Как работает кондиционер

Каждый современный инверторный кондиционер может работать не только на охлаждение, но и на обогрев.

Получается, что данным прибором по идее, можно пользоваться круглый год, а не только в период летней жары.

Для начала вспомним как работает обычный аппарат. Вот его принципиальная технологическая схема.

Любой кондиционер представляет из себя подобие теплового насоса. То есть, он перекачивает тепловую энергию между двумя теплообменниками.

Принцип работы при охлаждении следующий

Вся система заполняется специальным газом (хладагентом) – фреоном.

Встроенный компрессор во внешнем блоке сжимает его, что заставляет фреон разогреваться. Далее, проходя через конденсатор, он обдувается потоками воздуха и охлаждается, переходя в жидкое состояние.

Так как компрессор все еще продолжает нагнетать в системе избыточное давление, фреон двигается дальше и достигает расширительного клапана или регулятора потока.

Попросту говоря, диаметр магистральной трубки в этом месте резко увеличивается, а значит происходит падение давления. Теряя давление, фреон переходит в газообразное состояние и согласно законам физики резко охлаждается.В этом холодном состоянии он попадает во второй теплообменник или испаритель. При этом его температура здесь значительно ниже температуры окружающей среды.

Вследствие чего, фреон забирает из нее избыточное тепло и продолжает свое шествие, возвращаясь обратно в компрессор. Цикл завершается и все повторяется по второму кругу.

Принцип работы кондиционера на обогрев обратный охлаждению

При этом в современных устройствах монтировать что-либо дополнительно не нужно.

При работе на обогрев кондиционер понижает хладагент до температуры ниже, чем “за бортом.” Например, если фреон после прохождения расширительного клапана охладить до -30С, то он вполне себе легко отберет тепло у окружающего воздуха, даже если там -15С или -25С.

Вся разница как раз-таки и пойдет на теплоотдачу.

Главное преимущество этой схемы заключается в том, что на работу компрессора затрачивается гораздо меньше эл.энергии, чем на выработку соответствующего количества тепла, которое кондиционер способен перекачать между двумя теплообменниками.

Однако все обычные кондиционеры при работе на тепло имеют предельную температуру эксплуатации. Как правило, температура на улице не должна быть ниже -5С.

Если вы будете его эксплуатировать при -10С и ниже, кондиционер перейдет в так называемый режим нулевой эффективности.

Компрессор вообще перестанет выключаться, будет работать на максимуме своих возможностей, что сократит срок его службы. Безусловно, есть модели специально подготовленные для условий работы при низких температурах. Но если мы говорим о доступных бытовых моделях, то не смотря на инвертер - лучше ограничиться использованием от -5 и выше тепла.

Так как, эффективность снижается и появляются проблемы с обмерзанием и обогревом ряда узлов, которые надо решать тратя дополнительно электроэнергию.

Иными словами, если мы говорим о бане или гостевом домике в средней полосе (так как южнее - это актуально в течении всего года), то чтобы исключить прокладку магистрали отопления от основного строения или оборудования независимой системы отопления с установкой котла и батарей - то, вариант с кондиционером среднего ценового сегмента имеет место быть. С учётом, что мы не будем использовать это строение при -5 и ниже.

Тогда у нас будет комфортно большую часть года, а в сильные морозы есть дом с основным отоплением. Для бани с небольшой гостевой частью - так вообще кажется интересным решением и весьма экономичным.

О том, как сделать Отопление или Охлаждение (летом) с помощью кондиционера ещё экономичнее - используя автоматику контроля температуры в помещении в разных точках, управление питанием кондиционера и сценарии включения и выключения в зависимости от ряда условий (открытия двери или окна, ухода из помещения людей, температуры за окном). Это уменьшит расход электроэнергии в 2-4 раза (в сравнении с ручным управлением включением кондиционера с использованием базовых режимов работы). Чтобы узнать подробнее, пишите https://t.me/MikhailGI

Отличие работы инверторного кондиционера

Что такое инверторный кондиционер и чем он отличается от простого? Традиционный прибор работает по незамысловатой схеме – нагрел воздух до определенной температуры и тут же выключили компрессор. Так называемая система ON-OFF.

То есть, компрессор в определённые промежутки времени либо работает, либо нет. А вот в инверторных моделях имеется возможность не полного отключения компрессора, а снижения его номинальной мощности.

За счет чего это происходит? За счет двойного преобразования электрического тока.

Первоначально стандартное переменное напряжение из розетки в 220В преобразуется в постоянное. А уже затем, постоянный ток с помощью инвертора опять превращается в переменный, но уже не с привычной частотой в 50Гц, а с произвольной.

Регулируя и изменяя эту самую частоту, можно регулировать обороты ротора компрессора, а значит и изменять мощность в процессе работы.

Вы спросите, зачем все эти заморочки с частотой и мощностью, и что они конкретно дают? А дают они несколько преимуществ:

• отсутствие больших стартовых токов при включении
• меньший износ оборудования
• более низкий допустимый температурный режим работы

То есть, инверторные модели способны запускаться и работать при температуре на улице ниже -5С. Масло в системе не застаивается, а циркулирует постоянно.

Большинство недорогих бытовых инверторов конечно не достигают таких низких температур и нормально работают в пределах от -5С до -7С.

Если же вы поставили такую бытовую модель у себя дома, а за бортом ударили морозы -25С, можно ли его включать или нет? Тут возможны несколько вариантов.

Во-первых, он может попросту не запуститься и уйти в защиту. Но если все-таки начнет работать, то его КПД упадет в разы, а следовательно и температура у Вас в доме.

Если такая низкая температура будет держаться несколько дней подряд, масло в аппарате загустеет. В этом случае не рекомендуется выключать кондиционер, иначе последующий холодный запуск убьет его компрессор.

Тут допустимы различные системы подогрева наружного блока - но это удорожание модели и дополнительный расход электроэнергии. Поэтому на сегодняшний день работу кондеев в условиях постоянных низких температур мы не рассматриваем.

Стоит отметить, что инверторные модели сегодня тоже различаются по типу инвертора - AC и DC.

DC Inverter будет ещё более экономичным, за счёт сокращения потерь электроэнергии на второе преобразование.

Коэффициент COP и эффективность кондиционера

Однако возможность режима работы при низких отрицательных температурах не главное. На чем же еще следует сделать акцент при выборе инверторного кондиционера - дабы его работа создавала достаточное количество тепла в доме и при этом была выгодна.

За это отвечает коэффициент COP (Coefficient of Performance) – коэффициент эффективности или преобразования. Его можно найти в полном перечне характеристик.

COP – это отношение тепловой производительности кондиционера в режиме работы на обогрев, к его электрической мощности, то есть к тому, сколько он потребляет электричества из розетки.

Какое значение COP считается хорошим? У лучших моделей оно достигает 5 единиц. От 2,5 до 4,0 это средние параметры.

Например, COP=3.61 означает, что при мощности в 1квт, такой инвертор способен закачать за 1час в помещение тепловую мощность в 3,61квт.

Аналогичный параметр при работе на охлаждение называется коэфф. EER. Он показывает сколько тепловой мощности откачивается из помещения сообразно затраченной электрической мощности кондиционера.

Чем больше COP, тем выгоднее и дороже кондиционер. Как уже говорилось выше, хорошим значением является COP=5,0. Имея такой аппарат, потратив за 1час один киловатт эл.энергии, вы загоните в свое помещение 5квт тепла.

Но вот тут-то и кроется главная хитрость. Параметр COP, указанный в технической документации, измерен при некоторых идеальных условиях. А конкретно - при работе на обогрев с температурой окружающей среды +7С.

При понижении уличной температуры COP будет уменьшаться, так же как и при увеличении комнатной. Если у лучших японских инверторов COP составляет 5,0 при уличной температуре t=+7C и комнатной +20С, и вы захотите раскочегарить комнату до +30С без изменения уличных параметров, COP тут же упадет до 4,0-4,5.

Если изначально COP на приборе нигде не указан, его можно рассчитать самостоятельно. Для этого разделите тепловую мощность (Heating Capacity), которая прописывается на шильдике устройства, на потребляемую электрическую мощность (Rated Power).

О том, как сделать Отопление или Охлаждение (летом) с помощью кондиционера ещё экономичнее - используя автоматику контроля температуры в помещении в разных точках, управление питанием кондиционера и сценарии включения и выключения в зависимости от ряда условий (открытия двери или окна, ухода из помещения людей, температуры за окном). Это уменьшит расход электроэнергии в 2-4 раза (в сравнении с ручным управлением включением кондиционера с использованием базовых режимов работы). Чтобы узнать подробнее, пишите https://t.me/MikhailGI