Особливості експлуатації побутових кондиціонерів зимою

Виробники побутових кондиціонерів з реверсивним циклом в технічній документації на товар, як правило, вказують температурний діапазон, в якому можна експлуатувати кондиціонер. Нижня межа цього діапазону рідко опускається до температури нижче -5°С для режиму "Холод" і 0°С для режиму "Тепло". Що відбудеться з кондиціонером, якщо нехтувати цим обмеженням?

Що необхідно зробити, щоб кондиціонер можна було експлуатувати при нижчих температурах без ризику вивести його з ладу? Ці питання є особливо актуальними в умовах нашої зими і тому вимагають відповіді.

Якщо слідувати рекомендаціям виробника, то кращий спосіб експлуатації кондиціонера в холодну пору року при негативних температурах зовнішнього повітря - це його консервація.

Консервація кондиціонера на зиму передбачає наступні заходи: 

Конденсація хладагента в зовнішній блок, яка передбачає виконання наступних операцій:
- підключення манометричного колектора до сервісного порту;
- включення кондиціонера на "холод";
- замикання рідинного вентиля компресорно-конденсаторного блоку кондиціонера;
- замикання газового вентиля при тиску всмоктування нижче атмосферного;
- відключення манометричного колектора.

Це дозволить уникнути втрат хладагента через нещільність зовнішньої фреонової магістралі.
Відключення або блокування ланцюгів запуску компресора, що виключає помилковий запуск компресора.
• Огорожа компресорно-конденсаторного блоку кондиціонера з метою виключити його пошкодження льодом або падаючими бурульками (при необхідності).
 
 

Мал.1 Таким чином встановлюється сповільнювач.

 

Що ж робити, якщо без кондиціонера взимку не обійтися, і чим ми ризикуємо, нехтуючи обмеженням, накладеним виробником? Як зменшити ризик серйозної поломки кондиціонера? З'ясуємо, що ж відбувається усередині кондиціонера при низьких температурах навколишнього повітря.

Відомо, що побутові кондиціонери не проводять холод або тепло, вони лише "перекачують" тепло з одного термоізольованого об'єму в іншій, тобто за принципом дії - це "теплові насоси". Для перенесення тепла використовуються спеціальні речовини - хладагенти.

Обмін теплом між хладагентом і навколишнім повітрям відбувається через повітряні теплообмінники. Схематично це виглядає так: 

- тепло з повітря в одному термоізольованому об'ємі через теплообмінник поглинається хладагентом;
- хладагент за допомогою компресора перекачується в інший теплообмінник;
- тепло, закумульоване хладагентом через теплообмінник, скидається в повітря. 

  Продуктивність повітряного теплообмінника або кількість тепла, яке може віддати або отримати хладагент через теплообмінник, залежить від конструкції теплообмінника і температури повітря, що проходить через теплообмінник. Тому суть основної проблеми, що обмежує використання побутового кондиціонера з реверсивним циклом взимку, - зміна продуктивності теплообмінника компресорно-конденсаторного блоку при зниженні температури навколишнього повітря.

Причому при роботі на <холод> теплообмінник виявляється перерозмірним (дуже великим), а при роботі на <тепло> - недорозмірним (дуже маленьким).

  
 
 
Мал.2 Встановлений нагрівач картера
 
При роботі кондиціонера в режимі "холод" виникають також і додаткові проблеми:
  • зниження продуктивності холодильної машини;
  • збільшення тривалості перехідного режиму роботи холодильної машини (кондиціонера);
  • "натікання" рідкого хладагента в картер компресора;
  •  проблема запуску компресорів при низьких температурах навколишнього повітря;
  •  проблема відведення дренажної води 

Зупинимося на негативних наслідках указаних проблем.
А саме: 

  • зниження холодопродуктивності кондиціонера;
  • обмерзання внутрішнього блоку кондиціонера і, як наслідок, ще більше зниження продуктивності кондиціонера, ризик гідроудара і пошкодження компресора;
  • порушення роботи системи відведення конденсату (конденсат по покритому льодом теплообміннику стікає мимо дренажної ванни на вентилятор і викидається в приміщення);
  • погіршення охолоджування електродвигуна компресора, періодичне спрацьовування теплового захисту, ризик теплового пробою ізоляції;
  • надмірне підвищення температури нагнітання компресора, ризик пошкодження пластмасових деталей чотирьохходового вентиля;
  • ризик гідравлічного удару при пуску компресора із-за закипання хладагента, що натік в компресор;
  • замерзання дренажної магістралі. 

На щастя, перераховані проблеми, що виникають при роботі кондиціонера на "холод", мають рішення.

Це рішення - використання зимового комплекту кондиціонера.

До складу зимового комплекту входить:

1. Сповільнювач швидкості обертання вентилятора. Він вирішує задачу зниження продуктивності теплообмінника компресорно-конденсаторного блоку шляхом зменшення потоку повітря, що проходить через теплообмінник. Чутливим елементом сповільнювача є датчик, контролюючий температуру конденсації, виконавським елементом - регулятор швидкості обертання вентилятора обдування теплообмінника.

Сповільнювач реалізує функцію підтримки заданої температури конденсації. Попутно вирішуються проблеми зниження продуктивності кондиціонера, обмерзання внутрішнього блоку та інші, зв'язані з перерозмірностью теплообмінника компресорно-конденсаторного блоку 

2. Нагрівач картера компресора. Він вирішує проблеми пуску холодного компресора, перешкоджаючи його пошкодженню

  
 
Мал.3 Комплект для "адаптації" кондиціонера до роботи зимою:
1. Сповільнювач швидкості обертання вентилятора;
2. Нагрівач картера;
3. Дренажний нагрівач.  
 

Механізм захисту наступний: при зупинці компресора включається нагрівач картера, встановлений на компресорі. Навіть невелика різниця температур компресора і решти деталей зовнішнього блоку, створювана нагрівачем картера, виключає натікання хладагента в картер. Масло не загусає, закипання хладагента при пуску компресора не відбувається.

3. Дренажний нагрівач. Він здійснює проблему відведення конденсату з кондиціонера, якщо дренаж виведений назовні. В даний час використовують декілька типів дренажних нагрівачів.

За способом установки їх можна розділити на 2 групи: 

1 - дренажні нагрівачі, що встановлюються всередині дренажної магістралі;
2 - дренажні нагрівачі, що встановлюються зовні дренажної магістралі. 

Варіант установки зимового комплекту на кондиціонер приведений на мал. 3.

Які ж проблеми, що виникають при роботі кондиціонера з реверсивним циклом на "тепло" при негативних температурах?
Відмітимо, що існує два джерела тепла, яке <перекачує> кондиціонер в приміщення. По-перше, це тепло, яке забирається із зовнішнього повітря. По-друге, це теплота роботи стискування компресора і теплота, що виділяється електродвигуном компресора.

Перша складова сильно залежить від температури зовнішнього повітря і по суті визначає всі негативні явища що відбуваються в кондиціонері при низьких температурах зовнішнього повітря. Для того, щоб тепло зовнішнього повітря перетікало в потрібному напрямі, температура фазового переходу хладагента (випаровування) повинна відповідати певній величині, яка є характеристикою теплообмінника і називається повним перепадом. 

Що відбувається в кондиціонері, що працює на "тепло" при температурах, близьких до 0°С?

Температура фазового переходу для нормального процесу перенесення тепла встановлюється нижче за температуру навколишнього повітря на величину повного перепаду, яка для зовнішніх блоків побутових кондиціонерів складає 5-15°С. Тобто, вже при температурі навколишнього повітря +5°С температура фазового переходу (випаровування) навіть для хорошого теплообмінника з малим перепадом негативна.

Це приводить до того, що теплообмінник починає покриватися інеєм, погіршується теплообмін з повітрям, росте повний температурний перепад, температура випаровування падає. Оскільки продуктивність кондиціонера практично пропорційно залежить від тиску (температури) випаровування, вона також падає. Потужності "зарослого" інеєм теплообмінника недостатньо для випаровування рідкого хладагента, що поступає в нього, і він починає поступати на всмоктування компресора.  

Які наслідки для кондиціонера це може викликати?

Система відтавання зовнішнього блоку, що періодично включається в роботу, приводить до утворення льоду усередині компресорно-конденсаторного блоку кондиціонера і, у свою чергу, до блокування лопатей вентилятора або їх руйнування.
 Рідкий хладагент, що не випарувався в теплообміннику, потрапляє в магістраль всмоктування, потім у віддільника рідини, далі всередину компресора, викликаючи гідравлічний удар. Перегрів, а потім (при попаданні рідкого хладагента всередину корпусу компресора) обмерзання компресора.

Причина перерахованих наслідків - занадто низька продуктивність теплообмінника компресорно-конденсаторного блоку кондиціонера при зниженні температури зовнішнього повітря. Дієвих методів підвищення цієї продуктивності, на жаль, немає. Наслідки, як правило, катастрофічні.
Тому включати кондиціонер на "тепло" при негативних температурах навколишнього повітря категорично не можна. 

Підводячи підсумок, можна сказати:

Кращий спосіб експлуатації кондиціонера зимою - консервація.При необхідності можна експлуатувати кондиціонер, але тільки в режимі "холод" і за умови устаткування його зимовим комплектом.

джерело Журнал Мир клімату: статті про кліматичне устаткування  Архів  Особливості експлуатації побутових кондиціонерів зимою