Recentemente, cada vez com mais frequência, no que diz respeito aos condicionadores de ar domésticos montados na parede, surge a questão de saber se eles podem ser usados no inverno e quão eficaz é a função de aquecimento nesta época do ano. Nos países europeus, os condicionadores de ar têm sido usados há muito tempo não apenas como resfriamento do ar no verão, mas também como um dispositivo de aquecimento completo e econômico para residências na estação fria. Porque? Mas porque o custo dos recursos energéticos, neste caso estamos falando de energia elétrica, aumenta a cada ano e passa a ser um item de custo bastante tangível. Sabe-se que os condicionadores de ar são várias vezes mais eficientes do que os sistemas de aquecimento elétrico, por isso passaram a ser usados como aquecimento.
O princípio de operação dos modernos sistemas de divisão
Todos os dispositivos climáticos funcionam de acordo com o mesmo princípio, baseado na propriedade dos líquidos de liberar calor durante a condensação e absorvê-lo durante a evaporação. Inicialmente, todos os sistemas fabricados funcionavam apenas para refrigeração, mas hoje a maioria deles também está equipada com uma função de aquecimento.
Na foto: O princípio do ar condicionado
O funcionamento do ar condicionado baseia-se no funcionamento de um sistema fechado: o compressor, o condensador e o evaporador estão interligados por tubos de cobre que formam um circuito de refrigeração. O refrigerante se move continuamente ao longo desse circuito, passando do estado gasoso para o líquido e vice-versa. Quando o equipamento está operando para resfriamento, o freon entra primeiro no condensador, depois no evaporador, onde é novamente convertido em gás e absorve o calor do ar da sala, após o qual é enviado para a unidade externa, de onde ele transfere energia para o meio ambiente. No trabalho de aquecimento, graças a uma válvula especial, o processo ocorre na ordem inversa - do evaporador ao condensador com a transição do gás para o estado líquido.
Tipos de equipamento
Para entender como o aquecimento é possível com o ar condicionado selecionado de um modelo específico, é importante entender seus tipos principais.
Inversor
Tais dispositivos se distinguem pelo funcionamento contínuo de mecanismos internos. Ao contrário dos modelos convencionais que aquecem ou resfriam o ar a um nível predeterminado e desligam, esses primeiro trazem o microclima ao estado desejado e depois vão para o modo de velocidade mínima. Isso permite que você mantenha constantemente a temperatura necessária sem flutuações.
É bastante lucrativo usar um condicionador de ar inverter para aquecer um apartamento ou uma casa. Seu funcionamento é econômico, pois 90% do tempo trabalha no modo de consumo mínimo de energia. Além disso, o número de partidas do compressor é significativamente reduzido, o que estende seu recurso e reduz a carga na rede elétrica. Além disso, o trabalho constante em baixas velocidades não permite que os mecanismos externos congelem no gelo.
Duto
Trata-se de um equipamento com um método de instalação oculto, onde apenas ficam à vista difusores e grelhas. O movimento dos fluxos é realizado através da rede de dutos da unidade interna principal, que é conectada aos tubos de cobre externos. Os dispositivos são ideais para trabalhar em grandes salas, pois se distinguem pela potência e produtividade significativas. Um condicionador de ar de duto também pode ser usado para aquecer uma casa, neste caso pode ser usado sozinho para vários cômodos ou até mesmo andares.Uma de suas vantagens mais importantes é a capacidade de distribuir uniformemente o calor no espaço devido a uma rede de dutos de ar bem projetada.
Entre as desvantagens do equipamento, destaca-se a complexidade de instalação, o que é melhor confiar a especialistas competentes, a necessidade de colocar comunicações sob o forro do teto, para o que terá que baixar um pouco o seu nível.
Operação do ar condicionado no inverno em modo de aquecimento
Agora, vamos passar ao ponto principal e descobrir se é possível executar um sistema dividido para aquecer a sala quando há um "sinal negativo" significativo do lado de fora.
Em que temperaturas externas é possível trabalhar no modo de aquecimento
A maioria dos condicionadores de ar modernos pode funcionar para aquecimento apenas se a temperatura fora da janela não for inferior a -7 ° C ... -15 ° C. Informações mais precisas sobre o limite inferior de temperatura podem ser encontradas nas instruções do dispositivo. Se você usar o dispositivo em leituras de termômetro mais baixas, a potência de aquecimento será menor. Além disso, haverá o risco de congelamento do sistema de drenagem e do condensador, o que inevitavelmente levará ao colapso de todo o sistema de divisão.
Na foto: O princípio de operação dos modernos sistemas split
Mas dependendo do refrigerante e do tipo de compressor, alguns aparelhos de ar condicionado podem operar em modo de aquecimento e em temperaturas mais baixas, por exemplo, -15 ° C ... - 30 ° C. Estamos falando de modelos avançados de sistemas de divisão do inversor.
Por quais motivos o ar condicionado não funciona para aquecimento
Se o aparelho tiver a capacidade de funcionar para aquecer a divisão, mas não ligar neste modo, é possível que o compressor, sistema de drenagem ou válvula que comuta o circuito de refrigeração para aquecimento tenha falhado. Também existe a possibilidade de vazamento de refrigerante nas juntas dos tubos. Nesse caso, vale a pena chamar um técnico de manutenção de equipamentos HVAC.
Outro motivo popular é que a temperatura fora da janela está abaixo do mínimo aceitável, de modo que o ar condicionado só pode aumentar ligeiramente o nível de calor na sala.
Se o dispositivo funcionar bem, mas o ar da sala não aquecer, pode valer a pena esperar um pouco - às vezes, o sistema precisa de mais tempo para a unidade interna aquecer. No inverno, isso é normal.
O visor da unidade interna, que exibe códigos de erro na operação do sistema de divisão, também pode ajudar a compreender as causas do mau funcionamento.
Se você não puder instalar e resolver o problema sozinho, é melhor entrar em contato com um centro de serviço especializado.
Restrições ao aquecimento da casa com ar condicionado
Uma limitação significativa para a utilização do ar condicionado como dispositivo de aquecimento é o valor limite da temperatura externa negativa para o seu funcionamento normal de aquecimento (esta característica está necessariamente indicada nos dados do passaporte). Este parâmetro indica que em temperaturas abaixo de um certo nível, a operação estável do equipamento não é garantida.
A segunda nuance não menos importante é a queda no desempenho do equipamento quando a temperatura externa cai. O fato é que o desempenho térmico e a eficiência energética em termos de calor (coeficiente COP - a relação entre o calor liberado e a eletricidade consumida) se normalizam a uma determinada temperatura externa (geralmente + 7 ° C) e, quando diminui, esses indicadores pioram.
Assim, por exemplo, um sistema convencional de divisão de inversor, com um fator de eficiência energética de 4, produz 4 kW de calor por 1 kW de eletricidade consumida a + 7 ° С, mas já a -10 ° С sua eficiência energética diminuirá para 1,5 -2, e a -15 ° C, geralmente será apenas cerca de 1.
Hoje, apenas as bombas de calor ar-ar, especialmente concebidas para aquecimento a baixas temperaturas, têm um coeficiente de eficiência energética que não desce abaixo de 2, mesmo a -25 ° C fora da janela.
Operação do ar condicionado no inverno em modo de refrigeração
O resfriamento da sala usando um sistema dividido é permitido apenas se a temperatura externa não for inferior a + 16 ° C ou atender a outros valores permitidos especificados no manual de operação do equipamento. Em todos os outros casos, ligar o ar condicionado para baixar a temperatura da sala é proibido e ameaça com a formação de gelo e vazamento de água da unidade interna.
Na foto: Formação de gelo e vazamento de água da unidade interna.
Se houver necessidade de manter uma temperatura baixa mesmo no inverno, é melhor instalar um sistema especial capaz de operar em valores de temperatura mais amplos.
Outra opção é modificar o ar condicionado com um kit especial de inverno, que proporcionará grandes oportunidades de operar o aparelho em climas frios.
O princípio de funcionamento do ar condicionado na sala
Home> Artigos> Comunicações> Ventilação
Considerando o princípio de funcionamento de um ar condicionado em uma sala, podemos dizer com segurança que é semelhante ao funcionamento de uma geladeira, que utiliza propriedades físicas do gás liquefeito como a absorção de calor no momento da evaporação e sua liberação durante a condensação. A operação do dispositivo de ar condicionado é baseada em uma mudança no estado agregado do refrigerante. Seu papel é geralmente desempenhado pelo hidrofluorocarbono HCFC com ponto de ebulição de 40,8 ° C, a uma pressão de 760 mm Hg. Arte.
Como funciona o sistema de divisão mais simples?
Para entender melhor o princípio de operação de tal dispositivo, considere um sistema dividido, que é projetado apenas para resfriamento a ar. Consiste em uma unidade externa e interna. O externo fica na rua, é equipado com um compressor que circula o refrigerante. O processo é o seguinte: o refrigerante que entra no circuito da unidade interior tem uma pressão baixa, pois quando passa da unidade exterior passa por um processo de estrangulamento (ou seja, redução da pressão).
A temperatura do refrigerante atinge valores de 5 a 10 ° C, começa a ferver, passa para o estado de vapor. A quantidade necessária de energia térmica é retirada do ar que sai da sala para o trocador de calor instalado na unidade interna. Em seguida, o ventilador é ligado, direcionando o ar resfriado de volta para a sala.
O refrigerante, que está no estado de vapor neste momento, entra na unidade externa e é fortemente comprimido com a ajuda do compressor. A pressão começa a subir, a temperatura sobe, chegando a 50-60 ° C. Em seguida, o vapor esfria e, quando muda para um novo estado de agregação (líquido), ele libera calor, fornecido ao trocador de calor, e o ar começa a aquecer.
Depois de sair do trocador de calor, o refrigerante passa novamente pelo tubo capilar, ele estrangula, a temperatura cai novamente para um valor de 5-10 ° C. O líquido ferve novamente, absorvendo a energia térmica do ar que sai da sala.
Sobre a operação de um sistema de ar condicionado mais complexo
O funcionamento de um sistema split, capaz não só de arrefecer, mas também de aquecer a divisão, é mais complexo, embora se baseie nos mesmos princípios. Quando o modo de operação muda de "resfriamento" para "aquecimento", as unidades externa e interna também são trocadas. Para poder mudar a direção do refrigerante no circuito, uma válvula especial de 4 vias é ativada.
Ao operar no modo de resfriamento, o gás liquefeito, que possui altos valores de temperatura e pressão, é direcionado pela válvula, e entra na unidade externa para o trocador de calor.Ao mudar para o modo de aquecimento, a mesma válvula direciona o gás para a unidade interna, caindo em seu trocador de calor.
Quando o modo "aquecimento" está ligado, a direção do movimento do gás é alterada pela válvula, e o compressor é conectado para funcionar. Ele suga o gás da unidade externa e, em seguida, começa a bombear para a unidade interna. Uma vez no trocador de calor, o gás se condensa, liberando energia térmica e aquecendo o ambiente. O condensado estrangulado no tubo capilar, entrando na unidade externa, novamente faz uma transição para o estado gasoso e é sugado pelo compressor.
Este ciclo, que se repete constantemente, eleva a temperatura ambiente aos valores desejados. A configuração do contorno do sistema split, que inclui várias unidades internas, é muito mais complicada. Nele operam dois compressores ao mesmo tempo, circulando o gás nos blocos internos. Neste caso, o compressor da unidade externa é comum.
Bomba de calor
O modo de aquecimento prevê a entrada de calor do ar exterior e o seu bombeamento para a divisão, método que ficou conhecido como "bomba de calor". Uma queda na temperatura externa dificulta a absorção de calor e a capacidade de aquecimento e a velocidade de aquecimento são reduzidas. Por este motivo, o uso de aquecimento não é recomendado quando a temperatura fica abaixo de -5 ° C. Nessas condições, o consumo de energia aumenta, a eficiência do resfriamento diminui e o compressor se desgasta mais rapidamente.
Como a eficiência de um ar condicionado é calculada
É considerado um equívoco que, ao operar no modo de aquecimento (bomba de calor), a eficiência pode ser superior a 100%. Nesse caso, é melhor falar sobre a eficiência do ar condicionado, e não sobre sua eficiência.
Para melhor compreender esta questão, propõe-se considerar tal exemplo. Existem dois meios: “quente” com temperatura T1 e “frio” com temperatura Tₒ, (T1 ≥ Tₒ). Durante o ciclo de conversão do calor de maior temperatura (Q1) em trabalho (L), parte do calor certamente irá para um nível mais baixo, onde a temperatura é Тₒ. Assim, a energia térmica Q1 do aquecedor com a temperatura T1 é retirada deste, e a energia térmica Qₒ é transferida para o refrigerador com a temperatura Tₒ. De acordo com a lei da conservação de energia, Q1 = L + Qₒ, e a eficiência do ciclo direto de energia térmica é calculada da seguinte forma: k = L / Q1. O fator de eficiência de tal ciclo pode ser calculado pela fórmula f = Q1 / L. Se assumirmos que não há perda de energia, então o fator de eficiência será f = T1 / (T1 - Tₒ).
Acontece que quanto menor a diferença entre as temperaturas T1 e Tₒ, maior o coeficiente de eficiência. Conforme mencionado acima, este exemplo prova que uma diminuição na temperatura externa leva a uma diminuição na eficiência de um ar condicionado funcionando para aquecimento.
Por que um ar condicionado precisa de elementos de aquecimento?
Uma vez que há uma diminuição significativa no desempenho no modo de bomba de calor, quando a temperatura externa cai, os fabricantes de ar condicionado instalam elementos de aquecimento elétrico (TENs) para aquecimento adicional. Sua potência varia de 1,5 a 3 kW, e eles ligam automaticamente, com uma diferença de não mais de 3 graus entre a temperatura real e a definida.
A prática mostra que, se o desempenho for selecionado corretamente e as temperaturas exigidas forem definidas adequadamente, o elemento de aquecimento funciona apenas por alguns minutos. Se a temperatura do ar externo cair abaixo de -10 ° C e o desempenho cair drasticamente em 35-50%, o elemento de aquecimento é capaz de compensar essa queda e acelerar o tempo de aquecimento.
Modo de desumidificação
Além de funções úteis como refrigeração e aquecimento ambiente, os aparelhos de ar condicionado realizam a ventilação e a desumidificação, sendo possível seu funcionamento no modo automático. A desumidificação geralmente acompanha o resfriamento do ar. Quando sai da sala para o evaporador, condensa a umidade.Ligar para o modo de desumidificação acelera significativamente o processo de condensação, enquanto a umidade do ar que entra na sala é normalizada e sua temperatura permanece inalterada. Este efeito é obtido pelo aquecimento adicional do ar ao passar pelo evaporador e, em seguida, pela secagem com um elemento de aquecimento.
Em que outros modos o ar condicionado funciona?
- Ventilação. Este modo não fornece resfriamento ou aquecimento do ar. Com ele, o ventilador faz circular todo o volume de ar da sala. Se houver filtros especiais, ele é limpo. A unidade externa não está envolvida na operação. É possível alterar a velocidade do ventilador no controle remoto.
- Modo automático. É feita uma comparação entre os valores da temperatura real da sala tripulada e a definida. Comparando esses valores, o ar condicionado determina de forma independente suas ações adicionais: deixar o modo de operação existente ou alternar para outro modo ("resfriamento" ou "aquecimento").
Em sistemas divididos projetados apenas para resfriamento, há uma escolha entre resfriamento e desumidificação no modo automático.
Hoje em dia, é difícil imaginar a vida sem aparelhos tão maravilhosos, inteligentes e tão necessários como os condicionadores de ar. A cada ano, suas características técnicas melhoram, sua funcionalidade aumenta e o custo se torna cada vez mais acessível.
O que é um kit de inverno e para que serve
O kit inverno é um conjunto de dispositivos especiais que garantem o funcionamento seguro do ar condicionado em temperaturas abaixo da faixa especificada pelo fabricante. Inclui aquecimento do cárter, aquecimento do dreno e controlador de velocidade do ventilador. Com a ajuda desses dispositivos, evita-se o congelamento do sistema de drenagem, a formação de gelo no corpo, o espessamento do óleo e o resfriamento de freon.
Na foto: Kit inverno para ar condicionado Dantex
Mas ao usar um kit de inverno, é muito importante não esquecer que os aparelhos de ar condicionado equipados com ele só funcionam para refrigeração. O aquecimento, neste caso, só é possível dentro da faixa de temperatura indicada nas especificações técnicas do dispositivo.
Eficiência de aquecimento dividido
Respondendo à pergunta se é possível e com que racionalidade aquecer uma casa com ar condicionado, vale a pena compará-lo com outros tipos de equipamentos climáticos. Modelos elétricos (radiadores a óleo, canhões, painéis infravermelhos) convertem a energia da rede em calor na proporção de 1: 1. Os sistemas de divisão usam um recurso natural gratuito da área circundante. Ao mesmo tempo, eles precisam de eletricidade apenas para garantir o funcionamento do compressor, ventilador e outros mecanismos móveis. Como resultado, com 1 kW de energia consumida, eles podem produzir 3-7 kW de calor, o que é muitas vezes mais eficiente do que o equipamento tradicional.
Se falamos de caldeiras a gás, então, de acordo com as observações de especialistas, elas ainda se mostram mais lucrativas em operação, já que o preço desse combustível é inferior ao da eletricidade. Mas não se esqueça que essas unidades são mais caras do que os condicionadores de ar.
Quais sistemas podem funcionar em modo de aquecimento no inverno
Existem equipamentos no mercado moderno que podem ser ligados com segurança no inverno em modo de aquecimento - mesmo quando a temperatura desce para -15 ° C ... -30 ° C. Estes são sistemas divididos do tipo inversor. Eles se distinguem dos condicionadores de ar padrão pela presença de um compressor inversor, que fornece controle de capacidade. O uso de um compressor inversor com injeção de vapor refrigerante EVI e um receptor permite uma operação estável em temperaturas ambientes muito baixas - alguns modelos são projetados para operação a -30 ° C.
Equipamento de bomba de calor
Essa instalação é uma espécie de ar condicionado para aquecimento. Seu elemento principal é uma bomba de calor.A principal característica deste aparelho é o funcionamento para aquecimento a baixas temperaturas (até 25 graus negativos). Embora a eficiência das bombas de calor diminua acentuadamente, mesmo quando a temperatura do ar cai para 15 graus. A única desvantagem dos sistemas ar-ar é sua dependência das condições climáticas e eficiência reduzida em condições adversas.
As bombas de calor água-água são mais confiáveis, mas seu custo é muito mais alto.
Preparando o ar condicionado para o inverno
Como parte da preparação do dispositivo para o inverno, uma série de medidas preventivas devem ser tomadas.
É necessário secar a unidade interna da condensação acumulada. Para fazer isso, o ar condicionado deve primeiro ser ligado por um tempo para resfriamento e, em seguida, ligado para aquecimento durante o mesmo período. Limpe os filtros embutidos de serra e sujeira acumulados. Se as condições permitirem, instale uma tampa protetora na unidade externa.
Se houver um ar condicionado doméstico padrão na sala, é melhor limitá-lo a ligá-lo no modo de aquecimento apenas durante a baixa temporada - até que a temperatura desça abaixo dos valores limite definidos pelo fabricante.
