Что такое инверторная сплит-система

Что такое инверторная сплит-система?

Как и любая другая сплит-система, эта разновидность климатического оборудования состоит из наружного и внутреннего блока. В наружном блоке располагается компрессор, фильтр фреоновой системы, конденсатор и вентилятор, осуществляющие охлаждение фреона, и плата управления и штуцерные соединения. Во внутреннем блоке располагаются испаритель, при помощи которого производится охлаждение воздуха, вентилятор, горизонтальные и вертикальные жалюзи, фильтр и поддон для конденсата.

Чем отличается инверторный кондиционер от обычного.

Основное конструктивное отличие этой модификации настенных климат-систем – это главным образом наличие в наружном блоке платы управления, которая регулирует работу агрегата так, что он включается и выключается гораздо реже. Обычная сплит-система работает по следующему принципу: после того, как температура в помещении поднимется на 3-5 градусов, происходит ее включение, а после того, как прибор охладит температуру до установленных пределов, прибор полностью отключится. Далее цикл включение/полное выключение повторяется.

Принцип работы инверторного кондиционера несколько иной.

После первого включения сплит-система охладит помещение до требуемой температуры, но сразу после этого не отключится, а продолжит свою работу, но уже с пониженной на 25-75% (иногда на 5-90%) мощностью. Это достигается за счет использования в конструкции агрегата инвертора. Что означает инверторный? Это значит, что агрегат комплектуется инвертером – устройством, способным плавно менять мощность прибора. По достижению заданного температурного режима снижаются обороты агрегата, он продолжает работу уже на пониженной мощности, которой хватает для поддержания нужной температуры. Большинство бюджетных инверторных сплит-систем все же полностью отключаются, но гораздо реже, чем обыкновенные модели охладителей воздуха. Только дорогие агрегаты, мощность которых изменяется в пределах от 5 до 90%, способны почти не отключаться. Согласно паспортным данным, обычные сплит-системы не рассчитаны на непрерывную эксплуатацию, время от времени его нужно отключать. Такие агрегаты в режиме обогрева работают при температуре внешней среды не ниже минус 5 градусов. В отличие от охладителей воздуха обыкновенной конструкции, агрегаты с инвертором приспособлены к круглосуточной работе, они способны работать в режиме обогрева при уличной температуре до минус 25 градусов.

Преимущества и недостатки инверторной технологии.

Главное преимущество этой технологии – плавное регулирование температуры в жилом помещении. Сплит-системы с инвертером способны точно поддерживать заданные температурные параметры, колебания температуры в помещении составляют всего 1-3 градуса, что обеспечивает максимальный комфорт для находящихся в жилой комнате людей. Обычную сплит-систему в жаркую погоду приходится настраивать на поддержание 18-20 градусов. Включаясь, внутренний блок такого агрегата начинает создавать резкий и холодный поток воздуха, создавая дискомфорт. Любой человек, находящийся под воздействием этого воздушного потока, рискует простудиться. По достижению заданных параметров охладитель воздуха отключается, и в следующий раз включится, только когда в комнате снова станет жарко. Сплит-система с инвертером по достижению нужных параметров не отключается, она поддерживает заданную температуру нерезким потоком воздуха, устраняя основной недостаток обычных кондиционеров.

Инверторные сплит-системы — принцип работы, достоинства и недостатки

Всего лишь 15-20 лет назад кондиционер, установленный в доме или квартире, был настоящей редкостью. В лучшем случае, счастливые обладатели такой техники чаще всего могли похвастаться каким-нибудь «оконником». Сплит-системы имели только единицы. Теперь же, покупая климатическую технику людей интересует не просто кондиционер, а кондиционер инверторного типа. Так что же это за «зверь» такой и что он из себя представляет?

В двух словах об устройстве и принципе работы кондиционера, как такового. Это устройство основными элементами которого являются компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель, соединенные между собой медными трубками, образующими холодильный контур. По мере движения в этом контуре хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное и обратно. С каждым циклом фазового перехода происходит поглощение/выделение тепла, которое передается окружающему воздуху. Более наглядное представление о принципах работы кондиционера можно получить из этого видео.

Так вот, «сердцем» для такой системы служит компрессор. Он обеспечивает сжатие и циркуляцию хладагента, тем самым затрачивая львиную долю всей потребляемой системой электроэнергии. Что же происходит в обычных кондиционерах с достижением в помещении заданной температуры воздуха? А происходит, казалось бы, вполне естественная вещь – компрессор останавливает свою работу. Затем, с течением времени система фиксирует изменение температуры, и компрессор снова задействуется.

Таким образом, кондиционер часто включается/выключается, создавая при этом повышенные пусковые нагрузки на компрессор и саму электрическую сеть (пусковой ток может превышать номинальный в 5 – 7 раз). Как следствие, в системах кондиционирования с нерегулируемой мощностью (постоянной скоростью) мы имеем повышенный износ деталей и узлов компрессора и не эффективное энергопотребление.

Чем же отличается инверторный кондиционер от обычного?

Здесь уместным было бы привести аналогию с электрической лампочкой. Вспомните вопрос еще со школьного курса физики: «Какая лампочка перегорит быстрее с большей вероятностью: беспрерывно работающая или лампа, которую отключают на длительное время несколько раз в день?». Здравый смысл подсказывает что, скорее всего из строя выйдет то устройство, которое находится в работе более продолжительное время. Но в реальности дела обстоят несколько иначе, так как самые большие нагрузки электрические устройства испытывают именно в момент пуска.

Этот же правило распространяется на всю бытовую технику, в том числе – на кондиционеры. Принципиальным же отличием инверторных систем является способ управления работой компрессора. При достижении целевой температуры он не прекращает свою работу, а лишь снижает до необходимой степени свою производительность за счет изменения частоты вращения электродвигателя. И наоборот, если температура значительно превышает (в случае работы «на холод) комфортную для пользователя, компрессор увеличивает свои обороты.

Регулировка производительности систем кондиционирования стала возможной благодаря инвертированию – процессу преобразования переменного электрического тока в постоянный. Такое преобразование позволяет регулировать скорость вращения двигателя в широких пределах, в некоторых случаях свыше 3500 об/мин. В результате инвертор приобретает ряд неоспоримых преимуществ в сравнении с традиционными кондиционерами.

Преимущества кондиционеров с инверторными компрессорами

• Экономичность. Инверторные кондиционеры потребляют в среднем на 30-40% меньше электроэнергии, чем их не инверторные собратья. В современных системах коэффициент энергоэффективности EER может находиться в пределах 4 или даже 5 единиц.
• Быстрый выход на заданную температуру. Благодаря микропроцессорному управлению, система автоматически подбирает оптимальный уровень охлаждения/обогрева, что позволяет достигать необходимых параметров в 2 раза быстрее, чем в случаях с не инверторными системами.
• Точное поддержание целевой температуры. Плавное регулирование производительности компрессора позволяет поддерживать заданную температуру с точностью до 0,5° C.
• Низкий уровень шума. Возможность работы двигателей вентиляторов, как наружного, так и внутреннего блоков на очень малых оборотах обеспечивает снижение уровня шума до вполне комфортных для человека 20 – 22 дБ.
• Эко-дружественность. В инверторных кондиционерах применяются не разрушающие озоновый слой хладагенты — R410A и R32. Кроме того, сам факт низкого энергопотребления, хоть и косвенно, но положительно влияет на снижение вредных выбросов в окружающую среду.
• Эффективный обогрев в зимнее время. Инверторные модели от некоторых известных производителей способны поддерживать тепло в обслуживаемых помещениях при уличной температуре до -30, причем эффективность обогрева на порядок выше в сравнении с любым электрическим обогревателем.
• Малая нагрузка на электросеть. Отсутствие больших стартовых токов при включении компрессора делает нагрузку на электрическую сеть минимальной.

У этой технологии есть и «обратная сторона медали». Но, конечно же, те не существенные недостатки кондиционеров инверторного типа на фоне его достоинств можно особо не принимать во внимание. Итак, недостатки инверторных систем кондиционирования:

• Высокая цена относительно неинверторной системы.
• Электроника инвертора имеет повышенную чувствительность к скачкам напряжения.
• Больший вес наружного блока.
• Сложный ремонт вследствие наличия большого количества электроники.

Вывод. Если Вы, приобретая сплит-систему, желаете не просто пережить очередной всплеск жары, а рассчитываете на долгую и эффективную работу техники в любое время года, хотите получить максимум комфорта при минимуме энергозатрат, то установка инверторного кондиционера (это подтвердит любой специалист) станет для Вас оптимальным решением.

Устройство инвертора кондиционера. Принцип работы инвертора в кондиционере. Как работает инвертор кондиционера

Устройство инвертора кондиционера зависит от типа двигателя — переменного или постоянного тока.

В обычном неинверторном компрессоре кондиционера асинхронный двигатель переменного тока работает на промышленной частоте и частота вращения вала определяется числом пар полюсов и частотой тока электросети. Стандартные электродвигатели имеют постоянное число полюсов, так как это определяется конструкцией в производстве, частота вращения изменяется в зависимости от частоты тока сети (в Украине это 50 гц). Промышленные многоскоростные электродвигатели (с несколькими дополнительными обмотками — парами полюсов), для использования в компрессорах, могут быть оптимизированы по эффективности, вращающему моменту и коэффициенту мощности только для одной определенной частоты вращения ( на практике — промышленной). На любой другой частоте многоскоростной электродвигатель показывает значительно худшие результаты по эффективности работы и общему КПД системы электродвигатель-вал компрессора. Изменение частоты вращения вала компрессора — один из методов регулирования производительности холода применяется в компрессорах объемного типа (роторных и спиральных в случае кондиционеров). Современные компрессора оснащены специальным электрическим двигателем с плавной скоростной модуляцией переменного или постоянного тока.
Плавность регулирования стала возможна с появлением электрических преобразователей частоты (частотных инверторов) достаточной мощности для изменения скорости промышленных, а значит недорогих асинхронных двигателей.

На структурной схеме показано устройство инвертора кондиционера в общих чертах.

Инвертерное управление — относительно дорогая технология (из-за высокой себестоимости производства мощных полупроводников для инвертора). Но быстро окупается по причине возможности использования кондиционера на обогрев при таких низких температурах, при которых обычные кондиционеры без зимнего комплекта просто сгорают (до -15 0 С или даже до -25 0 С).

Причины перехода на двигатели постоянного тока с неодимовыми магнитами в качестве ротора.

При использовании частотных инверторов для соответственной настройки магнитного потока требуется одновременное изменение напряжения питания, что влияет на вращающий момент привода. В то время, как для эксплуатации объемных компрессоров, (поршневых, винтовых и спиральных) нужен постоянный вращающий момент во всем диапазоне частот вращения. Поэтому с точки зрения магнитных условий, изменение напряжения U должно быть пропорциональным изменению частоты f:

А — электродвигатель 400 В, 50 Гц, 3 фазы; B — электродвигатель 400 В, 60 Гц, 3 фазы; С — электродвигатель 230 В, 50 Гц, 3 фазы

Обычные инверторы не могут дать питающее напряжение двигателя выше напряжения сети. Поэтому на асинхронный двигатель, рассчитанный на определённое напряжение питания (например, 220 В, 50 Гц ,1 фаза), во время работы с превышением синхронной частоты больше промышленной (f>50 Гц) будет подаваться напряжение, ниже требуемого для обеспечения магнитных условий, а значит полного вращающего момента. Использовать такое управление асинхронным двигателем можно при условии превышения установленной мощности двигателя, а значит достаточного резерва мощности при максимальной нагрузке на компрессор (около 25% , если частота доходит до 60 Гц). В случае отказа инвертора возможна работа в аварийном режиме напрямую от источника электроснабжения. Двигатели постоянного тока на неодимовых магнитах лишены проблемы снижения мощности кондиционера с повышением частоты вращения ротора компрессора, поэтому двигатели постоянного тока всё чаще используются в компрессорной технике.

Можно ли поставить обычный спиральный компрессор на инверторное управление?

Иван, в классическом понимании — нет. Есть системы, в которых «регулирование» происходит через байпас высокого и низкого давлений, и компрессор, по сути, работает на холостом ходу (не выключается, что бы не остыть в холодный период времени).

В каких случаях обычный кондиционер лучше инверторного

Обычный кондиционер или инверторный? Какой же выбрать? Все зависит от ваших потребностей. Данные агрегаты хоть и походят друг на друга по внешнему виду, и пульты управления у них похожи, однако имеются и существенные функциональные различия.

Именно эти различия и делают инверторный агрегат в целом более производительным, экономичным, при том более дорогостоящим. Но это вовсе не означает, что обычный (неинверторный) кондиционер пользуется спросом лишь в силу его дешевизны. Наоборот, каждому типу кондиционера — свое, наиболее целесообразное и подходящее применение.

Обычный кондиционер работает циклами

Инверторный кондиционер создан для работы в непрерывном режиме, тогда как обычный кондиционер — для цикличного функционирования. Что значит для цикличного? Это значит, что обычный кондиционер, будучи включен, сразу начинает выдавать полную мощность, пока заданная настройками температура воздуха в помещении не будет достигнута.

По достижении этой температуры, кондиционер прекратит охлаждение. Далее он дождется пока температура воздуха в помещении вновь повысится до границы допустимого, и опять начнет в полную свою силу охлаждать воздух в помещении. И так циклами: охлаждение — выключение — охлаждение — выключение и т. д.

Инверторный кондиционер работает непрерывно

Если впервые включить инверторный кондиционер, то он сначала начнет работать на полную свою мощность, пока не будет достигнута требуемая температура воздуха в помещении. Далее агрегат станет лишь поддерживать нужную температуру в дежурном режиме, причем это поддержание будет осуществляться непрерывно, не циклами, а постоянно.

Словно однажды замерив теплоемкость пространства охлаждаемого помещения, кондиционер теперь знает, какую охлаждающую мощность необходимо непрерывно подводить для поддержания заданной пользователем температуры воздуха. Потребление электрической мощности в таком режиме минимально (примерно 7% от максимума для данного кондиционера).

Как видите, функциональные различия между инверторным и неинверторным кондиционерами колоссальны. И как минимум в результате имеем: различный уровень шума, отличия в экономичности и существенную разницу в цене.

Инверторный кондиционер охлаждает равномерно

Понятно, что любой кондиционер сможет охлаждать воздух. Но инверторный работает более равномерно, поддерживает температуру постоянной, не допускает существенных скачков температуры (как это может быть с обычным агрегатом).

Экономичный режим работы инверторного кондиционера тоже, безусловно, является существенным критерием, хотя окупаемость, конечно, будет долгой. Но мы ведь приобретаем кондиционер не ради быстрой окупаемости, а ради нашего комфорта…

Выбираете кондиционер для спальни, гостиничного номера, или для комнаты где температуру необходимо поддерживать всегда постоянной — берите инверторный кондиционер. Он обеспечит минимальное энергопотребление и небольшой уровень шума. Температура воздуха будет поддерживаться с точностью в пределах 1 градуса.

Обычный же кондиционер такого не сможет, он будет работать циклами (во время сна то дует, то не дует — приятного в этом мало), да еще и с температурной дельтой более 2 градусов. Прикиньте значение двух градусов на примере температуры вашего тела: как вы будете чувствовать себя при температуре тела 36? А как при температуре 38? Вот что значит дельта в 2 градуса.

Классический кондиционер надежно и быстро выполняет свою работу

А вот если вы выбираете кондиционер для такого помещения, где температура воздуха часто по каким-нибудь причинам резко повышается, и время от времени воздух необходимо срочно охлаждать — здесь то мощный поток холода от обычного кондиционера придется как нельзя кстати.

Это может быть на кухне, где только что в духовке готовили печеную картошку, на плите — варили кашу, разогревали суп в микроволновке, тут же печется хлеб и стоит закипает электрочайник. Мощный кондиционер большой мощности просто необходим. Если поставить сюда инверторный кондиционер, да тут же его включить, — он не справится с резко изменяющейся температурой воздуха на кухне. Пока температурный режим не установится, толку будет мало.

Аналогичная проблема с инверторными кондиционерами будет наблюдаться в проходных магазинах, где регулярно ходит то больше, то меньше народу, то чаще, то реже двери открывают-закрывают и т. д. Итак, если тепловой фон часто переменчив — обычный агрегат будет более уместен чем инверторный. Для разовых охлаждений — обычный кондиционер — это именно то, что надо.

Инверторным кондиционером, в принципе, можно греться зимой

Инверторный кондиционер зимой позволит греться, даже если за окном будет -25 градусов мороза. Обычный же кондиционер этого не сможет в силу того, что некоторые его узлы просто застынут при отрицательной температуре во время простоев между рабочими циклами. Поэтому обычный кондиционер во время мороза за окном лучше даже не включать, а то может и сразу из строя выйти. Справедливости ради отметим, что и инверторный вообще-то не предназначен для отопления, лучше уж использовать электрические обогреватели, например, электрические конвекторы.

Спорные вопросы экономичности и долговечности

Взвесим теперь разговоры об экономичности инверторных кондиционеров. Конечно, в дежурном режиме работы инверторный кондиционер потребляет меньшую среднюю мощность от электрической сети. Но окупится любой кондиционер лет за 15, не меньше. И имеет ли смысл вообще вести разговоры об окупаемости кондиционера?

Главное достоинство инверторного кондиционера — наивысший температурных комфорт для обитателей жилого помещения, а не его стоимость. Хотя стоит инверторный кондиционер процентов на 40 дороже обычного собрата.

Конечно, работающий медленнее, компрессор инверторного кондиционера медленнее расходует свой жизненный (эксплуатационный) ресурс, это можно, в принципе, назвать экономичностью — дольше прослужит, не надо будет новый покупать, не придется ремонтировать. Обычный кондиционер нагружает свой компрессор куда беспощаднее инверторного.

Здесь заметим, что инверторные кондиционеры очень чувствительны к качеству питающего напряжения. Обычные кондиционеры — менее чувствительны к перепадам и скачкам напряжения в сети. Если с питанием есть проблемы — лучше выбрать обычный кондиционер.

Если в сети напряжение всегда качественное — можно ставить инверторный. Дело в том, что по статистике 1% (не так много, но все же) пользователей инверторных кондиционеров сталкиваются с проблемой повреждения, из-за некачественного питания, дорогостоящей платы внутри кондиционера. Ремонт вылетает не в одну копеечку.

Достоинство инверторного кондиционера

Итак, в общем и целом достоинство заключаются в следующем: при стабильном температурном фоне — поддерживаемая температура воздуха так же будет стабильной, что комфортно для обитателей помещения и для вещей, требующих постоянной и ровной температуры хранения (например вино в погребе).

Достоинство простого кондиционера

Он эффективен при необходимости разового охлаждения и по стоимости меньше. Да и ремонт, в случае поломки, обойдется дешевле чем инверторного собрата. Простой кондиционер почти нечувствителен к качеству питающего напряжения, свойственного розеткам в нашей стране.

Недостаток инверторных кондиционеров в пользу классических

Высокая цена качественных моделей. Если денег не хватает на инверторный кондиционер, способный обеспечить надлежащие температурные требования, то лучше приобрести качественный но классический вариант, который даст нужную температуру, хотя и будет работать циклично и со значительной температурной дельтой. Стоит классика дешевле.