Двухтрубная система кондиционеров: как сохранить все режимы, чтобы блоки не мешали друг другу

Как устроена двухтрубная система

Во многих квартирах и домах стоит не набор отдельных сплит-систем, а одна общая система: один наружный блок и несколько внутренних, по одному на комнату. Так устроены мульти-сплит и VRV-системы.

В двухтрубной системе наружный блок соединён с внутренними двумя фреоновыми трубами и в каждый момент работает только в одном направлении: либо охлаждает, либо греет. Значит, и все внутренние блоки работают в одном направлении.

Это не настройка и не ошибка монтажа — так устроена сама система. Греть одни комнаты и одновременно охлаждать другие умеют только системы с рекуперацией тепла, и они заметно дороже.

Кто выбирает: греть или охлаждать

Раз направление одно на всех, кто-то должен его выбирать. Для этого один внутренний блок назначают ведущим. Его режим определяет, что разрешено остальным, ведомым:

Например, пока ведущий охлаждает, ведомый может охлаждать, вентилировать или осушать, а греть не может. Если выбрать на его пульте нагрев, режимы не совпадут, и блок просто не будет работать.

В чём проблема

Разные комнаты почти никогда не хотят одного и того же. Представьте: днём гостиная с большими окнами нагрелась до 26 °C, а спальня на теневой стороне остыла до 19 °C при уставке 22 °C. Ведущий стоит в гостиной и включает охлаждение. С этого момента спальню кондиционером не согреть.

Обычно эту ситуацию решают одним из двух способов — и оба работают плохо:

• Пульт в каждой комнате. Каждый жилец выбирает режим сам. Кто включил кондиционер первым, тот и задал направление, а блоки с несовместимым режимом стоят. Со стороны кажется, что кондиционер сломан.
• Автоматика копирует режим ведущего на все блоки. Конфликтов больше нет, но теперь кондиционер в спальне послушно охлаждает комнату, в которой и так 19 °C.

В обоих случаях жильцы теряют то, за что заплатили: в одной комнате нет тепла, в другой кондиционер работает против них. Причина одна — каждая комната получает чужое решение вместо своего.

Решение: три правила

Физику системы не изменить: направление одно на всех. Но внутри этого ограничения каждая комната может получить свою температуру, если разделить задачу на три правила — каждое отвечает за свою часть.

Правило 1. Ведущий выбирает направление и не дёргает систему

Ведущий в автоматическом режиме смотрит только на свою комнату. Стало на полградуса теплее уставки — включает охлаждение. Стало на полградуса холоднее — нагрев. Пока температура между этими порогами, направление не меняется.

Почему ведущий не переходит в вентиляцию, когда его комната дошла до уставки? Потому что тогда все остальные блоки тоже смогут только вентилировать — так по таблице выше. А остановиться у уставки внутренний блок умеет сам.

Смена направления разворачивает весь наружный блок — для компрессора это тяжёлый режим. Поэтому автоматика переключает его не чаще одного раза в 30 минут.

Правило 2. Каждый ведомый решает сам

Ведомый не копирует режим ведущего. Он смотрит на свою комнату и выбирает лучшее из того, что сейчас разрешено:

• ведущий охлаждает, в комнате жарко — ведомый охлаждает;
• ведущий охлаждает, в комнате прохладно — ведомый только вентилирует;
• ведущий греет, в комнате холодно — ведомый греет;
• ведущий греет, в комнате тепло — ведомый вентилирует;
• в комнате включили осушение, а ведущий греет — пока вентиляция; как только ведущий перейдёт на холод, блок сам включит осушение.

Скорость вентилятора автоматика тоже выбирает сама — по тому, насколько комната далека от уставки: больше 3 °C — максимум, больше 1 °C — средняя, ближе — тихий режим. Кондиционер шумит, только пока догоняет уставку.

Правило 3. Тепло, которого не может дать кондиционер, даёт отопление

Если в комнате есть радиаторы или тёплый пол с клапаном, ими управляют отдельно от кондиционеров. Клапан открывается, когда в комнате на градус холоднее уставки, и закрывается, когда комната прогрелась до уставки. Так спальня из примера получает тепло, даже когда вся система охлаждает.

Пороги подобраны так, чтобы в одной комнате отопление и охлаждение никогда не работали одновременно:

Что в итоге

• Ни один кондиционер не работает против своей комнаты.
• На панели или пульте в каждой комнате остаются все режимы — авто, вентиляция, осушение. Если режим сейчас недоступен, автоматика сама переводит блок в ближайший возможный, и блок не «зависает».
• Комната, которую кондиционер сейчас не может согреть, получает тепло от отопления.
• Наружный блок меняет направление не чаще раза в 30 минут.

Чего это не решает

Физику системы. Пока ведущий охлаждает, комнату, которой нужно тепло, греет только отопление. Если отопление уже выключено на лето, такая комната ждёт, пока ведущий переключится на нагрев.

Выбор ведущего. Направление для всех задаёт его комната, поэтому ведущим лучше делать блок там, где проводят больше всего времени, — а не в комнате на солнечной стороне, которая каждое утро просит холода.

Для инженеров: модуль для Wiren Board

Все три правила реализованы модулем для wb-rules 2.0 — около двухсот строк, лицензия MIT. Блок задаётся именем устройства, если его контролы названы по одной схеме, или объектом, если часть из них названа иначе. Режимы — значения KNX DPT 20.105.

Ведущий: направление с удержанием и паузой между переключениями.

if (t >= sp + half) wanted = MODE.COOL;
else if (t <= sp - half) wanted = MODE.HEAT;
// Inside the band the lead keeps its direction: dropping it to fan
// would lock every other unit into fan as well.
else wanted = direction !== null ? direction : t > sp ? MODE.COOL : MODE.HEAT;

if (wanted !== direction) {
  // A changeover reverses the whole outdoor unit - keep it rare.
  var wait = lastChangeover + changeoverMs - Date.now();
  if (direction !== null && wait > 0) {
    if (!recheck) recheck = setTimeout(function () { recheck = null; leadMode(); }, wait);
    return;
  }
  lastChangeover = Date.now();
}
setMode(lead, wanted);

Ведомый: выбор внутри разрешённого.

// demand: how far the room is from the setpoint in the one
// direction this unit may act right now.
function choose(active, demand, current) {
  if (demand >= half) return active;
  if (demand <= -half) return MODE.FAN;
  return current === active ? active : MODE.FAN;
}

if (dev[unit.dry]) return setMode(unit, canCool ? MODE.DRY : MODE.FAN);
...
if (canHeat) setMode(unit, choose(MODE.HEAT, sp - t, current));
else if (canCool) setMode(unit, choose(MODE.COOL, t - sp, current));
else setMode(unit, MODE.FAN);

Модуль родом из квартиры 72 м² с пятью блоками Daikin на двухтрубной системе и панелью Zennio Z35 в каждой климатической зоне. Здесь опубликована переработанная версия: пауза между переключениями — новая, каждое правило проверено тестом.