Di recente, sempre più spesso, per quanto riguarda i condizionatori domestici da parete, sorge la domanda se possano essere utilizzati in inverno e quanto sia efficace la funzione di riscaldamento in questo periodo dell'anno. Nei paesi europei, i condizionatori d'aria sono stati a lungo utilizzati non solo come raffreddamento dell'aria in estate, ma anche come dispositivo di riscaldamento a tutti gli effetti ed economico per gli alloggi nella stagione fredda. Perché? Ma perché il costo delle risorse energetiche, in questo caso parliamo di energia elettrica, aumenta ogni anno e diventa una voce di costo abbastanza tangibile. È noto che i condizionatori d'aria sono molte volte più efficienti dei sistemi di riscaldamento elettrico, motivo per cui hanno iniziato ad essere utilizzati come riscaldamento.
Il principio di funzionamento dei moderni sistemi split
Tutti i dispositivi climatici funzionano secondo lo stesso principio, basato sulla proprietà dei liquidi di rilasciare calore durante la condensazione e assorbirlo durante l'evaporazione. Inizialmente, tutti i sistemi prodotti funzionavano solo per il raffreddamento, ma oggi la maggior parte di essi è dotata anche di una funzione di riscaldamento.
Nella foto: il principio del condizionatore d'aria
Il funzionamento del condizionatore si basa sul funzionamento di un sistema chiuso: il compressore, il condensatore e l'evaporatore sono collegati tra loro da tubi di rame che formano un circuito frigorifero. Il refrigerante si muove continuamente lungo questo circuito, trasformandosi da uno stato gassoso a uno liquido e viceversa. Quando l'apparecchiatura è in funzione per il raffreddamento, il freon entra prima nel condensatore, quindi nell'evaporatore, dove viene nuovamente convertito in gas e assorbe calore dall'aria della stanza, dopodiché viene inviato all'unità esterna, da dove trasferisce energia all'ambiente. Quando si lavora per il riscaldamento, grazie a una valvola speciale, il processo avviene nell'ordine inverso: dall'evaporatore al condensatore con il passaggio del gas allo stato liquido.
Tipi di attrezzatura
Per capire come è possibile il riscaldamento con il condizionatore d'aria selezionato di un particolare modello, è importante capire i loro tipi principali.
Inverter
Tali dispositivi si distinguono per il funzionamento continuo dei meccanismi interni. A differenza dei modelli convenzionali che riscaldano o raffreddano l'aria a un livello predeterminato e si spengono, questi portano prima il microclima allo stato desiderato, quindi passano alla modalità di velocità minima. Ciò consente di mantenere costantemente la temperatura richiesta senza fluttuazioni.
È abbastanza vantaggioso utilizzare un condizionatore d'aria inverter per riscaldare un appartamento o una casa. Il suo funzionamento è economico, poiché il 90% delle volte funziona nella modalità del minimo consumo energetico. Inoltre, il numero di avviamenti del compressore è notevolmente ridotto, il che estende le sue risorse e riduce il carico sulla rete elettrica. Inoltre, il lavoro costante a basse velocità non consente ai meccanismi esterni di congelarsi con il gelo.
Condotto
Questa è un'apparecchiatura con un metodo di installazione nascosto, in cui rimangono in vista solo i diffusori e le griglie. La movimentazione dei flussi avviene attraverso la rete di canalizzazioni dall'unità interna principale, che è collegata ai tubi di rame esterni. I dispositivi sono ideali per lavorare in ambienti di grandi dimensioni, poiché si distinguono per potenza e produttività significative. Un condizionatore canalizzabile può essere utilizzato anche per riscaldare una casa, in questo caso può essere utilizzato da solo per più stanze o addirittura per pavimenti.Uno dei suoi vantaggi più importanti è la capacità di distribuire uniformemente il calore nello spazio grazie a una rete di condotti dell'aria ben progettata.
Tra gli svantaggi dell'attrezzatura ci sono la complessità dell'installazione, che è meglio affidare a specialisti competenti, la necessità di posizionare le comunicazioni sotto il rivestimento del soffitto, per il quale dovrai abbassare un po 'il suo livello.
Funzionamento del condizionatore d'aria in inverno in modalità riscaldamento
Passiamo ora all'essenziale e scopriamo se è possibile far funzionare un sistema split per riscaldare la stanza quando all'esterno c'è un "meno" significativo.
A quali temperature esterne è possibile lavorare in modalità riscaldamento
La maggior parte dei condizionatori d'aria moderni può funzionare per il riscaldamento solo se la temperatura fuori dalla finestra non è inferiore a -7 ° C ... -15 ° C. Informazioni più precise sulla soglia di temperatura inferiore sono disponibili nelle istruzioni per il dispositivo. Se si utilizza il dispositivo con letture del termometro inferiori, la potenza di riscaldamento sarà inferiore. Inoltre, ci sarà il rischio di congelamento del sistema di drenaggio e del condensatore, che inevitabilmente porta alla rottura dell'intero sistema split.
Nella foto: il principio di funzionamento dei moderni sistemi split
Ma a seconda del refrigerante e del tipo di compressore, alcuni condizionatori possono funzionare in modalità riscaldamento ea temperature inferiori, ad esempio -15 ° C ... - 30 ° C. Stiamo parlando di modelli avanzati di sistemi split inverter.
Per quali motivi il condizionatore d'aria non funziona per il riscaldamento
Se il dispositivo offre la possibilità di lavorare per riscaldare la stanza, ma non si accende in questa modalità, è possibile che un compressore, un sistema di drenaggio o una valvola che commuta il circuito di refrigerazione in riscaldamento sia guasto. Esiste anche la possibilità di perdite di refrigerante in corrispondenza dei giunti dei tubi. In questo caso, vale la pena chiamare un riparatore per l'attrezzatura climatica.
Un altro motivo popolare è che la temperatura fuori dalla finestra è inferiore al minimo accettabile, quindi il condizionatore d'aria può aumentare solo leggermente il livello di calore nella stanza.
Se il dispositivo funziona correttamente, ma l'aria nella stanza non si riscalda, potrebbe valere la pena aspettare un po '- a volte il sistema ha bisogno di più tempo per riscaldare l'unità interna. In inverno, questo è abbastanza normale.
Anche il display dell'unità interna, che visualizza i codici di errore nel funzionamento del sistema split, può aiutare a comprendere le cause del malfunzionamento.
Se non è possibile installare e risolvere il problema da soli, è meglio contattare un centro di assistenza specializzato.
Restrizioni al riscaldamento della casa con aria condizionata
Un limite significativo per l'utilizzo del condizionatore come dispositivo di riscaldamento è il valore limite della temperatura esterna negativa per il suo normale funzionamento per il riscaldamento (questa caratteristica è necessariamente indicata nei dati del passaporto). Questo parametro indica che a temperature inferiori a un certo livello, il funzionamento stabile dell'apparecchiatura non è affatto garantito.
La seconda sfumatura non meno importante è il calo delle prestazioni delle apparecchiature quando la temperatura esterna scende. Il fatto è che la prestazione termica e l'efficienza energetica in termini di calore (coefficiente COP - il rapporto tra calore rilasciato ed elettricità consumata) è normalizzata a una certa temperatura esterna (solitamente + 7 ° C) e quando diminuisce, questi indicatori peggiorano.
Quindi, ad esempio, un sistema split inverter convenzionale, con un fattore di efficienza energetica di 4, produce 4 kW di calore per 1 kW di elettricità consumata a + 7 ° С, ma già a -10 ° С la sua efficienza energetica scenderà a 1,5 -2 ea -15 ° C, generalmente sarà solo intorno a 1.
Oggi solo le pompe di calore aria-aria, appositamente progettate per il riscaldamento a basse temperature, hanno un coefficiente di efficienza energetica che non scende al di sotto di 2 anche a -25 ° C fuori finestra.
Funzionamento del condizionatore d'aria in inverno in modalità raffreddamento
Il raffreddamento della stanza utilizzando un sistema split è consentito solo se la temperatura esterna non è inferiore a + 16 ° C o soddisfa altri valori consentiti specificati nel manuale d'uso dell'apparecchiatura. In tutti gli altri casi, è vietato accendere il condizionatore d'aria per abbassare la temperatura nella stanza e minaccia di formazione di ghiaccio e perdite d'acqua dall'unità interna.
Nella foto: formazione di ghiaccio e perdite d'acqua dall'unità interna.
Se è necessario mantenere una temperatura bassa anche in inverno, è meglio installare un sistema speciale in grado di funzionare a valori di temperatura più ampi.
Un'altra opzione è modificare il condizionatore d'aria con uno speciale kit invernale, che fornirà grandi opportunità per il funzionamento del dispositivo quando fa freddo.
Il principio di funzionamento del condizionatore d'aria nella stanza
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Considerando il principio di funzionamento di un condizionatore d'aria in una stanza, possiamo tranquillamente affermare che è simile al funzionamento di un frigorifero, che utilizza tali proprietà fisiche del gas liquefatto come l'assorbimento del calore al momento dell'evaporazione e il suo rilascio durante la condensazione. Il funzionamento del dispositivo di condizionamento d'aria si basa su una variazione dello stato aggregato del refrigerante. Il suo ruolo è solitamente svolto dall'idrofluorocarburo HCFC con un punto di ebollizione di 40,8 ° C, ad una pressione di 760 mm Hg. Arte.
Come funziona il più semplice sistema split?
Per comprendere meglio il principio di funzionamento di un tale dispositivo, prendere in considerazione un sistema split, progettato solo per il raffreddamento ad aria. Si compone di un'unità esterna e una interna. Quello esterno si trova sulla strada, è dotato di un compressore che fa circolare il refrigerante. Il processo è il seguente: il refrigerante che entra nel circuito dell'unità interna ha una bassa pressione, poiché quando passa dall'unità esterna, subisce un processo di strozzamento (cioè riduzione della pressione).
La temperatura del refrigerante raggiunge valori da 5 a 10 ° C, inizia a bollire, si trasforma in uno stato vaporoso. La quantità di energia termica richiesta viene prelevata dall'aria che arriva dalla stanza allo scambiatore di calore installato nell'unità interna. Quindi la ventola si accende, dirigendo l'aria raffreddata nella stanza.
Il refrigerante, che in questo momento è allo stato di vapore, entra nell'unità esterna e viene fortemente compresso con l'aiuto del compressore. La pressione inizia a salire, la temperatura sale, raggiungendo i 50-60 ° C. Quindi il vapore si raffredda e quando cambia in un nuovo stato di aggregazione (liquido), rilascia calore, fornito allo scambiatore di calore, e l'aria inizia a riscaldarsi.
Dopo aver lasciato lo scambiatore di calore, il refrigerante passa di nuovo attraverso il tubo capillare, strozza, la temperatura scende nuovamente a un valore di 5-10 ° C. Il liquido ribolle di nuovo assorbendo energia termica dall'aria proveniente dalla stanza.
Sul funzionamento di un sistema di condizionamento più complesso
Il funzionamento di un sistema split, che è in grado non solo di raffreddare, ma anche di riscaldare la stanza, è più complesso, sebbene si basi sugli stessi principi. Quando la modalità di funzionamento passa da "raffreddamento" a "riscaldamento", vengono scambiate anche le unità esterne e interne. Per poter cambiare la direzione del refrigerante nel circuito, viene attivata una speciale valvola a 4 vie.
Quando si opera in modalità raffreddamento, il gas liquefatto, che ha valori elevati di temperatura e pressione, viene diretto dalla valvola ed entra nell'unità esterna allo scambiatore di calore.Quando si passa alla modalità riscaldamento, la stessa valvola dirige il gas all'unità interna, cadendo sul suo scambiatore di calore.
Quando la modalità "riscaldamento" è attiva, la direzione del movimento del gas viene modificata dalla valvola e il compressore è collegato per funzionare. Aspira il gas dall'unità esterna, quindi inizia a pomparlo nell'unità interna. Una volta nello scambiatore di calore, il gas condensa, sprigionando energia termica e riscaldando l'ambiente. La condensa strozzata nel tubo capillare, entrando nell'unità esterna, effettua nuovamente una transizione allo stato gassoso e quindi viene aspirata dal compressore.
Questo ciclo, ripetendosi costantemente, porta la temperatura ambiente ai valori desiderati. La configurazione del contorno del sistema split, che comprende diverse unità interne, è molto più complicata. Al suo interno operano due compressori contemporaneamente, facendo circolare il gas nei blocchi interni. In questo caso, il compressore dell'unità esterna è comune.
Pompa di calore
La modalità riscaldamento prevede l'immissione di calore dall'aria esterna, e pompandolo nell'ambiente, questo metodo divenne noto come "pompa di calore". Un abbassamento della temperatura esterna rende difficile l'assorbimento del calore e la capacità di riscaldamento e la velocità di riscaldamento vengono ridotte. Per questo motivo si sconsiglia l'uso del riscaldamento quando la temperatura scende al di sotto di -5 ° C. In queste condizioni, il consumo di energia aumenta, l'efficienza del raffreddamento diminuisce e il compressore si consuma più velocemente.
Come viene calcolata l'efficienza di un condizionatore d'aria
È considerato un malinteso che quando si opera in modalità di riscaldamento (pompa di calore), l'efficienza possa essere superiore al 100%. In questo caso, è meglio parlare dell'efficienza del condizionatore d'aria e non della sua efficienza.
Per comprendere meglio questo problema, si propone di considerare un esempio del genere. Ci sono due mezzi: “caldo” con temperatura T1 e “freddo” con temperatura Tₒ, (T1 ≥ Tₒ). Durante il ciclo di conversione del calore con una temperatura più alta (Q1) in lavoro (L), parte del calore andrà sicuramente ad un livello inferiore, dove la temperatura è ₒ. Quindi, l'energia termica Q1 del riscaldatore avente la temperatura TI viene prelevata e l'energia termica Q viene trasferita al frigorifero con la temperatura T. In accordo con la legge di conservazione dell'energia, Q1 = L + Qₒ, e l'efficienza del ciclo diretto di energia termica è calcolata come segue: k = L / Q1. Il fattore di efficienza di un tale ciclo può essere calcolato con la formula f = Q1 / L. Se assumiamo che non vi sia alcuna perdita di energia, il fattore di efficienza sarà f = T1 / (T1 - Tₒ).
Risulta che minore è la differenza tra le temperature T1 e Tₒ, maggiore è il coefficiente di efficienza. Come accennato in precedenza, questo esempio dimostra che una diminuzione della temperatura esterna porta a una diminuzione dell'efficienza di un condizionatore d'aria in funzione per il riscaldamento.
Perché un condizionatore d'aria necessita di elementi riscaldanti?
Poiché si verifica una significativa diminuzione delle prestazioni in modalità pompa di calore, quando la temperatura esterna scende, i produttori di condizionatori d'aria installano elementi riscaldanti elettrici (TEN) per il riscaldamento aggiuntivo. La loro potenza è compresa tra 1,5 e 3 kW e si accendono automaticamente, con una differenza non superiore a 3 gradi tra la temperatura effettiva e quella impostata.
La pratica dimostra che se la prestazione è selezionata correttamente e le temperature richieste sono adeguatamente impostate, l'elemento riscaldante funziona solo per pochi minuti. Se la temperatura dell'aria esterna scende al di sotto di -10 ° C e le prestazioni calano bruscamente del 35-50%, l'elemento riscaldante è in grado di compensare tale calo e accelerare il tempo di riscaldamento.
Modalità deumidificazione
Oltre a funzioni utili come il raffreddamento e il riscaldamento della stanza, i condizionatori d'aria eseguono la ventilazione e la deumidificazione, il loro funzionamento è possibile in modalità automatica. La deumidificazione di solito accompagna il raffreddamento dell'aria. Quando arriva dalla stanza all'evaporatore, condensa l'umidità.L'attivazione della modalità di deumidificazione accelera notevolmente il processo di condensazione, mentre l'umidità dell'aria in ingresso nell'ambiente si normalizza e la sua temperatura rimane invariata. Questo effetto si ottiene riscaldando ulteriormente l'aria quando passa attraverso l'evaporatore e quindi asciugandola con un elemento riscaldante.
In quali altre modalità funziona il condizionatore d'aria?
- Ventilazione. Questa modalità non prevede il raffreddamento o il riscaldamento dell'aria. Con esso, il ventilatore fa circolare l'intero volume d'aria nella stanza. Se ci sono filtri speciali, viene pulito. L'unità esterna non è coinvolta nel funzionamento. È possibile modificare la velocità del ventilatore dal telecomando.
- Modalità automatica. Viene effettuato un confronto tra i valori della temperatura effettiva nel locale presidiato e quella impostata. Confrontando questi valori, il condizionatore d'aria determina autonomamente le sue ulteriori azioni: lasciare la modalità di funzionamento esistente o passare a un'altra modalità ("raffreddamento" o "riscaldamento").
Nei sistemi split progettati per il solo raffreddamento, è possibile scegliere tra raffreddamento e deumidificazione in modalità automatica.
Al giorno d'oggi, è difficile immaginare la vita senza dispositivi così meravigliosi, intelligenti e molto necessari come i condizionatori d'aria. Ogni anno le loro caratteristiche tecniche migliorano, la loro funzionalità aumenta e il costo diventa sempre più abbordabile.
Cos'è un kit invernale ea cosa serve
Il kit invernale è un insieme di dispositivi speciali che garantiscono il funzionamento sicuro del condizionatore d'aria a temperature inferiori all'intervallo specificato dal produttore. Comprende il riscaldamento del carter, il riscaldamento dello scarico, il regolatore della velocità della ventola. Con l'aiuto di questi dispositivi si previene la formazione di ghiaccio sul sistema di drenaggio, la formazione di ghiaccio sul corpo, l'ispessimento dell'olio e il raffreddamento eccessivo del freon.
Nella foto: Kit invernale per condizionatore Dantex
Ma quando si utilizza un kit invernale, è molto importante non dimenticare che i condizionatori dotati di esso possono funzionare solo per il raffreddamento. Il riscaldamento in questo caso è possibile solo entro il range di temperatura indicato nelle caratteristiche tecniche del dispositivo.
Efficienza di riscaldamento divisa
Rispondendo alla domanda se sia possibile e quanto razionalmente riscaldare una casa con l'aria condizionata, vale la pena confrontarla con altri tipi di apparecchiature climatiche. I modelli elettrici (radiatori a olio, cannoni, pannelli a infrarossi) convertono l'energia della rete in calore in un rapporto 1: 1. I sistemi split utilizzano una risorsa naturale gratuita proveniente dall'area circostante. Allo stesso tempo, hanno bisogno di elettricità solo per garantire il funzionamento del compressore, della ventola e di altri meccanismi di movimento. Di conseguenza, da 1 kW di energia consumata, possono produrre 3-7 kW di calore, che è molte volte più efficiente delle apparecchiature tradizionali.
Se parliamo di caldaie a gas, secondo le osservazioni degli specialisti, risultano comunque più redditizie nel funzionamento, poiché il prezzo di questo carburante è inferiore a quello dell'elettricità. Ma non dimenticare che queste unità sono più costose dei condizionatori d'aria.
Quali sistemi possono funzionare in modalità riscaldamento in inverno
Sul mercato moderno esistono apparecchiature che possono essere accese in sicurezza in inverno in modalità riscaldamento, anche quando la temperatura scende a -15 ° C ... -30 ° C. Questi sono sistemi split di tipo inverter. Si distinguono dai condizionatori standard per la presenza di un compressore inverter, che fornisce il controllo della capacità. L'uso di un compressore inverter con iniezione di vapore refrigerante EVI e un ricevitore consente un funzionamento stabile a temperature ambiente molto basse - alcuni modelli sono progettati per funzionare a -30 ° C.
Apparecchiature per pompe di calore
Tale installazione è una sorta di condizionatore d'aria per il riscaldamento. Il suo elemento principale è una pompa di calore.La caratteristica principale di questa unità è il funzionamento per il riscaldamento a basse temperature (fino a meno 25 gradi). Anche se l'efficienza delle pompe di calore diminuisce notevolmente anche quando la temperatura dell'aria scende a 15 gradi. L'unico aspetto negativo dei sistemi aria-aria è la loro dipendenza dalle condizioni meteorologiche e la ridotta efficienza in condizioni avverse.
Le pompe di calore acqua / acqua sono più affidabili, ma il loro costo è molto più alto.
Preparare il condizionatore d'aria per l'inverno
Nell'ambito della preparazione del dispositivo per la stagione invernale, è necessario adottare una serie di misure preventive.
È necessario asciugare l'unità interna dalla condensa accumulata. Per fare ciò, il condizionatore d'aria deve prima essere acceso per un po 'per il raffreddamento, quindi avviato per il riscaldamento per lo stesso periodo. Pulire i filtri incorporati dalla sega e dallo sporco accumulati. Se le condizioni lo consentono, installare una copertura protettiva sull'unità esterna.
Se nella stanza è presente un condizionatore d'aria domestico standard, è meglio limitarlo all'accensione in modalità riscaldamento solo durante la bassa stagione, fino a quando la temperatura non scende al di sotto dei valori limite impostati dal produttore.
