С наступлением легких холодов осенью и относительного потепления весной обитатели квартир часто задумываются о дополнительном источнике тепла. Ведь осенью централизованное отопление еще не включили, а весной — уже выключили. Не понимая, как работает кондиционер на обогрев, многие даже не рассматривают его как средство обеспечения комфорта. В то же время современное устройство может помочь даже тем, кто ощущает в своем доме дискомфорт в зимние морозы.

Простыми словами о сложных вещах

Чтобы понять, что такое принцип теплового насоса, на котором основана работа кондиционера на обогрев, достаточно ответить на вопрос: какой отопительный прибор имеет коэффициент полезного действия, превышающий 100%? Для большинства людей ответ будет неожиданным. Это — бытовой холодильник. В нем происходит следующее:

  • тепло отдается от компрессорной установки, вентиляторов обдува;
  • тепло отбирается от продуктов и поступает в окружающую среду.

Таким образом, холодильник генерирует тепло, не только используя электричество, но и отбирая его от продуктов и воздуха, который периодически поступает в камеры охлаждения. На таком же принципе работает тепловой насос, в который превращается кондиционер с функцией обогрева.

Что происходит в климатической системе

Когда в кондиционере пультом включается режим обогрева, он начинает работать, для простоты понимания, на зеркальном принципе. Устройство начинает охлаждать окружающую среду. Происходит следующее:

  • активируется вторая схема циркуляции фреона;
  • в наружном блоке расположена структура расширения теплоносителя. При попадании в нее фреон резко теряет температуру, и воздух оказывается теплее трубок с газом;
  • фреон в камере расширения подогревается от окружающей среды;
  • компрессор закачивает газообразный теплоноситель в решетку системы сжатия, где он конденсируется с выделением отобранного из воздуха тепла.

В общем и целом нет ничего сложного в понимании такой схемы работы. Кондиционер с обогревом имеет две системы циркуляции фреона, чтобы летом отбирать тепло из комнаты, а зимой — из внешней среды. При этом в зимнее время изменяется и схема передачи тепла.

Простые кондиционеры для обогрева зимой отбирают воздух снаружи, более сложные и совершенные — частично смешивают его с потоком из комнаты, чтобы достичь лучшей отдачи.

Почему у кондиционеров разные показатели рабочих температур

Кондиционеры с обогревом отличаются как по техническим показателям мощности и теплоэффективности, так и по допустимому температурному диапазону использования. Устройства с классической схемой компрессора (неинверторные) не рекомендуется включать, когда, так сказать, параметры погоды находятся вне допустимых пределов.

Это не только ведет к потере гарантии, но может повысить шанс выхода кондиционера из строя до 100% — он сгорит непосредственно в первые секунды после команды пуска.

Рассмотрим, что происходит в устройстве классической схемы с обогревом.

  1. В системе циркулирует смазка, которая не находится в замкнутом контуре, контактируя с теплоносителем — фреоном.
  2. При понижении температуры смазка загустевает.
  3. Когда воздух и соответственно наружный блок кондиционера охлаждаются ниже определенного предела, начинается расслоение смазки и фреона в жидком состоянии, последний начинает подниматься вверх и может поступать в масляный контур.

Главный недостаток классической системы компрессорного охлаждения – непостоянное циркулирование масла. В тот отрезок времени, когда кондиционер достиг заданных параметров микроклимата в комнате и выключился, масло стекает в накопитель. Когда требуется отопление и двигателю приходится запускаться зимой, отбор загустевшей смазки происходит медленно, и компрессор вынужден работать с резко повышенной нагрузкой.

В случае когда в результате расслоения фреона и масла первый поступил в смазочный контур, нагнетатель кондиционера может сгореть непосредственно в момент пуска. Отрицательная температура играет и роль тормоза: шарикоподшипники и сальники могут замерзнуть. Чтобы избежать проблем, многие хитрые продавцы советуют приобретать специальный зимний комплект для дооснащения кондиционера. На пользе и рациональности такого решения остановимся позже.

Лучше обстоят дела у инверторных кондиционеров. Здесь допустимый нижний предел температуры значительнее, поскольку компрессор не выключается, меняя обороты и заставляя масло курсировать постоянно. При этом оно поддерживает относительно стабильную температуру всей системы, смешиваясь с фреоном и отбирая у него часть тепла.

От чего зависит нижний температурный предел

Показатель нижнего предела рабочих температур зависит от нескольких факторов. У дешевых моделей кондиционеров это может быть -5 градусов Цельсия, у более продвинутых — -7..-10, у лидеров рынка может достигать -20..-25 у бытовых моделей. Чтобы понять, как все работает в единой схеме, необходимо пояснить несколько основных принципов.

  1. Система отбора тепла в кондиционере классического типа работает как в холодильнике. Один режим, одно количество производимых тепловых калорий в минуту. С помощью включения-выключения компрессора при меняющихся оборотах двигателя вентилятора достигается нужная температура воздуха, поступающего в комнату. При этом перед запуском обдува теплообменник должен быть прогрет.
  2. Система отбора тепла в инверторных моделях может изменять скорость отбора калорий. Поэтому реально достичь более плавного регулирования без необходимости предварительно прогревать теплообменник перед пуском.

Из этих двух принципов ясно, почему кондиционеры с классической схемой не могут работать при низких температурах. Чем больше минус за бортом, тем сильнее снижается КПД теплопередачи и растут паразитные потери. В конце концов, система входит в режим нулевой эффективности, компрессор перестает выключаться и может перегореть.

У инверторных моделей ситуация лучше. Отбор энергии эффективнее, поэтому даже при реализации стандартной методики обдува теплообменника наружным воздухом можно получить тепло, работая в более сильный мороз.

Есть еще одна механика, с помощью которой поднимают эффективность кондиционера. Это смешивание потоков наружного воздуха и отобранного непосредственно из комнаты. В результате при обогреве необходимо компенсировать меньший перепад температур, и кондиционер работает в еще более сильный мороз. Однако отбирать слишком много воздуха из комнаты нельзя — теряется эффективность вентиляции.

Третий принцип, благодаря которому выигрывают лидеры рынка кондиционеров, — использование особого хладагента. Если стандартный применяемый в холодильных установках фреон кипит примерно при -18..-25 Цельсия, то особый — при -30..-35. Можно отобрать еще больше тепла из окружающей среды, просто обеспечивая значительную разницу температур.

Кроме этого, реализуются принципы снижения паразитных потерь. Они имеют высшую результативность в инверторных кондиционерах, поэтому большинство элитных моделей от Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), Toshiba — только такого типа. Эти бренды готовы предложить продукты, легко работающие в -20 градусов мороза. При этом энергоэффективность обогрева очень велика – на один затраченный киловатт электричества можно получить целых 4 — тепла.

Неочевидная польза зимних комплектов

В качестве заключения стоит поговорить о специальном оснащении с неоднозначными преимуществами. Продавцы рекомендуют использовать зимние комплекты оборудования для кондиционеров для гарантии работоспособности в мороз. В них входит:

  • подогрев сливной системы, внешней трубки;
  • отдельная система ТЭНов для компрессора и вентилятора;
  • система изменения оборотов двигателя в соответствии с падением температуры.

Говоря прямо и откровенно, зимние комплекты не способны защитить кондиционер в полной мере, за исключением случаев, когда система плохо смонтирована и продумана. Они могут позволить избежать только выхода внешнего блока климатической системы, которая включается при температуре, не рекомендованной производителем.

Но на практике полезность зимнего комплекта только в том, что он может помочь предотвратить образование ледяной пробки в трубке слива. Однако при правильном монтаже она не используется, а предназначенный для работы в мороз кондиционер уже имеет все нужные системы защиты.

Поэтому вопрос, приобретать или нет зимний комплект, зависит, прежде всего, от глубины кошелька будущего владельца. Никакого влияния на работу устройства, которое эксплуатируется в рекомендованных производителем пределах температуры, он не окажет.

В качестве меры, позволяющей реже проводить обслуживание внешнего блока сплит системы и пробовать включать обогрев в откровенно сильный мороз (что будет крайне неэффективно), зимние комплекты полезны для кондиционеров только классической компрессорной схемы. Но не более того.