Можно ли использовать кондиционер для обогрева в мороз и как его подготовить?

Можно ли использовать кондиционер для обогрева при морозе и как его подготовить для этой работы?

Быстро приближается морозная погода, а вы еще не решили, как отапливать квартиру? Использование кондиционера в этом случае очень экономично и заманчиво, но вы же не хотите рисковать его работоспособностью, верно? Мы поможем вам понять, можно ли использовать кондиционер для обогрева, почему и когда это может быть опасно для оборудования.

Мы также посоветуем вам, что делать, чтобы использовать кондиционер дольше и при более низких температурах. Мы рассмотрим, оправдано ли и эффективно ли такое использование. Для наглядности все важные моменты мы покажем на картинках и схемах, а в конце статьи вас ждет информативное видео на эту тему.

Почему сплит-система греет?

Чтобы понять, что может пойти не так при включении кондиционера в морозную погоду, стоит прежде всего разобраться, что происходит при нормальной работе системы с подогревом.

В отличие от всех видов переносных обогревателей, сплит-система не выделяет тепло из потребляемой энергии, а только транспортирует его с улицы в дом или наоборот, в зависимости от режима работы. Отапливать на улице при температуре ниже нуля – нереально звучит? Это так только на первый взгляд.

Основными элементами каждой сплит-системы являются компрессор, охладитель с вентилятором в каждом блоке и соединяющий их трубопровод с фреоном. Хладагент – главный волшебник в этом наборе: а именно благодаря его физическим свойствам становится возможным получать тепло на морозе и охлаждать на жаре.

Путь фреона в кондиционерах, используемых зимой для отопления при низких температурах, следующий:

Охлажденный жидкий хладагент вытекает из радиатора внутреннего блока. Он попадает в наружный блок, нагревается и испаряется, поскольку температура кипения хладагента составляет -40 или -51 0 C, а на улице даже зимой теплее. После прохождения уличного кулера температура фреона повышается, то есть он приобретает тепловую энергию. Получающаяся в результате энергия имеет низкий потенциал и поэтому не может быть немедленно передана во внутренний воздух. Компрессор сжимает газообразный хладагент, и его температура повышается до 70-90 0 С. В этом состоянии фреон подается во внутренний блок. Хладагент, проходя через радиатор внутреннего блока, продуваемый вентилятором, отдает тепло воздуху в помещении, а затем охлаждается и конденсируется в жидкость. Круг замыкается, все повторяется сначала.

Благодаря такому принципу работы сплит-системы до сих пор называют тепловыми насосами, так как они точно так же транспортируют и перекачивают тепло с улицы в комнату, или наоборот.

Для работы понадобится электричество для помпы – компрессора, а также два вентилятора. Это означает, что отопление с помощью кондиционера в 3-7 раз экономичнее, чем с помощью электрического или газового конвектора, инфракрасного обогревателя или другого обогревателя.

Чем опасен мороз для кондиционера?

Принцип работы кондиционера довольно прост, но изменение условий на любом из этапов может стать причиной серьезной поломки.

Во-первых, запускать холодный компрессор опасно. Содержащееся в нем масло загустевает при низких температурах, поэтому агрегат работает с повышенной нагрузкой.

Кроме того, без смазки трение металлических деталей приводит к образованию опилок, которые забивают и гасят систему. Поэтому даже новый компрессор, установленный на месте сломанного, может быстро прийти в негодность даже при правильном обращении.

Во-вторых, фреон во внешнем охладителе не должен успевать испаряться. Активность теплопередачи зависит от разницы температур. Поэтому при температуре на улице чуть выше нуля фреон, прогреваясь от -40 0 С, будет поглощать много тепловой энергии.

Если на улице -30 ° C, хладагент не успевает даже достичь точки кипения. Это приводит к попаданию жидкого фреона в компрессор и его неизбежному выходу из строя из-за гидроудара.

Третий риск – замерзание и обледенение конденсата.

Ледяная корка на наружном блоке препятствует передаче тепла и может мешать работе вентилятора, увеличивая нагрузку на все части системы. Предполагается, что автоматическое размораживание должно решить эту проблему, но вода, стекающая из горячего радиатора, часто сразу замерзает в поддоне. Когда слой льда достигает определенной толщины, в нем вмерзают лопасти вентилятора и кондиционер теряет работоспособность.

Конденсат в сливной трубе может замерзнуть и на выходе – если кондиционер работает на охлаждение. Это необходимо зимой в серверных или в указанном выше режиме размораживания. Такая ледяная пробка препятствует дальнейшему оттоку конденсата, и он начинает стекать по стене, провоцирует рост плесени во внутреннем блоке и может вызвать его отключение.

Даже работа по охлаждению зимой может привести к проблемам. В этом случае кондиционер принимает слишком много холода с улицы, и конденсат на внутреннем блоке превращается в иней и лед. Конечно, это тоже плохо сказывается на оборудовании. Кроме того, сохраняется проблема холодного пуска компрессора.

Какими кондиционерами можно греться?

При покупке сплит-системы стоит обратить внимание на слово «реверс» в ее описании: это слово означает способность устройства изменять направление потока фреона и работать в режиме обогрева.

После описанных проблем могло сложиться впечатление, что функция обогрева в кондиционерах бесполезна и опасна для устройства, но это не так. Хотя сплит-система не спасет вас в сильные морозы, она поможет создать комфортный микроклимат вне отопительного сезона, когда центральное отопление отключено, а на улице холодно или умеренно.

Нижний температурный предел, при котором можно включать отопление в сплит-системе, зависит от модели – он указан в инструкции.

В распределении этих температур есть определенные закономерности:

Кондиционеры линейного типа обычно могут работать только при температуре -5 ° C, поскольку компрессор постоянно отключается и успевает остыть перед повторным запуском. Инверторные модели обычно работают при температуре до -15 ° C, но некоторые специализированные блоки работают до -20 или даже -30 ° C. Иногда можно расширить заявленный производителем диапазон рабочих температур, установив зимний комплект – о нем мы поговорим позже. Моноблочные кондиционеры с функцией обогрева не зависят от температуры наружного воздуха, но они также не очень экономичны. Зимой они работают как обычный конвектор, с коэффициентом полезного действия чуть ниже 1. Системы с хладагентом R22 менее эффективны и устойчивы к низким температурам, чем системы с хладагентом R410A или R32.

Стоит отметить, что даже те модели, которые эффективно работают при низких температурах, значительно снижают эффективность и экономичность отопления, когда на улице становится холоднее.

Учитывая ограничения по температуре эксплуатации и нестабильность работы, кондиционер не может быть основным отопительным прибором для квартир в северных регионах.

Отличия в устройстве морозоустойчивых кондиционеров

Но почему один кондиционер может включаться при 30-градусном морозе, а другой не включается при -5 ° С? Ответ прост: специфика конструкции и комплектации. Цена на сплит-систему не всегда пропорциональна ее возможностям, поэтому стоит знать, какие бывают эффективные конструктивные решения.

Для того, чтобы понять, можно ли включить зимой тот или иной кондиционер на обогрев, или это опасно для устройства, обратите внимание на такие детали.

Во-первых, низкотемпературный комплект должен быть установлен на заводе-изготовителе, чтобы предотвратить холодный запуск компрессора и замерзание конденсата.

Как мы уже упоминали, зимой предпочтительнее использовать инверторные модели, потому что их компрессор не останавливается при достижении заданной температуры в помещении, а только замедляется. Это означает, что ему не придется каждый раз остывать и запускать с перегрузкой, а также он более экономичен с точки зрения энергопотребления.

Теплообменник наружного блока можно увеличить, чтобы фреон внутри имел время полностью испариться и поглотить максимальное количество тепла из воздуха, прежде чем достигнет компрессора.

Также доступны двухконтурные теплообменники, мощность которых можно регулировать, подключив дополнительный контур хладагента. Наружный блок и теплообменник могут содержать дополнительные крышки и аккумуляторы тепла, чтобы использовать энергию, выделяемую работающим оборудованием.

Компрессор с большей мощностью сжимает газ сильнее, нагревая его до более высокой температуры. В промышленных моделях также есть спиральные компрессоры, которым не страшен жидкий фреон.

Сам хладагент может иметь разные свойства. Дешевый и распространенный R-22 испаряется при температуре -40 0 C, при которой он способен собирать тепло 233 кДж / кг. Для сравнения: новейший R-32 испаряется при -51,7 ° С и способен удерживать тепло до 390 кДж / кг.

Это означает, что при одинаковых условиях последний будет быстрее и эффективнее нагреваться в теплообменнике, а кондиционер или сплит-система будут работать с меньшим потреблением энергии и более высокой эффективностью.

Тип масла, которым смазывается компрессор, также зависит от типа хладагента. R-22 работает с минеральным маслом, которое поддерживает допустимую вязкость до -5 ° C, а R410A и R32 – с синтетическим маслом, которое стабильно до -7 ° C. факторов это значимо.

Чем больше в кондиционере таких улучшений, тем при более низких температурах он может работать. Тем не менее, во многих моделях инверторов можно даже не знать верхнюю температуру: электронное управление не запустит систему, если на улице слишком холодно.

Зимний комплект кондиционера

В последнее время предложений становится все больше в зависимости от того, укомплектован ли кондиционер зимним комплектом. Продавцы этого оборудования уверяют, что его установка сделает кондиционер эффективным обогревателем всю зиму, даже в сильные морозы. Постараемся разобраться, правда это или нет.

Составляющие набора для зимней работы

Как правило, полный низкотемпературный комплект состоит из 3-х элементов: подогревателя масляного поддона, картера компрессора и регулятора скорости вращения вентилятора. Иногда есть еще датчик температуры и плата управления – отдельные для каждого элемента или общие для всех.

Подогреватель масляного поддона нужен для предотвращения замерзания конденсата, стекающего из радиатора, при включенном режиме оттаивания.

Нагреватель картера представляет собой проволоку или пластину, которая наматывается на компрессор, в котором скапливается масло.

Перед запуском кондиционера рекомендуется включить обогрев компрессора, чтобы дать маслу время для прогрева. Однако на практике нагрев часто происходит либо только во время работы, либо только в режиме ожидания. Безопасность для компрессора даст только второй вариант, но он менее выгоден из-за увеличения энергозатрат.

Регулировка скорости вращения вентилятора определяет активность теплообмена между фреоном и внешней средой: чем сильнее поток воздуха, тем больше тепла передается. При работе на обогрев это не так важно, потому что вам нужен теплообмен, а высокая скорость вентилятора устанавливается на заводе.

Совсем другое дело, когда кондиционер работает на охлаждение при температуре ниже +14 – +18. Тогда фреон может выделять слишком много тепла и внутренний блок начнет замерзать: он покроется инеем и льдом, конденсат замерзнет. Чтобы этого не произошло, вентилятор замедляется.

Целесообразна ли установка зимнего комплекта

После установки низкотемпературного комплекта у хозяина может возникнуть вопрос: можно ли теперь его отапливать кондиционером при низких температурах наружного воздуха? Ответ – да, теперь это безопасно для вашего кондиционера. Исключение составляют неквалифицированные установки или устройства собственного производства.

Это эффективно? Кондиционер ценится за КПД: КПД может достигать 3-5 или даже 7 в зависимости от модели. Это потому, что сплит-система – единственный радиатор, который не производит тепла. Для работы компрессора и вентиляторов требуется гораздо меньше энергии, чем система может унести дома.

Заявленный КПД, или, как пишут производители, КС, реально при работе на обогрев при +7 0 на улице. При понижении температуры разница температур между воздухом и фреоном уменьшается, что вызывает ухудшение теплоотдачи и снижение эффективности кондиционера.

При температуре ниже -15 ° C КПД кондиционера падает примерно до 1%, т. е. на каждый киловатт потребляемой электроэнергии можно получить только 1 киловатт тепла. У конвекторов или инфракрасных обогревателей тоже есть такие индикаторы, которые дешевле и не зависят от температуры на улице.

Конечно, эти расчеты приблизительны, результат сильно зависит от модели кондиционера, низкотемпературного набора и даже схемы подключения второго. Но дело в том, что чем ниже температура на улице, тем менее эффективна и экономична сплит-система отопления.

Учитывая, что стоимость хорошего зимнего комплекта для замены отопления на кондиционер с установкой может составлять 40-150% от стоимости кондиционера, и он поможет эффективно работать только до 15 ° C, целесообразность покупка весьма сомнительная.

Совсем другое дело – необходимость охлаждения помещения зимой. Например, для аппаратной. Тогда нижний предел допустимых температур понижается с заявленных производителем +16 до сильных морозов, при этом КПД кондиционера не снижается.

Установка и подключение зимнего комплекта

Как уже было сказано выше, профессиональный монтаж низкотемпературного комплекта – удовольствие не из дешевых. Не каждый владелец сплит-системы готов потратить 5000 рублей и более на возможность переключения кондиционера в режим обогрева при температуре на 10-15oC ниже заявленной. Если вы не готовы к таким расходам, возможно, вас заинтересует установка зимнего комплекта самостоятельно.

Напоминаем, что кондиционер для зимней эксплуатации требует подогрева масляного поддона, картера компрессора и блока PBC – регулятора давления конденсации, регулирующего скорость вращения вентилятора. Вы можете купить готовый комплект и собрать его самостоятельно.

Тогда вы избавитесь от трудностей с выбором и поиском аксессуаров, а также сэкономите на установке, но точно потеряете гарантию на сплит-систему. Конечно, самостоятельная сборка – дополнительная проблема.

Самый экономичный вариант – купить 2 секции нагревательного кабеля, который лучше саморегулирующийся, и подключить их самостоятельно. В режиме обогрева регулировку скорости вентилятора можно не выполнять, почему это описано выше.

Для обогрева нагревательного поддона вам понадобится нагревательный кабель длиной около 3 м. Его следует проложить как внутри, так и снаружи нагревателя, а также вокруг всего нагревательного поддона в системе шлангов. Его можно подключить как заводской обогреватель к основной фазе, питающей наружный блок – тогда кабель будет нагреваться всякий раз, когда кондиционер подключен к электричеству, даже когда он простаивает.

Альтернативные варианты: поднести к розетке отдельный кабель с вилкой и включить вручную или подключить к электросети через внешний термостат или таймер.

Чтобы нагреть масло в компрессоре, оберните кусок нагревательного кабеля вокруг нижней части компрессора. Выполните электрические соединения вместе с нагревателем ямы.

При покупке РДК найдите для него свободное место в отсеке управления над компрессором и закрепите саморезами. Схема подключения различается в зависимости от модели и всегда подробно описывается в инструкции по эксплуатации. Для правильной работы датчик, входящий в комплект, монтируется на центральном шарнире радиатора, смазывается термопастой и обматывается теплоизоляционным материалом.

Выводы и полезное видео по теме

Некоторые практические моменты сложно выразить полностью в текстовом описании, поэтому мы предлагаем вам все увидеть и оценить своими глазами.

Как установить зимний комплект можно увидеть в этом видео:

Здесь показано, что может случиться с кондиционером при работе без зимнего комплекта:

Опыт отопления дома исключительно кондиционерами подробно описан здесь:

Таким образом, большинство кондиционеров предназначены для обогрева помещений только в межсезонье, до включения основного отопления. Даже те модели, которые способны работать при -30 С, вряд ли смогут обеспечить достаточный нагрев в такой мороз. Однако если температура в вашем регионе редко опускается ниже -15 ° C, отопление по сплит-системе – довольно выгодное и удачное решение.

Вы уже установили сплит-систему? Вы используете его в холодную погоду? Была ли необходимость в установке низкотемпературного комплекта? Делитесь впечатлениями, дополнениями и исправлениями к статье в комментариях.

Зимнее отопление кондиционером — миф или реальность?

Содержание

Современный кондиционер может не только охлаждать летом, но и обогревать в межсезонье. Можно ли использовать его зимой как полноценный обогреватель? Они говорят нет. Давайте выясним, правда ли это.

Почему нельзя использовать зимой обычный кондиционер

Обычный кондиционер с отопительным режимом годен для обогрева на большей части территории России только в межсезонье, когда существенных холода нет и отопительный сезон еще не начался. Рабочий диапазон наружных температур в режиме обогрева указан в каталожной карточке. Минимально допустимая температура наружного воздуха обычно составляет -7 ° C.

Эксплуатация ниже предельно допустимой температуры связана с изменением свойств фреона и компрессорного масла. В результате компрессор может заклинивать или просто сломаться. Замерзание дренажной системы вызывает образование конденсата. В результате пострадает не только кондиционер, но и стена – она отсыреет и промерзнет.

Однако существуют специальные морозостойкие сплит-системы. Их еще называют тепловыми насосами.

Устройство и использование тепловых насосов

Теоретически тепловой насос – это любое устройство, которое используется для передачи тепла с помощью хладагента, компрессора и внешнего источника энергии (включая холодильник). Тепловые насосы узко определяются как кондиционеры для отопления зимой. Также используется определение «кондиционер / сплит-система с функцией теплового насоса».

Тепловые насосы бывают компрессорного, абсорбционного и полупроводникового типа. Absorptive использует тепло в качестве источника энергии. Полупроводники используют термоэлектрическое явление теплопередачи. Эти два типа не распространены в домашнем хозяйстве, поэтому мы не будем на них останавливаться.

Компрессионный тип работает за счет механической и электрической энергии. Установки кондиционирования и охлаждения компрессорного типа работают по принципу второго начала термодинамики и имеют аналогичную конструкцию. Основные элементы устройства: компрессор, испаритель, конденсатор, дроссельное устройство и хладагент – чаще всего фреон с добавлением компрессорного масла.

В режиме охлаждения хладагент, испаряющийся во внутреннем блоке, получает тепло из помещения и затем всасывается компрессором в наружный блок, где фреон нагревается / охлаждается и превращается в жидкость (конденсация). Затем конденсированный хладагент проходит через дроссельную заслонку во внутренний блок и снова испаряется. В режиме обогрева фреон испаряется в наружном блоке (тепловая энергия поступает из наружного воздуха) и конденсируется во внутреннем блоке. Воздух, проходящий через внутренний блок, нагревается.

Тепловые насосы конструктивно отличаются от обычных сплит-систем с функцией обогрева. Они включают, среди прочего увеличенный теплообменник наружного блока для более эффективного отвода тепла, усиленный нагрев различных узлов, компрессор с двухступенчатым сжатием хладагента, точная регулировка притока фреона в зависимости от температуры окружающей среды. Кроме того, в тепловых насосах используется хладагент, более устойчивый к низким температурам.

Как выбрать тепловой насос

Кондиционеры для обогрева зимой следует искать среди сплит-систем с функцией обогрева, учитывая, прежде всего, такой параметр, как «рабочий диапазон внешних температур в режиме обогрева». Еще один важный критерий – максимальная площадь помещения. Выбирайте сплит-систему так, чтобы площадь вашего помещения была на 20% меньше указанной в спецификации.

Существенное влияние на цену оказывают параметры поверхности и температуры – чем больше мощность сплит-системы, тем она дороже. Если у вас есть дополнительное отопление, вы можете сэкономить на тепловом насосе. Например, если зимой температура всего несколько раз составляет минус 25 ° C, а в остальное время в среднем 20 ° C, вы можете выбрать сплит-систему с низкой температурой минус 20 ° C с большой экономией. А в сильные морозы переходите на резервный обогрев.

Обратите внимание на класс энергопотребления. Существует несколько градаций от G (низшая оценка) до A +++ (высшая оценка). Коэффициенты SEER (охлаждение) и SCOP (нагрев) представляют собой отношение холодопроизводительности блока (Q) к его выходной мощности (N). Процент экономии электроэнергии между высоким и низким классом может достигать 50%.

Идеально иметь инвертор, так как он экономичнее, тише и позволяет быстрее и точнее контролировать нагрев.

Помимо сплит-систем отопления, существуют еще переносные кондиционеры с режимом обогрева. Однако они не эффективны для обогрева зимой, они подходят только для обогрева вне отопительного сезона или для дополнительного обогрева. В дешевых моделях портативных кондиционеров обогрев осуществляется с помощью встроенного ТЭНа, аналогичного обогревателям. В более продвинутых моделях есть механизм теплового насоса, но его эффективность невысока, поскольку тепло собирается не из наружного воздуха, а изнутри.

Кстати, подробнее о выборе питательных веществ здесь и здесь.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Сплит-системы просты в установке и использовании. Внешний и внутренний блоки могут быть достаточно далеко друг от друга. В моделях с модулем Wi-Fi есть возможность управлять устройством прямо со смартфона. Кондиционеры с автоматическим режимом могут самостоятельно регулировать рабочие параметры в зависимости от заданной температуры.

КПД тепловых насосов составляет около 3-5 кВт тепла на 1 кВт электроэнергии и в несколько раз выше, чем у электрических или газовых котлов. Тепловые насосы дороже таких же электронагревателей, особенно если речь идет о моделях для сибирской зимы. Но в конечном итоге тепловые насосы могут быть более экономичными, чем любой другой метод отопления, и окупить себя в течение нескольких лет.