Recientemente, cada vez con más frecuencia, con respecto a los acondicionadores de aire domésticos de pared, surge la pregunta de si se pueden usar en invierno y qué tan efectiva es la función de calefacción en esta época del año. En los países europeos, los acondicionadores de aire se han utilizado durante mucho tiempo no solo como refrigeración por aire en el verano, sino también como un dispositivo de calefacción económico y completo para las viviendas en la estación fría. ¿Por qué? Pero porque el costo de los recursos energéticos, en este caso estamos hablando de energía eléctrica, aumenta cada año y se convierte en un rubro de costo bastante tangible. Se sabe que los acondicionadores de aire son varias veces más eficientes que los sistemas de calefacción eléctrica, por lo que comenzaron a usarse como calefacción.
El principio de funcionamiento de los sistemas divididos modernos.
Todos los dispositivos climáticos funcionan según el mismo principio, basado en la propiedad de los líquidos de liberar calor durante la condensación y absorberlo durante la evaporación. Inicialmente, todos los sistemas fabricados funcionaban solo para enfriar, pero hoy la mayoría de ellos también están equipados con una función de calefacción.
En la foto: El principio del aire acondicionado.
El funcionamiento del aire acondicionado se basa en el funcionamiento de un sistema cerrado: el compresor, el condensador y el evaporador están interconectados por tubos de cobre que forman un circuito de refrigeración. El refrigerante se mueve continuamente a lo largo de este circuito, transformándose de un estado gaseoso a un líquido y viceversa. Cuando el equipo está funcionando para enfriar, el freón ingresa primero al condensador y luego al evaporador, donde nuevamente se convierte en gas y absorbe el calor del aire en la habitación, luego de lo cual se envía a la unidad externa, desde donde transfiere energía al medio ambiente. Cuando se trabaja para calentar, gracias a una válvula especial, el proceso se lleva a cabo en orden inverso: desde el evaporador al condensador con la transición del gas al estado líquido.
Tipos de equipo
Para comprender cómo es posible calentar con el aire acondicionado seleccionado de un modelo en particular, es importante comprender sus tipos principales.
Inversor
Dichos dispositivos se distinguen por el funcionamiento continuo de los mecanismos internos. A diferencia de los modelos convencionales que calientan o enfrían el aire a un nivel predeterminado y se apagan, estos primero llevan el microclima al estado deseado y luego pasan al modo de velocidad mínima. Esto le permite mantener constantemente la temperatura requerida sin fluctuaciones.
Es bastante rentable utilizar un acondicionador de aire inverter para calentar un apartamento o una casa. Su funcionamiento es económico, ya que el 90% del tiempo trabaja en la modalidad de mínimo consumo energético. Además, el número de arranques del compresor se reduce significativamente, lo que amplía su recurso y reduce la carga en la red eléctrica. Además, el trabajo constante a bajas velocidades no permite que los mecanismos externos se congelen con las heladas.
Conducto
Se trata de un equipo con un método de instalación oculto, donde solo quedan a la vista difusores y rejillas. El movimiento de los flujos se realiza a través de la red de conductos desde la unidad interior principal, que está conectada a las tuberías de cobre exteriores. Los dispositivos son ideales para trabajar en salas grandes, ya que se distinguen por una potencia y productividad significativas. Un acondicionador de aire de conducto también se puede usar para calentar una casa, en este caso se puede usar solo para varias habitaciones o incluso pisos.Una de sus ventajas más importantes es la capacidad de distribuir uniformemente el calor en el espacio gracias a una red de conductos de aire bien diseñada.
Entre las desventajas del equipo, se distingue la complejidad de la instalación, que es mejor confiar a especialistas competentes, la necesidad de colocar comunicaciones debajo del revestimiento del techo, para lo cual tendrá que bajar un poco su nivel.
Funcionamiento del aire acondicionado en invierno en modo calefacción.
Ahora pasemos a lo principal y averigüemos si es posible ejecutar un sistema dividido para calentar la habitación cuando hay un "menos" significativo en el exterior.
¿A qué temperaturas externas es posible trabajar en modo calefacción?
La mayoría de los acondicionadores de aire modernos pueden funcionar para calefacción solo si la temperatura fuera de la ventana no es inferior a -7 ° C ... -15 ° C. Puede encontrar información más precisa sobre el umbral de temperatura más bajo en las instrucciones del dispositivo. Si usa el dispositivo con lecturas de termómetro más bajas, la potencia de calentamiento será menor. Además, habrá una amenaza de formación de hielo en el sistema de drenaje y el condensador, lo que inevitablemente conducirá a la avería de todo el sistema dividido.
En la foto: El principio de funcionamiento de los sistemas divididos modernos.
Pero dependiendo del refrigerante y del tipo de compresor, algunos acondicionadores de aire pueden funcionar en modo calefacción y a temperaturas más bajas, por ejemplo, -15 ° C ... - 30 ° C. Estamos hablando de modelos avanzados de sistemas split inverter.
Por qué razones el aire acondicionado no funciona para calentar
Si el dispositivo proporciona la capacidad de funcionar para calentar la habitación, pero no se enciende en este modo, es posible que haya fallado el compresor, el sistema de drenaje o la válvula que cambia el circuito de refrigeración a calefacción. También existe la posibilidad de fugas de refrigerante en las juntas de las tuberías. En este caso, vale la pena llamar a un técnico de reparación de equipos HVAC.
Otra razón popular es que la temperatura fuera de la ventana está por debajo del mínimo aceptable, por lo que el aire acondicionado solo puede aumentar ligeramente el nivel de calor en la habitación.
Si el dispositivo funciona bien, pero el aire de la habitación no se calienta, puede que valga la pena esperar un poco; a veces, el sistema necesita más tiempo para que la unidad interior se caliente. En invierno, esto es bastante normal.
La pantalla de la unidad interior, que muestra códigos de error en el funcionamiento del sistema dividido, también puede ayudar a comprender las causas del mal funcionamiento.
Si no puede instalar y solucionar el problema usted mismo, es mejor ponerse en contacto con un centro de servicio especializado.
Restricciones para calentar la casa con aire acondicionado.
Una limitación significativa para el uso del aire acondicionado como dispositivo de calefacción es el valor límite de la temperatura exterior negativa para su funcionamiento normal de calefacción (esta característica se indica necesariamente en los datos del pasaporte). Este parámetro indica que a temperaturas por debajo de cierto nivel, el funcionamiento estable del equipo no está garantizado en absoluto.
El segundo matiz no menos importante es la caída en el rendimiento del equipo cuando baja la temperatura exterior. El hecho es que el rendimiento térmico y la eficiencia energética en términos de calor (coeficiente COP - la relación entre el calor liberado y la electricidad consumida) se normalizan a una cierta temperatura exterior (generalmente + 7 ° C), y cuando disminuye, estos indicadores empeoran.
Entonces, por ejemplo, un sistema de inversor dividido convencional, que tiene un factor de eficiencia energética de 4, produce 4 kW de calor por 1 kW de electricidad consumida a + 7 ° С, pero ya a -10 ° С su eficiencia energética disminuirá a 1.5 -2, y a -15 ° C, generalmente solo será alrededor de 1.
Hoy en día, solo las bombas de calor aire-aire, especialmente diseñadas para calentar a bajas temperaturas, tienen un coeficiente de eficiencia energética que no cae por debajo de 2 incluso a -25 ° C fuera de la ventana.
Funcionamiento del aire acondicionado en invierno en modo refrigeración
La refrigeración de la habitación mediante un sistema dividido está permitida solo si la temperatura exterior no es inferior a + 16 ° C o cumple otros valores permitidos especificados en el manual de funcionamiento del equipo. En todos los demás casos, está prohibido encender el acondicionador de aire para bajar la temperatura en la habitación y amenaza con la formación de hielo y fugas de agua de la unidad interior.
En la foto: formación de hielo y fugas de agua de la unidad interior.
Si es necesario mantener una temperatura baja incluso en invierno, es mejor instalar un sistema especial capaz de operar a valores de temperatura más amplios.
Otra opción es modificar el aire acondicionado con un kit especial de invierno, que brindará grandes oportunidades para operar el dispositivo en climas fríos.
El principio de funcionamiento del aire acondicionado en la habitación.
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Teniendo en cuenta el principio de funcionamiento de un acondicionador de aire en una habitación, podemos decir con seguridad que es similar al funcionamiento de un refrigerador, que utiliza propiedades físicas del gas licuado como la absorción de calor en el momento de la evaporación y su liberación. durante la condensación. El funcionamiento del dispositivo de aire acondicionado se basa en un cambio en el estado agregado del refrigerante. Su papel lo desempeña habitualmente el hidrofluorocarbono HCFC con un punto de ebullición de 40,8 ° C, a una presión de 760 mm Hg. Arte.
¿Cómo funciona el sistema dividido más simple?
Para comprender mejor el principio de funcionamiento de dicho dispositivo, considere un sistema dividido, que está diseñado solo para enfriamiento por aire. Consiste en una unidad exterior e interior. El exterior está ubicado en la calle, está equipado con un compresor que hace circular el refrigerante. El proceso es el siguiente: el refrigerante que ingresa al circuito de la unidad interior tiene una presión baja, ya que cuando pasa desde la unidad exterior, pasa por un proceso de estrangulamiento (es decir, reducción de presión).
La temperatura del refrigerante alcanza valores de 5 a 10 ° C, comienza a hervir, se convierte en vapor. La cantidad requerida de energía térmica se toma del aire que llega de la habitación al intercambiador de calor instalado en la unidad interior. Luego, el ventilador se enciende y dirige el aire enfriado de regreso a la habitación.
El refrigerante, que está en estado de vapor en este momento, ingresa a la unidad exterior y se comprime fuertemente con la ayuda del compresor. La presión comienza a subir, la temperatura sube, alcanzando los 50-60 ° C. Luego, el vapor se enfría y, cuando cambia a un nuevo estado de agregación (líquido), libera calor, se suministra al intercambiador de calor y el aire comienza a calentarse.
Después de salir del intercambiador de calor, el refrigerante vuelve a pasar por el tubo capilar, se estrangula, la temperatura vuelve a bajar a un valor de 5-10 ° C. El líquido vuelve a hervir absorbiendo la energía térmica del aire procedente de la habitación.
Sobre el funcionamiento de un sistema de aire acondicionado más complejo
El funcionamiento de un sistema dividido, que es capaz no solo de enfriar, sino también de calentar la habitación, es más complejo, aunque se basa en los mismos principios. Cuando el modo de funcionamiento cambia de "refrigeración" a "calefacción", las unidades exterior e interior también se intercambian. Para poder cambiar la dirección del refrigerante en el circuito, se activa una válvula especial de 4 vías.
Cuando se opera en modo enfriamiento, el gas licuado, que tiene valores altos de temperatura y presión, es dirigido por la válvula y entra a la unidad exterior al intercambiador de calor.Al cambiar al modo de calefacción, la misma válvula dirige el gas a la unidad interior, cayendo sobre su intercambiador de calor.
Cuando el modo "calefacción" está activado, la válvula cambia la dirección del movimiento del gas y el compresor está conectado para funcionar. Aspira gas de la unidad exterior y luego comienza a bombearlo hacia la unidad interior. Una vez en el intercambiador de calor, el gas se condensa, desprendiendo energía térmica y calentando la habitación. El condensado estrangulado en el tubo capilar, que ingresa a la unidad exterior, vuelve a hacer una transición a un estado gaseoso y luego es aspirado por el compresor.
Este ciclo, que se repite constantemente, eleva la temperatura ambiente a los valores deseados. La configuración del contorno del sistema split, que incluye varias unidades interiores, es mucho más complicada. En él operan dos compresores a la vez, haciendo circular gas en los bloques internos. En este caso, el compresor de la unidad exterior es común.
Bomba de calor
El modo de calefacción permite la entrada de calor del aire exterior y, al bombearlo a la habitación, este método se conoce como "bomba de calor". Una caída de la temperatura exterior dificulta la absorción de calor y la capacidad de calefacción y la velocidad de calefacción se reducen. Por este motivo, no se recomienda el uso de calefacción cuando la temperatura desciende por debajo de -5 ° C. En estas condiciones, el consumo de energía aumenta, la eficiencia de enfriamiento disminuye y el compresor se desgasta más rápido.
Cómo se calcula la eficiencia de un acondicionador de aire
Se considera un error pensar que cuando se opera en modo calefacción (bomba de calor), la eficiencia puede ser superior al 100%. En este caso, es mejor hablar de la eficiencia del aire acondicionado y no de su eficiencia.
Para comprender mejor este problema, se propone considerar un ejemplo de este tipo. Hay dos medios: “caliente” con temperatura T1 y “frío” con temperatura Tₒ, (T1 ≥ Tₒ). Durante el ciclo de conversión de calor con una temperatura más alta (Q1) en trabajo (L), parte del calor ciertamente irá a un nivel más bajo, donde la temperatura es Тₒ. Así, la energía térmica Q1 del calentador que tiene la temperatura T1 se toma de él, y la energía térmica Qₒ se transfiere al refrigerador con la temperatura Tₒ. De acuerdo con la ley de conservación de energía, Q1 = L + Qₒ, y la eficiencia del ciclo directo de calor-energía se calcula de la siguiente manera: k = L / Q1. El factor de eficiencia de dicho ciclo se puede calcular mediante la fórmula f = Q1 / L. Si asumimos que no hay pérdida de energía, entonces el factor de eficiencia será f = T1 / (T1 - Tₒ).
Resulta que cuanto menor es la diferencia entre las temperaturas T1 y Tₒ, mayor es el coeficiente de eficiencia. Como se mencionó anteriormente, este ejemplo demuestra que una disminución en la temperatura exterior conduce a una disminución en la eficiencia de un acondicionador de aire que funciona para calefacción.
¿Por qué un acondicionador de aire necesita elementos calefactores?
Dado que hay una disminución significativa en el rendimiento en el modo de bomba de calor, cuando la temperatura exterior desciende, los fabricantes de acondicionadores de aire instalan elementos calefactores eléctricos (TEN) para calefacción adicional. Su potencia oscila entre 1,5 y 3 kW, y se encienden automáticamente, con una diferencia de no más de 3 grados entre la temperatura real y la configurada.
La práctica muestra que si el rendimiento se selecciona correctamente y las temperaturas requeridas se establecen adecuadamente, el elemento calefactor funciona solo durante unos minutos. Si la temperatura del aire exterior cae por debajo de -10 ° C y el rendimiento cae bruscamente en un 35-50%, el elemento calefactor puede compensar dicha caída y acelerar el tiempo de calentamiento.
Modo de deshumidificación
Además de funciones útiles como la refrigeración y calefacción de habitaciones, los acondicionadores de aire llevan a cabo la ventilación y la deshumidificación, su funcionamiento es posible en modo automático. La deshumidificación suele acompañar al enfriamiento por aire. Cuando pasa de la habitación al evaporador, condensa la humedad.El cambio al modo de deshumidificación acelera significativamente el proceso de condensación, mientras que la humedad del aire que ingresa a la habitación se normaliza y su temperatura permanece sin cambios. Este efecto se logra calentando adicionalmente el aire cuando pasa a través del evaporador y luego secándolo con un elemento calefactor.
¿En qué otros modos funciona el aire acondicionado?
- Ventilación. Este modo no permite enfriar ni calentar el aire. Con él, el ventilador hace circular todo el volumen de aire de la habitación. Si hay filtros especiales, se limpia. La unidad exterior no está involucrada en funcionamiento. Es posible cambiar la velocidad del ventilador desde el control remoto.
- Modo automático. Se hace una comparación entre los valores de la temperatura real en la sala con personal y la configurada. Comparando estos valores, el acondicionador de aire determina de forma independiente sus acciones adicionales: dejar el modo de funcionamiento existente o cambiar a otro modo ("refrigeración" o "calefacción").
En los sistemas divididos diseñados solo para enfriamiento, se puede elegir entre enfriamiento y deshumidificación en modo automático.
Hoy en día, es difícil imaginar la vida sin dispositivos tan maravillosos, inteligentes y tan necesarios como los acondicionadores de aire. Cada año mejoran sus características técnicas, aumenta su funcionalidad y el costo se vuelve cada vez más asequible.
¿Qué es un kit de invierno y para qué sirve?
El kit de invierno es un conjunto de dispositivos especiales que garantizan el funcionamiento seguro del aire acondicionado a temperaturas por debajo del rango especificado por el fabricante. Incluye calefacción de cárter, calefacción de desagüe, controlador de velocidad del ventilador. Con la ayuda de estos dispositivos, se evita la formación de hielo en el sistema de drenaje, la formación de hielo en el cuerpo, el espesamiento del aceite y el sobreenfriamiento del freón.
En la foto: Kit de invierno para aire acondicionado Dantex
Pero al usar un kit de invierno, es muy importante no olvidar que los aires acondicionados equipados con él solo pueden funcionar para enfriar. El calentamiento en este caso solo es posible dentro del rango de temperatura indicado en las especificaciones técnicas del dispositivo.
Eficiencia de calefacción dividida
Respondiendo a la pregunta de si es posible y con qué razón calentar una casa con aire acondicionado, vale la pena compararla con otros tipos de equipos climáticos. Los modelos eléctricos (radiadores de aceite, cañones, paneles infrarrojos) convierten la energía de la red en calor en una proporción de 1: 1. Los sistemas divididos utilizan un recurso natural gratuito del área circundante. Al mismo tiempo, necesitan electricidad solo para garantizar el funcionamiento del compresor, el ventilador y otros mecanismos móviles. Como resultado, a partir de 1 kW de energía consumida, pueden producir de 3 a 7 kW de calor, que es muchas veces más eficiente que los equipos tradicionales.
Si hablamos de calderas de gas, según las observaciones de los especialistas, aún resultan más rentables en funcionamiento, ya que el precio de este combustible es más bajo que el de la electricidad. Pero no olvide que estas unidades son más caras que los aires acondicionados.
¿Qué sistemas pueden funcionar en modo calefacción en invierno?
Hay equipos en el mercado moderno que se pueden encender de forma segura en invierno en modo de calefacción, incluso cuando la temperatura desciende a -15 ° C ... -30 ° C. Estos son sistemas divididos de tipo inversor. Se distinguen de los aires acondicionados estándar por la presencia de un compresor inverter, que proporciona control de capacidad. El uso de un compresor inverter con inyección de vapor refrigerante EVI y un receptor permite un funcionamiento estable a temperaturas ambiente muy bajas; algunos modelos están diseñados para funcionar a -30 ° C.
Equipo de bomba de calor
Tal instalación es una especie de acondicionador de aire para calefacción. Su elemento principal es una bomba de calor.La característica principal de esta unidad es el funcionamiento para calentar a bajas temperaturas (hasta menos 25 grados). Aunque la eficiencia de las bombas de calor disminuye notablemente incluso cuando la temperatura del aire desciende a 15 grados. El único inconveniente de los sistemas aire-aire es su dependencia de las condiciones climáticas y la reducción de la eficiencia en condiciones adversas.
Las bombas de calor de agua a agua son más confiables, pero su costo es mucho mayor.
Preparando el aire acondicionado para el invierno
Como parte de la preparación del dispositivo para la temporada de invierno, se deben tomar una serie de medidas preventivas.
Es necesario secar la unidad interior de la condensación acumulada. Para hacer esto, el aire acondicionado debe encenderse primero por un tiempo para enfriar y luego encenderse para calentar durante el mismo período. Limpie los filtros incorporados de la sierra y la suciedad acumuladas. Si las condiciones lo permiten, instale una cubierta protectora en la unidad exterior.
Si hay un acondicionador de aire doméstico estándar en la habitación, entonces es mejor limitarlo a encenderlo en modo de calefacción solo durante la temporada baja, hasta que la temperatura descienda por debajo de los valores límite establecidos por el fabricante.
