Как работает кондиционер на обогрев

Климатическое оборудование – активно развивающаяся сфера производства. Необходимость установки такой техники стала неотъемлемым элементом не только при проектировании и строительстве офисных зданий или торговых центров – все чаще можно встретить проекты жилых домов, в которых предусмотрено конструкционное решение для монтажа системы кондиционирования. Современные стационарные кондиционеры называются также сплит-системы, что обусловлено их конструктивной особенностью – они состоят из двух частей: внутренний блок находится в комнате внутри, а наружный блок – на улице. Более того, некоторые модели сплит-систем могут не только охлаждать воздух в помещении, но и нагревать его, то есть — работают в режиме зима-лето. Как происходит отопление кондиционером, в каких моделях предусмотрена такая опция, и какие параметры влияют на выбор – в материале далее.

Обоснованность обогрева помещения кондиционером

Часто у покупателей возникает вопрос — чем лучше отапливать помещение, кондиционером или газом. Чтобы понять, насколько выгодно будет использовать систему кондиционирования для этой цели, и найти самый экономный способ обогрева, необходимо сопоставить несколько факторов:

стоимость устройства;
условия и ограничения эксплуатации – низкие температуры уличного воздуха значительно ограничивают использование кондиционеров;
экономия относительно других источников тепла.

Кондиционер отапливает помещение

Анализ данных показывает, что использовать кондиционер в качестве отопительного прибора для загородного дома будет выгодно в том случае, если к жилью не подведен газ, и в качестве источника тепла приходится выбирать между дизельным топливом, углем, сжиженным газом или электричеством. Также обогрев помещения при помощи системы кондиционирования можно рассмотреть владельцам домов без печи.

Следует учесть, что сплит-системы для обогрева выгоднее использовать в регионах с мягкой зимой, поскольку модели, способные работать при низких температурах, стоят дороже и требуют особого обслуживания. Если же преобладает морозная погода, или к дому подведен сетевой газ, то отопление жилья посредством системы кондиционирования будет иметь мало преимуществ.

На заметку! Отопление кондиционером целесообразно, например, в межсезонье, когда на улице уже прохладно, но коммунальные службы еще не включили центральное отопление.

Принцип работы на обогрев

Главный принцип работы кондиционера, будь это режим обогрева или же охлаждения, остается неизменным и основан на изменении агрегатного состояния хладагента, который, как и все вещества, поглощает тепло при испарении и выделяет его при конденсации. Используемый хладагент циркулирует между внутренним и внешним блоками и переносит тепло либо на улицу, либо в помещение.

Работа кондиционера на обогрев

В качестве хладагента используется фреон, который может одинаково легко нагреваться и охлаждаться за счет испарения, конденсации, расширения и сжатия. Поэтому понижение температуры достигается в результате перевода фреона в газообразное состояние, а повышение, наоборот — в жидкую форму. За сжатие фреона отвечает компрессор, а его расширение происходит в капиллярной трубке. Смена режимов с охлаждения на обогрев становится возможной за счет изменения движения фреона, что достигается благодаря установке 4-ходового клапана, который меняет направление потока.

Когда в кондиционере включается режим обогрева, происходит следующее:

во внешнем блоке компрессор сжимает фреон, который от этого нагревается и далее поступает по трубкам во внутренний блок.
находясь во внутренней части, нагретый хладагент через теплообменник отдает тепло воздуху в помещении и остывает;
отдавший тепло фреон попадает снова в уличный блок и, испаряясь, отдает через теплообменник остаточный холод уличному воздуху — это происходит даже в том, случае, если за окном стоят морозы;
далее процесс повторяется: фреон попадает в компрессор, где происходит его сжатие и нагрев.

Температурные ограничения

Для всех кондиционеров есть важное ограничение: минимальная температура, при которой он может работать. Это связано с тем, что для нормального функционирования компрессора необходимо масло, которое при низких температурах начинает загустевать, что чревато поломкой устройства при запуске.

Важно! При низкой температуре на улице фреон может не успеть испариться, тогда он поступит во внутренний блок в жидком виде, а это может спровоцировать гидроудар.

Кондиционер зимой

Минимальная температура, которая позволяет кондиционеру нормально функционировать, для большинства моделей составляет -8⁰С. У некоторых сплит-систем допустимое значение ниже: до -15⁰С. Однако даже в этих моделях производительность устройств при минусовой температуре ухудшается на 70% от тех данных, которые указаны в техническом паспорте.

На заметку! Чтобы компенсировать негативные погодные факторы, многие специалисты рекомендуют использовать специальный зимний комплект, который состоит из нагревателя масла для компрессора и радиаторов, устойчивых к образованию конденсата и обледенению.

Разновидности кондиционеров для обогрева

Поскольку главные слабые стороны сплит-систем, работающих на обогрев, — это потеря производительности и повышение риска поломки при низких температурах, фирмы-изготовители постоянно работают над усовершенствованием конструкции аппаратов, а также разрабатывают новые разновидности хладагентов. Есть несколько типов таких кондиционеров, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

Сплит-системы с тепловыми насосами

Сплит-системы с тепловым насосом – это сложные инженерные конструкции, предназначенные для повышения эффективности нагрева помещения даже при работе в мороз. Такой аппарат отличается следующими конструкционными особенностями:

увеличенным размером теплообменника;
установкой в наружном блоке более производительного вентилятора, способствующего повышению эффективности теплопередачи;
подогревом картера компрессора, а также наружного блока, что при работе в низких температурах препятствует образованию наледи;
более точной регулировкой подачи хладагента в теплообменник в зависимости от погодных условий, что осуществляется с помощью электронно-регулирующего вентиля.

Сплит-система с тепловым насосом

На заметку! Во многих моделях оборудования с тепловым насосом используются особые виды фреона, эффективные при низких температурах.

Воздушный тепловой насос с бойлером

Это одна из разновидностей сплит-систем, которая предназначена для обогрева или охлаждения, а также для подачи горячей воды. Кроме того, воздушный тепловой насос с бойлером может стать частью системы теплого пола. В отличие от большинства моделей, работающих по принципу воздух-воздух, данный тип устройств в работе использует принцип воздух-вода. Такое устройство отлично подойдет для частного дома, находящегося в экологически чистом районе, поскольку не выбрасывает в воздух продукты сгорания.

Воздушный тепловой насос с бойлером

Системы постоянной производительности

Для больших помещений, например, торговых или офисных центров, используют не отдельные кондиционеры, а полупромышленные системы постоянной производительности. Они представляют собой сложные инженерные конструкции нескольких видов.

Кассетные сплит-системы встраиваются не в стену, а в подвесной потолок и, благодаря своей конструкции, распределяют воздушный поток сразу в 4 стороны одновременно. Это обеспечивает равномерный обогрев павильона большого объема.
Напольно-потолочные кондиционеры помогают создать оптимальный микроклимат в помещениях, где сложно разместить настенные или кассетные устройства, поскольку их можно установить на полу впритык к стене или на потолке здания. Надежность крепления обеспечивает специальная монтажная пластина.
Канальные модели – еще один вид полупромышленных систем, особенность которого состоит в том, что внешний блок крепится не на стене здания, а монтируется внутри системы воздуховода. По этой причине предпочтение канальным системам отдают в том случае, когда уличный блок должен быть скрыт от посторонних глаз.
Колонные кондиционеры устанавливают на полу в офисах, кафе и иных заведениях, где архитектурные особенности или дизайн исключают возможность установки климатической техники на потолке или стене. Сам прибор выполнен в виде колонны, не занимает много места и направляет поток воздуха в потолок.

Инверторные системы

Обычные кондиционеры с режимом обогрева при достижении в помещении необходимой температуры отключают компрессор и переводят его в ждущий режим до тех пор, пока значения не понизятся. Это приводит к довольно большим перепадам температуры. Кроме того, постоянные включения и выключения устройства повышают износ его деталей.

Инверторные модели отличаются возможностью регулировать скорость двигателя компрессора, поэтому поддержание заданного значения достигается за счет изменения производительности устройства. Это приводит к небольшим колебаниям температуры в помещении и позволяет экономить электричество, поскольку на низких оборотах двигателя потребляется значительно меньше электроэнергии. Поэтому многие покупатели отдают предпочтение именно инверторным моделям.

Преимущества инверторного кондиционера

Арктическое исполнение

Сплит-системами арктического исполнения называют такие устройства, которые были специально созданы для работы при пониженных температурах. Например, есть модели, которые справляются с задачей обогрева даже при -30⁰С.

Низкотемпературная сплит-система "Арктика" СМН-218

Моноблоки

Чтобы упростить проектирование и монтаж сложных систем кондиционирования, а также для минимизации используемых фреоновых магистралей часто практикуется установка компактных тепловых насосов для локального обогрева.

На заметку! Такие приборы достаточно дешевы. Единственное требование – чтобы внешняя часть кондиционера находилась на открытом воздухе. Поэтому моноблоки встраиваются в стену или окно.

Моноблок

Руфтопы

Руфтопы – это кондиционеры для охлаждения и обогрева, блоки которых располагаются на крыше, как правило, по разные стороны от кровельного перекрытия на минимальном расстоянии. Такая установка помогает максимально равномерно распределять тепло по всей площади дома. Кроме того, руфтопам не нужен дополнительный приток воздуха, чтобы охлаждать поверхность внешнего блока.

Руфтоп

Критерии выбора кондиционеров с обогревом

Современные кондиционеры – это многофункциональные приборы. Чтобы выбрать оптимальный вариант, следует учитывать такие критерии:

минимально допустимую для работы температуру воздуха на улице;
максимальную тепловую мощность;
энергоэффективность СОР;
уровень шума;
производительность, которая должна соответствовать отапливаемой площади;
стоимость монтажа;
наличие фильтров для очистки воздуха от частиц пыли, аллергенов, бактерий, а также от неприятных запахов;
наличие встроенного таймера включения и выключения, позволяющего подогреть воздух в квартире к определенному моменту;
наличие системы авторазмораживания, предназначенной для минимизации риска обледенения внешнего модуля;
наличие функции рестарт, которая поможет автоматически восстановить работу в случае перебоев с электричеством;
наличие «зимнего комплекта», который потребуется при эксплуатации техники в холодное время;
проверенный производитель.

Преимущества и недостатки такого обогрева

Кондиционеры и сплит-системы, предусматривающие возможность отопления помещения, имеют свои достоинства и недостатки. После тщательного анализа отзывов реальных пользователей основные аспекты были выделены в следующую таблицу.

Плюсы	Минусы
Высокий КПД.	Высокая цена сплит-систем с режимом обогрева.
Быстрое прогревание воздуха.	Сложное устройство.
Низкое потребление электроэнергии по сравнению с обогревателями, так как электричество тратится не на выработку тепла, а только на его перенос.	Необходимость использования зимнего комплекта.
Более равномерное распределение тепла в комнате по сравнению со стационарными обогревателями.	Чтобы избежать простоя смазки, кондиционер придется периодически включать.
Поскольку в кондиционерах нет нагревательного элемента (типа ТЭН), они практически не сжигают воздух в комнате и не выделяют угарный газ.	При установке оборудования, работающего по принципу тепловых насосов, необходимо тщательное сложное проектирование, иначе в помещении могут появиться отдельные холодные зоны, а на стеклах будет оседать конденсат.