесь относительно короткий, а стоимость 1 кВт электроэнергии намного ниже европейских тарифов. Если вы переведете сэкономленные в течение года киловатты в денежный эквивалент, эта сумма вас не впечатлит.
2. Инвертор также потребляет энергию без надобности. Некоторые детали во время работы сильно нагреваются, превращая электричество в тепло. Иначе зачем устанавливать на плату алюминиевые радиаторы?
3. Количество сэкономленной энергии во многом зависит от типа охлаждаемого помещения. Эффективность устройства хорошо видна в спальне, небольшой гостиной или детской комнате. В офисной среде, где сотрудники постоянно открывают окна и входные двери, используют оргтехнику и т. д., Эффективность обогревателя очень заметна.

Внимание. Многие интернет-источники рассказывают об экономичности инверторных кулеров на примере движущегося автомобиля и приводят соответствующие фото. Такие диаграммы дают искаженную картину энергопотребления преобразователя частоты, работающего в паре с компрессором.

Косвенный вывод. Эффект дает плавное увеличение и уменьшение мощности — мы потребляем меньше электроэнергии (дельта по отношению к «неинверторной» будет 15-30%). Но эффект нивелируется низкими тарифами, коротким отопительным сезоном и потреблением самого инверторного блока. По сравнению с ценой на оборудование и запчасти экономия энергии становится иллюзорной.

Схема алгоритмов работы различных кондиционеров

Надежность и ресурс агрегатов

Чтобы не отнимать драгоценное время читателя, мы представим анализ этих достоинств в форме краткой диссертации:

1. Компрессор является наиболее уязвимым для повреждения холодильным агрегатом. На втором месте электроника.
2. С одной стороны, отсутствие пусков / остановок увеличивает срок службы инверторного нагнетателя. С другой стороны, срок службы сокращается из-за непрерывной работы.
3. Практика показывает: новые фирменные инверторы (не дешевые китайские) служат очень долго. Только причина в другом — внедрение современных технологий, таких как спиральные компрессоры и двухроторные компрессоры с электродвигателями постоянного тока.
4. Любая электроника может выйти из строя из-за течи в нашей сети, вне зависимости от типа кондиционера. Ремонт инвертора обойдется намного дороже.
5. Если охладитель годами не обслуживался, эксплуатируется с недостатком ХФУ или забитыми теплообменниками, эффект будет тот же — нагнетатель сломается. Наличие частотного преобразователя роли не играет.

Схема роторного компрессора, установленного в разных типах сплит-систем

Вывод напрашивается: стандартный «сплит» не проиграет инвертору в плане безопасности и долговечности, а в случае замены электроники выиграет по цене деталей. Речь идет о качественных устройствах от проверенных брендов — Daikin, Mitsubishi, York и им подобных. Сравнивать китайские товары нет смысла.

Инверторы не шумят?

В каждом кондиционере есть три шумоизлучающих блока:

• компрессор;
• осевой вентилятор наружного блока;
• внутренний турбинный вентилятор.

Первые два элемента вынесены за пределы квартиры (кроме оконных и переносных кондиционеров). Кроме того, современные сплит-инверторные системы дополняются бесшумными вентиляторами, которые практически не слышны за стеной. Осевой ротор запускается циклически и не беспокоит пассажиров внешними звуками.

Турбина сплит-внутреннего блока заметно шумит. Уровень звука зависит только от его конструкции, преобразователь роли не играет. Однако у машин последнего поколения есть преимущество — они получают передовые решения, например, ротор со специальным профилем лопастей. Так рождается миф о бесшумности инверторных моделей.

Точное соблюдение температурного режима

Кулер с частотным преобразователем более точен по температуре, это неоспоримый факт. Проблема в другом: ритейлеры приписывают эту особенность защите здоровья пользователей, тогда как на самом деле речь идет о комфортном пребывании в помещении. Точный контроль температуры воздуха позволяет избавиться от ощущения духоты и холода после отключения штатной «сплит-модели».

Сводка. Подавляющее большинство людей простужаются из-за внезапной смены климата. Пример: активно гуляя по улице посреди лета, мы входим в помещение с температурой + 21 ° С. Горячее тело быстро остывает, что часто вызывает простуду.

Нагрев с помощью инвертора еще раз кратко описан:

1. В агрегатах предыдущего поколения замерзали наружные агрегаты и замерзало масло в картере компрессора.
2. В случае с инверторами такой проблемы нет — устройства работают даже до минус 15 градусов по Цельсию.
3. В случае реверсивного цикла эффективность теплопередачи резко падает с повышением температуры наружного воздуха. Инверторные блоки работают, но в сильные морозы они плохо прогревают помещения.
4. Как это работает на практике: внутренняя турбина включается гораздо реже, а интервалы между последовательными запусками больше. Воздушный поток едва теплый.

Вывод: В холодный период все кондиционеры способны эффективно нагревать воздух при температуре на улице 0 … + 5 ° С. В морозную погоду интенсивность нагрева значительно снижается, хотя физически инвертор может работать. У устройства просто нет достаточной поверхности теплообмена из-за небольших размеров конденсатора.

На фото показаны внешние модули инверторного теплового насоса Mitsubishi Zubadan. Размеры существенно отличаются от агрегатов, используемых в бытовых сплит-системах.

Ссылка. В тепловых насосах «воздух-воздух» или «воздух-вода», которые являются потомками сплит-систем, проблема эффективности была решена за счет увеличения размера внешних теплообменников.

Кратко о недостатках

Проанализировав реальные преимущества инверторных климатических агрегатов, можно говорить об их недостатках:

• высокая начальная цена устройства, в среднем на 30% выше, чем у «безинверторных» агрегатов;
• дорогой ремонт электронных компонентов;
• Надежность преобразователей частоты вызывает сомнения — платы часто приходят в негодность из-за скачков напряжения.

Преимущество инверторов перед классическими моделями в наших условиях минимально. Заметное снижение потребления электроэнергии наблюдается при круглогодичном использовании (отопление + охлаждение) в жилых помещениях.

Какой охладитель лучше выбрать

Вот несколько рекомендаций по выбору сплит-системы:

1. Инвертор подходит для жилых комнат, где одновременно находится не более трех человек — детская, спальня, гостиная.
2. Для кухни, большого холла или офиса лучше выбрать традиционный кондиционер.
3. Если наш бюджет ограничен, стоит купить классическую модель от проверенного производителя. Дешевый инвертор от Поднебесной вызовет множество проблем, начиная от шума и заканчивая ремонтом.
4. Не ждите, что сплит-инвертор зимой заменит полноценное отопление.

Выбирая кондиционер, следует помнить простое правило: чем дороже изделие, тем дороже его ремонт и запчасти. Вместо аннотации предлагаем посмотреть тематический фильм: