Скоро холода, а вы ещё не определились, чем обогреть своё жилище? Использовать в этих целях кондиционер – очень экономно и заманчиво, но рисковать его работоспособностью не хочется, так ведь? Мы поможем разобраться, можно ли использовать кондиционер для обогрева при морозе, почему и в каких случаях это может быть опасно для оборудования.
Также расскажем, что сделать, чтобы кондиционером можно было пользоваться подольше, при более низких температурах. Разберем, насколько такое применение целесообразно и эффективно. Для полной ясности все важные моменты покажем на фото и схемах, а в конце статьи вас ждут познавательные видео по теме.
Почему сплит-система греет?
Чтобы понять, что может пойти не так при включении кондиционера в мороз, для начала стоит разобраться, что происходит при нормальной работе системы на обогрев.
В отличие от переносных обогревателей любого типа, сплит-система не производит тепло из потреблённой энергии, а лишь транспортирует его с улицы в дом или наоборот, в зависимости от режима. Забирать тепло на улице, когда там температура ниже нуля – звучит нереально? Это только на первый взгляд.
Основные составляющие любой сплит-системы – это компрессор, по радиатору с вентилятором в каждом блоке и трубопровод с фреоном, связывающий их. Хладагент – главный фокусник в этом комплекте: именно благодаря его физическим свойствам становится возможным получать тепло на морозе и прохладу в жару.
Путь фреона в кондиционерах, используемых зимой для обогрева при низких температурах, выглядит так:
- Из радиатора внутреннего блока подаётся остывший жидкий хладагент.
- Попадая в наружный блок, он нагревается испаряется, ведь температура кипения хладагента -40 или -510С, а на улице даже зимой теплее. После прохода по уличному радиатору температура фреона повышается, то есть он получает тепловую энергию.
- Полученная энергия низко-потенциальна, а потому не может быть сразу передана воздуху в помещении. Компрессор сжимает газообразный хладагент, и его температура поднимается до 70 – 900С. В таком состоянии фреон подаётся во внутренний блок.
- Проходя через радиатор внутреннего блока, обдуваемый вентилятором, холодильный агент отдаёт тепло комнатному воздуху, а сам остывает и конденсируется в жидкость. Круг замкнулся, всё повторяется с начала.
Благодаря такому принципу работы сплит-системы ещё относят к группе тепловых насосов, ведь они точно так же транспортируют, перекачивают тепло с улицы в помещение или наоборот.
Для работы электричество необходимо самому насосу – компрессору, а также двум вентиляторам. Вместе они потребляют в 3 – 7 раз меньше энергии, чем производится системой – значит, отопление кондиционером в 3 – 7 раз экономнее, чем электрическим и газовым конвектором, инфракрасной печкой или другим обогревателем.
Чем опасен мороз для кондиционера?
Принцип работы кондиционера довольно прост, но изменение условий на любом из этапов может привести к серьёзной поломке.
Во-первых, опасен запуск холодного компрессора. Масло в нём при низких температурах загустевает, а потому агрегат работает с повышенной нагрузкой.
К тому же без смазки от трения металлических деталей образуется стружка, которая забивает и выводит из строя систему. Поэтому даже новый компрессор, установленный взамен поломанного, может быстро выйти из строя уже при корректной эксплуатации.
Во-вторых, фреон в наружном радиаторе может не успеть испариться. Активность теплообмена зависит от разницы температур. Поэтому при небольшом плюсе на улице фреон, прогреваясь от -400С, поглотит много тепловой энергии.
Если же на улице -300С, то хладагент может не успеть прогреться даже до температуры кипения. Результат – попадание жидкого фреона в компрессор и его неизбежная поломка вследствие гидравлического удара.
Третья опасность – это замерзание конденсата и обледенение.
Ледяной панцирь на наружном блоке препятствует теплообмену и может мешать вентилятору, что повышает нагрузку на все части системы. Автоматическая разморозка призвана решить эту проблему, но вода, стекающая с прогретого радиатора, зачастую сразу же замерзает в поддоне. При достижении определённой толщины слоя льда в него вмерзают лопасти вентилятора, и кондиционер теряет работоспособность.
Конденсат в дренажной трубке также может замерзнуть в точке выхода на улицу – если кондиционер работает на охлаждение. Такое зимой бывает необходимо в серверных либо в упомянутом выше режиме разморозки. Такая ледяная пробка препятствует дальнейшему отводу конденсата, и он начинает сочиться по стене, провоцирует развитие плесневого грибка во внутреннем блоке, может вывести его из строя.
Даже работа на охлаждение зимой может привести к проблемам. Кондиционер в таком случае забирает с улицы слишком много холода, и конденсат на внутреннем блоке превращается в иней и лёд. Естественно, это также пагубно для оборудования. К тому же остаётся актуальной проблема холодного запуска компрессора.
Какими кондиционерами можно греться?
При покупке сплит-системы стоит поискать в описании слово «реверсивная»: именно оно указывает на способность устройства менять направление потока фреона и работать на обогрев.
После описанных проблем может сложиться впечатление, что функция обогрева в кондиционерах бесполезна и опасна для устройства, но это не так. Сплит-система хоть и не спасёт в лютые морозы, но поможет создать комфортный микроклимат в межсезонье, когда центральное отопление отключено, а на улице похолодало, либо в умеренном климате.
Нижняя граница температуры, при которой сплит-систему можно включать на обогрев, зависит от модели — она указана в инструкции.
Есть в распределении этих температур определённые закономерности:
- Кондиционеры с линейным типом управления обычно можно включать только до -50С, поскольку компрессор постоянно выключается и успевает остыть до повторного запуска.
- Инверторные модели обычно работают до -150С, но некоторые специализированные устройства эффективны до -20 и даже -300С.
- Расширить диапазон рабочих температур, заявленный производителем, иногда можно путем установки зимнего комплекта – об этом подробнее поговорим дальше.
- Моноблочные кондиционеры с функцией обогрева не зависят от температуры на улице, но и экономичностью не отличаются. Зимой они работают как обычный конвектор, с КПД чуть меньше 1.
- Системы с хладагентом R22 менее эффективны и устойчивы к низким температурам, чем заполненные фреоном R410A или R32.
Стоит отметить, что даже те модели, которые бесперебойно работают при низких температурах, значительно снижают эффективность и экономность обогрева, когда на улице похолодает.
Учитывая ограничения рабочей температуры и непостоянство производительности, кондиционер не может быть основным отопительным прибором для жилья в северных регионах.
Отличия в устройстве морозоустойчивых кондиционеров
Почему же один кондиционер можно включать при 30-градусном морозе, а другие нежелательно запускать уже при -50С? Ответ прост: особенности строения и комплектации. Стоимость сплит-системы не всегда прямо пропорциональна её возможностям, а потому полезно знать, какие существуют эффективные конструктивные решения.
Чтобы понять, можно ли включать конкретный кондиционер зимой на обогрев, или это опасно для устройства, обратите внимание на такие детали.
Во-первых, низкотемпературный комплект должен быть встроен уже с завода, чтобы предотвратить холодный старт компрессора и замерзание конденсата.
Как мы уже упоминали, инверторные модели зимой предпочтительнее, поскольку их компрессор не останавливается по достижении заданной температуры в комнате, а лишь сбавляет обороты. Это значит, что он не будет каждый раз остывать и запускаться с перегрузкой, к тому же это выгоднее в плане потребления энергии.
Теплообменник наружного блока может быть увеличен, чтобы фреон внутри успел полностью испариться и вобрать максимум тепла из воздуха до попадания в компрессор.
Встречаются также двухконтурные теплообменники, в которых производительность регулируется подключением дополнительного контура циркуляции фреона. Внешний блок и теплообменник могут включать дополнительные кожухи и накопители тепла, для использования энергии, которую выделяет работающее оборудование.
Компрессор повышенной мощности сильнее сжимает газ, разогревая его до более высоких температур. В промышленных моделях встречаются также спиральные компрессоры, которым не страшно попадание жидкого фреона.
Сам хладагент может иметь разные свойства. Дешевый и распространённый R-22 испаряется при -400C, при этом способен вобрать тепла 233 кДж/кг. Для сравнения, самый новый R-32 испаряется при -51,70С, а тепла удерживать способен до 390 кДж/кг.
Это значит, что при одинаковых условиях второй будет быстрее и эффективнее нагреваться в теплообменнике, а кондиционер или сплит-система будет работать с меньшими затратами энергии и более высоким КПД.
От типа хладагента зависит и тип масла, смазывающего компрессор. R-22 работает с минеральным маслом, сохраняющим допустимую вязкость до -50С, а R410A и R32 – с синтетическим, устойчивыми до -70С. Казалось бы, разница невелика, но в совокупности с другими факторами она значима.
Чем больше из перечисленных модернизаций есть в кондиционере, тем при более низкой температуре он способен работать. Впрочем, для многих инверторных моделей можно даже не узнавать предельную допустимую температуру: электронное управление просто не запустит систему, если на улице слишком холодно.
Зимний комплект кондиционера
В последнее время всё чаще можно встретить предложения по оборудованию кондиционера зимним комплектом. Продавцы этого оборудования уверяют, что его установка сделает кондиционер эффективным обогревателем на всю зиму, даже в мороз. Так ли это – будем разбираться.
Составляющие набора для зимней работы
В низкотемпературный комплект, как правило, входит 3 компонента: подогрев поддона, картера компрессора и регулятор оборотов вентилятора. Иногда также присутствуют датчик температуры и плата управления – отдельная для каждого компонента или общая для всех.
Подогрев поддона необходим для того, чтобы не замерзал конденсат, стекающий с радиатора при включении режима оттаивания.
Подогрев картера – это провод или пластинка, опоясывающая компрессор в том месте, где скапливается масло.
Подогрев компрессора желательно включать раньше запуска кондиционера, чтобы масло успело прогреться. На практике же часто обогрев происходит либо только во время работы, либо только во время простоя. Безопасность для компрессора обеспечит только второй вариант, но он менее выгоден из-за роста энергопотребления.
Регулировка скорости вращения вентилятора определяет активность теплообмена между фреоном и наружной средой: чем сильнее поток воздуха, тем больше тепла передаётся. При работе на обогрев это не критически важно, ведь теплообмен нужен максимальный, а высокая скорость вентилятора устанавливается с завода.
Другое дело, если кондиционер работает на охлаждение при температуре ниже +14 — +180, позволенных производителем. Тогда фреон может отдать слишком много тепла, и внутренний блок начнет замораживаться: покроется инеем и льдом, конденсат замерзнет. Чтобы этого не происходило, вентилятор замедляют.
Целесообразна ли установка зимнего комплекта
После установки низкотемпературного комплекта у владельца может возникнуть вопрос: можно ли теперь кондиционером обогревать помещение при низких температурах на улице? Ответ – да, можно, для кондиционера теперь это безопасно. Исключение – неквалифицированная установка или самопальное оборудование.
Эффективно ли это? Обогрев кондиционером ценят за его экономичность: его КПД может достигать 3 – 5 и даже 7, в зависимости от модели. Достигается это тем, что сплит система – единственный обогреватель, который не производит тепло. Для работы компрессора и вентиляторов необходимо гораздо меньше энергии, чем способна переместить в дом система.
Заявленный КПД, или, как пишут производители, СОР, актуален при работе на обогрев при +70 на улице. С похолоданием уменьшается разница температур между воздухом и фреоном, а значит, ухудшается теплообмен и падает эффективность кондиционера.
При температуре ниже -150С КПД кондиционера снижается приблизительно до 1 %, то есть за каждый киловатт потреблённого электричества можно получить лишь 1 кВт тепла. Такими показателями обладают и обычные конвекторы или инфракрасные обогреватели, которые и стоят дешевле, и не зависят от температуры на улице.
Конечно, эти расчеты приблизительные, результат сильно зависит от модели кондиционера, низкотемпературного комплекта и даже схемы подключения второго. Но факт в том, что чем ниже температура на улице, тем менее эффективен и экономен обогрев сплит-системой.
Учитывая, что стоимость хорошего зимнего комплекта для включения обогрева кондиционером с установкой может составить 40 – 150% от стоимости кондиционера, а эффективно работать он поможет всего до -150С, целесообразность покупки весьма спорна.
Другое дело, если необходимо охлаждение помещения зимой. Например, для комнаты с оборудованием. Тогда и нижняя граница допустимых температур опускается от заявленных производителем +16 до лютых морозов, и КПД кондиционера не снизится.
Установка и подключение зимнего комплекта
Как мы уже упоминали, профессиональная установка низкотемпературного комплекта – удовольствие не из дешевых. Далеко не каждый владелец сплит-системы готов выложить 5000 рублей и более за возможность включать кондиционер на обогрев при температуре на 10 – 15 градусов ниже заявленной. Если вы не готовы к таким тратам, возможно, вас заинтересует самостоятельная установка зимнего комплекта.
Напомним, для работы зимой кондиционеру необходим подогрев поддона, картера компрессора и блок РДК – регулятор давления конденсации, управляющий скоростью вентилятора. Можно купить готовый комплект и самому его установить.
Тогда вы освобождаетесь от сложностей выбора и поиска комплектующих, а также сэкономите деньги за монтаж, но наверняка лишитесь гарантии на сплит-систему. Естественно, самостоятельная установка – это дополнительные хлопоты.
Наиболее экономный вариант – купить 2 отрезка греющего кабеля, лучше саморегулирующегося, и самому их подключить. Управлением оборотами вентилятора при работе на обогрев можно пренебречь, почему – мы рассказывали выше.
Для подогрева поддона потребуется отрезок греющего кабеля длиной около 3м. Укладывают его вокруг радиатора и с наружной, и с внутренней стороны, а также по всему поддону змейкой. Подключать можно как заводской подогрев, к основной фазе, питающий наружный блок – тогда кабель будет греть всегда, пока кондиционер включен в розетку, даже при простое.
Альтернативные варианты – вывести отдельный кабель с вилкой к розетке и включать вручную, подключить к сети через термореле на улице или через таймер.
Для прогрева масла в компрессоре, обхватите его отрезком греющего кабеля в нижней части. Подключение к электрике проводят вместе с подогревом поддона.
Если приобретён РДК, для него необходимо найти свободное место в отсеке управления, над компрессором, и зафиксировать его саморезами. Подключение электрики отличается для разных моделей и всегда подробно описано в инструкции. Для корректной работы датчик, идущий в комплекте, крепят на среднюю петлю радиатора, промазав термопастой, и обматывают теплоизоляционным материалом.
Выводы и полезное видео по теме
Некоторые практические моменты сложно полностью представить по текстовому описанию, поэтому предлагаем увидеть и оценить всё своими глазами.
Как установить зимний комплект можно посмотреть на этом видео:
Что может случиться с кондиционером при работе без зимнего комплекта показано здесь:
Опыт отопления дома только кондиционерами подробно описан здесь:
Подводя итог скажем, что большинство кондиционеров рассчитаны на обогрев помещения только в межсезонье, до включения основного отопления. Даже те модели, которые способны работать при -300С вряд ли смогут обеспечить достаточным количеством тепла в такой мороз. Однако, если в вашем регионе температура редко опускается ниже -150С, то отопление сплит системой – весьма выгодное и удачное решение.
А у вас уже установлена сплит-система? Пользуетесь ли вы ей в мороз? Потребовалась ли установка низкотемпературного комплекта? Делитесь опытом, дополнениями и поправками к статье в комментариях.