Важным элементом климатических систем является система кондиционирования, предназначенная для поддержания
температуры в помещении путём его охлаждения. В некоторых случаях система кондиционирования рассчитана на работу в двух режимах: в режиме охлаждения и в режиме подогрева.

История кондиционера началась ещё в 1902 г. в США. Первый кондиционер был разработан специально для одной из нью-йоркских типографий, чтобы избавить сотрудников от жары и снизить влажность, влияющую на качество печати. В 1920-е годы в Америке кондиционеры начали устанавливать в больших универмагах. Каждый кондиционер в то время проектировался для определённого здания и стоил огромных денег. Широкое распространение кондиционеры получили
только в 1940-х годах. Выпуск их был налажен сначала в Америке, а потом в Европе и Японии. Первые бытовые кондиционеры были оконными - они засасывали в помещение воздух с улицы.

В середине XX в. кондиционер стал принадлежностью не только элитного жилья, но и обычных жилищ. В 1970-е годы в связи с резким ростом цен на нефть понадобилась установка большого количества кондиционеров в нефтедобывающих странах, которые лежат в тропическом поясе. Это резко подстегнуло производство и заставило специалистов искать новые варианты конструкции.

В 1961 г. появилась первая сплитсистема. Если в обычном оконном кондиционере компрессор, охладитель и внешний радиатор собирались в одном блоке, то в сплитсистеме они оказались разнесены. Японские разработчики догадались разделить кондиционер на два блока: внутренний устанавливают в помещении, а внешний агрегат, компрессор, выносят на улицу. Между внешним компрессорным блоком и внутренним сплитом по трубопроводу циркулирует хладагент. Благодаря такой системе внутренний блок может отстоять на достаточно большое, в несколько десятков метров, расстояние от наружного компрессорного.

Принцип работы кондиционера состоит в последовательном сжатии и расширении газа в компрессорном блоке. Внутри компрессорного блока специальный газ сжимается и становится горячим. Это тепло отдаётся наружному воздуху в теплообменнике. Затем газ подвергается интенсивному расширению. При расширении газ резко охлаждается и происходит процесс его конденсации. Затем во внешнем блоке газ вновь испаряется, забирая при этом значительное количество тепла у воздуха. В обычной сплитсистеме на один наружный компрессорный блок приходится один внутренний модуль охлаждения воздуха. Если делать наружный блок более мощным, то он может обеспечивать холодом уже несколько внутренних блоков. Таким образом, образуется мультисплитсистема, в которой один наружный блок обеспечивает холодом десяток внутренних блоков, находящихся в пределах одной квартиры. В промышленных и офисных зданиях применяются очень мощные холодильные машины, которые обеспечивают холодом внутренние системы всего здания. Такая машина имеет значительно больший коэффициент диционере не может меняться, потому что компрессор всегда работает в одном и том же режиме,

Схема сплитсистемы

поэтому не может изменяться и температура воздуха, который поступает в помещение. Единственный способ управления такими кондиционерами - это периодическое включение и выключение их.

Для управления обычными сплитсистемами внутри помещения устанавливают датчик температур. Как только температура станет выше заданной, датчик включает кондиционер, и он работает до тех пор, пока температура в помещении не упадёт на заданную величину - обычно на 1-2°. После этого кондиционер выключается до тех пор, пока температура в помещении снова не возрастёт. Поскольку при этом создаётся мощный импульсный поток холодного воздуха, это приводит к колебаниям микроклимата внутри помещения. Чтобы таких колебаний не было, применяют инверторную схему.

В инверторном кондиционере регулируется мощность компрессорного блока. При автоматическом переходе на пониженную или повышенную мощность компрессора изменяется температура теплоносителя. Инверторный кондиционер создаёт значительно более комфортную атмосферу в помещении, нежели сплитсистема обычного типа.

Как уже говорилось, основным источником дискомфорта от кондиционера является мощный поток холодного воздуха с пониженной влажностью. Для снижения вредного воздействия применяют системы с подмесом. Для этого внутренний блок дополняют приставкой, которая в поток холодного воздуха из кондиционера добавляет некоторый объём теплого воздуха из помещения. В результате сечение струи увеличивается, скорость потока воздуха снижается, а температура его приближается к температуре воздуха в помещении. Такая система создаёт более комфортную атмосферу, но, к сожалению, в процессе подмеса в блок засасывается пыль, которая затем разносится по всему помещению.

Внутренние блоки кондиционеров

 

Внутренние блоки кондиционеров бывают колонного, потолочного, кассетного и напольного типов. Внутренний блок потолочного типа представляет собой устройство, которое подвешено под потолком помещения, снабжено вентилятором и отклоняемыми жалюзи. В блок засасывается воздух из помещения и выбрасывается наружу через специальную решётку. Аналогичным образом устроены и блоки колонного типа, только они установлены вертикально. Внутренние блоки кассетного типа представляют собой ряд теплообменников, которые собраны в одну кассету, монтируемую под потолком помещения.

Почти полностью избежать негативного воздействия позволяет использование канальных кондиционеров, внутренние блоки ко^торых ставятся внутрь каналов воздуховодов приточной вентиляции. При этом температура поступающего воздуха понижается не в столь значительной степени, как на выходе из сплитсистемы, и воздушные потоки распределяются по всем помещениям равномерно. Однако при таком способе регулирования температуры приточный холодный воздух тут же выводится обратно через вытяжную вентиляцию, вследствие чего коэффициент полезного действия кондиционера резко падает.

Чтобы снизить затраты на эксплуатацию канальных кондиционеров, в вентиляции ставят систему рекуперации холода. Рекуператор позволяет отобрать холод у вытекающего вытяжного воздуха и передать часть его приходящему воздуху. Управление климатом в помещении при помощи канальных кондиционеров с системой рекуперации является новым словом в климатической технике. Такая система позволяет достичь необходимой температуры внутри помещения без сквозняков и колебаний влажности, что особенно важно, если в доме имеются маленькие дети или ценные художественные произведения.

Некоторые модели сплитсистем кондиционеров способны по принципу теплового насоса работать и в режиме обогрева помещения. Однако, когда кондиционер переходит на режим обогрева, его наружный блок охлаждается ниже температуры окружающего воздуха. Поэтому кондиционеры не способны перейти на режим обогрева при температуре наружного воздуха значительно ниже нуля градусов.

Для управления системами кондиционирования и сопряжения их с остальными системами «умного дома» применяются различные типы интерфейсов. Самые простые кондиционеры - это сплитсистемы, у которых имеется только один внутренний блок. Управление такой системой возможно только по одному параметру - включение и выключение. Для таких сплитсистем выпускаются специальные адаптеры, которые имеют два, реже четыре, контакта, два из которых входные, два - выходные. Один входной контакт обеспечивает включение или выключение внутреннего блока. При использовании такого адаптера в кондиционере стандартный пульт управления перестаёт работать, и все функции по поддержанию заданной температуры ложатся на автоматику «умного дома». Внутренний термостат кондиционера перестаёт управлять им, и всё управление переходит на внешний датчик температуры. Второй вход, как правило, опциональный, и даёт возможность системе отклонять жалюзи, регулирующие поток воздуха, на заданную величину. Также адаптер имеет два выходных сигнала. Первый сигнал - это работа кондиционера. Когда на выходе «1» - это означает, что кондиционер работает, когда на выходе «О» - кондиционер выключен. Второй выход – это сигнал неисправности. Если на этом выходе появляется логическая «1» - это означает, что внутренние системы кондиционера неисправны, и он из-за этого остановлен. Такой простейшей системы, как правило, достаточно для обычных сплитсистем. Если же мы применяем инверторный кондиционер, то вместо простого сигнала «включено»-«выключено», на его вход подаётся сиг­нал аналоговый - напряжение, которое изменяется от 0 до 10 вольт. Когда напряжение равно нулю, кондиционер выключен, когда напряжение установлено в 10 вольт, кондиционер работает на полную мощность. Соответственно, все остальные значения напряжения означают пониженную мощность работы кондиционера.

Если же мы имеем дело с мультисплитсистемами или с канальными системами кондиционирования, то здесь необходим уже цифровой интерфейс, совместимый с интерфейсом «умного дома». Как правило, многие кондиционеры уже имеют встроенный лон-интерфейс. Для его использования к кондиционерам продаётся дополнительный адаптер, который подключается к наружному блоку и через цифровую систему управления наружным блоком может управлять в отдельности каждым из внутренних блоков. При этом получается достаточно  сложная система управления. Сначала комнатные пульты управления передают сигнал в общую систему «умного дома», общая система передаёт сигнал в адаптер кондиционера, адаптер кондиционера управляет внешним блоком, а внешний блок передаёт сигнал на внутренний блок. Сигнал проходит долгий путь, хотя сам пульт управления и управляемый им внутренний блок могут находиться в одном помещении здания.

Мультисплитсистема, которая имеет цифровой интерфейс, уже способна подробно информировать внутреннюю диспетчерскую станцию о своём состоянии. В многоквартирных домах, которые обслуживаются мультисплитсистемами, каждый владелец квартиры управляет своей группой внутренних блоков, а сигнал о техническом состоянии внешнего и внутренних блоков поступает в центральную диспетчерскую службу эксплуатации зданий. Это даёт возможность владельцу помещений не задумываться о техническом состоянии системы и полностью переложить заботу о ней на плечи службы эксплуатации здания.