È possibile utilizzare un condizionatore d'aria per il riscaldamento in condizioni gelide e come prepararlo per questo lavoro?
Il freddo sta arrivando ma non hai ancora deciso come riscaldare la tua casa? Usare un condizionatore per questi scopi è molto economico e allettante, ma non vuoi rischiare le sue prestazioni, giusto? Ti aiuteremo a capire se è possibile utilizzare un condizionatore d'aria per il riscaldamento in condizioni di gelo, perché e in quali casi ciò può essere pericoloso per l'apparecchiatura.
Ti diremo anche cosa fare per poter utilizzare il condizionatore più a lungo, a temperature più basse. Diamo un'occhiata a quanto sia pratica ed efficace questa applicazione. Per completa chiarezza, mostreremo tutti i punti importanti in foto e diagrammi e alla fine dell'articolo troverai video didattici sull'argomento.
Il contenuto dell'articolo:
Perché il sistema split si riscalda?
Per capire cosa può andare storto quando si accende il condizionatore quando fa freddo, è necessario prima capire cosa succede durante il normale funzionamento dell'impianto di riscaldamento.
A differenza dei riscaldatori portatili di qualsiasi tipo, un sistema split non produce calore dall'energia consumata, ma lo trasporta solo dalla strada all'abitazione o viceversa, a seconda della modalità. Sembra irrealistico portare il calore all'esterno quando la temperatura è sotto lo zero? Questo è solo a prima vista.
I componenti principali di qualsiasi sistema split sono un compressore, un radiatore con una ventola in ciascuna unità e una tubazione del freon che li collega.Il refrigerante è il mago principale di questo kit: è grazie alle sue proprietà fisiche che diventa possibile ottenere calore al freddo e fresco al caldo.
Il percorso del freon nei condizionatori utilizzati in inverno per il riscaldamento a basse temperature si presenta così:
- Il refrigerante liquido raffreddato viene fornito dal radiatore dell'unità interna.
- Entrando nell'unità esterna, si riscalda ed evapora, perché il punto di ebollizione del refrigerante è -40 o -510C, e fuori fa più caldo anche d’inverno. Dopo aver attraversato il radiatore stradale, la temperatura del freon aumenta, cioè riceve energia termica.
- L'energia risultante è a basso potenziale e quindi non può essere immediatamente trasferita all'aria della stanza. Il compressore comprime il gas refrigerante e la sua temperatura sale a 70 - 900C. In questo stato, il freon viene fornito all'unità interna.
- Passando attraverso il radiatore dell'unità interna, spinto da un ventilatore, il refrigerante cede calore all'aria della stanza e si raffredda e si condensa in liquido. Il cerchio si chiude, tutto si ripete dall'inizio.
Grazie a questo principio di funzionamento, i sistemi split vengono classificati anche come pompe di calore, perché trasportano e pompano allo stesso modo il calore dalla strada all'ambiente o viceversa.
Per funzionare, è necessaria l'elettricità per la pompa stessa, il compressore e due ventilatori.Insieme consumano 3-7 volte meno energia di quella prodotta dal sistema, il che significa che il riscaldamento con un condizionatore d'aria è 3-7 volte più economico che con un termoconvettore elettrico e a gas, una stufa a infrarossi o un altro riscaldatore.
Perché il gelo è pericoloso per un condizionatore?
Il principio di funzionamento di un condizionatore d'aria è abbastanza semplice, ma il cambiamento delle condizioni in qualsiasi momento può causare gravi danni.
Innanzitutto, avviare un compressore freddo è pericoloso. L'olio in esso contenuto si addensa a basse temperature e pertanto l'unità funziona con carico maggiore.
Inoltre, senza lubrificazione, l'attrito delle parti metalliche produce trucioli che intasano e danneggiano il sistema. Pertanto, anche un nuovo compressore installato per sostituirne uno rotto può guastarsi rapidamente anche se funziona correttamente.
In secondo luogo, il freon nel radiatore esterno potrebbe non avere il tempo di evaporare. L'attività dello scambio termico dipende dalla differenza di temperatura. Pertanto, con un leggero vantaggio in strada, freon, riscaldamento da -400C, assorbirà molta energia termica.
Se fuori ci sono -300C, il refrigerante potrebbe non avere il tempo di riscaldarsi nemmeno fino al punto di ebollizione. Il risultato è l'ingresso di freon liquido nel compressore e la sua inevitabile rottura a causa del colpo d'ariete.
Il terzo pericolo è il congelamento e il ghiaccio della condensa..
Un guscio di ghiaccio sull'unità esterna interferisce con il trasferimento di calore e può interferire con la ventola, aumentando il carico su tutte le parti del sistema. Lo sbrinamento automatico è progettato per risolvere questo problema, ma l'acqua che scarica da un radiatore riscaldato spesso si congela immediatamente nella padella.Quando lo strato di ghiaccio raggiunge un certo spessore, le pale della ventola si congelano e il condizionatore d'aria smette di funzionare.
La condensa nel tubo di scarico può anche congelarsi nel punto di uscita sulla strada, se il condizionatore d'aria funziona in modalità di raffreddamento. Ciò potrebbe essere necessario in inverno nelle sale server o nella modalità di sbrinamento sopra menzionata. Un tale tappo di ghiaccio impedisce un ulteriore drenaggio della condensa, che inizia a colare lungo il muro, provocando lo sviluppo di muffa nell'unità interna e può danneggiarla.
Anche i lavori di raffreddamento in inverno possono causare problemi. In questo caso, il condizionatore prende troppo freddo dalla strada e la condensa sull'unità interna si trasforma in brina e ghiaccio. Naturalmente ciò va a discapito anche dell'attrezzatura. Inoltre, il problema dell'avvio a freddo del compressore rimane rilevante.
Che tipo di condizionatori possono essere utilizzati per il riscaldamento?
Quando acquisti un sistema split, dovresti cercare la parola "reversibile" nella descrizione: indica la capacità del dispositivo di cambiare la direzione del flusso di freon e di funzionare per il riscaldamento.
Dopo i problemi descritti si potrebbe avere l'impressione che la funzione di riscaldamento nei condizionatori sia inutile e pericolosa per l'apparecchio, ma non è così. Sistema diviso Anche se non ti salverà in caso di forti gelate, aiuterà a creare un microclima confortevole in bassa stagione, quando il riscaldamento centralizzato è spento e fuori fa freddo, o in un clima temperato.
Il limite di temperatura inferiore alla quale è possibile accendere il sistema split per il riscaldamento dipende dal modello: è indicato nelle istruzioni.
Esistono alcuni modelli nella distribuzione di queste temperature:
- I condizionatori d'aria con tipo di controllo lineare di solito possono essere accesi solo fino a -50C, poiché il compressore è costantemente spento e ha il tempo di raffreddarsi prima di riavviarsi.
- Modelli di inverter di solito funzionano fino a -150C, ma alcuni dispositivi specializzati sono efficaci fino a -20 e persino a -300CON.
- Talvolta è possibile ampliare il range di temperature di esercizio dichiarate dal produttore installando un kit invernale – ne parleremo più dettagliatamente in seguito.
- I condizionatori monoblocco con funzione di riscaldamento non dipendono dalla temperatura esterna, ma non si differenziano in termini di efficienza. In inverno funzionano come termoconvettore regolare, con un'efficienza leggermente inferiore a 1.
- I sistemi con refrigerante R22 sono meno efficienti e resistenti alle basse temperature rispetto a quelli riempiti con freon R410A o R32.
Vale la pena notare che anche quei modelli che funzionano senza problemi a basse temperature riducono significativamente l'efficienza e l'economia del riscaldamento quando fuori fa freddo.
Date le limitazioni della temperatura operativa e le prestazioni incostanti, l’aria condizionata non può essere l’apparecchio di riscaldamento principale per le case nelle regioni settentrionali.
Differenze nella progettazione dei condizionatori resistenti al gelo
Perché è possibile accendere un condizionatore d'aria a 30 gradi sotto zero, mentre non è desiderabile avviarne altri a -5?0CON? La risposta è semplice: caratteristiche strutturali e configurazione. Il costo di un sistema split non è sempre direttamente proporzionale alle sue capacità, e quindi è utile sapere quali soluzioni progettuali efficaci esistono.
Per capire se è possibile accendere un particolare condizionatore d'aria per il riscaldamento in inverno o se ciò è pericoloso per il dispositivo, prestare attenzione a tali dettagli.
Innanzitutto, è necessario installare in fabbrica un kit a bassa temperatura per evitare avviamenti a freddo del compressore e congelamento della condensa.
Come abbiamo già accennato, in inverno sono preferibili i modelli inverter, poiché il loro compressore non si ferma quando viene raggiunta la temperatura impostata nell'ambiente, ma si limita a rallentare. Ciò significa che non si raffredderà ogni volta e non si avvierà con un sovraccarico, ed è anche più redditizio in termini di consumo energetico.
Lo scambiatore di calore dell'unità esterna può essere ampliato in modo che il freon all'interno abbia il tempo di evaporare completamente e assorbire il massimo calore dall'aria prima di entrare nel compressore.
Esistono anche scambiatori di calore a doppio circuito in cui la prestazione viene regolata collegando un ulteriore circuito di circolazione del freon. L'unità esterna e lo scambiatore di calore possono comprendere involucri aggiuntivi e accumulatori di calore per utilizzare l'energia generata dalle apparecchiature operative.
Un compressore ad alta potenza comprime il gas più fortemente, riscaldandolo a temperature più elevate. Nei modelli industriali esistono anche compressori scroll che non temono l'ingresso di freon liquido.
Il refrigerante stesso può avere proprietà diverse. L'R-22 economico e abbondante evapora a -400C, pur essendo in grado di assorbire un calore di 233 kJ/kg. Per fare un confronto, il più recente R-32 evapora a -51,70C e può trattenere il calore fino a 390 kJ/kg.
Ciò significa che alle stesse condizioni, il secondo si riscalderà più velocemente e in modo più efficiente nello scambiatore di calore e condizionatore o sistema split funzionerà con un minor consumo di energia e una maggiore efficienza.
Il tipo di olio che lubrifica il compressore dipende anche dal tipo di refrigerante. L'R-22 funziona con olio minerale, mantenendo una viscosità accettabile fino a -50C, e R410A e R32 – con sintetico, resistente a -70S. Sembrerebbe che la differenza sia piccola, ma in combinazione con altri fattori è significativa.
Maggiore è il numero degli aggiornamenti elencati di cui dispone il condizionatore d'aria, minore è la temperatura a cui può funzionare. Tuttavia, per molti modelli di inverter Potresti anche non conoscere la temperatura massima consentita: il controllo elettronico semplicemente non avvia il sistema se fuori fa troppo freddo.
Kit climatizzatore invernale
Recentemente, sempre più spesso si possono trovare proposte per dotare un condizionatore d'aria di un kit invernale. I venditori di questa apparecchiatura assicurano che la sua installazione renderà il condizionatore d'aria un riscaldatore efficace per tutto l'inverno, anche in caso di gelo. Se è così, lo scopriremo.
Componenti di un kit di lavoro invernale
Un kit a bassa temperatura, di norma, comprende 3 componenti: una vasca riscaldante, un basamento del compressore e un regolatore di velocità della ventola. A volte sono presenti anche un sensore di temperatura e una scheda di controllo, separati per ciascun componente o comuni a tutti.
Il riscaldamento della padella è necessario per evitare che la condensa scaricata dal radiatore si congeli quando è attivata la modalità di sbrinamento.
Il riscaldatore del carter è un filo o una piastra che circonda il compressore nel punto in cui si accumula l'olio.
Si consiglia di accendere il riscaldamento del compressore prima di avviare il condizionatore d'aria in modo che l'olio abbia il tempo di riscaldarsi. In pratica, il riscaldamento spesso avviene solo durante il funzionamento o solo durante il periodo di inattività. Solo la seconda opzione garantirà la sicurezza del compressore, ma è meno redditizia a causa del maggiore consumo di energia.
La regolazione della velocità del ventilatore determina l'attività di scambio termico tra il freon e l'ambiente esterno: più forte è il flusso d'aria, maggiore è il calore trasferito. Quando si lavora per il riscaldamento, questo non è di fondamentale importanza, poiché è necessario il massimo trasferimento di calore e in fabbrica viene impostata un'elevata velocità della ventola.
Un'altra questione è se il condizionatore funziona per il raffreddamento a temperature inferiori a +14 - +180consentito dal produttore. Quindi il freon può emettere troppo calore e l'unità interna inizierà a congelarsi: si coprirà di brina e ghiaccio e la condensa si congelerà. Per evitare che ciò accada, la ventola viene rallentata.
È consigliabile installare un kit invernale?
Dopo aver installato un kit a bassa temperatura, il proprietario potrebbe avere una domanda: è ora possibile riscaldare la stanza con un condizionatore d'aria a basse temperature esterne? La risposta è sì, puoi, ora è sicuro per il condizionatore d'aria. L'eccezione è l'installazione non qualificata o l'attrezzatura fatta in casa.
È efficace? Il riscaldamento tramite aria condizionata è apprezzato per la sua efficienza: la sua efficienza può raggiungere 3 – 5 e anche 7, a seconda del modello. Ciò è ottenuto dal fatto che il sistema split è l'unico riscaldatore che non produce calore. Il compressore e i ventilatori richiedono per funzionare molta meno energia di quella che il sistema può trasportare in casa.
L'efficienza dichiarata, o, come scrivono i produttori, COP, è rilevante quando si funziona per il riscaldamento a +70 sulla strada. Quando fa più freddo, la differenza di temperatura tra l'aria e il freon diminuisce, il che significa che lo scambio di calore peggiora e l'efficienza del condizionatore diminuisce.
A temperature inferiori a -150Con l'efficienza del condizionatore ridotta a circa l'1%, cioè per ogni kilowatt di elettricità consumata si può ottenere solo 1 kW di calore. Anche i convettori convenzionali o i riscaldatori a infrarossi, che sono più economici e non dipendono dalla temperatura esterna, hanno tali indicatori.
Naturalmente questi calcoli sono approssimativi; il risultato dipende molto dal modello del condizionatore, dal set di bassa temperatura e anche dallo schema di collegamento del secondo. Ma il fatto è che quanto più bassa è la temperatura esterna, tanto meno efficace ed economico è il riscaldamento con un sistema split.
Considerando che il costo di un buon kit invernale per accendere il riscaldamento del condizionatore con l'installazione può ammontare al 40 - 150% del costo del condizionatore e aiuterà a funzionare efficacemente solo fino a -150C, la fattibilità dell'acquisto è molto controversa.
Un'altra cosa è se hai bisogno di rinfrescare la stanza in inverno. Ad esempio, per una stanza con attrezzature.Quindi il limite inferiore delle temperature consentite scende da +16 dichiarato dal produttore a forti gelate e l'efficienza del condizionatore d'aria non diminuirà.
Installazione e collegamento del kit invernale
Come abbiamo già accennato, l’installazione professionale di un kit a bassa temperatura non è economica. Non tutti i proprietari di un sistema diviso sono pronti a pagare 5.000 rubli o più per avere l'opportunità di accenderlo condizionatore per il riscaldamento ad una temperatura 10 - 15 gradi inferiore a quella indicata. Se non sei preparato per questo tipo di spesa, potresti essere interessato a installare tu stesso un kit invernale.
Ricordiamo che per il funzionamento invernale il condizionatore necessita del riscaldamento della coppa, del carter del compressore e dell'unità RDK, regolatore di pressione di condensazione che controlla la velocità della ventola. Puoi acquistare un kit già pronto e installarlo tu stesso.
Allora sarai liberato dalle difficoltà di scelta e ricerca dei componenti, risparmierai anche sull'installazione, ma probabilmente perderai la garanzia sul sistema split. Naturalmente, l'autoinstallazione comporta ulteriori problemi.
L'opzione più economica è acquistare 2 pezzi cavo scaldante, meglio che autoregolamentarsi e collegarli tu stesso. Il controllo della velocità della ventola quando si lavora per il riscaldamento può essere trascurato; abbiamo spiegato il motivo sopra.
Per riscaldare il vassoio avrete bisogno di un pezzo di cavo scaldante lungo circa 3 m. Lo stendono attorno al radiatore sia dall'esterno che dall'interno, così come lungo l'intero vassoio in un serpente.È possibile collegare l'alimentazione dell'unità esterna, come il riscaldamento di fabbrica, alla fase principale, quindi il cavo si scalderà sempre finché il condizionatore d'aria è collegato, anche quando è inattivo.
Le opzioni alternative sono portare un cavo separato con una spina alla presa e accenderlo manualmente, collegarlo alla rete tramite un termostato sulla strada o tramite un timer.
Per riscaldare l'olio nel compressore, avvolgerlo attorno ad un pezzo di cavo scaldante nella parte inferiore. Il collegamento elettrico viene effettuato contestualmente al riscaldamento della pentola.
Se hai acquistato un RDK, devi trovare spazio libero nel vano comandi, in alto compressoree fissarlo con viti autofilettanti. Il collegamento elettrico differisce a seconda dei modelli ed è sempre descritto dettagliatamente nelle istruzioni. Per un corretto funzionamento, il sensore compreso nel kit viene fissato all'anello centrale del radiatore, rivestito con pasta termica e avvolto con materiale termoisolante.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Alcuni aspetti pratici sono difficili da immaginare appieno da una descrizione testuale, quindi ti suggeriamo di vedere e valutare tutto con i tuoi occhi.
Puoi vedere come installare il kit invernale in questo video:
Quello che può succedere al condizionatore d'aria quando funziona senza kit invernale è mostrato qui:
L'esperienza di riscaldare una casa solo con i condizionatori è descritta in dettaglio qui:
Riassumendo, diciamo che la maggior parte dei condizionatori sono progettati per riscaldare l'ambiente solo in bassa stagione, prima di accendere il riscaldamento principale. Anche quei modelli in grado di funzionare a -300È improbabile che siano in grado di fornire abbastanza calore in tale gelo. Tuttavia, se nella tua zona la temperatura raramente scende sotto i -150Da allora, il riscaldamento con un sistema split è una soluzione molto redditizia e di successo.
Hai già installato un sistema split? Lo usi quando fa freddo? Hai avuto bisogno di installare un kit bassa temperatura? Condividi la tua esperienza, aggiunte e modifiche all'articolo nei commenti.
