Главная
> Архив статей нашей рассылки >
Выпуск №31. Статья №3.
Особенности
эксплуатации кондиционеров
при отрицательных температурах
|
|
- Воздуховоды круглого и прямоугольного сечения;
- Гибкие воздуховоды;
- Крепеж;
- Кронштейны;
- Соединительные участки воздуховодов;
- Хомуты.
Поставка напрямую с завода-производителя. Любая
длина. Любые соединительные детали.
|
Большинство производителей бытовых сплит-систем с реверсивным циклом
в технической документации на товар указывает температурный диапазон,
в котором можно эксплуатировать кондиционер. Нижняя граница этого
диапазона редко опускается до температуры ниже -8-9°С. Любопытно,
но это в точности совпадает с абсолютным минимумом температуры,
зафиксированным в городе Токио.
Действительно, в странах, потребляющих львиную долю сплит-систем,
даже в январе столбик термометра редко опускается ниже 3-9 градусов
тепла. Поэтому неудивительно, что большинство фирм, производящих
кондиционеры, не испытывает их в условиях низких температур.
|
БОЛЬШИНСТВО КОНДИЦИОНЕРОВ
НЕЛЬЗЯ ЭКСПЛУАТИРОВАТЬ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ НИЖЕ -8 -9 оС.
ЛЮБОПЫТНО, НО ЭТО В ТОЧНОСТИ
СОВПАДАЕТ С АБСОЛЮТНЫМ МИНИМУМОМ ТЕМПЕРАТУРЫ, ЗАФИКСИРОВАННЫМ
В ТОКИО.
|
Что произойдет с кондиционером, если пренебречь этим ограничением?
Что необходимо сделать, чтобы кондиционер можно было эксплуатировать
при более низких температурах без риска вывести его из строя? Эти
вопросы являются особенно актуальными в условиях русской зимы и
поэтому требуют ответа.
Если следовать рекомендациям производителя, то лучший способ эксплуатации
кондиционера в холодное время года при отрицательных температурах
наружного воздуха - это его консервация.
Что же делать, если без кондиционера зимой не обойтись? Как
уменьшить риск серьезной поломки? Выясним, что же происходит внутри
сплит-системы при низких температурах окружающего воздуха.
Известно, что бытовые кондиционеры не производят холод или тепло,
они лишь "перекачивают" его с улицы в помещение или наоборот.
То есть, по принципу действия - это "тепловые насосы".
Для переноса тепла используются специальные вещества - хладагенты,
а обмен теплом между хладагентом и окружающим воздухом происходит
через воздушные теплообменники.
Схематически это выглядит так:
1. тепло из воздуха поглощается хладагентом при его прохождении
через теплообменник.
2. хладагент с помощью компрессора перекачивается в другой теплообменник;
3. тепло, аккумулированное хладагентом через теплообменник, сбрасывается
в воздух.
Производительность воздушного теплообменника или количество тепла,
которое может отдать или получить через него хладагент, зависит
от конструкции теплообменника и температуры воздуха, проходящего
через него.
Поэтому основная проблема, ограничивающая использование бытового
кондиционера с реверсивным циклом зимой, - это изменение производительности
теплообменника компрессорно-конденсаторного блока при снижении температуры
окружающего воздуха.
Как видно из графика 1, при понижении температуры
наружного воздуха производительность быстро падает, и при -30°С
составляет всего 40% от номинала.
Причем при работе на "холод" теплообменник оказывается
"переразмеренным" (слишком большим), а при работе на "тепло"
- "недоразмеренным" (слишком маленьким).
| РАБОТА В РЕЖИМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ |
При работе кондиционера в режиме охлаждения возникает целый
ряд дополнительных проблем:
1. Снижение производительности холодильной машины.
2. Увеличение продолжительности переходного режима работы
кондиционера.
3. "Натекание" жидкого хладагента в картер компрессора.
4. Проблема запуска компрессоров при низких температурах
окружающего воздуха.
5. Проблема отвода дренажной воды.
ГРАФИК 1. Производительность в процентах к номиналу
в зависимости от температуры наружного воздуха
 |
______ - охлаждение
______ - нагрев
______ - охлаждение (низкотемпературное
исполнение)
|
Остановимся на отрицательных последствиях указанных проблем.
А именно:
1. снижение холодопроизводительности кондиционера;
2. обмерзание внутреннего блока кондиционера и, как следствие,
еще большее снижение производительности, риск гидроудара и повреждения
компрессора;
3. нарушение работы системы отвода конденсата (конденсат
по покрытому льдом теплообменнику стекает мимо дренажной ванны на
вентилятор и выбрасывается в помещение);
4. ухудшение охлаждения электродвигателя компрессора, периодическое
срабатывание тепловой защиты, риск теплового пробоя изоляции;
5. чрезмерное повышение температуры нагнетания компрессора,
риск повреждения пластмассовых деталей четырехходового вентиля;
6. риск гидравлического удара при пуске компрессора из-за
вскипания хладагента, натекшего в компрессор;
7. замерзание дренажной магистрали.
К счастью, перечисленные проблемы, возникающие при работе кондиционера
на "холод", имеют решение. Это использование зимнего комплекта
кондиционера. Он позволяет удержать производительность кондиционера
при работе в режиме охлаждения почти на номинальном уровне (график
1).
 |
|
Таким образом устанавливается замедлитель
|
1. Замедлитель скорости вращения вентилятора.
Он решает задачу снижения производительности теплообменника компрессорно-конденсаторного
блока, уменьшая поток проходящего через него воздуха. Чувствительным
элементом замедлителя является датчик, контролирующий температуру
конденсации. Исполнительным элементом является регулятор скорости
вращения вентилятора внешнего блока.
Замедлитель обеспечивает поддержание заданной температуры конденсации.
Попутно решаются проблемы снижения производительности кондиционера,
обмерзания внутреннего блока и другие, связанные с переразмеренностью
теплообменника компрессорно-конденсаторного блока.
 |
|
Установленный картерный нагреватель
|
2. Нагреватель картера компрессора.
Он решает проблемы пуска холодного компрессора, препятствуя его
повреждению. Механизм защиты следующий: при остановке компрессора
установленный на нем нагреватель картера начинает работать. Даже
небольшая разница температур между деталями наружного блока и компрессором,
создаваемая нагревателем, исключает натекание хладагента в картер.
Масло не загустевает и закипание хладагента при пуске компрессора
не происходит.
3. Дренажный нагреватель.
Он осуществляет отвод конденсата из кондиционера, если дренаж
выведен наружу. В настоящее время используют несколько типов дренажных
нагревателей.
По способу установки их можно разделить на 2 группы:
1 - дренажные нагреватели, устанавливаемые внутрь дренажной
магистрали;
2 - дренажные нагреватели, устанавливаемые снаружи дренажной
магистрали.
| ВАРИАНТ ЗИМНЕГО КОМПЛЕКТА КОНДИЦИОНЕРА |
Комплект для "адапции" кондиционера к работе зимой:
 |
|
Замедлитель скорости вращения вентилятора
|
Картерный нагреватель
|
Дренажный нагреватель
|
Определенные проблемы возникают и при работе кондиционера в условиях
низких температур в режиме теплового насоса.
Заметим, что существует два источника тепла, которое кондиционер
"перекачивает" в помещение:
Во-первых, это тепло, которое забирается из наружного воздуха.
Во-вторых, это теплота работы сжатия компрессора и теплота,
выделяемая электродвигателем компрессора.
Первая составляющая сильно зависит от температуры наружного воздуха
и по сути определяет все негативные явления, происходящие в кондиционере
при низких температурах наружного воздуха. Для того, чтобы тепло
наружного воздуха перетекало в нужном направлении, температура фазового
перехода хладагента (испарения) должна соответствовать определенной
величине, которая является характеристикой теплообменника и называется
полным перепадом.
Что происходит в кондиционере, работающем на "тепло",
при температурах, близких к 0°С?
Температура фазового перехода для нормального процесса переноса
тепла устанавливается ниже температуры окружающего воздуха на величину
полного перепада, которая для наружных блоков бытовых кондиционеров
составляет 5-15°С. То есть уже при температуре окружающего воздуха
+5°С температура фазового перехода (испарения), даже для хорошего
теплообменника с малым перепадом, отрицательная. Это приводит к
тому, что теплообменник начинает покрываться инеем, ухудшается теплообмен
с воздухом, растет полный температурный перепад, температура испарения
падает. Поскольку производительность кондиционера практически пропорционально
зависит от давления (температуры) испарения, она также падает
(график 2).
ГРАФИК 2. Показатели работы кондиционера в режиме теплового
насоса
при различных температурах наружного воздуха (стендовые испытания
1996 г.)
 |
____________ - мощность
нагрева в процентах к номиналу
____________ - отношение
мощности нагрева к потребляемой электрической мощности
|
Мощности "заросшего" инеем теплообменника недостаточно
для испарения поступающего в него жидкого хладагента, и он начинает
поступать на всасывание компрессора.
Какие последствия для кондиционера это может вызвать?
1. Система оттаивания наружного блока, периодически включаясь
в работу, приводит к образованию льда внутри компрессорно-конденсаторного
блока кондиционера. А образовавшаяся наледь зачастую вызывает блокировку
или разрушение лопастей вентилятора.
2. Жидкий хладагент, не испарившийся в теплообменнике, попадает
в магистраль всасывания, затем в отделитель жидкости и далее внутрь
компрессора, вызывая гидравлический удар. Это чревато поломкой компрессора
и дорогостоящим ремонтом.
3. Перегрев компрессора, а затем (при попадании жидкого хладагента
внутрь корпуса) его обмерзание.
Причина всех перечисленных неприятностей - слишком низкая производительность
теплообменника компрессорно-конденсаторного блока кондиционера при
снижении температуры наружного воздуха. Действенных методов ее повышения,
к сожалению, нет.
А последствия эксплуатации оборудования при низких температурах
в большинстве случаев приводят к очень дорогостоящим поломкам. Поэтому
включать кондиционер на "тепло" при отрицательных температурах
окружающего воздуха не рекомендуется.
Для любознательного читателя интересно будет просмотреть приведенные
ниже графики, которые наглядно иллюстрируют приведенные выше слова.
ГРАФИК 3. Температура различных узлов кондиционера при работе
на охлаждение
 |
 |
температура верхней части компрессора |
 |
разница температур воздуха на входе
и выходе из внутреннего блока |
 |
температура верхней части теплообменника
внешнего блока |
 |
температура нижней части теплообменника
внешнего блока |
 |
температура жидкостей трубки у теплообменника
внутреннего блока |
 |
температура газовой трубки у теплообменника внутреннего
блока |
ГРАФИК 4. Температура различных узлов кондиционера при работе
на обогрев
 |
|
температура верхней части компрессора |
|
разница температур воздуха на входе
и выходе из внутреннего блока |
|
температура верхней части теплообменника
внешнего блока |
|
температура нижней части теплообменника
внешнего блока |
|
температура жидкостей трубки у теплообменника
внутреннего блока |
|
температура газовой трубки у теплообменника
внутреннего блока |
"О кондиционерах доступно",
автор: Леонид Корх
|
Техника