С наступлением небольших холодов осенью и относительного потепления весной жители квартир часто задумываются о дополнительном источнике тепла. Ведь осенью центральное отопление еще не включили, а весной уже отключили. Не понимая, как работает кондиционер для отопления, многие даже не рассматривают его как средство обеспечения комфорта. В то же время современный прибор может помочь и тем, кто испытывает дома дискомфорт в зимние морозы.
Простыми словами о сложных вещах
Чтобы понять, в чем заключается принцип работы теплового насоса, на котором основана работа кондиционера на отопление, достаточно ответить на вопрос: какое отопительное устройство имеет КПД более 100%? Для большинства людей ответ будет неожиданным. Это домашний холодильник. В нем происходит следующее:
Таким образом, холодильник вырабатывает тепло, не только используя электричество, но и забирая его из продуктов питания и воздуха, который периодически поступает в холодильные камеры. По такому же принципу работает тепловой насос, который превращается в кондиционер с функцией обогрева.
Что происходит в климатической системе
Когда в кондиционере с пульта активируется режим обогрева, он начинает работать, для простоты понимания, по принципу зеркала. Устройство начинает охлаждать комнату. Происходит следующее:
В общем, в такой схеме работы нет ничего сложного. Кондиционер с подогревом оборудован двумя системами циркуляции фреона для отвода тепла из окружающей среды летом и извне зимой. В то же время картина теплоотдачи меняется и зимой.
Простые кондиционеры для обогрева зимой забирают воздух снаружи, более сложные и совершенные — частично смешивают его с потоком из помещения для достижения большей эффективности.
Почему у кондиционеров разные показатели рабочих температур
Кондиционеры с подогревом различаются как по техническим показателям мощности и теплового КПД, так и по допустимому температурному диапазону использования. Не рекомендуется включать устройства с классической компрессорной схемой (не инверторной), когда, так сказать, метеорологические параметры выходят за допустимые пределы.
Это не только приводит к потере гарантии, но и может увеличить вероятность отказа кондиционера до 100%: он сразу же перегорит в первые несколько секунд после команды запуска.
Рассмотрим, что происходит в устройстве классического отопительного контура.
- В системе циркулирует смазочный материал, не входящий в замкнутый контур, контактирующий с теплоносителем — фреоном.
- При понижении температуры жир загустевает.
- Когда воздух и, следовательно, внешний блок кондиционера охлаждается ниже определенного предела, начинается разделение смазки и фреона в жидком состоянии, последний начинает подниматься и может попасть в масляный контур.
Главный недостаток классической компрессорной системы охлаждения — неравномерная циркуляция масла. В течение того времени, когда кондиционер достиг заданных параметров микроклимата в помещении и выключился, масло поступает в агрегат. Когда требуется нагрев и двигатель должен запускаться зимой, сбор загустевшей смазки происходит медленно, и компрессор вынужден работать со значительно повышенной нагрузкой.
В том случае, если после отделения фреона от масла первый попадает в контур смазки, вентилятор кондиционера может сгореть сразу при запуске. Замерзание также играет роль тормозов: шариковые подшипники и уплотнения могут замерзнуть. Во избежание проблем многие дальновидные продавцы рекомендуют приобрести специальный зимний комплект для дооснащения кондиционера. О преимуществах и рациональности такого решения мы поговорим позже.
Кондиционеры инверторные лучше. Здесь допустимый нижний предел температуры больше, так как компрессор не отключается, меняя скорость и заставляя масло работать постоянно. В то же время он поддерживает относительно стабильную температуру всей системы, смешиваясь с фреоном и забирая у него часть тепла.
От чего зависит нижний температурный предел
Нижний предел рабочей температуры зависит от нескольких факторов. У недорогих моделей кондиционеров может быть -5 градусов Цельсия, у более продвинутых — -7 ..- 10, у лидеров рынка -20 ..- 25, у отечественных моделей. Чтобы понять, как все работает по одной схеме, необходимо уточнить некоторые основные принципы.
- Система отвода тепла в классическом кондиционере работает как в холодильнике. Один режим, количество калорий, производимых в минуту. Путем включения и выключения компрессора при изменении скорости двигателя вентилятора достигается желаемая температура воздуха, поступающего в комнату. В этом случае перед продувкой теплообменник необходимо прогреть.
- Система отвода тепла в инверторных моделях может изменять скорость отвода калорий. Следовательно, можно добиться более плавного регулирования без необходимости предварительного нагрева теплообменника перед запуском.
Из этих двух принципов мы понимаем, почему классические кондиционеры не могут работать при низких температурах. Чем больше, тем меньше снаружи, тем больше снижается эффективность теплопередачи и увеличиваются паразитные потери. В конце концов, система переходит в режим нулевого КПД, компрессор перестает отключаться и может сгореть.
У инверторных моделей ситуация получше. Отбор энергии более эффективен, поэтому даже при реализации стандартного метода обдува теплообменника наружным воздухом тепло можно получить, работая в более сильный мороз.
Есть еще одна механика, с помощью которой повышается КПД кондиционера. Он представляет собой смешение внешних воздушных потоков и забираемых прямо из помещения. Следовательно, при нагреве необходимо компенсировать меньшую разницу температур, и кондиционер работает в еще более сильных морозных условиях. Однако вывести из помещения слишком много воздуха нельзя — теряется эффективность вентиляции.
Третий принцип, благодаря которому выигрывают лидеры рынка кондиционеров, — это использование специального хладагента. Если стандартный фреон, используемый в холодильных установках, кипит примерно при -18…- 25 градусов по Цельсию, то специальный — при -30 ..- 35. Можно извлечь еще больше тепла из окружающей среды, просто обеспечив значительную температуру разница.
Кроме того, реализованы принципы снижения паразитных потерь. У них самый высокий КПД в инверторных кондиционерах, поэтому к этому типу относятся большинство элитных моделей от Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), Toshiba. Эти бренды готовы предложить продукцию, которая легко работает при -20 градусов ниже нуля. При этом энергоэффективность отопления очень высока: на один затраченный киловатт электроэнергии можно получить до 4 — тепла.
Неочевидная польза зимних комплектов
В заключение стоит сказать о спецтехнике с неоднозначными преимуществами. Продавцы рекомендуют использовать комплекты зимних кондиционеров, чтобы обеспечить работу в холодных условиях. Они включают:
Откровенно говоря, зимние комплекты не могут полностью защитить кондиционер, за исключением случаев, когда система плохо установлена и продумана. Им остается только избежать выхода наружного блока системы кондиционирования, который включается при температуре, не рекомендованной производителем.
Но на практике зимний комплект используется только для предотвращения образования ледяной пробки в выхлопной трубе. Однако при правильной установке он не используется, а кондиционер, рассчитанный на работу в условиях мороза, уже имеет все необходимые системы защиты.
Поэтому вопрос, стоит ли покупать зимний комплект, зависит, прежде всего, от глубины портфолио будущего владельца. Это не повлияет на работу устройства, которое используется в рекомендованном производителем температурном диапазоне.
В качестве меры предосторожности, позволяющей реже проводить техническое обслуживание наружного блока сплит-системы и пытаться включить обогрев в откровенно сильный мороз (что будет крайне неэффективно), зимние комплекты пригодятся только для кондиционеров классического компрессорного контура. Но не более того.
