Как работает оконный кондиционер

Обновлено: 13.05.2024

Самым недорогим климатическим устройством является кондиционер моноблок оконный. Уже почти 90 лет он занимает определенную нишу в сфере бытового охлаждающего оборудования. Несмотря на широкое распространение сплит-систем, оконный моноблок пользуется спросом благодаря соотношению цена-качество, долгому сроку службы, несложному техническому обслуживанию.

Особенности

Оконный моноблок представляет собой охлаждающее устройство, организованное единым корпусом. Как правило устанавливается в проем окна, форточку, гораздо реже – в стену, ширина которой составляет не более 30 см.

Впервые появился в 1929 году (General Electric), пользовался большим потребительским спросом. С тех пор его популярность заметно снизилась, особенно после выпуска японской бытовой сплит-системы в 1981 году. Тем не менее, спрос на оконники еще есть. Главные факторы, определяющие востребованность:

приемлемая цена (ниже стоимости сплит-системы на 30-40%);
простая установка, которую можно сделать самостоятельно;
несложное техобслуживание.

Производительная мощность данных устройств составляет 1-8 кВт. Более современные модели отличаются выгодными особенностями:

установленный режим вентилирования;
возможность работать на обогрев благодаря реверсивной опции компрессора (при температуре наружного воздуха -3⁰ С), у некоторых моделей установлен электротен;
жидкокристаллический, сенсорный дисплей;
пульт дистанционного управления;
воздухонаправляющие жалюзи регулируются горизонтально, вертикально;
регулировка уровня влажности;
охлаждение помещений площадью до 60 м².

Производители данных моноблочных климат-устройств: General Climate, Toshiba, GREE, Samsung, LG, Midea, Timberk, Vertex и др.

Устройство

Конструктивно оконный моноблок устроен также, как другие монокорпусные кондиционеры:

компрессор, благодаря которому происходит движение фреона по контуру;
дроссель, снижает давление хладагента перед попаданием его в испаритель;
испаритель, забирающий холод у фреона;
конденсатор, забирающий тепло;
медный замкнутый контур, по которому циркулирует охлаждающее вещество;
вентиляторы, способствующие движению воздухопотока внутри и снаружи помещения;
дренажная емкость;
воздушные фильтры грубой очистки, антибактериальные фильтры;
автоматический блок управления.

Размещение в общем корпусе компрессора и испарителя повышает уровень рабочего шума (до 50 дБ). Чтобы снизить показатель, производители устанавливают частичную шумоизоляцию компрессора. Также на уровень шума влияет конструкция лопастей вентилятора. В современных моделях чаще монтируются механизмы с аэродинамической конструкцией лопастей, что снижает уровень шума.

Оконный моноблок разделен на два отсека:

первый, расположен внутри комнаты, вмещает испаритель, вентилятор, воздушные фильтры;
второй – внешний, с компрессором, конденсатором, вентилятором.

Отсеки разделены сплошной перегородкой. В моделях с опцией вентилирования в перегородке есть отверстие для поступления уличного воздухопотока.

Данные кондиционеры способны работать в режимах охлаждения, обогрева, вентилирования.

Фреоновый контур замкнутый, заправляется охлаждающим веществом еще на производстве. Это обуславливает надежность работы, долгий срок службы без дозаправки.

Принцип работы

Оконный моноблок работает по такому же принципу, как и все кондиционеры, оснащенные фреоновым контуром:

охлаждающее вещество циркулирует по медному контуру между испарителем и конденсатором, попеременно меняя свое состояние;
конденсатор преобразовывает фреон в жидкое состояние, после чего тот попадает в двигатель;
компрессор обеспечивает постоянное циркулирование хладагента, дополнительно сжимая вещество, поставляя его к дросселю;
дросселирующее устройство повышает давление жидкого фреона, который циркулирует далее, к испарителю;
в испарителе под воздействием комнатной температуры, высокого давления охлаждающая жидкость закипает, переходит в состояние пара. При этом происходит передача холода теплообменнику;
вентилятор, обращенный внутрь помещения, прогоняет воздухопоток через испаритель, тем самым охлаждая его;
фреон продвигается дальше по контуру к конденсатору, внутри которого на него воздействуют наружный воздух, более низкое атмосферное давление. Благодаря этому хладагент остывает, отдавая тепло второму теплообменнику;
вентилятор, расположенный рядом, кроме нагнетания воздуха, забирает скопившийся конденсат лопастями, распределяя его на теплообменник и помогая фреону охладиться быстрее. Круг повторяется снова.

В режиме вытяжной вентиляции кондиционеры могут работать, не подключаясь к электрической сети. Для этого достаточно открыть заслонку лицевой панели оборудования. Воздух будет проходить через специальное вентиляционное отверстие.

Режим вентилирования предполагает работу вентилятора внутреннего отсека без нагревания или охлаждения. Комнатный воздух подвергается рециркуляции для предотвращения застаивания.

Опция регулирования влажностного показателя позволяет установить параметры в пределах 35-55%. Некоторые модели осушают воздух, работая на охлаждение. Это необходимо учитывать при выборе кондиционера.

Как выбрать оконный моноблок

При выборе, какой кондиционер купить, необходимо учитывать следующие факторы:

Место, где будет располагаться оконный моноблок. Установка внутри форточного проема предполагает приобретение модели с пультом дистанционного управления для удобного переключения функций, регулирования работы устройства. Монтаж в нижней части окна не доставит неудобств в использовании, переключении режимов.
Уровень рабочего шума. Несмотря на то, что все оконники издают большее количество шума по сравнению со сплит-системами, более дорогие модели оснащаются качественной шумоизоляцией, аэродинамические показателя вентиляторных механизмов у них также выше. Это снижает общий шумовой уровень, что необходимо учитывать при покупке климатического оборудования. Лучше всего протестировать кондиционер в магазине.
Объем помещения, для которого приобретается устройство, не должен превышать его производительную мощность. Иначе охлаждение внутри комнаты будет неэффективным. Следует выбирать климат-установку с мощностью, соответствующей пространственному объему.

Расположение, регулировка жалюзи. Бюджетные модели оснащены жалюзи, расположенными только в одном направлении — вертикальном или горизонтальном. Регулировка их производится вручную. Дорогие варианты предполагают регулировку по двум направлениям, позволяющим подавать воздух в разные стороны комнаты.
Наличие металлического каркаса, необходимого для установки кондиционера. Им комплектуются далеко не все модификации оконников, но его наличие значительно облегчит процесс монтажа системы.
Способ управления. Недорогие простые модели регулируются электромеханическим способом, дисплей отсутствует. Дорогие устройства данного сегмента оборудуются дисплеем, на который выводится необходимая информация, нажимными или сенсорными кнопками, пультом дистанционного управления.

Что нужно учесть при установке

Оконный моноблок прост в установке, не требует наличия специфических инструментов. Монтируется внутри деревянной рамы окна, неширокой стены. Установить в пластиковом окне без предварительно организованного проема проблематично. Что необходимо учитывать перед проведением монтажа:

внешние габариты оборудования должны быть меньше проема форточки, окна;
желательно исключить ту сторону здания, которая попадает под прямые солнечные лучи. Если по-другому не получается, рекомендуется установить навесной козырек, который защитит не только от солнца, но и от грязи, снега, дождя;
внешние вентиляционные отверстия в корпусе не должны закрываться, а быть доступны постоянному проветриванию уличным воздухом;
минимальное расстояние до потолка 20 см, до пола 80 см, максимальное расстояние до пола 150 см;
нельзя полностью устанавливать в защитный корпус, внутри стены, блок должен проветриваться;
с внешней стороны здания блок должен выступать на 30 см;

устанавливается немного под наклоном к внешней стороне, чтобы конденсат стекал в дренажную емкость. Перепад должен составлять 3 см;
качественное закрепление блока позволит предотвратить появление дополнительного шума от вибраций во время работы;
качественная герметизация зазоров между блоком и проемом окна снизит количество холодного воздуха, поступающего зимой через устройство;
лучше всего для блока предусмотреть отдельный электрический кабель с отдельным автоматом в щитке.

Как установить оконный моноблок

Инструкция по установке (деревянная рама):

Подготовить деревянной рамы для монтажа. Отмеряются необходимые габариты оборудования, металлического каркаса.
Вынуть стекло.
Сделать деревянную перемычку внутри рамы по заранее определенным параметрам.
Если получившийся проем больше размеров блока, оставшееся пространство необходимо закрыть пластиком, любым другим подходящим материалом. Стыки должны быть максимально герметичны.
Закрепить металлический каркас с учетом уклона в сторону улицы.
Установить блок, надежно его закрепив.
Сделать остекление оставшейся части проема окна, предварительно обрезав стекло по необходимым размерам.
При необходимости подключить дренажный шланг.
Подключить к электрической сети.
Произвести пробный запуск.

Преимущества и недостатки

Оконный моноблок обладает рядом преимуществ и недостатков. При определенных условиях данное устройство может стать единственно оптимальным вариантом охлаждающей климатической техники.

Преимущества:

Приемлемая стоимость по сравнению с другим климатическим оборудованием.
Долгий срок службы без дозаправки фреоном.
Простой монтаж, который можно произвести самостоятельно.
Несложная конструкция прибора.
Наличие автоматического блока управления.
Наличие дистанционного пульта управления.
Присутствие у некоторых кондиционеров опции вентилирования.
У более дорогих моделей производительная мощность доходит до 8 кВт.
Наличие опции реверсивной работы компрессора для обогрева воздуха, что актуально в межсезонье.

Недостатки:

Необходимо заранее предусмотреть в окне проем для установки.
Высокий уровень шума за счет наличия внутри блока компрессора.
Уменьшение поступающего солнечного света.
В зимнее время года холодный воздухопоток поступает с улицы внутрь помещения.

Данный кондиционер может стать альтернативой, когда по определенным причинам невозможно установить другие охлаждающие устройства. Имеет свои преимущества и недостатки. Но в целом является одним из вариантов замены традиционной сплит-системы.

Оконный кондиционер это моноблочный агрегат, выполняющий функцию охлаждения и фильтрации воздуха внутри кондиционируемого помещения. Принцип работы оконного кондиционера основан на переносе тепловой энергии из охлаждаемого кондиционируемого воздуха в воздух, находящийся снаружи здания, или другими словами на переносе холода из наружного воздуха в воздух, находящийся в кондиционируемом помещении. При этом, оконный кондиционер охлаждает воздух внутри помещения и нагревает воздух снаружи здания.

Принцип работы оконного кондиционера

Под передачей тепловой энергии не подразумевается непосредственная передача температуры, подобно тому, как это происходит в теплообменных агрегатах. Функцию передачи тепловой энергии выполняет термодинамический процесс, протекающий внутри холодильного контура (Подробно принцип работы холодильного контура описан в разделе: как работает холодильный контур оконного кондиционера). На рисунке №1 показана упрощенная схема работы оконного кондиционера. Как видно из рисунка №1, воздух, находящийся снаружи здания охлаждает теплообменник конденсатора оконного кондиционера. Рабочим веществом для переноса тепловой энергии является хладагент. Таким образом тепло-содержание хладагента, протекающего внутри теплообменника конденсатора уменьшается. Обратный процесс происходит в теплообменнике испарителя. Хладагент с низким теплосодержанием охлаждает теплообменную поверхность испарителя, который, в свою очередь охлаждает кондиционируемый воздух внутри помещения. Уменьшение и увеличение теплосодержание хладагента связано с двумя процессами (Испарения и конденсации), которые протекают в теплообменниках испарителя и конденсатора.

Рисунок№1 Схема работы оконного кондиционера

Функциональные элементы оконного кондиционера

На рисунке №2 показана конструкция и размещение функциональных элементов оконного кондиционера. Основными функциональными элементами оконного кондиционера являются:

Холодильный контур – предназначен для охлаждения воздуха внутри кондиционируемого помещения. Холодильный контур включает компрессор, два теплообменника: испаритель и конденсатор, расширительное устройство – капилярная трубка.
Осевой вентилятор конденсатора предназначены для организации циркуляции наружного воздуха через телообменник конденсатора.
Внутренний центробежный вентилятор предназначен для организации циркуляции, а также подачи кондиционируемого воздуха в помещения через теплообменник испарителя оконного кондиционера.
Панель управления включает термостат, и поворотные механизмы управления. Панель управления предназначена для управления работой функциональных компонентов оконного кондиционера

Функциональные элементы оконных кондиционеров

Как работает холодильный контур оконного кондиционера

На рисунке №3 представлена упращенная схема холодильного контура оконного кондиционера

Как работает холодильный контур оконного кондиционера продолжение

Как было сказано ранее, холодильный контур предназначен для охлаждения рециркуляционного воздуха кондиционируемого помещения. (Под рециркуляционным воздухом подразумевается воздух, забираемый из помещения, и подаваемый обратно в помещение.
Рабочим телом при перемещении тепловой энергии служит хладагент – фреон. В оконных кондиционерах могут использоваться хладагенты R-22, R-407C, R-410a. Известно, что при испарении, то-есть при переходе из жидкого в газообразное состояние хладагент (Как и любое другое вещество) охлаждает поверхность, с которой соприкасается, или другими словами поглощает его тепловую энергию. При конденсации хладагент нагревает поверхность, с которой соприкасается, то-есть отдает тепловую энергию.
Испарение хладагента происходит внутри теплообменника испарителя, через который пропускается кондиционируемый воздух. Таким образом кондиционируемый воздух охлаждается. Конденсация хладагента происходит внутри теплообменника конденсатора, через который пропускается наружный воздух из улицы. Таким образом наружный воздух нагревается. Испарение и конденсация хладагента происходят благодаря созданным в теплообменниках термодинамическим условиям.
Почему хладагент кипит и конденсируется?
Конденсация (Переход из газообразного состояние в жидкое) горячего хладагента в газообразном состоянии происходит при высоком давлении (Которое соответствует давлению конденсации), а также при снижении его температуры ниже значения температуры насыщенных паров, то-есть ниже значения температуры конденсации.
Испарение (Переход из жидкого состояния в газообразное) холодного хладагента в жидком состоянии происходит при определенном давлении (Которое соответствует давлению испарения), та также при повышении его температуры выше значения температуры насыщенных паров, то-есть выше значения температуры испарения.
Основным устройством холодильного контура является расширительное устройство – капилярная трубка. Капилярная трубка имеет малое пропускное сечение по отношению к другим элементам холодильного контура подобно горлышку от бутылки. Компрессор создает до капилярной трубки (В зоне конденсации, включающей теплообменник конденсатора) высокое давление, а после капилярной трубки (В зоне испарения, включающей испаритель) низкое давление.
Осевой вентилятор, организуя циркуляцию наружного воздуха, через теплообменник конденсатора охлаждает последний. При охлаждении, фреон, находящийся в теплообменнике конденсатора под высоким давлением начинает конденсироваться (Переходит из газообразного состояния в жидкое), отдавая тепло воздуху с наружи здания. Далее фреон поступает из теплообменника конденсатора, по фреонопроводу в капилярную трубку и далее в зону низкого давления. После капилярной трубки, в зоне низкого давления происходит резкое падение давления, а следовательно и температуры фреона. Температура фреона, поступающего в теплообменник испарителя ниже его температуры кипения. (В зависимости от марки, используемого в оконном кондиционере хладагента, его температура на входе испарителя может различаться. В любом случае температура хладагента ниже температуры кипения.) Центробежный вентилятор, создавая циркуляцию кондиционируемого воздуха, через теплообменник испарителя нагревает последний. Попадая в теплообменник испарителя, фреон, нагреваемый кондиционируемым воздухом начинает кипеть и испаряться (Переходя из жидкого состояния в газообразное). При этом фреон поглощает тепловую энергию приточного воздуха, охлаждая его. Далее фреон попадает в компрессор и процесс повторяется.

Городской человек привык жить в комфортных условиях. Но о каком комфорте может идти речь, если в квартире душно? Особенно на кухне, где на полную мощность работают холодильник, плита и микроволновая печь. Готовить в таких условиях — сплошное мучение. Пот льет в три ручья. Требуется кондиционер.

Так как же поступить? Очень просто! Достаточно установить на кухне оконный кондиционер! Это компактное устройство быстро создает прохладу, энергии потребляет немного, шумит не громче микроволновки, да и стоит дешевле сплит-системы, Фильтры, установленные в оконном кондиционере, легко купить и не сложно поменять. В общем, для кухни самое то.

Оба блока оконного кондиционера собраны в едином корпусе, что накладывает определенные требования к его установке. Внутренний охлаждающий блок (1/3 оконного кондиционера) должен располагаться в помещении, а внешний тепловыводящий (оставшиеся 2/3 ) на улице.

И охлаждающий, и тепловыводящий блоки оконного кондиционера собраны в одном корпусе

Установить такой агрегат в окне легче, если изменить форму деревянной рамы. В этом вам поможет плотник. А вот монтаж оконного кондиционера в пластиковые стеклопакеты вызовет определенные трудности. Потратиться придётся весьма существенно: дешевле установить сплит-систему.

Изменение формы рамы не единственная трудность с которой придется столкнуться. Придется что-то делать с металлическими решетками на окнах, если они есть. Скорее всего, придется их снимать и заказывать новые. Вместе с решетками закажите и новые жалюзи: благодаря выпирающему из окна кондиционеру, старые будут закрываться лишь наполовину.

С местом установки более-менее все понятно, но проблемы монтажа этим не ограничиваются. Особо мощные модели требуют отдельной розетки для подключения. Придется вызвать электрика, который подведёт кабель электропитания к отдельному автомату и позаботится о заземлении.

Установка, выполненная магазином, дает гарантию на исправную работу аппарата. В случае поломки не придется доказывать, что всему виной непрофессиональный монтаж. Учтите только, что летом не только вы планируете установить кондиционер. Из желающих выстраиваются очереди, так что лучше позаботиться об установке весной, чтобы не остаться без прохлады летом.

Впрочем, мы немного забежали вперед. Ведь перед тем, как заказывать установку оконного кондиционера в магазине, надо правильно его подобрать. А для этого нужно учесть три главных критерия.

Критерий 1. Мощность оконного кондиционера

Оконные кондиционеры хоть малы, да удалы. Машинки обладают достаточно большой охлаждающей мощностью от 1,5 до 8 кВт. Сколько киловатт из этого диапазона потребуется для охлаждения кухни можно легко определить, зная её площадь. Подсчитано: 1 кВт мощности требуется для эффективного охлаждения 10 м 2 . Если на кухне много приборов, выделяющих тепло, и они постоянно включены, то охлаждающую мощность следует подбирать из расчета 1,5 кВт на 10 м 2 . Помните: если кондиционер подобран неправильно, его работа может отрицательно сказаться на здоровье находящихся рядом людей. Слишком мощный агрегат вызывает переохлаждение и простудные заболевания. От кондиционера же с низкой мощностью не будет никакой пользы: он просто не сможет эффективно охладить вашу кухню.

Критерий 2. Кондиционер не должен быть очень шумным

Идеальным звуком для человеческого уха является тишина. Но кондиционер звуки все-таки издает. Причем, чем мощнее прибор, тем он громче

Оконный кондиционер Samsung AW05N0A идеален для кухни: охлаждающая мощность 1,52 кВт, уровень шума 46 дБ, цена 4000 рублей

Критерий 3. Кондиционер должен уметь очищать воздух

Хороший оконный кондиционер на кухне должен не только работать без шума, но и бороться с пылью, запахами и вредными бактериями. Для этого его укомплектовывают специальными фильтрами. С частицами пыли борется электростатический фильтр. А запахи, в том числе гари и табачного дыма, устраняет угольный фильтр. Катехиновый же фильтр выполняет самую сложную и незаметную для человеческого глаза задачу борется с вредными микроорганизмами.

На кухне фильтры быстро засоряются, и их нужно часто мыть или менять. Оконный кондиционер должен конструктивно допускать такую замену фильтров. Воздушные фильтры многоразового использования. Их необходимо мыть в тёплой воде раз в две-три недели. Угольные и катехиновые фильтры одноразовые, поэтому после 5-6 месяцев службы прибора можно смело идти в магазин за новыми. Долго искать фильтры не придётся, приобрести их можно в любом магазине, занимающемся продажей кондиционеров. Цена колеблется от 20 до 40 у. е., в зависимости от фирмы-производителя.

Оконные кондиционеры выпускают и индустриальные гиганты. На фото модель оконного кондиционера от General Electric

Очевидно, что без пульта дистанционного управления и автоматического перезапуска использование кондиционера будет менее комфортным. А вот без дисплея или таймера и автоматической регулировки жалюзи можно легко обойтись

Кондиционирование

Оконный кондиционер несмотря на некоторую шумность и моральное устаревание, до сих пор является очень популярным климатическим прибором в нашей стране, и не только. В США они прочно заняли нишу бытовой климатической техники, и по сей день выигрывают соперничество с бытовыми сплит-системами, разработанными в Японии.

Конструктивные особенности и отличие от обычных сплит систем

Мощность кондиционера варьируется от 1 до 8 кВт, и этого достаточно для поддержания комфортной температуры воздуха в большой комнате. Эти устройства довольно неприхотливы, дешевы и им легко делать сервисное обслуживание.

Принцип работы и сфера применения

Принцип работы кондиционеров оконного типа ничем не отличается от моноблочных мобильных кондиционеров.

С помощью компрессора он дополнительно сжимается и подается в дросселирующее устройство для поднятия давления.
В условиях комнатной температуры и высокого давления хладоген поступает в испаритель, где закипает и превращается в газ, при этом выделяется холод.
Этот холод и забирает воздушный поток, который создается одним из вентиляторов.
Газообразный фреон проходит через фильтрующий элемент и поступает в конденсатор, где опять при уличной температуре и атмосферном давлении превращается в жидкость. Двигаясь по замкнутому циклу, фреон забирает тепло и отдает холод воздушным потокам, создавая комфорт в помещении.

Кроме охлаждения помещения в жаркий летний день, этот агрегат конструктивно уменьшает влажность в помещении. В некоторых случаях это может быть полезно, а для комнат с сухим воздухом стоит подумать и об обустройстве ее увлажнителем.
Как и большинство сплит-систем, современные оконные кондиционеры могут не только охлаждать, но и нагревать воздух. Они называются оконными моноблочными кондиционерами с функцией реверсированием цикла. Это очень полезная функция в межсезонье, когда центральное отопление квартиры еще не работает.
Этот тип климатической техники оснащается воздушным фильтром, который предназначен для очистки воздушного потока от механических включений, пыль, пух, шерсть животных, волосы и т.д.

Монтаж — это легко и просто

Изначально в оконном проеме вырезается место для установки. После чего, в подготовленное пространство устанавливается корпус, а уж после того, как корпус установлен и зафиксирован, в него монтируется и сам кондиционер. Пространство между оконным проемом и корпусом прибора тщательно запенивается.

Такую климатическую технику, при неподходящем размере оконных проемов, можно монтировать и в нетолстой стене. Если толщина стены не более 30 см, то можно в ней сделать проем, по размерам кондиционера, и установить прибор. Так поступают многие владельцы небольших торговых павильонов.

Вопреки распространенному мнению, что эта климатическая система устарела и полностью себя изжила, и что она состоит из одних недостатков, а достоинством является только выделяемый ей холодный воздух – в корне неправильна. Плюсов в их использовании не меньше чем недостатков. Начнем с достоинств.

Эти устройства довольно мощные, бытовые оконники имеют мощность до 8 кВт, что не меньше чем у солидной бытовой сплит-системы.
Оконные моноблоки приблизительно на 30-40% дешевле, чем аналогичная сплит-система.
Они легко обслуживаются, исходя из этого и цена на сервис несколько ниже, чем на другие виды кондиционеров.
Такая климатическая техника довольно просто устанавливается и практически не занимает в квартире места.
Эти моноблоки не имеют соединений во фреоновой магистрали, поэтому в таких агрегатах практически отсутствует утечка.
Срок службы и КПД значительно выше, чем у сплит-систем.
Еще одно несомненное достоинство – это приток действительно свежего воздуха. Такая функция есть только у дорогих сплит-систем.

Совет:
Оконные кондиционеры отличаются хорошей ремонтопригодностью. Этот факт можно отнести к несомненным плюсам.

Читайте также: