История современных сплит-систем начинается в далёком 1961 году, когда японская компания Toshiba запустила производство бытовых кондиционеров, разделённых на два блока. В наружный блок, который располагался снаружи здания, была помещена самая шумная часть — компрессор. А внутренний блок содержал только вентилятор и теплообменник, поэтому кондиционер стал значительно компактнее и тише, чем традиционные в тот период моноблочные оконные кондиционеры. Раздельная конструкция оказалась настолько удачной, что все производители кондиционеров наладили выпуск сплит-систем. В мире ежегодно продаётся более 130 млн «сплитов» (данные за 2018 год), и из года в год продажи только растут (от 5 до 10 % в год).
Как класс сплит-системы стали развиваться и делится на подклассы. Например, бытовые (RAC) и полупромышленные (PAC) сплит-системы разделились по критерию мощности. К бытовым относят сплит-системы от 2 до 7 кВт по холоду. В полупромышленный тип включают любой тип внутреннего блока с производительностью 7 кВт и выше. Хотя существуют мощные настенные модели 10 кВт холода, которые многие производители также относят к бытовой линейке.
Далее развитие сплит-систем пошло по направлению изменения дизайна внутреннего блока. Появились разнообразные по конструкции внутренние блоки: настенные, кассетные четырёхпоточные, потолочные, напольные, канальные, колонные и т.д. Определённую нишу занимают также экзотические внутренние блоки — например, угловые, квадратные настенные, напольные двухпоточные.
В нашей стране первые сплит-системы появились в 1990-х годах. Системы кондиционирования воздуха в Советском Союзе рассматривались исключительно как системы технологического охлаждения. Кондиционер «для комфорта» был непозволительной роскошью даже для южных регионов СССР. Хотя в 1970-х годах в городе Баку по лицензии фирмы Hitachi был налажен выпуск оконных кондиционеров, получивших название «БК». В условиях отсутствия конкуренции Бакинский завод бытовых кондиционеров успешно функционировал до распада СССР, производя от 300 до 500 тыс. устройств в год.
Но вернёмся к сплит-системам. Выпускались ли они на территории нашей страны? Да, попытки наладить успешное производство предпринимались неоднократно. Самый массовый проект был реализован в подмосковном городе Электросталь, где началось производство сплитсистем «Элемаш» в 1997 году. Это было сборочное производство — первоначально из компонентов Samsung, а в дальнейшем с использованием более дешёвых комплектующих. Кондиционеры «Элемаш», в свою очередь, не были дешёвыми и продавались по цене японских (около $ 1200 за «семёрку»).
Из-за высокой цены или дешёвых комплектующих и потери качества выпуск настенных кондиционеров «Элемаш» прекратился в середине 2000-х годов.
Попытки производства кондиционеров также делались в подмосковном Фрязино (Rolsen), Москве (МВ), Ижевске («Купол»), но все они, к сожалению, провалились. И сегодня «российские сплиты» можно встретить только в виде ОЕМ-производства из Китая.
Настенные сплит-системы оптимальны с точки зрения дизайна и цены, именно поэтому бóльшая часть продаваемых кондиционеров обладает внутренним блоком настенного типа.
Настенный тип внутреннего блока наиболее распространён в жилых зданиях, коттеджах, небольших офисных помещениях. Внутренний блок настенного типа состоит из теплообменника, тангенциального вентилятора, фильтра, ванночки для сбора конденсата, направляющих горизонтальных и вертикальных жалюзи и корпуса.
В процессе работы воздух, находящийся в помещении, проходит через заборные решётки спереди и сверху внутреннего блока и очищается от пыли с помощью фильтра. Фильтр обычно представляет собой полипропиленовою сетку с эффективностью очистки EU3. Для дополнительной очистки рециркуляционного воздуха часто используют добавочные фильтры (как опция), которые обладают увеличенной эффективностью очистки по классам EU7–EU9.
Однако не нужно забывать, что не весь объём рециркулируемого воздуха проходит через фильтр высокой эффективности — бóльшая часть его минует. Поэтому в целом относиться к внутреннему блоку кондиционера как к полноценному заменителю профессиональных очистителей внутреннего воздуха не следует.
После фильтра воздух попадает на трёхсекционный теплообменник лямбдаобразного типа. Исторически первые настенные блоки выглядели как угловатые коробки из-за односекционного теплообменника. Компания Fujitsu General разработала и внедрила в производство новый тип теплообменника с тремя секциями, за счёт чего удалось поместить бóльшую площадь теплообмена в единице объёма внутреннего блока. Конструкция оказалась настолько удачной, что все производители кондиционеров с настенным внутренним блоком перешли на новый тип теплообменника, и внутренние блоки настенного типа приобрели привычный сегодня округлый дизайн.
После теплообменника тангенциальным вентилятором воздух подаётся в помещение через воздухораздающие жалюзи снизу внутреннего блока. За счёт вертикальных и горизонтальных жалюзи (регулируемых вручную или автоматически) возможно изменение направления подачи воздуха — как правило, по вертикали 70° и по горизонтали 150°.
Энергоэффективность кондиционеров
Для оценки энергоэффективности используют несколько параметров:
EER (Energy Efficiency Ratio) — отношение охладительной мощности к энергии, потребляемой компрессором в единицу времени;
COP (Coefficient of Performance) — показывает эффективность работы кондиционера в режиме обогрева, равен отношению мощности обогрева к потребляемой мощности компрессора.
Согласно Директиве по маркировке этикеткой энергетической эффективности №2010/30/ЕС от 2010 года, была введена шкала, состоящая из семи категорий, обозначаемых буквами от A до G. Класс A имеет самое низкое энергопотребление (COP > 3,6 и EER > 3,2, рис. 1).
То есть кондиционеры, имеющие холодильный коэффициент 3,2 и выше, обладают самой высокой энергоэффективностью. Однако со временем появились кондиционеры с EER, равным 3,4 и выше, и «старой» шкалы стало не хватать. Тогда шкалу энергоэффективности продолжили классами А+, А++ и А+++.
Некоторые производители в соответствующей таблице указывают именно такую классификацию энергоэффективности своих кондиционеров.
Однако использование показателей энергоэффективности EER/COP оказалось не совсем удобным на практике. Дело в том, что измерение холодильного и теплового коэффициента производится при определённых стандартных условиях, строго в соответствии с ISO 5151, то есть при 100 % нагрузке и температуре наружного воздуха +35 °C в режиме охлаждения и +7 °C в режиме обогрева. А фактически кондиционеры либо вообще не работают при такой наружной температуре (летом в северных странах), либо работают очень непродолжительное время.
Поэтому для более полной и приближенной к реальному энергопотреблению кондиционера были разработаны сезонные коэффициенты энергоэффективности: SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) и SCOP (Seasonal Coefficient of Performance).
ESEER – Европейский сезонный показатель энергоэффективности
Европейский сезонный показатель энергетической эффективности (European Season Energy Efficiency Ratio, ESEER) определяется в соответствии с директивами Евросоюза, согласно спецификации ЕЕССАС («Оценка энергетической эффективности и сертификация кондиционеров воздуха»). В Европе следует использовать именно ESEER. ESEER рассчитывается по следующей формуле:
ESEER = 0,03EER (100 %, 35 °C) + 0,33EER (75 %, 30 °C) + 0,41EER (50 %, 25 °C) + 0,23EER (25 %, 20 °C).
Параметры для расчёта ESEER обычно приводят в табличном виде (табл. 1).
Наивысшими показателями сезонной энергоэффективности из представленных моделей обладают:
SRK25ZSX-W (Mitsubishi Heavy Industries), имеющий ESEER = 10,3;
Stylish FTXA25AW/S/T (Daikin), имеющий ESEER = 8,7.
Объяснить эти цифры достаточно просто, если посмотреть на габариты и массу внутреннего и наружного блока представленных моделей. Как правило, более габаритные внутренние и наружные блоки обладают развитой поверхностью теплообмена, что позволяет максимально приблизить температуру кипения хладагента к температуре окружающей среды. Это нижает перепад давления на компрессоре и потребление электроэнергии.
Технологии сплит-систем «Умный глаз» (Intelligent Eye у Daikin, 3D I-See у Mitsubishi Electric и др.)
Какова цель работы любого кондиционера? Поддержка комфортных параметров воздуха для пользователя, то есть человека. Не секрет, что температура воздуха в кондиционируемом помещении неравномерна. Во-первых, тёплый воздух естественным образом поднимается в верхнюю часть помещения, под потолок. А холодный накапливается в нижней. Внутренний блок «обычного кондиционера» измеряет температуру воздуха с помощью датчика на всасывании кондиционера, то есть под потолком помещения. И, соответственно, поддерживает температуру не там, где находится человек, а под потолком помещения. Это не совсем правильно с точки зрения комфорта.
Во-вторых, сам по себе кондиционер направляет поток охлаждённого воздуха с помощью вертикальных и горизонтальных жалюзи. Поэтому в объёме помещения могут находиться отдельные зоны с большими перепадами температур. Проблема современности — простуда, полученная от кондиционера. В жару пользователи кондиционера при нахождении в прямом потоке холодного воздуха от кондиционера очень быстро переохлаждаются и получают кашель.
Технология «Умный глаз» позволяет при помощи датчика ИК-излучения дистанционно определять радиационную температуру в различных точках помещения. Датчик имеет ось вращения и состоит из восьми чувствительных элементов, расположенных вертикально. Он сканирует объём помещения на предмет радиационной температуры поверхностей и нахождения в помещении людей. На основании этих данных вычисляется требуемая температура подачи воздуха и направление вертикальных и горизонтальных жалюзи. Если же датчик фиксирует отсутствие людей в помещении, то сначала он повышает поддерживаемую температуру на 2 °C, экономя при этом более 20 % энергии. Если же люди в помещении не появились, датчик подаёт сигнал на полное отключение кондиционера.
Full DC Inverter (Mitsubishi Heavy Industries, TCL и др.)
Технология плавного регулирования производительности (inverter) создаёт более комфортные параметры в помещениях за счёт отсутствия колебаний температуры при включении или выключении компрессора. Инверторные компрессоры обладают минимальным энергопотреблением. При загрузке инверторного компрессора на 50 % его энергопотребление уменьшается в четыре раза. DC Inverter является самым современным на сегодня инверторным бесщёточным электродвигателем постоянного тока, потери на преобразование тока которого минимальны. В моделях Full DC Inverter не только электродвигатель компрессора является инверторным, но и двигатель вентилятора наружного блока. Энергопотребление таких кондиционеров минимально.
Wi-Fi-модуль
В настоящий момент встроенный Wi-Fi-модуль или возможность его подключения предусмотрена практически во всех современных моделях кондиционеров.
Автор помнит первые настенные сплит-системы уважаемого японского бренда, которые управлялись проводным пультом на гибком кабеле с джойстиками установки температуры и переключения режима. С тех пор утекло много воды, и системы управления шагнули далеко вперёд. Кондиционер сегодня — это не только компрессор, вентиляторы и медные трубы. Современный кондиционер — это «умное» устройство, которое подстраивается под пользователя и даёт ему максимальные возможности управления и контроля. Сегодня мы можем управлять кондиционером не только с помощью стандартного ИК-пульта, но и с помощью систем «умного дома». Например, вы возвращаетесь домой в разное время, поэтому не можете настроить таймер на стандартном пульте. Но современная система с Wi-Fi-модулем позволяет с обычного смартфона включить кондиционер из любой точки мира, а также выключить или провести его полную диагностику. Можно сделать прогноз — скоро такой инструмент, как пульт ДУ кондиционера, уйдёт в прошлое, так как управление кондиционером будет происходить только с помощью смартфона или голосом.
Система самоочистки фильтра (Stainless Clean – Hitachi, Nocria – Fujitsu и др.)
Не секрет, что фильтр в кондиционере является постоянным сборщиком и хранителем пыли. Эта пыль, во-первых, ухудшает качество самого воздуха, так как происходит постоянный процесс замещения более мелких частиц захваченной пыли на более крупные. В результате воздух, проходящий через пыльный фильтр, загрязняется более летучей и вредной для человека мелкой пылью.
Во-вторых, пыль увеличивает сопротивление фильтра и уменьшает расход циркуляционного воздуха. На первом этапе это приводит к бóльшим затратам энергии на циркуляцию. При сильном загрязнении может произойти снижение производительности теплообменника по холоду, падение давления кипения хладагента и обмерзание теплообменника.
Внутренние блоки с функцией самоочистки фильтра сметают пыль в специальный контейнер и поддерживают фильтр в постоянной частоте. Хотя не нужно забывать, что контейнер для пыли тоже необходимо чистить, но реже, чем стандартный сетчатый фильтр.
Функция I Feel (GREE, TCL, AUX и др.)
Функция I Feel включается при нажатии одноимённой кнопки на пульте дистанционного управления. При активации этой функции температура в помещении измеряется не по датчику, расположенному во внутреннем блоке, а по температурному датчику, встроенному в пульт дистанционного управления. Это позволяет определять и регулировать температуру в той зоне, где находится пульт управления.
Бытовые сплит-системы японского производства
Бытовые сплит-системы OEM-производства
Бытовые сплит-системы производства Южной Кореи и Китая
