Россия — страна с суровым климатом. В части регионов обогревать помещения в доме приходится почти полгода. Обычно для этого применяется отопительная радиаторная система. Несмотря на популярность такого способа обогрева, все чаще домовладельцы стали использовать кондиционеры с функцией воздушного отопления. Эта климатическая техника позволяет в летний период охладить помещения, а зимой — увеличить температуру воздуха в комнатах. Чтобы правильно реализовать отопление дома кондиционером, нужно знать его принцип работы, выбрать подходящее оборудование из существующих вариантов с учетом своих потребностей.
Принцип работы кондиционера на тепло
Когда кондиционер работает на холод, он сначала засасывает воздух из помещения. Потом из воздушной массы происходит поглощение тепла, которое выводится за пределы дома. Затем охлажденный поток воздуха возвращается обратно в ту же комнату. Поглощение тепловой энергии происходит за счет циркуляции хладагента в климатическом оборудовании. Это чаще фреон, у которого во время работы устройства меняется агрегатное состояние. Он из газа превращается в жидкость, а потом обратно переходит в газообразное состояние.
Во время работы на тепло хладагент движется по внутренней системе кондиционера в противоположную сторону, чем при функционировании в режиме «Холод». В этом случае происходит перекачка тепла с улицы в комнату. Одновременно холод вытягивается из воздуха помещения и выводится за пределы здания.
На заметку! Даже при низкой температуре в атмосфере содержится определенное количество тепла. Именно оно используется для подогрева воздуха в комнате.
Кондиционер работает в режиме обогрева следующим образом:
- сначала фреон забирает тепло из атмосферы, потом происходит сжатие хладагента в компрессоре внешнего блока, что приводит к его нагреву, а затем он движется во внутренний модуль;
- во внутреннем модуле фреон передает тепловую энергию воздуху помещения;
- остывший фреон из-за отдачи тепловой энергии перемещается в теплообменник наружного блока;
- во внешнем модуле хладагент передает уличному воздуху остаточный холод;
- фреон движется в компрессор и весь процесс повторяется.
Из наружного модуля фреон поступает во внутренний блок в виде газообразного вещества. В обратном направлении уже перемещается жидкий хладагент.
Рабочая температура системы кондиционирования в режиме «Тепло»
Во время подбора кондиционера для отопления комнаты необходимо учитывать, при какой минимальной температуре на улице он сможет работать на тепло:
- неинверторные системы кондиционирования, способные работать на тепло при морозе до -7 ℃ за окном;
- кондиционеры инверторного типа, созданные для обогрева, когда на улице не более -15 ℃;
- климатическое оборудование, разработанное для применения при температуре атмосферного воздуха -22 ℃ — устройства с инверторным компрессорным узлом, дополнительно оснащенные производителем «зимним комплектом»;
- модели с плавным управлением компрессора (инверторы), созданные специально для работы в суровых зимних условиях при -25 ℃ и даже ниже — оборудование с мощным компрессорным узлом и «зимним комплектом»;
- тепловые насосы «воздух-воздух», предназначенные для эксплуатации при отрицательной температуре от 25-30 ℃ — климатические системы с высокомощным двухступенчатым компрессорным узлом роторного типа, зимним комплектом и большим теплообменником в наружном блоке.
Важно! Нельзя эксплуатировать системы кондиционирования при более низкой температуре, чем указанное значение в их паспорте. Иначе климатическое оборудование выйдет из строя.
Насколько эффективно отапливают системы кондиционирования
Проводить нагрев комнаты кондиционером — более выгодный вариант по сравнению с использованием электрообогревателя. Это связано с тем, что обогреватель способен преобразовать 1 кВт электрической энергии максимум в 1 кВт теплоэнергии. Кондиционер же по-другому работает — он переносит в комнату уличное тепло. Для этого процесса требуется от 3 до 5 раз меньше электрической энергии. На конкретный показатель эффективности влияет коэффициент производительности при работе на обогрев (COP) определенного варианта климатического оборудования.
У подавляющего числа инверторных кондиционеров коэффициент COP равен примерно 4. Это значит, что после потребления 1 кВт электрической энергии климатическое оборудование станет отдавать 4 кВт тепла на обогрев комнаты.
Во время работы в режиме «Тепло» системы кондиционирования расходуют примерно 0,7 кВт электроэнергии. Поэтому такие устройства вырабатывают 2,8 кВт теплоэнергии. Этот показатель является их теплопроизводительностью или отопительной мощностью.
Учитывая вышеприведенные факты, получается, что выгоднее нагревать комнату при помощи системы кондиционирования, чем при применении электрообогревателя с производительностью по теплу 2,8 кВт. Ведь кондиционер выдаст столько же теплоэнергии, но только на ее получение затратит в 4 раза меньше электричества — 0,7 кВт против 2,8 кВт.
На заметку! Производители измеряют COP, когда на улице температура составляет +7 ℃. Поэтому исключительно при таких условиях работы климатической техники гарантируется ее номинальная производительность, которая указывается в паспорте устройства. Если уличная температура станет снижаться, тогда эффективность обогрева при помощи системы кондиционирования будет уменьшаться. В то же время у разных систем кондиционирования различный уровень снижения тепловой производительности.
Мощность неинверторных систем кондиционирования
Климатические неинверторные системы кондиционирования с рабочей температурой максимум −7 ℃ во время эксплуатации при положительной уличной температуре способны выдавать для нагрева помещения указанную в паспорте мощность. При отрицательной же температуре на улице такие устройства неэффективны, потому что у них теплопроизводительность уменьшается минимум в 2 раза.
Так, система кондиционирования, у которой тепловая производительность составляет 2,2 кВт, станет работать на полную мощность при уличной положительной температуре 5-7 ℃. Если же на улице будет минусовая температура, мощность устройства при обогреве станет равна 1,1 кВт. Поэтому такое оборудование не подходит для нагрева помещений в зимний период.
Мощность инверторных систем кондиционирования для работы в мороз до -15 ℃
Этот тип кондиционеров зимой также не предназначен для использования в качестве только одного источника тепловой энергии. Их минус — остановка нагрева воздуха из-за регулярной необходимости разморозки наружного блока. Это происходит по причине появления конденсата на внешнем модуле при отрицательных уличных температурах. После образования влажной среды зимой она начинает замерзать. Это уменьшает производительность системы кондиционирования. Для ее восстановления кондиционер прерывает обогрев. Функция разморозки у разных моделей может включаться каждый час или только после образования льда.
Другой минус таких систем кондиционирования — понижение тепловой производительности до 50%, если за окном −15 ℃. Так, это оборудование с номинальной тепловой мощностью 3,5 кВт во время работы, когда на улице положительная температура, станет подавать для нагрева воздуха в помещении 3,2-3,7 кВт. Если произойдет похолодание до −5 ℃, теплопроизводительность составит примерно 2,7 кВт, а при достижении −10 ℃ — не более 2,2 кВт. Самая низкая мощность 1,75 кВт станет выдаваться, когда за окном будет −15 ℃.
Мощность систем кондиционирования с рабочей температурой до -22 ℃
Данные системы кондиционирования отличаются от ранее описанного климатического оборудования исключительно присутствием в конструкции «зимнего комплекта», устанавливаемого производителем. За счет его наличия устройства не прекращают нагрев воздуха в помещениях, когда нужно выполнить разморозку наружного блока. Благодаря «зимнему комплекту» оборудование еще легче переносит низкие отрицательные температуры на улице.
«Зимний комплект» включает следующие элементы:
- Регулятор давления конденсации.
Такой элемент предназначен для регулировки оборотов электродвигателя вентилятора. За счет этого поддерживается нормальная температура и давление фреона. Иначе компрессорный узел и блок кондиционера в комнате могут выйти из строя.
- Нагреватель картера.
За счет этой детали не густеет масло в компрессоре. Такой элемент также препятствует перегреванию самого компрессорного узла.
- Нагреватель дренажа.
Эта деталь препятствует замерзанию конденсата. Благодаря такому элементу не образуется корка льда в поддоне блока компрессора на улице. Такой элемент применяют, когда конденсат выводится на улицу. Этот нагреватель не устанавливают, если дренажная вода стекает в канализационную систему дома.
На заметку! У оборудования с «зимним комплектом» и обычных инверторных климатических систем без спецкомплекта для зимы одинаковая тепловая производительность.
Мощность инверторных кондиционеров для работы зимой при -25 ℃
Это климатическое оборудование оснащается производителем «зимним спецкомплектом» и компрессором, имеющий запас по мощности. Данная комплектация позволяет уменьшить потери тепловой производительности при похолодании. Если за окном −15 ℃, тогда уровень эффективность нагрева внутридомового воздуха будет примерно 80%. При понижении температуры до −25 ℃, мощностная характеристика устройства составит от 60 до 80%.
Так, система кондиционирования на 5,5 кВт в режиме «Тепло» при температуре за окном +7 ℃ и выше станет выполнять подачу для нагрева воздуха в помещении те же 5,5 кВт или даже больше. При похолодании до −15 ℃, мощностная характеристика составит уже примерно 4,1 кВт. Если же за окном температура снизится до −25 ℃, тогда тепловая производительность не превысит примерно 3,2 кВт.
Мощность бытового теплового насоса «воздух-воздух»
Это специальная система кондиционирования для отопления в зимний период. Ее эффективность при морозе −30 ℃ составляет 80%. Так, когда у теплонасоса мощность нагрева воздуха равна 7 кВт и его эксплуатация осуществляется при уличной температуре -4 ℃, то он станет выдавать 6,51-7 кВт. Если же произойдет похолодание до −30 ℃, тогда мощность теплового насоса уменьшится примерно до 5,6 кВт.
На заметку! Теплонасосы при условии грамотного подбора их теплопроизводительности — это отличный вариант для поддержания комфортной температуры зимой в центрально-европейской части Российской Федерации.
Выбор кондиционера под свои задачи
Система кондиционирования с возможностью работать на тепло может приобретаться и монтироваться для дополнительного обогрева или в качестве полноценного отопительного оборудования. Одни модели приобретают для эксплуатации только в межсезонье, а другие — в зимние месяцы.
Обогрев в межсезонье
С учетом теплопроизводительности существующих разновидностей кондиционеров для эксплуатации в межсезонье можно использовать два типа оборудования — это неинверторные и инверторные системы кондиционирования. Первый тип устройств особенно эффективно способен нагревать помещение при положительной температуре воздуха на улице. В то же время обычные инверторные кондиционеры, которые могут обогревать пространство в доме при уличной температуре до -15 ℃, лучше всего работают в режиме «Тепло» при морозе не более -5 ℃.
На заметку! Когда планируется обогревать комнату исключительно в период отключения центрального отопления или дачу в осенние и весенние месяцы, тогда нет необходимости переплачивать за модель, которая способна работать при более низкой температуре на улице.
Дополнительный обогрев в зимний период
Когда центрального или автономного отопления недостаточно для комфортного проживания в доме зимними холодными месяцами, подбирают подходящий вариант из инверторных кондиционеров, которые способны работать на обогрев при уличной температуре до -15 ℃. Еще для этой же цели подойдут модели с установленным производителем «зимним комплектом», рассчитанные на работу при температуре на улице до -22 ℃.
Обогрев этими системами кондиционирования обойдется в 2 раза дешевле по сравнению с применением электрических обогревателей. При их выборе нужно понимать, когда на улице −5 ℃, они смогут работать примерно на 80% своей мощности. Если же уличная температура составляет −10 ℃, то выдаваемая мощность будет равна приблизительно 65% от заявленного максимального значения. При этом данные модели станут работать всего лишь наполовину своей мощности, когда на улице похолодает до −15 ℃.
Совет! Для компенсации мощности при уменьшении уличной температуры нужно подбирать климатическое оборудование с запасом по теплопроизводительности. В этом случае суммарного тепла от радиаторной отопительной системы и кондиционера вполне хватит для комфортного проживания в зимние месяцы.
Отопление в зимние месяцы
Когда нужно полноценно отапливать помещение с помощью кондиционера, предпочтение отдают специально разработанному для зимы инверторному климатическому оборудованию с рабочей температурой −25 ℃ и даже ниже. При этом специалисты советуют присмотреться к более эффективному варианту — теплонасосу бытового назначения, способного работать на «Тепло» при −30 ℃ и ниже. Мощность этих типов климатических систем составляет от 60 до 80% даже при очень низкой температуре на улице.
При выборе кондиционера для отопления учитывают уменьшение его теплопроизводительности при снижении уличной температуры. Ещё обязательно оценивают тепловые потери комнаты, принимая во внимание:
- степень теплоизолированности стен;
- материал изготовления несущих конструкций дома;
- размеры и количество окон;
- особенности климата в регионе.
Когда принимается решение отапливать жилье с помощью теплового насоса, учитывают как теплопроизводительность, так и цену климатической системы. Рекомендуется сопоставлять мощность подобранных моделей, расходы на их приобретение и монтаж, а также затраты на эксплуатацию и обслуживание устройств. Довольно часто получается, что отапливать дом с помощью кондиционеров — это наиболее эффективный вариант, чем использование альтернативных традиционных систем.