Традиционно, в нашей стране принято обогревать коттеджи системами отопления с жидким теплоносителем и радиаторной разводкой. А источником тепла являются котлы,которые работают на магистральном или сжиженном газе, электричестве, солярке. Или твёрдом топливе — дровах, топливных брикетах или угле. Либо ставятся конвекторы и радиаторы, работающие напрямую от электрической сети. Но среди загородных жителей растёт интерес к отоплению тепловыми насосами. Например, воздушном отоплении современным кондиционером, который летом охлаждает, а зимой обогревает дом.
Отопление кондиционером — как это работает?
Основной режим работы кондиционера — охлаждение помещений летом. Но многие слышали, что современные сплит-системы не только охлаждают, но и могут отапливать дом. Среди владельцев загородной недвижимости циркулирует множество слухов и домыслов об эффективности работы климатического оборудования в таком режиме.
Чтобы расставить все точки над «i», нужно разобраться в принципе действия сплит-систем, и в том, как в них функционирует режим обогрева.
У современного кондиционера есть два блока — испаритель и конденсатор. Зачастую, режим охлаждения сплит-системой принимается как базовый, а отопление как обратный. Исходя из этого, по умолчанию, «испарителем» называется внутренний теплообменник, а «конденсатором» наружный. В режиме обогрева они, условно говоря, меняются местами.
Для понимания, сначала опишем процесс охлаждения, а потом расскажем, как кондиционер работает на обогрев. На фото ниже показан общий принцип работы сплит-системы.
Основные детали:
- Компрессор — повышает давление хладагента.
- Конденсатор. В нём пары фреона охлаждаются и превращаются в жидкость.
- Испаритель. В нём хладагент снова переходит в парообразную форму.
- ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление хладагента перед испарителем.
Примечание: Конденсатор и испаритель обдуваются воздухом от вентиляторов.
Кондиционер работает так:
По системе циркулирует хладагент – легкокипящая незамерзающая жидкость.Хладагент в парообразной форме поступает из испарителя в компрессор.Компрессор сжимает пары под большим давлением. Это приводит к увеличению их температуры и далее хладагент направляется в конденсатор. Конденсатор обувается воздухом. Пары хладагента конденсируются и переходят в жидкую форму с выделением теплоты, которая передаётся воздуху. Хладагент поступает в терморегулирующий вентиль. Это снижает давление и температуру хладагента ещё больше. Хладагент снова поступает в теплообменник-испаритель, который обдувается вентилятором. Хладагент испаряется и поглощает тепло у воздушных масс. Это приводит к понижению температуры воздуха в помещении, где установлен внутренний блок сплит-системы.
Хладагент снова поступает в компрессор, а цикл повторяется.
Запомните, что при переходе вещества из жидкого в газообразное состояние — теплота поглощается (происходит испарение), при переходе из газообразного в жидкое — теплота отдается (происходит конденсация). Перевести вещество из одного агрегатного состояния в другое можно изменяя его температуру, либо повысив или понизив его давление.
Чтобы кондиционер мог нагревать воздух в комнате, его оснащают четырёх ходовым клапаном (реверсом). Он необходим, чтобы направлять поток хладагента в противоположную сторону, т.е., в режиме нагрева, конденсатор фактически выполняет роль испарителя и наоборот. Принципиальная схема работы кондиционера как отопительного прибора показана ниже.
Примечание: на схеме не показан четырех ходовой клапан.
Таким образом, по сути, современный кондиционер работающий как отопительный прибор при отрицательных температурах — это тепловой насос класса «воздух-воздух», который при работе на обогрев забирает тепло у наружного воздуха и переносит его в дом для обогрева комнат. Тепловой насос использует «даровое» тепло от любого низко потенциального источника (воздуха, земли и воды).
Но в этой статье мы рассмотрим только кондиционер, как доступный вид воздушного отопления.
Итак, рабочий контур воздушного ТН (сплит-системы работающей и на обогрев) состоит из четырёх основных компонентов:
- теплообменник-испаритель (холодная сторона);
- теплообменник-конденсатор (теплая сторона);
- компрессор (необходим для повышения давления);
- дроссельный элемент (служит для снижения давления);
- И обязательный вспомогательный элемент — четырёх ходовой вентиль.
Особенности сплит-систем для обогрева дома
Кондиционер, при работе на обогрев, как тепловой насос, производит больше энергии,чем потребляет из электрической сети. Т.к. электричество тратится не на прямой нагрев, а на перенос тепла с улицы в дом.
Средний СОР теплового насоса — коэффициент преобразования (трансформации теплоты), три. Т.е., на 1 кВт затраченной электроэнергии, кондиционер, в среднем, произведёт 3 кВт тепла. В реальности тепловой коэффициент преобразования варьируется в зависимости от сезона и уличных температур.
Например, при повышении температуры наружного воздуха эффективность работы ТН «воздух-воздух» увеличивается. И наоборот, при отрицательных температурах наблюдается снижение эффективности системы и падение коэффициента COP.
Поэтому, существуют определенные ограничения работоспособности кондиционеров по нижней уличной температуре зимой. Но технический прогресс не стоит на месте.
Если раньше кондиционеры работали на отопление до -5 °C, а потом до -15 °C, то сейчас появились современные сплит-системы, которые извлекают тепло из воздуха и при более низких уличных температурах.
Например, кондиционер серии Nordic от Fujitsu и Lightera Crystal от Haier. На последней модели мы остановимся подробнее. Она работает до -30 °C.
На сегодняшний день Lightera Crystal является одной из самых технологически продвинутых моделей, предназначенных для работы при низких температурах на рынке бытовых кондиционеров.
Также эта модель оснащена инверторным цифровым управлением. Инверторное управление сплит-системой регулирует скорость вращения вентилятора и производительность компрессора в широком диапазоне во время их работы. Поэтому инверторное управление обеспечивает повышенный комфорт, так как плавно снижая или повышая производительность кондиционера, исключаются температурные перепады при эксплуатации сплит-системы. У инверторных кондиционеров нет скачков пусковых токов при включении, и они стабильно работают от домашней электросети. Кроме этого экономится электроэнергия и снижается уровень шума.
Обратите внимание! В сплит-системе самые шумные и габаритные элементы находятся в наружном уличном блоке.
Это — компрессор, конденсатор, вентилятор, дроссель, автоматика.
А во внутреннем блоке — испаритель с вентилятором и фильтрами.
Помимо возможности работы при низких температурах, что актуально для многих регионов, модель Lightera Crystal имеет привлекательный дизайн и продвинутый функционал, о чём будет рассказано далее. А сейчас мы дадим ряд советов, которые помогут вам понять, когда лучше всего использовать кондиционеры для обогрева коттеджа.
Критерии использования кондиционера для отопления загородного дома
Загородный дом используется как «дача», т.е. не для постоянного проживания, а как строение для поездок на природу на выходные дни и на праздники, в том числе и зимой. Магистрального газа нет. Требуется быстро обогреть помещения при приезде, допустим, вечером в пятницу, а владелец недвижимости не хочет превращаться в кочегара и заниматься протапливанием камина или твердотопливной печи.
Как решить задачу?
Один из вариантов — установить электрические конвекторы. И на неделе поддерживать в доме плюсовую температуру, чтобы его не заморозить. Например, +10 — +15 °C. А затем быстро поднять температуру до комфортных +22 °C. Практика показывает, что это —рабочий вариант для домов сезонного проживания, где сделана хорошая отделка, установлена качественная сантехника, мебель, а людям на выходных хочется побыть в комфортных условиях и в тепле.
Усложним задачу. Что если, в месте, где построен дом, ограничена электрическая мощность? Допустим, выделено не 15 кВт, а только 5-7 кВт? В этом случае поставить электрообогреватели не получится. Сеть просто не вытянет совокупного потребления сразу нескольких приборов. Выход — установить кондиционер, работающий в режиме воздушного отопления
Помним, что выше мы уже писали, что коэффициент преобразования теплового насоса «воздух-воздух» один к трём. А в современных кондиционерах (класс A++), разница между потребленной электрической и генерируемой тепловой энергией, может быть больше в четыре-пять раз. Поэтому, затратив 1 кВт электричества, мы получим 4-5 кВт тепла. Преимущество очевидно. Добавим, что кондиционеры серии Haier Lightera Crystal, номинальной мощностью 2.5 и 3.5 кВт (минимальной 0.8 и 1.3 кВт и максимальной 3.5 и 4.3 кВт) работают в режиме поддержания температуры +10 °C. Управлять их работой можно с помощью современного мобильного телефона или планшета по Wi-Fi через интернет. Т.е., заранее отдав сплит-системе команду, вы приедете в уже хорошо протопленный дом.
Область использования кондиционеров, как отопительных приборов, не ограничивается только дачными домами. Сплит-систему можно установить в загородных коттеджах, где нет газа, или его подключение обходится слишком дорого. В энергоэффективных “пассивных домах” с минимальными тепловыми потерями. На террасах, закрытых беседках — т.е. в местах, где отопление требуется «здесь и сейчас», без необходимости прокладки труб и монтажа батарей.
Опытные загородные жители могут возразить и сказать, что кондиционер, с возможностью эффективной работы до -30 °C, стоит дороже по сравнению с электрическим котлом, нагревающим воду для системы отопления и, тем более, электрическими конвекторами. Ошибочно полагать, что система отопления — это только один котел. Для создания водяной системы обогрева потребуются радиаторы (батареи). Нужно прокладывать трассы с трубами и т.д.
Вода в трубах зимой может замерзнуть (если мы говорим о даче). Придётся либо поддерживать работу отопительной системе в режиме +10 °C. Либо заливать вместо воды антифриз. Это удорожает систему. Кроме этого, из-за токсичности, этиленгликоль нельзя использовать в 2-х контурных системах с ГВС. А часто рекомендуемый для системы отопления дорогой пропиленгликоль имеет более высокую вязкость и коэффициент расширения, а также меньшую теплоёмкость, чем вода. А значит потребуется: увеличить мощность циркуляционного насоса, смонтировать трубы большего диаметра и более ёмкий расширительный бачок. Ещё придётся повесить дополнительные секции радиаторов, чтобы увеличить теплоотдачу. Кроме этого пропиленгликоль очень текуч, что предъявляет повышенные требования к герметичности соединений в системе отопления.
Либо, при периодическом режиме отопления дома (дача) придётся сливать воду из системы на зиму, а это дополнительные расходы и потеря времени. Электрические конвекторы — это один из самых дорогих видов отопления. А стоимость тарифов на электроэнергию постоянно растёт, что приведёт к его большему удорожанию отопления такой системой.
Поэтому: стоимость отопления, а также смету на оборудование, нужно считать в совокупности всех затрат и на долгосрочную перспективу. Эксплуатация кондиционера выходит дешевле, т.к. электричество в основном тратится на работу компрессора и в меньшей мере на вентиляторы и другие функции.
Ещё раз вернёмся к вопросу эффективности работы воздушного ТН. Выше мы уже писали, что средний коэффициент его преобразования один к трём. При реальной эксплуатации кондиционер выдаёт около четырёх единиц при + 5 — +10 °C и 2.5 единицы при -20 — -30 °C. Но морозы -30 °C, в Подмосковье, — редкость. Падение температуры до -15 °C — — 20 °C длится, за весь отопительный период считанные дни, а средняя температура зимой составляет -5 °C — -10 °C. Не забываем про межсезонье. Частые оттепели и переходы через 0. Таким образом, тепловой насос «воздух-воздух», большую часть времени на обогрев, будет работать с эффективностью близкой к 90%.
Преимущества и недостатки использования кондиционера для обогрева дома на примере Haier Lightera Crystal
И в завершении, подведём итог всему написанному. Есть сплит-системы, которые работают на обогрев помещений при температурах до -25 °C (Fujitsu Nordic) и до -30 °C (Haier Lightera Crystal). Об особенностях последней модели мы бы хотели рассказать детальнее.
Итак, плюсы инверторного кондиционера серии Haier Lightera Crystal:
Отопление зимой и охлаждение летом. Т.е. пользователь получает в одном продукте сразу две функции, а это дополнительная экономия на покупке инженерного оборудования для оснащения коттеджа.
Благодаря вентилятору и режиму объемного распределения воздуха, кондиционер быстро нагревает помещения.
С помощью заслонок-направляющих можно выбирать оптимальное направление распределения потока нагретого воздуха.
Сниженное энергопотребление по сравнению с электрическими конвекторами и уменьшение затрат на отопление по сравнению с традиционными системами.
Эффективная очистка от пыли за счёт системы фильтров. Есть дополнительная функция по очистке воздуха — т.н. режим «здоровье». Для этого в кондиционере установлены УФ-стерилизатор и ионизатор воздуха.
Удобство управления при помощи пульта дистанционного управления и по Wi-Fi.
Недостатки:
Есть шум при работе, хотя современные кондиционеры имеют хорошие показатели при работе в супертихом режиме.
По сравнению с электрическими конвекторами, высокие начальные затраты на покупку сплит-системы, но окупаемость кондиционера надо рассчитывать в долгосрочной перспективе.
Есть нижняя температурная граница работоспособности системы. Но для большинства регионов РФ средней полосы, с умеренным климатом, не говоря о южных, эффективность кондиционера, работающего в режиме отопления, достаточна.
Подведение итогов
Современные сплит-системы, за счет продуманной конструкции: защиты от замерзания внешнего блока и дренажной системы, а также программы подогрева картера компрессора, могут успешно эксплуатироваться в широком диапазоне низких температур. При выборе системы отопления помните, что оптимальный вариант — включая воздушный ТН, рассчитывается под конкретный дом, его теплопотери и регион проживания.
