использование современных энергоэффективный решений
Первое устройство, которое официально принято считать кондиционером появилось на свет ровно 100 лет тому назад, когда Уиллис Карриер сконструировал холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. С тех пор конструкторская мысль ни дня не стояла на месте, а в последние 10 лет прогресс в этой области просто поразителен. Еще десять лет назад сплит-системы ведущих производителей на 1 кВт электроэнергии выдавали 2.5 кВт холода, то сегодня для оборудования рассчитанного на 220В рекордом является значение 3.74 кВт. За тоже самое время уровень шума снизился в 2-3 раза, а функциональные возможности выросли на порядок.
Если разбирать пути совершенствования современной климатической техники можно обнаружить, что она развивается по трем основным направлениям: холодильная часть, механические узлы и электронная начинка. Итак, пойдем по порядку.
Откуда прохлада?
Основой любого кондиционера является холодильный контур. Он включает два теплообменника, сердце кондиционера — компрессор и соединительные коммуникации. По этому замкнутому кругу циркулирует хладагент, который и позволяют получать живительную прохладу, руководствуясь известными законами физики: при испарении жидкость поглощает тепло, а при конденсации, напротив, — выделяет. Являясь главным «посредником» между теплом и холодом, хладагент был и остается вечной темой поиска.
Так первый из признанных историками техники комнатных кондиционеров выпущенный в 1929 году компанией General Electric работал на аммиаке. Чтобы избежать утечки в помещение этого небезопасного для здоровья человека вещества, конструкторы сочли за благо вынести компрессор и конденсатор на улицу. Так появился прототип существующих ныне сплит-систем.
Правда, после того, как через два года (в 1931 году) был изобретен безвредный для человеческого организма хладагент — фреон, все узлы кондиционера поспешили снова собрать в одном блоке. Так появление фреона отодвинуло широкое внедрение сплит-систем более чем на 30 лет и привело к созданию оконных кондиционеров. Впоследствии было синтезировано более двух десятков различных фреонов, правда, к созданию новых типов оборудования это не привело.
Дело в том, что бурная эволюция хладагентов в последние 15 лет связана в основном с проблемами экологии. Ведь именно используемые в кондиционерах и холодильниках фреоны были названы главными виновниками печально известных озоновых дыр. Так это на самом деле или нет, но 1987 году был принят Монреальский протокол, ограничивающий использование озоноразрушающих веществ. В частности согласно этому документу, производители будут вынуждены отказаться от использования фреона R-22, на котором сегодня работает 90% всех кондиционеров. В большинстве европейских стран продажа кондиционеров на этом фреоне будет прекращена уже в 2002-2004 годах. И многие новые модели уже поставляются в Европу только на озонобезопасных хладагентах — R-134А, R-407C и R-410A.
К 2002 году сплит-системы использующие озонобезопасные фреоны представили на российский рынок практически все ведущие компании. И, пускай, пока их доля не велика, уже в ближайшие годы на них будет приходиться львиная доля продаж. Хотя окончательный запрет на использование кондиционеров на ныне используемом R-22 вступит в силу только в 2014 году.
Большие изменения за последние годы произошли и в конструкции теплообменников внутренних блоков. Еще пять лет назад они выполнялись плоскими, а теперь — имеют сложную пространственную конфигурацию. Если посмотреть на кондиционер в разрезе, то современный теплообменник как бы обнимает вентилятор, благодаря чему улучшается его обдув и достигается высокая эффективность. Из-за этого внутренние блоки сплит-систем, пришлось сделать «толще» и «круглее».
Но игра стоит свеч – уже сегодня кондиционеры, рассчитанные на наши электрические сети, на 1 кВт потребляемой мощности могут давать до 3.74 кВт холода и до 4 кВт тепла. А модели работающие от 110 В (стандарт принятый в Японии), дают в полтора раза больше!
Не менее важны и механические системы кондиционера. К ним можно отнести все, что движется. Это вентиляторы, которые продувают воздух через теплообменники, и специальные заслонки, ведающие распределением охлажденного или нагретого воздушного потока внутри помещения. Несмотря на то, что вентилятор внутреннего блока является одним из наиболее важных узлов любой сплит-системы, он был и остается постоянным источником шума. Чтобы нивелировать этот недостаток ведущими фирмами производителями предложено немало оригинальных решений. Так, для избежания резонансных частот, конструкторы расположили лопатки вентилятора под разными углами к оси вращения. А новая пространственная конструкция теплообменников, позволила увеличить его диаметр. Теперь вентилятор способен пропускать больший объем воздуха при меньшем количестве оборотов, а это – значительное снижение шума. С уменьшением скорости вращения уменьшается и износ подшипников, благодаря чему кондиционер долгое время сохраняет свои акустические характеристики.
Кроме того, создаваемый вентилятором воздушный поток, необходимо правильно распределить по помещению, иначе в комнате будет эпицентр холода и «мертвые зоны», куда охлажденный воздух вообще не будет поступать. За равномерное распределение охлажденного или нагретого воздуха в помещении отвечает расположенная на пути воздушного потока система воздушных заслонок — вертикальные и горизонтальные жалюзи.Форма потока зависит от их геометрии и положения. Обычно вертикальные жалюзи расположены непосредственно перед вентилятором, и их можно вручную отклонять от первоначального положения. Положение горизонтальных заслонок тоже можно изменять. Во всех современных сплит-системах это делается с пульта ДУ. Кроме того, горизонтальные заслонки могут совершать колебательные движения, отклоняя воздушный поток вверх-вниз.Но уже сегодня существуют модели, в которых автоматические колебания совершают не только горизонтальные, но и вертикальные жалюзи. В результате воздушный поток описывает пространственную восьмерку, практически не оставляя мест, куда бы не попадал кондиционированный воздух.Кроме того, равномерность распределения воздуха можно улучшить, разбив поток на несколько составляющих. В настоящее время сразу несколько компаний предлагает настенные многопоточные модели сплит-систем, в которых охлажденный воздух подается вдоль стены сразу в нескольких направлениях.
Умнеем прямо на глазах
Электронная начинка делает кондиционеры все более и более «ручными», автоматизирует и упрощает управление системой и обеспечивает точное поддержание заданных режимов. Благодаря электронным «мозгам», современный кондиционер автоматически поддерживает заданную температуру с точностью до одного градуса Цельсия. Он сам умеет выбрать режим работы — охлаждение или нагрев, для чего сравнивает заданную температуру с температурой в помещении и принимает единственно правильное решение. Если же система умеет только охлаждать, то автоматика выбирает между охлаждением и осушением воздуха. Кроме того, микропроцессор сам определяет оптимальную скорость вентилятора внутреннего блока в зависимости от условий работы.
Но и это еще не все. В 1981 году появились кондиционеры инверторного типа. В отличие от обычных моделей, которые работают короткими включениями на полную мощность, они умеют беречь и перераспределять свои силы. При достижении заданной температуры инвертора не отключаются, а самостоятельно уменьшают обороты компрессора, выдавая ровно столько тепла или холода, сколько требуется в данный момент времени.
Инверторные модели быстрее выходят на заданный режим, а благодаря гибкой обратной связи — точнее поддерживают температуру. В отличие от обычных кондиционеров инверторные модели более экономичные и служат значительно дольше.
Постепенно кондиционеры «умнеют», как персональные компьютеры. Уже сегодня во многих моделях предусмотрена автоматическая функция «Auto Restart». При кратковременном отключении электроэнергии микропроцессор запоминает все параметры и настройки режима работы и сохраняет их в памяти в течение 48 часов. При возобновлении электропитания кондиционер включается автоматически и работает в прежнем режиме.
Подобно телевизорам бытовые кондиционеры тоже имеют дистанционное управление. Оно значительно упрощает процессы настройки и управления системой, а также экономит уйму времени. Но пультом ДУ сейчас уже никого не удивишь. А вот кондиционеры, снабженные «умным оком» дадут фору любой видеотехнике. «Умное око» это оптический сенсор движения. Такая система реагирует на присутствие человека (или хотя бы кошки) в помещении. Если в течение 20 минут перед бдительным оком кондиционера не будет никаких проявлений жизни он автоматически перейдет в экономичный режим работы. Примерно также «скрин-сэйвер» поступает с покинутым монитором компьютера.
Надо сказать, что экономичный режим, в большинстве моделей называемый «Sleep mode», предусмотрен практически во всех современных сплит-системах и обычно используется для поддержания оптимальных условия для сна. В течение заданного таймером срока кондиционер работает на малой скорости вентилятора (чтобы не потревожить сон хозяина) и поддерживает выбранную температуру с меньшей точностью.
Есть и еще одна распространенная примочка – система самодиагностики. При любом сбое в работе кондиционера она выдает на пульт ДУ код ошибки, благодаря которому работники сервисной службы сразу же определят место и причину поломки.
Вообще электронная начинка кондиционера развивается очень быстро, и уже сегодня многие модели имеют избыточное количество самых разнообразных функций. Чтобы как-то облегчить жизнь пользователю их все чаще начинают делать их автоматическими, как тот же «Auto Restart» или разморозка внешнего блока при зимнем пуске кондиционера. К этой же категории относятся сигнальные лампы, предупреждающие о необходимости почистить фильтр.
То ли еще будет
Чтобы прогнозировать, как будет развиваться индустрия климата, можно обратить свой взор в сторону страны Восходящего солнца. Именно она является признанной законодательницей мод в кондиционеростроении. Сегодня японцы усиленно работают над повышенияем экономичности кондиционера. Перспективные разработки ведущих компаний (Daikin, Hitachi, Fujitsu General, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy, Panasonic, Sanyo, Toshiba) уже сегодня выдают до 4.5 кВт холода на 1 кВт электроэнергии. Появляются более совершенные системы очистки воздуха, например, регенерируемые угольные фильтры, внедряются новые материалы и технологии. Но если в механике вряд ли кто ждет серьезных переворотов, то электроника — это бездонный кладезь возможностей. Как знать, может быть, через несколько лет кондиционеры будут откликаться на голос своего хозяина? Или научатся планировать работу в соответствии с размещенным в интернете прогнозом погоды? Во всяком случае, модели, которыми можно управлять на расстоянии при помощи мобильного телефона в России уже продаются. А некоторые кондиционеры имеют интерфейс позволяющий включить их в систему управления «интеллектуальным зданием». Однако стоит помнить, что действительность зачастую опережает даже самые смелые предположения.