Чудеса в кондиционере

За сто с лишним лет своей эволюции бытовой кондиционер обрел массу полезных функций. Об основных — охлаждении, обогреве и осушении воздуха — мы уже рассказали. Но сколько еще можно поведать о дополнительных функциях, о новых технологиях очистки воздуха, об «изюминках» самого кондиционера. Однако давайте по порядку…
Инвертор: комфорт + экономия

В кондиционерах, как, пожалуй, ни в одном другом виде бытовой техники, широко применяется инверторное управление мощностью. Слово «инвертор» постоянно мелькает в каталогах и рекламных проспектах фирм-производителей. Что же такое инвертор?

Инвертор — это электронная схема, которая преобразует переменный ток питания компрессора в постоянный, а затем снова в переменный. К чему такие преобразования? Дело в том, что до преобразования частота питающего тока была равна 50 Гц, которые поступают к нам из розетки в стене. При обратном преобразовании частота питающего тока становится переменной, что позволяет легко регулировать скорость вращения ротора компрессора, а значит, и производительность кондиционера (рис. 1).

Рис. 1. Обычная и инверторная схемы управления мощностью кондиционера

Благодаря такому способу управления мощностью кондиционеры инверторного типа, во-первых, экономичнее, а во-вторых, производят меньше шума, чем их обычные собратья. Кроме того, колебания температуры при работе инверторного кондиционера меньше, поэтому в комнате, где он работает, устанавливается более комфортный температурный режим (рис. 2).

Рис. 2. Преимущества инверторного кондиционера

Двойная спираль

Итак, да здравствует инвертор! Пусть он управляет компрессором так, чтобы ни один потраченный ватт электроэнергии не пропал зря.

А что же представляет собой сам компрессор? Каждый знает, что в домашнем холодильнике это овальная черная машина, расположенная сзади у самого пола. Компрессор кондиционера так просто не увидишь — у сплит-системы, например, он спрятан в наружном блоке, который обычно висит где-то за окном.

В отличие от холодильников, где работают поршневые компрессоры, в бытовых кондиционерах в основном применяются так называемые ротационные компрессоры, в которых сжатие газа производится вращающимся на валу ротором.

Интересной новинкой, которую в бытовых кондиционерах впервые применила японская фирма Hitachi, является спиральный компрессор или, как его еще называют, scroll-компрессор (рис. 3). Сжатие хладагента происходит в зазоре между двумя вложенными друг в друга стальными спиралями: при их вращении точка контакта все время движется от периферии к центру, вытесняя туда хладагент.

Рис. 3. Scroll-компрессор (Hitachi)

Чищу себя сам

Современный кондиционер может сам о себе позаботиться. Например, в кондиционерах Hitachi имеется функция самоочистки (рис. 4): вначале жалюзи внутреннего блока закрываются, и вода, сконденсировавшаяся на поверхностях блока, удаляется путем продувки. Затем внутренний блок медленно нагревается и высушивается. И, наконец, заключительная сушка выполняется, когда кондиционер переходит в режим вентиляции, и приточный воздух уносит из внутреннего блока все неприятные запахи. Весь процесс происходит автоматически и длится 30 минут. Благодаря такому «самообслуживанию» в кондиционере никогда не образуется плесень, а служить он будет дольше.

Рис. 4. Функция самоочистки (Hitachi): а — продувка внутреннего блока, б — нагрев, в — вентиляция блока

Функцией самоочистки оснащены и кондиционеры некоторых других марок: например, в сплит-системах Toshiba такой цикл длится всего 20 минут.

Фильтруем все!

Но все-таки главная задача кондиционера — очищать не себя самого, а воздух в комнате. С этой задачей современные кондиционеры справляются прекрасно благодаря уникальным технологиям фильтрации и очистки.

Например, в кондиционерах Hitachi реализован принцип двустороннего воздухообмена, позволяющий не только непрерывно очищать воздух в помещении, но и добавлять к нему свежий воздух, подвергая и его тщательной фильтрации. В оригинальной системе воздухообмена этих кондиционеров впервые применена встроенная система вентиляции Air Exchanger, включающая в себя отдельный вентилятор для подачи воздуха с улицы и отбора воздуха из помещения. Воздух поступает в помещение после тщательной очистки в системе фильтров (рис. 5).

Рис. 5. Система трехступенчатой очистки воздуха (Hitachi)

В кондиционере установлены три фильтра Nano Titanium — один фильтр очищает воздух, поступающий с улицы, два других отвечают за чистоту воздуха в помещении. Суперсовременная технология Nano Titanium действует на объекты размером до 5 нанометров (5 миллиардных долей метра!). Столь тонкий фильтр способен улавливать частицы и вирусы, размер которых в 10000 раз меньше человеческого волоса.

Многоступенчатая система фильтров кондиционеров Samsung представляет собой непреодолимый барьер на пути пыли, запахов и микроорганизмов (рис. 6). В кондиционерах серии Prestige эта система включает в себя антиаллергический, дезодорирующий и электростатический фильтры (рис. 7).

Рис. 6. Многоступенчатая система фильтрации (Samsung)

Рис. 7. Система очистки воздуха в кондиционерах серии Prestige (Samsung): 1 — бионайзер, 2 — вентилятор внутреннего блока, 3 — теплообменник Silver Nano, 4 — антиаллергический фильтр, 5 — дезодорирующий фильтр, 6 — электростатический фильтр Silver Nano

Особым компонентом кондиционеров этой серии является бионайзер. Это устройство служит для генерации отрицательно заряженных частиц — анионов, благотворно влияющих на организм человека. Их наличие — один из ключевых факторов, обуславливающих освежающий и бодрящий эффект свежего природного воздуха (рис. 8). Попадая в кровь, анионы стимулируют метаболизм. Кроме того, анионы воздействуют на частицы пыли, содержащиеся в воздухе, как бы «прибивая» их к полу. За секунду бионайзером генерируется 1,2 млрд. анионов.

Рис. 8. Атмосфера свежести: воздух насыщен ионами

Другое «электрическое» устройство кондиционера — электростатический фильтр. Действует он так: на фильтр подается слабый электрический ток, благодаря чему на его поверхности создается электростатическое поле. В результате мельчайшие частицы пыли удерживаются фильтром и не попадают в воздух, которым мы дышим.

Электростатический фильтр Silver Nano кондиционеров серии Prestige покрыт ионами серебра и способен уничтожить порядка 99,99% частиц пыли, вирусов и бактерий. Ионы серебра уничтожают бактерии и препятствуют их размножению.

Поверхность теплообменника кондиционеров Samsung также покрыта ионами серебра, что препятствует появлению конденсата и подавляет размножение микроорганизмов внутри кондиционера.

Компанией LG Electronics разработана уникальная система очистки воздуха Neo Plasma, оснащенная 12 ступенями различных фильтров. Проходя через каждую ступень фильтра, воздух очищается от мелких частиц пыли и бытовых грибков, запахов пищи и табака. При этом разрушаются клеточные оболочки бактерий, благодаря чему система имеет высокую стерилизационную способность.

Антибактериальный префильтр системы удаляет крупные частицы пыли, грибки и волокна ткани. Следующий за ним тройной фильтр состоит из нескольких слоев с органическими компаундными наполнителями и удаляет из воздуха различные органические составляющие, которые раздражают глаза и горло. В составе пакета имеется фильтрующий элемент для удаления формальдегида, вызывающего синдром «нового помещения». Третья составляющая фильтра позволяет удалять обычные запахи, которые, действуя коварно и незаметно, могут вызывать мигрень и хроническую усталость.

Наноструктурный угольный фильтр Nano-carbon (рис. 9) задерживает мельчайшие частицы, составляющие запахи, облагораживая атмосферу помещения. Наносферическая угольная структура фильтра состоит из угольных наночастиц (размером 200—500x10–9 м). Такой материал впервые использован в качестве материала для удаления запахов.

Рис. 9. Фильтр Nano-carbon (LG): 1 — решетка, 2 — структура из угольных наночастиц, 3 — фотокаталитическая сетка, 4 — ионизатор воздуха, 5 — крышка

Еще один барьер — биологический. С помощью энзимных микрочастиц фильтра Nano bio fusion, проникающих через клеточную оболочку бактерий и аллергенов, возможно полное разрушение ядра клеток. В то время как обычные методы только дезактивируют бактерии или разрушают их внешние клеточные оболочки, этот инновационный метод стерилизации позволяет полностью уничтожить бактерии.

Система очистки воздуха Plasma, разработанная компанией LG (рис. 10), не только удаляет микроскопические загрязняющие частицы и пыль, но также удаляет бытовых клещей, пыльцу растений, ворсинки животных, предотвращая тем самым аллергические заболевания, в частности, астму.

Рис. 10. Внутренний блок кондиционера NEO-Plasma в разрезе (LG)

Список технологий очистки воздуха в современных кондиционерах можно продолжить. Во многих моделях кондиционеров (Panasonic, Sanyo и др.) используются так называемые катехиновые фильтры, убийственно действующие на вирусы. Катехин — это природное антибактериальное вещество, которое содержится, например, в листьях чая. Интересен механизм борьбы катехина с вирусами: у этих зловредных микробов есть торчащие в стороны шипы, которыми они цепляются за клетки. Катехин покрывает собой шипы и не дает вирусу уцепиться за жертву. Обработанные катехином фильтры удерживают до 98% вирусов.

В кондиционерах Toshiba применяются био-энзимные фильтры, эффективно уничтожающие бактерии, вирусы и плесень. Энзимы — это биологически активные вещества, обладающие способностью «резать» длинные органические молекулы. Не случайно энзимы широко используются в стиральных порошках, успешно борясь с загрязнениями биологической природы. В кондиционерах энзимам также нашлась работа: здесь они «режут» поглощенные фильтром бактерии.

Другая современная технология, применяемая в современных кондиционерах (Toshiba, Daikin и др.) — это фотокаталитические цеолитные фильтры. Волокна такого фильтра содержат мельчайшие частицы оксида титана (TiO2). Это вещество под действием ультрафиолетового излучения становится сильнейшим окислителем и вступает в реакцию с попадающими на поверхность фильтра загрязнениями. В результате органические загрязнения разлагаются на углекислый газ, азот и воду. Периодическое промывание фильтра водой и воздействие прямого солнечного света полностью восстанавливают фильтр, который может эффективно служить в течение 3—5 лет.

Кислород из кондиционера

Мозг человека, занятого длительное время интенсивной учебой или работой, нуждается в больших объемах кислорода. Недостаток кислорода вызывает чувство усталости, а, по мнению ряда ученых, может даже стать причиной ракового перерождения клеток. Граница зоны безопасности по содержанию кислорода в воздухе составляет 18%. При уменьшении концентрации этого газа до 12—16% происходит учащение пульса, повышение частоты дыхания, нарушается внимание, появляются головные боли.

Проблема подачи свежего воздуха в помещение, обслуживаемое обычной сплит-системой настенного типа, уже давно будоражила умы разработчиков этих систем. Современные технологии позволили не только очистить воздух от уличной пыли и различных загрязнений, но даже увеличить содержание в воздухе кислорода. Это стало возможным благодаря применению мембранных технологий.

Принцип метода обогащения воздуха кислородом основан на различной скорости проникания газов через полимерную мембрану под действием перепада парциальных давлений в ней. Оказывается, эта скорость зависит от молекулярных свойств газа. Все газы можно условно разделить на два класса — легкопроникающие (к ним относится кислород) и труднопроникающие (например, азот). Основой генератора кислорода является полимерная мембрана, представляющая собой тонкую пленку из гомогенного слоя толщиной в несколько долей микрометра, обеспечивающего газоразделение, и технологических пористых подслоев толщиной до сотен микрометров.

Мембрана не имеет отверстий, поэтому частицы пыли, бактерии и прочие вредные компоненты не могут проникнуть в помещение (рис. 11).

Рис. 11. Действие кислородообогащающей мембраны (Panasonic)

Кислородообогащающие мембраны применяются в моделях бытовых кондиционеров ряда производителей. Так, генератор кислорода O2 Shower кондиционеров Panasonic поддерживает концентрацию кислорода в помещении на уровне не ниже 21%.

Генератор кислорода, примененный в кондиционерах LG серии Art Cool, повышает процентное содержание кислорода в атмосфере помещения до 23%, что соответствует параметрам лесного воздуха.

<