Инверторный кондиционер — торговое название кондиционеров воздуха, у которых имеется возможность изменения частоты вращения двигателя компрессора (инвертор — от лат. inverto — переворачиваю, обращаю, изменяю). Блок управления в таких кондиционерах преобразует переменное напряжение питания в постоянное и затем формирует переменное напряжение с необходимой частотой. Этот процесс называется инвертированием.^[1] Такое преобразование позволяет в широких пределах регулировать скорость вращения двигателя компрессора, в том числе выше 3000 об/мин., и, следовательно, холодо- или теплопроизводительность кондиционера. Благодаря такой технологии инверторные кондиционеры более экономичны и обеспечивают более гибкое и точное поддержание температуры, чем кондиционеры с обычным компрессором. Кроме того, они позволяют работать в более широком диапазоне наружных температур.^[2]

Первый инверторный кондиционер появился в 1981 году в Японии.^[3] Сегодня инверторная технология используется практически у всех производителей климатического оборудования наравне с обычными кондиционерами.

Принцип работы

Принцип работы инверторного кондиционера состоит в том, что имеется возможность плавной (многоступенчатой) регулировки скорости вращения мотора компрессора в зависимости от тепловой нагрузки в помещении. Для более быстрого достижения заданной температуры контроллер инвертора увеличивает скорость вращения двигателя компрессора. Кондиционер начинает работать в форсированном режиме до тех пор, пока температура в помещении не достигнет заданного значения. Тогда скорость вращения двигателя снижается, но компрессор продолжает работать, поддерживая постоянную температуру с минимальными отклонениями. Таким образом, в процессе работы инверторного кондиционера нет постоянного включения/выключения компрессора.^[1] Это позволяет уменьшить энергопотребление, снизить уровень шума, более точно поддерживать установленную температуру (температурные колебания не превышают 1,0 °C), работать в более широком диапазоне наружных температур, а также продлить срок службы компрессора из-за меньшего количества пусков (запуск компрессора сопровождается повышенным износом из-за того, что масло в компрессоре стекает в картер и первые секунды он работает без смазки).

Экономия энергии инверторным кондиционером

Инверторный кондиционер имеет блок силовой электроники, который выполняет два преобразования:

• Из сетевого переменного напряжения получает постоянный ток.
• Из постоянного напряжения формирует переменный ток необходимой частоты, определяющий скорость вращения двигателя компрессора.

Как любой преобразователь, силовой инверторный блок имеет КПД меньше 100%. При равных условиях, в режиме непрерывной работы компрессора на максимальной мощности обычный кондиционер окажется более эффективным чем инверторный на величину потерь инвертора (10-15%). Работа кондиционера в непрерывном режиме на максимальной мощности указывает лишь на то, что его выбранная мощность не соответствует охлаждаемому помещению. В среднем, теплопритоки в помещение и температура уличного воздуха значительно ниже предельных. Обычный кондиционер работает в цикличном режиме, а инверторный - в режиме сниженной мощности компрессора.

Инверторный кондиционер при снижении оборотов компрессора оказывается более эффективным, так как на той же площади испарителя и конденсатора передается значительно меньше тепловой энергии, что в свою очередь уменьшает значения температурного напора и повышает эффективность. Подобный режим позволяет работать кондиционеру в более широком диапазоне температур.

Обычный не инверторный кондиционер при работе в циклическом режиме имеет переходные процессы, как термодинамические, так и элетромеханические. При включении компрессора потребляются большие стартовые токи, необходимые для разгона ротора двигателя. После старта и до получения необходимых режимов, компрессор должен перекачать до 50% всего объема фреона из зоны низкого давления в зону высокого давления. В это время кондиционер не вырабатывает холод. В результате достигнутые расчетные режимы являются максимальными и все части испытывают максимальную (не оптимальную) нагрузку: максимальные температурные напоры на конденсаторе и испарителе, максимальные скорости вращения вентиляторов, максимальные потери на прохождение фреона по магистралям, максимальная температура компрессора и компрессорного отсека. При достижении необходимой температуры компрессор отключается и давление в двух зонах - высокого и низкого давления выравниваются через дросселирующее устройство. Так как давления отличаются от расчетных, кипение фреона может происходить в любой части системы - в магистрали, капиллярной трубке, ресивере. Выработанный потенциальный холод используется не по назначению, охлаждая уличный воздух, компрессорный отсек и т.д.

Из-за отсутствия переходных процессов инверторный кондиционер экономит до 30% электроэнергии.

Преимущества

• быстрый выход на заданный температурный режим (примерно в 2 раза быстрее, чем не инверторная модель);
• возможность более точного поддержания заданной температуры за счёт плавного управления скоростью вращения двигателя компрессора;
• работа двигателей вентиляторов на очень малых оборотах при малых оборотах компрессора снижает уровень шумов как внутреннего блока (от 20 до 26 дБ), так и наружного;
• при правильном выборе мощности кондиционера, возможность экономии электроэнергии до 66 % (у некоторых моделей, обычно до 30%) по сравнению с «обычными» кондиционерами.
• отсутствие больших стартовых токов при включении компрессора снижает нагрузку на электрическую сеть.
• высокий коэффициент мощности и отсутствие реактивных составляющих потребляемого тока при работе компрессора снижает нагрев проводов силовой сети.

Недостатки

• высокая цена инверторных кондиционеров по сравнению с неинверторными аналогами;
• повышенная чувствительность к скачкам напряжения из-за более сложной электронной начинки;
• больший вес кондиционера, так как внешний блок содержит силовую электронику с массивными радиаторами;
• потеря электрической энергии на инверторном преобразователе, так как КПД любого преобразователя меньше 100%;
• электроника большинства инверторных кондиционеров не включит компрессор если температура уличного воздуха выше допустимого (обычно от -10°С до +42°С), в это время обычные сплит-системы будут работать, но далеко не все.

Примечания