Кондиціонування

Фреон - це назва групи хлорфторуглеводневих (ХФУ) речовин, які використовується як холодоносій у кондиціонерах, холодильниках, промислових охолоджуючих системах та інших системах, які потребують охолодження. Ці речовини є дуже ефективними і надійними в перенесенні тепла і забезпеченні ефективної роботи холодильних установок. З хімічної точки зору, це похідне насичених вуглеців (метану і етану) з вмістом фтору. Крім фтору, до складу також можуть входити атоми хлору або брому.

До того, як був винайдений фреон, в якості охолоджувача використовувався токсичний та небезпечними для здоров'я людей шкідливий аміак та діоксид сірки. Історія створення фреону почалася у 1920-х роках, у пошуках безпечнішого альтернативного холодоагента, зокрема, був залучений американський хімік Томас Мідлдітч.

У 1928 році Мідлдітч випадково відкрив сполуку, яка виявилась ідеальним холодоагентом. Ця сполука отримала назву фреон і була запатентована компанією DuPont. Перший застосунок фреону був у холодильниках та кондиціонерах. У наступні десятиліття фреон став популярним в усьому світі як холодоагент, що мав безпекові та експлуатаційні переваги порівняно з іншими холодоагентами.

Найбільш поширеними типами фреону є R-22, R-410A, R-404A та R-134a. Однак, вони також мають потенційно шкідливі впливи на навколишнє середовище та здоров'я людей, особливо якщо вони потрапляють у атмосферу, у 1980-х роках було встановлено, що фреони мають негативний вплив на озоновий шар та сприяють зменшенню його товщини. Це привело до прийняття Монреальського протоколу у 1987 році, який зобов'язав країни світу поетапно припинити використання фреонів та інших холодоагентів, що містять хлор та фтор. Замість фреону почали використовувати більш безпечні та екологічні альтернативні холодоагенти. У зв'язку з цим, деякі країни вже заборонили використання деяких типів фреону, а інші встановлюють обмеження на їх використання. В результаті, виробники кондиціонерів шукають альтернативні речовини, які були б менш шкідливими для навколишнього середовища.

Чому фреон R-22 заборонений?

Фреон R-22, також відомий як хлордифлуорметан, був широко використовуваний в холодильних системах, включаючи кондиціонери, але його використання було заборонено у багатьох країнах, включаючи США та країни Європейського Союзу.

Основна причина заборони полягає у тому, що R-22 є озоноруйнівною речовиною, яка руйнує захисний шар озонового шару. Це може призвести до збільшення кількості ультрафіолетового випромінювання, яке потрапляє на поверхню Землі, і збільшення ризику розвитку раку шкіри та інших проблем зі здоров'ям.

Чим відрізняються фреони нового покоління?

У зв'язку зі забороною використання R-22, були розроблені інші охолоджуючі речовини, які не мають шкідливого впливу на озоновий шар. Наприклад, R-410A та R-32 є одними з альтернативних фреонів, які зараз широко використовуються в нових моделях кондиціонерів.

У багатьох країнах заборонено продаж і використання кондиціонерів з R-22, і власники старих систем, які використовують R-22, мають перейти на більш екологічно безпечні альтернативи, які зазвичай мають більш ефективну роботу та менше споживають енергії.

Фреони нового покоління відрізняються від R-22 тим, що вони є більш екологічно безпечними і не мають такого негативного впливу на озоновий шар. Найпопулярніші фреони нового покоління, які зараз використовуються в кондиціонерах, - це R-410A і R-32.

R-410A є замінником R-22 і має високу енергоефективність, що забезпечує зниження витрат електроенергії. Також R-410A має менше негативного впливу на довкілля, оскільки не містить хлору і не руйнує озоновий шар.

R-32 є новітнім фреоном, який використовується в найсучасніших кондиціонерах. Він має ще більшу енергоефективність, ніж R-410A і відрізняється меншим витратами енергії на виробництво, що зменшує його вплив на довкілля. Крім того, R-32 має меншу кількість хладагента, що зменшує вартість кондиціонера.

Отже, фреони нового покоління є більш екологічно безпечними і мають більшу енергоефективність, що робить їх більш привабливими для споживачів.

Принцип роботи будь-якого кондиціонера грунтується на холодильному циклі, в якому холодоагент (фреон) послідовно проходить процеси конденсації і випаровування, в яких він спочатку віддає тепло а потім відбирає.

Під час роботи на охолодження компресор подає стиснений фреон у теплообмінник зовнішнього блоку (конденсатор), де він охолоджується і конденсується до рідкого стану, потім фреон йде до дроселюючого елемента (ЕРВ, ТРВ, капілярна трубка), в ролі якого в звичайному кондиціонері виступає капілярна трубка, після якої тиск фреону різко зменшується, далі фреон рухається до теплообмінника внутрішнього блоку (випаровувача), де він поглинає тепло, тим самим охолоджує повітря, яке продувається через внутрішній блок.

Якщо кондиціонер працює в режимі обігріву, то фреон з компресора через чотирьохходовий клапан спочатку потрапляє до теплообмінника внутрішнього блоку, де під час охолодження і конденсації віддає тепло для обігріву приміщення, потім рухається до дроселюючого елемента і далі потрапляє до теплообмінника зовнішнього блоку в якому випаровуючись забирає тепло від зовнішного середовища. Тому можна сказати, що в режимі нагіву випаровувач і конденсатор міняються ролями.

Розглянемо детальніше основні складові зовнішнього та внутрішнього блоків спліт-системи
Зовнішній блок кондиціонера.

1 - Компресор. Являє собою насос високого тиску для газів. Відповідає за стиснення фреону та підтримує його рух по холодильному контуру.

2 - Чотирьохходовий клапан. Встановлюється в системах які працюють як на охолодження так і на обігрів. Відповідає за маршрут руху фреона.

3 - Плата керування. Встановлюється в зовнішньому блоці тільки в інверторних кондиціонерах, в неінверторних (on/off) встановлюють у внутрішньому блоці.

4 - Вентилятор. Створює потік повітря для обдуву конденсатора.

5 - Конденсатор. Теплообмінник, в якому відбувається охолодження та конденсація фреону, за рахунок повітря що його обдуває.

6 - Фільтр фреонової системи. Встановлюється перед компресором для вловлювання пилу та інших дрібних частинок, які можуть потрапити до магістралей підчас монтажу кондиціонера.

7 - Штуцерні з'єднання з запірними кранами. До них під'єднують фреонопроводи, що сполучають зовнішній та внутрішній блоки.

8 - Захисна кришка. Захищає штуцерні з'єднання та електричні роз'єми.

Внутрішній блок 

1 - Передня панель. Пластикова панель, через яку повітря попадає до внутрішнього блоку. Легко знімається для проведення сервісного обслуговування.

2 - Стандартний фільтр. Виготовлений з пластикової сітки, призначений для затримування пилу. Потребує чистки раз у два тижні експлуатації кондиціонера.

3 - Випаровувач. Теплообмінник в якому відбувається нагрівання та випаровування фреону. Відповідно повітря, що проходить через нього - охолоджується.

4 - Горизонтальні жалюзі. Призначені для регулювання повітряного потоку по вертикалі. Мають електропривід, їх положення регулюється з пульта дистанційного керування. Також ці жалюзі здійснюють коливальні рухи забезпечуючи цим рівномірне охолодження повітря в приміщені.

5 - Блок керування. На передній панелі кондиціонера встановлені індикатори (світлодіоди), що показують режим роботи кондиціонера та сигналізують про можливі несправності.

6 - Фільтр тонкого очищення. Буває різних типів: вугільний (видаляє неприємні запахи), електростатичний (затримує дрібний пил) тощо. Наявність або відсутність фільтрів тонкого очищення жодного впливу на роботу кондиціонера не має.

7 – Робоче колесо. Таку деталь також називають крильчаткою, завдання якої полягає в тому, щоб змусити повітряні потоки проходити через радіатор.

8 - Вертикальні жалюзі. Служать для регулювання напряму повітряного потоку по горизонталі. У побутових кондиціонерах положення цих жалюзі можна регулювати лише вручну. Можливість регулювання з пульта дистанційного керування є тільки в деяких моделях кондиціонерів преміум-класу.

Піддон для конденсату (на малюнку не показаний) розташований під випарником і служить для збору конденсату (води, що утворюється на поверхні холодного випарника). З піддону вода виводиться назовні через дренажний шланг.

Плата управління (на малюнку не показана) - зазвичай розташовується праворуч внутрішнього блоку. На цій платі розміщено блок електроніки із центральним мікропроцесором.

Штуцерні з'єднання (на малюнку не показані) розташовані в нижній задній частині внутрішнього блоку. До них підключаються мідні труби, що з'єднують зовнішній та внутрішній блоки.

Насправді, кондиціонер НЕ ЗДАТНИЙ подавати свіже повітря в кімнату із ззовні. Кондиціонер працює, перетворюючи тепло з кімнати на холод і віддаючи його на  вулицю на зовнішній блок через фреонові магістралі. У внутрішньому блоку кондиціонера знаходиться фільтр, який очищує повітря в кімнаті від пилу, запахів і інших забруднювачів. Таким чином, кондиціонер здатний покращити якість повітря в кімнаті, але не забезпечує подачу свіжого повітря ззовні.

Щоб покращити якість повітря в кімнаті, можна встановити додаткові пристрої, такі як бризер, провітрювач (стіновий рекуператор), вентилятор або вентиляційну систему з підігрівом і охолодженням повітря. Ці пристрої призначені забезпечувати потрібний обмін повітря в кімнаті, а також покращують циркуляцію повітря. Проте якщо ж у вас нема вентиляційної установки, то єдиний шлях отримати свіже повітря – періодично провітрювати приміщення відкриваючи вікна на деякий час щодня, щоб забезпечити потрібний обмін повітря в приміщенні. 

Однак провітрючи кімнату за допомогою відкриття вікна можуть виникати наступні недоліки:

• Забруднення повітря. Провітрюючи кімнату за допомогою вікна, ви даєте можливість забрудненому повітрю з зовнішнього середовища потрапляти в приміщення. Це можуть бути викиди від транспорту, промислові викиди, пил та інші забруднювачі.
• Температурні шоки. При провітрюванні кімнати за допомогою вікна може відбуватись значне падіння температури, особливо в холодну пору року або вночі. Це може стати причиною застуди, особливо для людей, які мають слабкий імунітет або часто хворіють.
• Втрата тепла. При провітрюванні кімнати за допомогою вікна, ви витрачаєте тепло, яке нагріває приміщення. Це може привести до збільшення витрат на опалення.