Как работает кондиционер

Кондиционер, как и холодильник, не производит холод сам по себе, а переносит тепло из помещения на улицу с помощью хладагента, который циркулирует между двумя блоками - внутренним и наружным - и попеременно то испаряется, забирая тепло из комнаты, то конденсируется, отдавая это тепло на улицу. Разница с холодильником не в физике, а в масштабе: вместо небольшой замкнутой камеры кондиционер охлаждает воздух целой комнаты и выбрасывает тепло не в кухню, а за пределы здания.

Тот же принцип, что и в холодильнике, только тепло уходит на улицу

В основе кондиционера лежит тот же холодильный цикл, что и в обычном бытовом холодильнике: хладагент сжимается компрессором, нагревается, отдаёт тепло через один теплообменник, затем резко расширяется, остывает и забирает тепло через другой теплообменник. Специфика кондиционера начинается там, где заканчивается сходство с холодильником: в сплит-системе компрессор и оба теплообменника не собраны в одном корпусе, а разнесены на два блока, соединённых трубками с хладагентом, и вместо небольшой камеры кондиционер обслуживает целую комнату или квартиру.

Зачем нужны два блока и что за трубки между ними

В сплит-системе внутренний блок, тот, что висит на стене в комнате, содержит холодный теплообменник (испаритель) и вентилятор, который гонит через него комнатный воздух. Наружный блок, установленный за окном или на фасаде, содержит компрессор и второй теплообменник (конденсатор), через который тепло сбрасывается на улицу. Между блоками проложены две медные трубки: по одной под давлением идёт горячий сжатый хладагент, по другой возвращается остывший. Никакого обмена воздухом между комнатой и улицей через эти трубки не происходит - переносится только хладагент внутри герметичного контура, а сам воздух в комнате просто гоняется по кругу через холодный испаритель.

Путь воздуха внутри комнаты

Вентилятор внутреннего блока постоянно прогоняет воздух комнаты через холодные ламели испарителя. Проходя через них, воздух отдаёт своё тепло хладагенту и выходит из блока уже охлаждённым - именно поэтому от кондиционера ощутимо тянет прохладой прямо перед решёткой. Этот процесс идёт непрерывно, пока работает вентилятор и компрессор: тёплый воздух комнаты постоянно затягивается внутрь, охлаждается и возвращается обратно, постепенно снижая общую температуру в помещении.

Откуда берётся конденсат и куда уходит вода

Холодный испаритель внутреннего блока обычно холоднее точки росы окружающего воздуха, поэтому на его ламелях, точно так же, как на стакане с ледяной водой в жаркий день, оседает влага из воздуха - воздух в комнате при этом заодно немного осушается. Эта влага стекает по специальному поддону под испарителем и уходит по дренажной трубке - либо наружу через стену, либо в канализацию. Именно эта вода образует характерную капель под наружной частью дренажной трубки на фасаде здания в жаркую погоду - многие замечают, что из кондиционера «капает», хотя на самом деле капает не сам хладагент, а конденсированная из воздуха влага.

Почему наружный блок горячий и шумно гудит

В наружном блоке собраны компрессор и конденсатор - именно там всё тепло, которое кондиционер забрал из комнаты, плюс тепло от работы самого компрессора, сбрасывается в уличный воздух. Поэтому наружный блок ощутимо тёплый на ощупь, а его вентилятор гонит через теплообменник горячий поток воздуха. Шум работы связан с тем же компрессором и вентилятором: чем интенсивнее кондиционер охлаждает комнату, тем активнее работает контур и тем заметнее и звук, и нагрев наружного блока.

Режимы работы: не только охлаждение

Помимо охлаждения многие современные кондиционеры умеют работать на обогрев - для этого в контуре стоит четырёхходовой клапан, который меняет направление движения хладагента на противоположное: тогда наружный блок, наоборот, забирает немного тепла с улицы (даже в прохладную погоду в воздухе остаётся некоторое количество тепла), а внутренний блок это тепло отдаёт в комнату. Есть и режим осушения, при котором кондиционер в основном конденсирует влагу из воздуха, почти не понижая температуру, и режим простой вентиляции без охлаждения, когда работает только вентилятор.

Почему нельзя ставить слишком низкую температуру

Слишком большая разница между температурой на улице и в помещении вредна сразу по нескольким причинам. Организму тяжело переносить резкие перепады при выходе из холодной комнаты в жару, из-за чего чаще возникают простудные состояния. Кроме того, при слишком низкой заданной температуре испаритель может переохлаждаться настолько, что влага на его ламелях замерзает, а не стекает каплями, - тогда испаритель постепенно покрывается наледью, воздух перестаёт нормально охлаждаться, а сам контур работает с повышенной нагрузкой. Наконец, чем сильнее разница температур, которую приходится поддерживать, тем больше электроэнергии тратит компрессор, - экономнее и безопаснее для здоровья держать разницу с уличной температурой в пределах нескольких градусов, а не выставлять минимально возможное значение.

Частые заблуждения

Распространено мнение, что кондиционер, как и вентилятор, просто «гоняет воздух» и немного охлаждает его без всякого специального механизма, - на деле же охлаждение происходит именно за счёт испарения хладагента в контуре, а не за счёт одного только движения воздуха. Ещё одно заблуждение - что обычный настенный кондиционер подаёт в комнату свежий уличный воздух: в большинстве моделей внутренний блок лишь охлаждает и гоняет по кругу тот воздух, что уже есть в помещении, а приток свежего воздуха с улицы требует отдельной функции вентиляции или отдельного канала, которая есть далеко не в каждой модели.

Тот же механизм в других приборах

Ровно тот же принцип переноса тепла с помощью хладагента используется в тепловых насосах для отопления домов и в осушителях воздуха для подвалов и складов - разница только в том, для какой задачи в основном используется контур: для охлаждения, для обогрева или для осушения. Устройство при этом остаётся принципиально тем же самым.