Современные кондиционеры: комфорт и летом, и зимой
Мы привыкли к тому, что кондиционеры — это климатическая техника, используемая преимущественно в теплое время года, и главным образом для охлаждения воздуха. Однако за последние 10-15 лет произошел настоящий прорыв в развитии индивидуальной климатической техники, поэтому теперь во многих сплит-системах есть и функция обогрева (т. е. они являются тепловыми насосами типа «воздух-воздух») , причем это не особо сказывается на их стоимости. Тем не менее, на это почему-то мало кто из потребителей обращает внимание. Возможно, дело в том, что эксплуатироваться многие из таких сплит-систем могут при температуре уличного воздуха не ниже -7°C, когда для обогрева помещений вполне достаточно тепла, поставляемого центральным отоплением. Но как только на улице становится морозно, мы начинаем вспоминать о дополнительных отопительных приборах: не секрет, что тепла водяных радиаторов зачастую оказывается мало для нормального обогрева квартир и офисов. И тогда в них появляются различные калориферы, занимающие полезную площадь, цепляющиеся за ноги своими проводами и обычно и зачастую заставляющие работать не рассчитанную на дополнительные нагрузки электросеть в нештатном режиме. Если в жилых домах это приводит к периодическому «выбиванию» автоматических выключателей в квартирных электрощитках, то в офисах порой становится причиной немалых штрафах, накладываемых на организации пожарными инспекторами.
И здесь хорошим подспорьем становятся современные кондиционеры с функцией обогрева, способные работать при значительно более низких температурах уличного воздуха. Например, инверторные сплит-системы GREE Change Arctic могут работать на обогрев помещения при температуре наружного воздуха до -25°C, что делает их эксплуатацию возможной и в январскую стужу. Причем эти кондиционеры являются инверторными, т. е. экономично расходуют электроэнергию и не создают значительной нагрузки на электросеть.
«Проведенные прошлой зимой испытания показали, что эти модели отлично работают даже при экстремально низкой температуре –27°С, при этом, даже при такой температуре обогреваться при помощи кондиционеров выгоднее, чем любыми электрообогреват елями», - рассказывает Владимир Мурашко, генеральный директор компании «Евроклимат-Регион» (официального дистрибьютора компании GREE в России).
Для относительно теплых регионов хорошим решением станет, например, сплит-система GREE Cozy Arctic, пределом для которой являются более скромные -15°C. Впрочем, и стоимость ее пониже.
Благодаря своим новым эксплуатационным качествам всесезонные кондиционеры получили широкое распространение: в общей сложности в мире их число уже давно перевалило за 70%. В Японии — одном из признанных лидеров рынка климатического оборудования — на долю сплит-систем категории «2 в 1» приходится почти 100% всех продаж, на европейском рынке их доля составляет более 80%, а в Китае — порядка 70%.
В России, где для обогрева жилых помещений традиционно используется центральное отопление в городах и котлы в частном жилом секторе, кондиционеры с функцией обогрева также становятся все более популярны, особенно для использования в течение 2-3 недель в конце осени и начале весны, когда за окном уже довольно зябко, а топить еще не начали. К тому же, если в доме, например, есть маленький ребенок, комфортной для которого является температура +25-+27°C, то тут явно лучше перестраховаться .
Здесь следует также обратить внимание на то обстоятельство, что кондиционер, работающий на обогрев помещения, тратит на это гораздо меньше электроэнергии, чем, например, масляный калорифер или тепловентилятор. «Дело в том, что кондиционер фактически не производит тепло, а лишь переносит его, поэтому, работая в режиме обогрева, он тратит примерно втрое меньше электроэнергии, чем любой нагревательный прибор прямого действия с такой же тепловой мощностью», - объясняет Владимир Мурашко.
Не стоит забывать и о том, что в некоторых случаях в холодное время года существует потребность не только в обогреве, но и в охлаждении помещений, например, серверных комнат, которые есть сегодня во многих даже относительно небольших офисах. И в этом случае также потребуются «зимние» решения для кондиционировани я, например, такие, как GREE Artful Arctic или уже упомянутый выше Change Arctic, способные работать на охлаждение при уличной температуре до -15°C.
Интересным и по-своему революционным решением, выделяющимся из ряда прочих кондиционеров, является система GREE Versati. Отработанное тепло, полученное в результате охлаждения воздуха, она не выбрасывает на улицу вхолостую, а используем для нагрева воды для бытовых нужд. При этом Versati может даже использоваться в качестве основной системы отопления.
Максимальная температура воды составляет 80°С, можно комплектовать систему водяными баками емкостью от 200 до 400 литров. Работать система может при температуре наружного воздуха от -20°С до +48°С, то есть она также относится к разряду «морозоустойчивы х». Решение предназначено для использования в коттеджах, небольших гостиницах и на предприятиях сферы услуг.
Как работают кондиционеры и тепловые насосы?
Чтобы лучше разобраться в том, куда переносят тепло кондиционеры, откуда оно берется и в чем заключаются преимущества систем «2 в 1», обратимся к их устройству и принципу работы.
Кондиционер — это одна из разновидностей холодильной машины, другим примером которой является обычный домашний холодильник. Ее работа основана на свойстве всех жидкостей поглощать тепло при кипении (испарении) и отдавать его при конденсации (превращении пара обратно в жидкость).
Хорошей иллюстрацией этого эффекта является кипячение воды на плите. Пока не закипит, вода нагревается, но после ее температура постоянно остается равной 100°C и больше уже не растет, хотя температура горелки куда выше. Это происходит потому, что для испарения (перехода из жидкого в газообразное состояние) жидкости необходима энергия, которую она поглощает в виде тепла.
Но из школьного курса физики мы знаем, что многие жидкости кипят при температурах гораздо меньших, чем вода. Все помнят опыты с жидким азотом на уроках химии. Точка кипения этого вещества значительно ниже 0°C, а при комнатной температуре оно закипает самопроизвольно, без дополнительного нагрева, забирая тепло из окружающей среды. Именно поэтому от открытого сосуда со сжиженным газом исходит холод, а погруженные в него предметы мгновенно замерзают.
Аналогичными азоту свойствами обладает и фреон — хладагент, используемый в бытовых кондиционерах и холодильниках. И в том, и в другом типе устройств фреон циркулирует по длинному замкнутому трубопроводу, разделенному на 2 части. Одна из них называется испарителем, она всегда холодная, и находится внутри холодильника (извивающаяся трубка, пронизывающая стенки морозильной камеры) или во внутреннем блоке кондиционера (сплит-системы), т. е. в комнате. Другая — горячая — конденсатор, который расположен на задней стенке холодильника или во внешнем блоке кондиционера, т. е. за окном.
Секрет этой системы в том, что давление хладагента в испарителе и конденсаторе разное. Вспомним еще раз школьный курс физики. Температура кипения и конденсации одного и того же вещества будет разной при различном давлении: чем оно выше, тем выше температура кипения и конденсации. Например, высоко в горах, в 7-8 тыс. метров над уровнем моря, где воздух разряжен и его давление низкое, вода закипает уже при 40-60°C. А, скажем, в магистральных трубопроводах городской системы отопления она циркулирует под высоким давлением при температуре 110-130°C, не закипая при этом, что позволяет с минимальными потерями передавать тепло на большие расстояния.
В конденсаторе кондиционера и холодильника жидкий хладагент находится под высоким давлением, поэтому, несмотря на то, что температура окружающего конденсатор воздуха гораздо выше точки кипения фреона, он не закипает. В испарителе давление ниже, и попадая туда из конденсатора, жидкий фреон мгновенно начинает кипеть и испаряться, переходя в газообразное состояние и поглощая через стенки и тепло из внутренней камеры холодильника или из прогоняемого вентилятором через внутренний блок сплит-системы воздуха. На выходе испарителя газообразный фреон проходит через компрессор, который загоняет его в конденсатор под высоким давлением.
В результате сжатия хладагент сжижается (конденсируется) и при этом происходит обратный процесс, т. е. через стенки конденсатора он отдает окружающему воздуху тепло, которое поглотил при испарении: потрогайте решетку сзади холодильника — она всегда горячая. А чтобы весь сжатый фреон не устремился из конденсатора в испаритель и давление между ними не выровнялось (ведь по сути это две половинки одного замкнутого контура), их отделяет друг от друга специальный клапан, который впускает хладагент в испаритель небольшими порциями.
Схема работы холодильной машины:
1 — конденсатор, 2 — дросселирующий клапан, 3 — испаритель, 4 — компрессор.
Итак, по принципу работы кондиционер — это тот же холодильник, только его «морозильной камерой» является вся комната, а конденсатор вынесен на улицу.
По сути своей кондиционер (как и холодильник) является т. н. тепловым насосом — устройством, отбирающим тепло из более холодной среды (воздуха в комнате) и передающим его более нагретой (воздуху на улице). Однако тепловыми насосами принято называть только те устройства, которые служат для обогрева помещений в холодное время года, а не для их охлаждения в жару. Чтобы обычный кондиционер работал в режиме теплового насоса, его внутренний блок пришлось бы вывесить на улицу, а наружный, наоборот, установить в помещении. Или... изменить направление движения хладагента в контуре кондиционера, чтобы испаритель превратился в конденсатор, а конденсатор — в испаритель.
Именно такое решение используется в современных кондиционерах «2 в 1», о которых шла речь выше и которые способны как охлаждать воздух в помещении, так и подогревать его. Главным отличием такого кондиционера от «традиционного», работающего только на охлаждение, является т. н. четырехходовой дросселирующий клапан, который способен подавать хладагент в обоих направлениях, в зависимости от режима работы кондиционера.
В системах на базе теплового насоса «воздух-вода», например, таких, как GREE Versati, теплообмен осуществляется между фреоном и водой, которая может как охлаждаться, так и подогреваться, поступая затем к фанкойлам, кондиционирующим воздух в помещениях, или в систему горячего водоснабжения.
Итак, современные кондиционеры становятся всесезонным решением для создания и поддержания комфортного микроклимата. И сегодня, взвесив все «за» и «против», заказывать кондиционер имеет смысл уже не только в ожидании жаркого лета, но и в преддверии первых заморозков.
