Установка напольного кондиционера: устройство, выбор, правила, схемы, подключение
Установка мобильного кондиционера считается «выходом для бедняка», или по нужде. Мол, хоть и стоят эти «кондюки-чемоданы» недорого, и строительно-монтажных работ для установки не требуют, но прожорливы, а холодят плохо. А кондиционер без воздуховодов вроде бы и вовсе чистый обман потребителей; он, дескать, только создает иллюзию холода, просто увлажняя воздух за приличные деньги в уплату за электричество. Да еще и шумят и те, и другие.
Марк Твен один из своих памфлетов начал так: «Я утверждаю, и берусь доказать, что фантазии у мистера Фенимора Купера не больше, чем у быка. Но не того быка, который мычит в стаде, а того, который является устоем моста».
Цели настоящей статьи:
- Доказать, что мобильный кондиционер при несравнимо более низкой цене, простоте монтажа и пользования, может быть ничуть не менее эффективен, чем стационарная сплит-система.
- Мобильный кондиционер без воздуховода при определенных условиях может оказаться вполне хорошо холодящим при небольшом расходе электроэнергии.
- Шум от мобильного кондиционера можно снизить до уровня, неощутимого в жилом помещении днем, не прибегая к каким-либо его переделкам.
Однако не ищите в тексте опровержения основ термодинамики. Наоборот, нам придется добраться до их корней, которые, в свою очередь, уходят в самую глубь сути вещей. Настолько глубоко, что в них и поныне нередко путаются ученые, свободно рассуждающие о том, что было до начала времен и что будет по скончании времени. Сама же процедура инсталляции устройств весьма проста и без серьезных затруднений может быть выполнена самостоятельно. Но – еще раз – во всеоружии теории. Иначе очень просто напортачить.
Впрочем, путаных вычислений и мозгодробительных выкладок не будет. Тут уже уместно вспомнить Эйнштейна: «Если ученый не может объяснить пятилетнему ребенку, чем он занимается, то он или безумец, или шарлатан». Мы рассмотрим все на живых примерах и простеньких расчетах. И узнаем в итоге, как получить эффективную, простую и недорогую систему кондиционирования воздуха для дома.
Как они устроены?
Напольные кондиционеры
Мобильные кондиционеры бывают двух типов: испарительно-конденсационные с циркуляцией хладоагента по замкнутому контуру и чисто испарительные, в которых эффект охлаждения достигается испарением химически нейтрального хладоагента в свободном пространстве. Их, чтобы не путать, называют кондиционерами с фазовым переходом. Это те самые, монтаж которых производится по принципу: купил-принес-поставил-включил-холодит. Но и это путаница, т.к. и в первых тоже происходят фазовые переходы. Мы для определенности первые будем называть кондиционерами с закрытым циклом, или закрытыми, а вторые – ими же с открытым циклом, или открытыми.
Кондиционеры открытого цикла
Закрытые кондиционеры чаще выполняются консольно для свободного размещения в комнате, (тумбы) см. верхний рис. Открытые более употребительны «чемоданами», размещаемыми у стены, слева на нижнем рис. Изредка встречаются модели кассетные, встраиваемые в подвесной потолок, справа на рис. ниже, хотя они-то уж точно не мобильные. Собственно говоря, мобильность мобильных кондиционеров состоит в том, что их подключение сводится к включению в розетку безо всяких дополнительных работ. Но для кассетных «мобильных» это условие не соблюдается, поэтому мы их не рассматриваем.
Закрытые
Устройство кондиционера с закрытым циклом
Принцип работы мобильного кондиционера закрытого типа иллюстрирует хорошо известный рисунок, см. справа. Он такой же, как у стационарного сплита или бытового холодильника:
- Легкокипящий хладоагент (фреон, хладон) через узкое сопло – инжектор – под давлением поступает в испаритель.
- Хладоагент испаряется, поглощая очень много тепла.
- Вентилятор гонит при этом через радиатор испарителя воздух, который интенсивно охлаждается и выбрасывается наружу.
- Компрессор высасывает из испарителя пары хладоагента и накачивает их в конденсатор, создавая значительное давление пара.
- Второй вентилятор гонит воздух через радиатор конденсатора.
- Пары хладоагента в конденсаторе охлаждаются ниже критической температуры и сгущаются в жидкость под давлением.
- Жидкий хладоагент по трубопроводу поступает через инжектор (капилляр) в испаритель, и цикл повторяется.
В стационарных сплитах испаритель – это внутренний блок, а конденсатор – наружный. Разница на вид небольшая, но для понимания дальнейшего существенная, поэтому нам удобнее рассматривать закрытый мобильный кондиционер по упрощенной схеме согласно рис. справа:
Схема кондиционера с закрытым циклом
- Обрабатываемый воздух поступает в холодный контур через патрубок 1 (воздухозаборник), где от него отнимается тепло.
- Обработанный воздух охлажденным выбрасывается обратно в помещение через окно 4.
- Тепло, отобранное у обрабатываемого воздуха, передается в горячий контур.
- В горячем контуре это тепло передается поступающему в него по патрубку 3 (техническому воздухозаборнику) техническому воздуху.
- С техническим воздухом избыточное тепло выбрасывается наружу через патрубок 2 – выхлопное сопло.
Здесь уже видна существенная разница между стационарной сплит-системой и мобильным «кондюком» – в стационаре холодный и горячий контуры всегда разделены, и смешивание обрабатываемого воздуха с техническим исключено. В мобильном же – вполне возможно. Незнание этого обстоятельства или пренебрежение им и приводят чаще всего к снижению эффективности закрытых «мобильников». Чтобы «тумба» или «чемодан» холодили как следует и не доводили до истерики счетчик, при их установке нужно соблюдать определенные правила, до которых мы и дойдем далее.
Открытый
В открытом кондиционере насос нагнетает в микропористую пластину чистую воду. Общая поверхность пор мембраны огромна – у пластинки размером с книгу она может составлять многие квадратные метры.
Через эту же пластину вентилятор прогоняет воздух. Хотя вода вовсе не легкокипящая жидкость, но вследствие большой поверхности, которую она облипает, испаряется ее немало. А теплота испарения воды очень велика, и воздух интенсивно охлаждается.
У воды есть еще одно аномальное свойство – очень большое, для такой текучей жидкости, поверхностное натяжение. Объема же у тончайшей водяной пленки мизер; это практически чистая двумерная поверхность. Поэтому поток воздуха не сдувает воду и выходит наружу не пересыщенный влагой, а только охлажденный.
Примечание: с полвека тому назад были распространены кондиционеры открытого цикла, в которых через воду в баке продувался поток мельчайших пузырьков воздуха из специального погружного распылителя – барботера. Затем избыток влаги из охлажденного воздуха улавливался специальным многоступенчатым фильтром и поступал обратно в бак. На рынке эти устройства продержались недолго, из-за сложности, дороговизны, склонности к засорению и отвратительных санитарно-гигиенических показателей.
Подключить мобильный кондиционер с открытым циклом не сложнее, чем чайник: вилку вставляют в розетку, и все. Электричество расходуется только на подачу воды и воздуха, поэтому на первый взгляд может показаться, что эти устройства нарушают все законы природы: при потребляемой электрической мощности в 0,85 кВт тепловая будет 2,5 кВт. На самом деле чего-то из ничего не бывает, и закон сохранения энергии тут соблюдается, но с тонкостями, о которых мы еще поговорим.
Термодинамика
Инструкции по установке и чисто технических сведений, вроде приведенных выше, недостаточно, чтобы мобильные кондиционеры показали все свои достоинства, а недостатки их стушевались. Нужно очень хорошо понимать суть всего процесса охлаждения квартиры в летнюю жару. Для этого придется немного углубиться в дебри термодинамики.
Попробуем подсчитать
Чтобы лучше понять, как выжать из мобильного кондиционера все, что он может, проделаем пример расчета кондиционера, а затем привяжем его к техническим особенностям «тумбы» или «чемодана». Для начала сделаем некоторые допущения. Но не совсем уж абстрактные, наподобие: «Представим себе, что человеческое тело имеет форму шара». Наоборот, вполне житейские и всем понятные.
Итак, имеем хрущевку общей площадью 50 кв. м. на последнем этаже панельного дома. Чердака или техэтажа нет; над головой через плиту – черная битумно-рубероидная крыша такой же площади. Но стены всего дома хорошенько, миллиметров на 100, изолированы ЭППС, а пол первого этажа – 50 мм вспененным вермикулитом. В окнах – двухкамерные стеклопакеты, оклеенные термоотражающей пленкой, да еще и маркизы навешены.
В такой «термос» подавляющая часть потока тепла будет поступать через крышу от Солнца. В ясный летний полдень на квадрат в средних широтах придется около 0,8 кВт, а на квартиру – 40 кВт. Это более 20 электрокаминов, почему же мы не варимся заживо?
Во-первых, не 40 кВт, а не более 20. Нагреваемая с одной стороны поверхность излучает ИК в обе стороны, и в квартиру уйдет не более половины; это известный из физики эффект экранирования. Конвекция от крыши заберет еще 4-5 кВт, но мы ими для запаса надежности расчета пренебрежем.
Тогда, выходит, нам для комфорта нужен «кондей» на 20 кило тепловых? А поскольку 100% КПД не бывает, то где-то на 30 электрических? Не бывает такой проводки в хрущевках, даже если хозяевам деньги девать некуда. Как люди охлаждаются?
«20 кило тепловых» – абсолютно неверно. Точнее, верно, если нужно остыть до абсолютного нуля, до 0 К или до –273,16 градуса Цельсия. А нам (не будем привередливы) нужен всего-то верхний предел комфортности в +27°C при +55°C на раскаленной крыше.
В кельвинах +55°C будет 55 + 273 = 328 К. Нам же нужно 27 + 273 = 300 К. Чтобы не париться в буквальном смысле слова, нужен термоградиент (разность температур) в 28 градусов. Но это абсолютное значение; его нужно привязать к абсолютному нулю. Зачем?
Вспомним школьную физику: мощность излучения нагретого тела пропорциональна четвертой степени его температуры; с достаточной для понимания сути дела точностью хрущевку считаем абсолютно черной. Что это значит? Нас греет Солнце, но и мы-то нагреты относительно абсолютного нуля, и не слабо – до 300 кельвинов. Значит, мы тоже излучаем ИК, и для охлаждения до комфорта нужно всего лишь компенсировать разницу между ИК получаемыми и отдаваемыми.
Поделим комфорт на наружку, в кельвинах (пляшем от абсолютного нуля!): 300/328 = 0,9146. Это значение нужно возвести в четвертую степень (как излучает нагретое тело?), т.е. умножить самое на себя 4 раза: 0,9146х0,9146х0,9146х0,9146 = 0,699, что приблизительно 0,7. То есть, из получаемых от каждого квадрата нагретой крыши крыши 400 Вт (а не 800!) 70%, 280 Вт, мы тут же отпихиваем от себя обратно в просторы Вселенной, а поручить кондиционеру выкинуть еще для комфорта нужно всего по 400 – 280 = 120 Вт с каждого квадрата крыши.
Примечание: знаков после запятой при расчетах нужно брать побольше. От возведения в степень погрешность нарастает, и может получиться совсем несусветный результат. В термодинамику с кондачка не лезут.
А сколько над нами на крыше квадратов? Столько же, сколько и общих – 50. И выбросить наружу нужно 0,12 кВт/кв. м х 50 кв. м = 6 кВт. Для чего придется поставить кондиционер электрической мощностью 8-10 кВт. Похоже уже на то, что предлагают кондиционерщики? Не жулики, выходит.
Чудес не бывает
Этот пример понадобится, чтобы понять далее, как все же холодит напольный кондиционер открытого цикла.
В 50-х или в начале 60-х некий репортер, не поняв толком объяснений специалистов, написал и опубликовал статью, название которой среди технарей стало нарицательным: «Чудо в Бабьегородском переулке». Якобы на заводе холодильного оборудования создали установку с КПД в 300%.
Речь шла о тепловом насосе. Это кондиционер, перевернутый наоборот: испаритель на холодной улице, а конденсатор – в обогреваемом помещении. От холода отбираем тепло и греем им там, где и так теплее. Это возможно, потому что и та, и другая температуры много выше абсолютного нуля.
На самом деле никакого чуда нет. Даже в школьных учебниках при определении КПД оговаривают, что по мощностям его можно считать, только если мощность неизменна во времени. А вообще-то правильно КПД считается по совершенной работе А и эквивалентной ей энергии Е, для чего мгновенная мощность интегрируется по времени.
Применительно к тепловому насосу это значит, что, если мы с горячего конца будем отнимать тепла больше, чем мощность качающего хладоагент компрессора с учетом его КПД, то он быстро остынет, давление в системе упадет, в испарителе снаружи хладоагент перестанет испаряться, тот нагреется до наружной температуры, и насос перестанет качать тепло вследствие отсутствия термоградиента, хотя электричество потреблять будет исправно. Вот чего не понял автор «Чуда в Бабьегородском переулке». И не только этого.
Не все сразу
Из принципов термодинамики никак не следует, что затраченная на работу энергия должна обратно выделиться и рассеяться (диссипировать) здесь же и тут же. Наоборот, поскольку мир с мгновенным дальнодействием немыслим при любых физических законах, области поглощения и выделения энергии непременно должны быть разделены во времени и пространстве. Совсем на чуточку или настолько, что мы увидим мнимо-сверхединичный КПД, термодинамике безразлично. Всеобщий тепловой баланс по большому счету всегда рано или поздно, здесь или где-то, сойдется.
На понимании этого факта построена, в частности, такая сложная современная наука, как теория хаоса. Действительно, взмах крыла бабочки в Австралии может вызвать торнадо в Аризоне. Но это не значит, что КПД бабочки – миллионы миллионов процентов.
Изучение турбулентности от крыла самолета – одна из отправных точек в развитии теории хаоса
Торнадо – разряд энергии, поступившей в конечном итоге от Солнца и накопившейся по сложной цепи природных связей в определенном месте. Раз здесь есть избыток, то он чем-то выделяется среди прочего. Раз выделяется – это уже островок порядка среди хаоса, возникший случайно, хаотически. Раз есть какой-то порядок, то в нем может найтись (и в случае с торнадо действительно находится) некий триггерный механизм, для спуска которого достаточно легчайшего дуновения.
Хаос и порядок неразделимы, они существуют благодаря друг другу, порождают друг друга и познаются в сравнении друг с другом. Во времена Даниэля Дефо об этом еще не знали, поэтому Робинзон Крузо и не смог ответить на вопрос Пятницы: «Почему бог не убить дьявол?» Но уже Гёте образно, но метко вложил это понимание в уста Мефистофеля: «Часть вечной силы я, всегда желавшей зла, творившей же благое».
Энергия всеобщего благодетеля – Солнца – влившаяся в торнадо, от спуска триггера возвращается в хаос, порождая зло – хаос, смерть и разрушение.
Примечание: в науке стремление к хаосу и диссипации энергии называют энтропией, а обратное стремление к упорядочению и консолидации – энтальпией. Разработал эти понятия единственный американский ученый-теоретик Джозия Уиллард Гиббс. Единственный в смысле коренной американец, уроженец Штатов. Остальные собственно американские ученые – прикладники. Митчела Уилсона, впервые определенно об этом написавшего, журналюги заклевали. За ущерб престижу США.
Какое отношение сии эмпиреи имеют к «кондюкам?» Самое непосредственное. Допустим, мы исхитрились каким-то способом извлечь из воздуха тепло и связать его в какой-то, отличной от воздуха, среде. Это возможно только на время; рано или поздно тепло это выделится обратно, причем мы затратили еще и энергию на привод устройства, «загоняющего» тепло во временное хранилище.
Если обратное тепловыделение произойдет достаточно быстро и близко, скажем, в той же комнате, то мы только протратимся на энергию и увеличим за свой счет вселенский хаос. Но если мы, прежде чем энергия попрет обратно, сумеем куда-то убрать область, где она засела, то здесь и сейчас мы, затратив небольшую мощность, получим большое количество холода. Или тепла, если запустим машину наоборот. Вселенский хаос все равно увеличится, но уже далеко и невидимо для нас.
Вот этого тоже не понимал автор бабьегородского чуда. Но хорошо понимали бабьегородские инженеры, действительно создавшие тепловой насос, в котором относительно слабый мотор перекачивал большое количество тепла. Однако только при определенных условиях, которые в быту сами по себе не возникают, а искусственно создаются ценой больших сложностей и затрат. Поэтому мы до сих пор и греемся регистрами, калориферами и печками, а не бабьегородскими волшебными палочками.
Какой выбрать?
В квартиру однозначно нужен кондиционер закрытого цикла, тот самый, что с громоздкими воздуховодами. Но не потому, что он на 15-20% дешевле открытого, а потому, что установить его дома выйдет гораздо дешевле и проще, чем «истинно мобильный». Почему – разберемся далее, а пока примем как факт.
Безопасность и оформление
Мобильные кондиционеры не относятся к устройствам, способным создать повышенную опасность поражения электротоком. По степени электробезопасности – это тот же холодильник; электрочайник опаснее. Нужно только проследить, чтобы не перегрузить проводку. Но, поскольку в современных квартирах лимит энергопотребления 5-10 кВт, а «кондей» берет не более 2,5-3, то «по бумажке» никакого нарушения не будет, а сколько платить за электричество – считайте сами.
Разрешение на установку мобильного кондиционера не требуется. Отдельный автомат и контур заземления тоже не нужны. В спецификациях оговаривается наличие УЗО, но, чтобы не возиться с переделкой проводки, лучше сразу купить чипованую розетку и поставить ее взамен обычной. В такие розетки встроены электронные УЗО. По рабочему току они слабее электромеханических, но, как правило, до 4 кВт держат. Зато, в отличие от электромеханики, срабатывают мгновенно и опасность поражения током – нулевая.
Примечание: в некоторых странах уже узаконено – все квартирные розетки должны быть чиповаными.
Какая мощность?
Прежде всего вспомним написанное выше и четко себе уразумеем: выбирать нужно по ТЕПЛОВОЙ мощности. Потребляемая электрическая для кондиционера закрытого цикла будет на 15-25% выше, а для открытого – вдвое-втрое ниже. Но не соблазняйтесь, в квартиру он все равно не годится! Дочитайте до него – поймете, почему.
Тепловую же мощность выбираем исходя из условия: на 10 квадратов общих – 1 кВт. Можно и больше, какие либо узаконенные нормы отсутствуют. Указанное значение справедливо при высоте потолка 2,7 м в средней полосе при ориентации квартиры на юго-восток. Потолок в 4 м дает 10% прибавку; ее же – 10 градусов (1100 км по прямой) по широте к югу. Северо-восточная квартира отнимает 5%, и столько же прибавляет юго-западная.
Примечание: по мощности лучше немного переборщить, чем недоборщить. Все «кондюки» снабжаются автоматикой, и сколько счетчик намотает, зависит от погоды и выставленной на пульте температуры.
Инструмент и принадлежности
Чтобы мобильник холодил не хуже стационара, кое-какие строительно-монтажные работы (СМР) произвести придется. Но по сложности, трудоемкости и пыльности они несравнимы со штроблением стен под трубопроводы и долбежкой капитальных конструкций. Поэтому инструмент необходим самый обычный домашний. Мощный перфоратор, труборез, трубогиб, шабер, вальцовочный пресс и манометрическая станция с вакуумным насосом не требуются.
Санитария
И в закрытом, и в открытом «кондее» есть поддон для воды. В первом случае – для сбора конденсата, т.к. вывести дренажную трубку с уклоном вниз, как в стационаре, нет возможности. Во втором – расходная емкость, из которой помпа гонит воду в испаритель.
В обоих случаях в водяную лоханку есть доступ атмосферного воздуха, а с ним – пыли и микроорганизмов, их спор и цист. Условия для размножения – весьма благоприятные, поэтому, когда «кондей» выключится, требуя опорожнения/долива, в поддоне нередко вместо хоть и грязненькой, но влаги, обнаруживается то ли слизь, то ли жижа. Которую, милосердия ради, работникам СЭС лучше не показывать. Они тоже люди, и понимают, что там кишит.
Для поддержания должного санитарного состояния кондиционера после каждого опорожнения, или перед каждым доливом поддона, его нужно протирать ветошью, смоченной дезинфицирующим средством. В инструкции на брендовые модели оговаривается, каким. Если же поддон из нержавейки, то подойдет слабый раствор хлорки, хотя бы бельевая «Белизна». Поддон кондиционера открытого цикла после этого нужно промыть под струей воды.
Где и как ставить?
Место установки кондиционера закрытого цикла в квартире и открытого в офисе выбирается по совершенно различным критериям. Почему – наберитесь терпения и дочитайте до конца, а пока посмотрим, где и как.
Закрытый (квартирный)
Везде, где ставят стационарные сплиты, испаритель в помещении размещают под потолком. И это не случайно: холодный воздух, опускаясь вниз равномерной пеленой, равномерно же и охлаждает весь объем. Термоградиент с наружкой выходит минимально необходимый; соответственно – и количество потребляемой «кондеем» электроэнергии.
Но из мобильника, поставленного на пол, холодная струя бьет косо вверх. Вниз она растекается, уже отразившись от потолка. Поэтому при установке на полу на нем и на стенах неизбежно останутся теплые пятна, общий по площади поверхности комнаты термоградиент будет выше и, соответственно, расход электричества на ту же тепловую мощность.
Вывод – мобильный кондиционер с закрытым циклом нужно взгромоздить куда-то повыше, на полку или тумбочку, в углу. Тогда холодная струя растечется по всему потолку и вниз холодный воздух пойдет такой же пеленой, как от стационара. И с тем же эффектом.
Примечание: чем выше установлен кондиционер, тем проще упрятать с глаз долой комплектные гофры, см. далее. Хотя бы в межпотолочное пространство.
Открытый (офисный)
Кондиционер открытого цикла мы назвали офисным, забегая вперед. Здесь же нужно сказать, что его-то как раз и нужно ставить на пол поближе к центру рабочего места.
Открытый кондиционер не рассчитан на охлаждение всей комнаты. Он создает прохладную «шапку» в рабочей зоне, диаметром 3-3,5 м и высотой в полтора человеческих роста. Избыток водяных паров из этой шапки, чтобы «кондюк» «кондил», должен иметь возможность свободно улетучиваться вверх. Поэтому ставить кондиционер открытого цикла на стол не нужно.
Подключение
Закрытый
В комплект кондиционера закрытого цикла входят два гофрошланга с раструбами. Этот момент требует отдельного пояснения.
Присмотримся к новому, только что вот включенному стационару. Сначала он «молотит», или непрерывно с короткими перерывами на остывание компрессора, если там асинхронный движок, или на полной мощности, если мотор повышенной частоты с питанием от инвертора. Затем постепенно успокаивается и начинает включаться по степени прогрева помещения. Почему так?
Испаритель, по мере выстуживания, забирает в себя все более и более охлажденный воздух, т.к. в комнате осуществляется только холодный цикл, а горячий – весь снаружи. Но в мобильнике-то холодный и горячий контуры собраны в одном корпусе! Вот для их разделения и нужны толстые громоздкие гофры.
Потребители нередко пренебрегают этим обстоятельством, и просто выводят горячий гофр в окно, см. рис. ниже. И обнаруживают, что «кондюк жрет, как бешеный, а холодит, как тормоз полный». Почему? Да потому, что взамен выброшенного горячего технического воздуха в комнату все время поступает теплый наружный, и вся система никак не может войти в квазистационарный режим, как описано выше.
Неправильная установка мобильного кондиционера
Тогда «кондей» выносят на балкон, заставляя дуть прохладой в его открытую дверь, или один из гофров приспосабливают к окну подачи холодного воздуха и заводят в форточку, затыкая щели чем попало. В комнате становится прохладнее, но все равно – «жрет, как бешеный». Потому что холодный цикл разорван между двумя помещениями, на балконе забор и выброс технического воздуха частично перемешиваются, и комната никак не может остыть до оптимума. В общем, это все равно, что гонять стационар при настежь открытых окнах.
Правильная установка мобильника закрытого цикла показан на след. рис. Между прочим, в полном соответствии с рекомендациями производителей. Но для этого придется доработать оконный проем, а это значит СМР, что многим не по вкусу. Кстати говоря, если уж дорабатывать, то лучше, чтобы забор и выброс техвоздуха располагались по вертикали и подальше друг от друга, как иллюстрирует схема на рис. справа. Тогда смешивание потоков будет исключено при любых внешних условиях.
Правильная установка мобильного кондиционера (слева) и оптимальное расположение раструбов техвоздуха в оконном проеме (справа)
Доводим до ума сами
Но и здесь со временем обнаруживается неприятное обстоятельство: «кондей» кушает все охотнее, а холодит все ленивее. Ревизия системы причину обнаруживает сразу: радиатор конденсатора забился пылью. Техвоздух-то берем наружный! А радиатор, компактности ради, делают с минимальным запасом по общей его площади.
Самодельный фильтр из синтепона не решает проблемы: засоряется мгновенно, а счетчик при его наложении на место на глазах «поддает газку». Не очень много, но за месяц лишку нагорает ощутимо. И синтепон покупать нужно; после стирки он спадается в тряпку.
Выход оказался прост, но нужно выложить еще около 2 тыс. Это если внешний радиатор (см. рис.) новый. На автобарахолке б/у можно купить дешевле.
Мобильный кондиционер с дополнительным радиатором
Радиатор, как вы уже поняли, автомобильный. От любой негодящей микролитражки – «Оки», «Таврии». Со штатными патрубками на планке в оконном проеме соединяется отрезками алюмогофра того же диаметра, что и комплектный. Выходной патрубок радиатора 6 должен быть выше воздухозаборника 3, чтобы конденсат стекал в поддон кондиционера.
Вентилятор – штатный, на 12 В. Можно и бытовой купить, если в гаражном хламе валяется пробитый радиатор. Пробоины, конечно, нужно запаять. Если покупать бытовой вентилятор при отсутствии штатного, но нужно выбирать с серповидными лопастями и дисковым отношением 0,25-0,7 (см. рис. ниже); такой даст поток воздуха нужной плотности.
Примечание 7: дисковое отношение пропеллера – это отношение площади поверхности его лопастей к площади ометаемого диска.
Бытовой вентилятор к дополнительному радиатору
Мощность вентилятора – 20 Вт на 1 кВт тепловой мощности кондиционера. На обдув он работает или на вытяжку, не принципиально. Автомобильные работают на вытяжку, чтобы использовать скоростной напор. Покупной бытовой, разумеется, должен работать на обдув; на вытяжку нужна другая конфигурация и профиль лопастей.
Вот при такой доработке мобильный «кондей» по эффективности будет равен стационару той же тепловой мощности. Степень загрязнения дополнительного радиатора видна сразу; чистка – смахнул пыль кистью, да и все. Без разборки «кондюка» и даже без его выключения. За 3-5 мин. останова вентилятора ничего с ним не случится.
Поработать, конечно, придется, и докупить кое-чего. Но по сравнению с затратами на стационар, включая верхолазные СМР, это ничто. А холодить будет так же, не более чем за 15 тыс. руб., включая дополнительные затраты.
О шуме
Если покопошиться вокруг шумящего «кондея» с измерительным микрофоном и псофометром (прибором для измерения параметров звука), то обнаружится, что основные источники шума – патрубки горячего контура. Что и должно быть, ведь шумит более всего компрессор. Если же вывести их наружу, как рекомендуют производители и как описано выше, то шумит «кондей» не громче кухонной вытяжки.
Открытый
Кондиционер открытого цикла выше недаром назван офисным. Именно в офисах уже созданы условия, при которых он будет действительно холодить, хорошо и очень дешево. Как же это он может?
Теплота испарения воды – 2256 кДж/кг. Это очень много, и совсем небольшое по объему испарение воды может охладить огромный объем воздуха; его теплоемкость – 0,8382 кДж/(кг*К). Т.е. 1 грамм испарившейся воды охладит на один градус более чем 2,5 л воздуха, и его относительная влажность при этом останется еще в оптимальных с точки зрения медицины пределах. Почему же тогда о закрытых кондиционерах пишут под слоганом: «Не дайте себя обмануть?»
Дело в том, что, если влажность здесь же, в помещении, достигнет порога конденсации (точки росы), то теплота испарения выделится обратно, а относительная влажность скакнет до опасного для здоровья предела. Если просто поставить открытый «кондей» в комнате, она быстро превратится в потно-липкую парилку, а счетчик будет мотать и мотать. Но почему – офис?
Вспомним скучный раздел о термодинамике. А что, если области испарения воды и выпадения конденсата разделить? Выгнать куда-то отработанный, уже охладивший воздух, водяной пар, и пусть там себе конденсируется, а нам комфортно будет?
В квартире так не получится. Открыть окно – естественного притока воздуха не хватит, из «кондея» дует сильнее. Поставить в окно вентилятор – он с улицы натянет воздух, в котором уже есть своя влага. В жару снаружи даже при невысокой относительной влажности по весу водяного пара в ней будет много. И, чуть остыв от «кондея», он тут же выпадет в конденсат. Вспомним на этот раз географию: ледники в южных горах, питающие живительной влагой предгорные оазисы, образуются при охлаждении палящего воздуха пустынь.
Но в офисе – другое дело. Там почти везде есть приточно-вытяжная вентиляция, ПВВ. Она рассчитывается на два воздухообмена в час, т.е. ее постоянная времени – полчаса. «Кондей» же влажность до точки росы нагоняет со скоростью 6 мин*куб. м. Даже в клетушке на 10 кубов (это 4 квадрата площади, 2х2 м, при высоте потолка 2,5 м) получается двойной запас по времени.
То есть, ПВВ быстренько вытянет отработанный водяной пар в венткамеру, и там конденсат выпадет в штатный сборник, вернув поглощенное в комнате тепло. И закон сохранения энергии не нарушен, и сотрудникам хорошо.
А фирме?
Чтобы понять, насколько превратно общепринятое представление о кондиционерах открытого цикла, прикинем, что их применение даст организации. Допустим, есть комната в 30 кв. м, в которой работают 6 сотрудников. Тогда, исходя из приведенных выше данных, нужно покупать по одному «кондею» на двоих. Это, если брать «не Китай», где-то 60 тыс. Электричества им нужно будет, при 12-часовом рабочем дне (допустим, на фирме форс-мажор) примерно 60 кВт/ч в рабочий день.
Затраты вполне подъемные даже для небольшого предприятия, и они быстро вернутся сохранением полной работоспособности персонала, отсутствием больничных из-за жары и отпусков за свой счет. Нельзя и упускать из виду моральный фактор: улучшение взаимоотношений в коллективе и подъем реноме руководства. Зримая забота о персонале – вот она, на виду, и приятно холодит в удушающую жару. На работу – как на праздник.
Есть и еще один плюс: посетители и проветривание. Кондиционер открытого цикла не охлаждает все помещение. Он держит прохладные «шапки» над рабочими местами. Открывающиеся двери и окна только способствуют оттоку отработанных паров, уменьшая нагрузку на ПВВ и энергопотребление самих кондиционеров.
Примечание: в квартире с ПВВ открытый мобильник будет так же хорош, как в офисе. Но квартир таких раз-два, и обчелся, а устраивать самому ПВВ обойдется дороже, сложнее и разгромнее, чем поставить стационарный сплит.
Об «аккумуляторах холода»
«Альтернативные» производители кондиционеров открытого цикла в термодинамике, похоже, разбираются не шибко. Они, якобы для повышения эффективности своих изделий, предлагают за дополнительную оплату «аккумуляторы холода» – пластиковые емкости, в которые нужно налить воду, заморозить, а затем поместить в расходный бак воды.
Совершенно абсурдное предложение, даже если доброхот-сосед с радостью согласится морозить в своем холодильнике и за свой счет. Во-первых, скрытая теплота плавления льда составляет 334,4 кДж/кг. Сравните с теплотой испарения воды. Сколько тут сэкономится? Но и до этого дело не дойдет. Кусок льда в 1-2 куб. дм даже на бархане в Каракумах в августовский полдень мгновенно не растает. В итоге накопленный в нем холод просто диссипирует, ничуть не успев помочь кондиционеру.
Об эффекте Пельтье
Эффект Пельтье – полупроводниковый аналог термоэлектрического эффекта Зеемана для металлов. Если два p-n перехода соединить встречно и пропустить по цепи ток, то один из них будет нагреваться, а другой охлаждаться. На эффекте Пельтье работают известный бытовой холодильник «Морозко» и некоторые типы автомобильных.
Так не попытаться ли своими руками соорудить из них кондиционер? Ни хладоагента не нужно, ни герметизации. А протянуть сквозь раму окна провода – детская забава.
К сожалению, не получится. При слишком большом токе в цепи полупроводниковые «пироги» очень быстро деградируют; попросту говоря – выгорают. «Морозко» – самый мощный из имеющихся в широкой продаже холодильников такого типа. Но самый слабый из бытовых. А для кондиционера нужна тепловая мощность раз в 10-20 больше.
Примечание: то же относится к самодельным кондиционерам открытого цикла. Их сердце – микропористая пластина – продукт высоких и нанотехнологий. Изготовить ее замену самостоятельно невозможно, иначе давно бы уже делали. Принцип-то известен более 100 лет.
Примечание к примечанию: не покупайте кондиционеры открытого цикла дешевых альтернативных производителей. Пластины-испарители они делают из отходов настоящих, которые покупают по дешевке. Отсюда – низкая эффективность и недолговечность. Вот тут как раз не дайте себя обмануть.
Вывод
Мобильный кондиционер подчиняется тем же законам природы, что и любой другой. Зная их, можно получить отличную альтернативу стационарному кондиционеру, и в 3-5, а то и в 10 раз дешевле. Для этого придется вложить еще немного денег и труда, но много меньше, чем на приобретение и монтаж стационарной сплит-системы.
Видео: пример общепринятой установки мобильного кондиционера
***
© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру
cope itemtype=»https://schema.org/Article» data-nonce=»e1e1f322a9″>
(2 оценок, среднее: 3,00 из 5)
cope itemtype=»https://schema.org/Organization»>
Загрузка…
Также рекомендуем:
Пост опубликован: 28.11.2024