В настоящее время остро стоит проблема глобального потепления, в связи с которой приходится изыскивать средства для борьбы с температурой в офисных и производственных помещениях. Так, примером может послужить минувшее лето, температура воздуха в этот период в зной превышала показатели в 35 °С, что негативно сказывалось на трудовой активности рабочего персонала. В качестве борьбы с повышенной температурой активно используются такие простые технические средства, как вентиляторы, и сложные — кондиционеры [1, 2, 3].
Первые не дают абсолютного эффекта, поэтому более подробно остановимся на втором варианте. В зависимости от области применения и предназначения существует множество видов и моделей кондиционеров: промышленные, бытовые, автомобильные, оконные, стационарные и переносные. В последние годы большую популярность набирают сплит-системы, которые имеют более высокую продуктивность и экономичность, а также удобны в эксплуатации. В общем виде сплит-система включает в свою конструкцию внутренний и наружный блоки (рис. 1), которые образуют полностью герметичный замкнутый контур, состоящий из теплообменников, соединенных медными трубками, заполненный хладагентом. Теплообменник во внутреннем блоке называется испарителем, а в наружном — конденсатором. В качестве хладагента в кондиционерах в основном используется жидкий фреон, который обладает такими свойствами, как поглощение и выделение тепла из окружающей среды. Хладагент, перетекая по системе, переносит тепловую энергию между теплообменниками, все это происходит благодаря компрессору, находящемуся во внешнем блоке. Для эффективного теплообмена между хладагентом и воздухом в каждом из блоков установлены вентиляторы, прогоняющие воздух через теплообменники. Еще одним важным узлом прибора является дроссельное устройство, оно установлено во внутреннем блоке перед испарителем и необходимо для понижения давления фреона с целью преобразования последнего в газообразную фракцию.
Весь процесс охлаждения воздуха происходит следующим образом: компрессор, находящийся в наружном блоке, нагнетает хладагент, повышая давление в конденсаторном теплообменнике, чем вызывает переход его в жидкую фракцию, что сопровождается выделением тепла, которое отводится в воздух благодаря работе вентилятора. Охлажденный хладагент по медному трубопроводу поступает во внутренний блок, где, проходя через дроссельное устройство, закипает, переходя в газообразное состояние, поглощая тепло, сильно охлаждает испарительный теплообменник. Вентилятор внутреннего блока продувает воздух, забираемый из помещения, который, охлаждаясь, возвращается обратно. При этом на пластинах испарителя конденсируется влага, которая по пластиковой трубке отводится в канализацию или наружу. Далее хладагент возвращается по медной трубке в компрессор и цикл повторяется. Во внутреннем блоке сплит-системы производится очистка воздуха и его охлаждение (рис. 2) (а также нагревание, если это предусмотрено конструкцией). Некоторые кондиционеры могут работать в режиме подогрева воздуха в помещении, для этого в наружном блоке сплит-системы имеется четырехходовой вентиль, с помощью которого осуществляется движение фреона в обратном направлении. В таком случае конденсатор становится испарителем, а испаритель конденсатором.