Работа сплит-системы в условиях низких температур

В регионах с холодной зимой оседает не более 0,5% всей климатической техники. И 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.

Так основная масса технических каталогов ведущих японских производителей содержит информацию о работе сплит-систем в режиме обогрева до -8–9°С. Любопытно, но это в точности совпадает с абсолютным минимумом температуры, зафиксированным в Токио. А при работе этих же кондиционеров в режиме охлаждения, обычно приводятся характеристики в диапазоне от +10–20 до +43°С.

Между тем опыт эксплуатации ряда японских и европейских марок в суровых российских условиях показывает, что они вполне работоспособны и при более низких температурах. Это тем более важно, что нередко возникает необходимость кондиционировать помещения насыщенные компьютерами, копировально-множительной техникой или другим тепловыделяющим оборудованием.

В этом случае необходимо круглогодичное охлаждение, а использовать кондиционеры типа Close Control не всегда целесообразно по чисто экономическим соображениям. Регулировать температуру, подавая холодный уличный воздух тоже не всегда приемлемо, так как он слишком сух. Это крайне негативно влияет на сложную электронику, приводя к быстрому высыханию изоляционных покрытий со всеми вытекающими последствиями. По этой причине в зимнее время нередко используют обычные сплит-системы, которые не опускают влажность ниже 30%.

Однако подбор этого оборудования нередко идет на глазок, с двух-трех кратным превышением мощности охлаждения над существующими теплопоступлениями. Не имея точной информации о снижении холодопроизводительности в условиях низких температур приходится страховаться, закладывая в проект более мощную, а следовательно более дорогую технику. Значительные превышения необходимой мощности нехороши и тем, что приводят к быстрому износу кондиционера, за счет более частых включений-выключений. По понятным причинам это особенно опасно для поршневых компрессоров в зимнее время, когда каждый лишний пуск не разогретого компрессора сокращает срок его службы.

Зная параметры работы кондиционера на охлаждение в условиях низких температур можно избежать подобных проблем. В частности это позволяет провести специальную адаптацию кондиционера к работе в зимних условиях (низкотемпературное исполнение). Для того, чтобы холодопроизводительность кондиционера оставалась на уровне близком к номинальному, необходимо регулировать давление конденсации. Оно должно соответствовать наиболее благоприятному значению, достигаемому при температуре наружного воздуха +19–25°С. Этого проще всего добиться изменяя скорость вращения вентилятора внешнего блока в зависимости от температуры конденсации.

А для того, чтобы включение компрессора проходило более гладко, предусматривается подогрев масла в его картере хотя бы до +10°С. Опыт показывает, что для достижения этой цели хватает тэна мощностью 25–30 Вт.

Впрочем, охлаждение в зимний период времени может понадобиться не только компьютерным залам. Нередко бывает так, что система центрального отопления создает в помещении избыточное тепло. "Форточное" регулирование температуры в этом случае не всегда приемлемо, поскольку поступление большого количества воздуха с улицы может снизить влажность до некомфортных значений. К этому особенно чувствительны дети, у которых от низкой влажности высыхает кожа, а в ряде случаев может возникать носовое кровотечение. Если по каким-либо причинам установка терморегуляторов невозможна, система кондиционирования — выход из положения.

Работа сплит-системы в условиях низких температур
График 1

Но гораздо чаще работа систем отопления вызывает нарекания из-за несвоевременного включения-выключения и недостаточно высокой температуры теплоносителя. В стране, где отопительный период длится 7–8 месяцев в году, возможность погреться у кондиционера при температурах ниже минус 5–10°С волнует многих.

Итак, что же происходит, когда кондиционер работает в условиях низких температур? Реальное тестирования сплит-систем Daikin (в обычном и низкотемпературном исполнении) и Элемаш проведенное в интервалом в полтора года на различном испытательном оборудовании дало результат изображенный на графиках 1 и 2. Для сравнения показаны результаты заводских испытаний кондиционеров Sanyo, Airwell и DeLongi приведенные в технических каталогах этих фирм.

Работа сплит-системы в условиях низких температур
График 2

Более подробную информацию о работе различных узлов сплит-системы в диапазоне температур наружного воздуха от -30 до +30 градусов можно почерпнуть из графиков 3 и 4.

Работа сплит-системы в условиях низких температур
График 3
Работа сплит-системы в условиях низких температур
График 4

Приведенные диаграммы дают некоторую пищу для размышлений. Даже при температуре наружного воздуха -30°С температура компрессора не опускается ниже +30°С, то есть он сам себя греет. Именно поэтому подогрев картера необходим только при пуске. Это же объясняет, почему включившись при -20°С кондиционер продолжает работать и при снижении температуры до -30°С. В то же время попытка включить «не разогретый" компрессор при -30°С может окончиться безрезультатно.

Достаточно низкая производительность кондиционеров работающих на тепло при отрицательных температурах во многом объясняет тот факт, что в странах с прохладной зимой кондиционеры для обогрева практически не используют. Об этом достаточно красноречиво говорит таблица №1.

  Доля кондиционеров с тепловым насосом (в процентах) Средняя температура января (град. Цельсия)
Япония 97 +8
Греция 91 +9
Португалия 90 +9
Великобритания 61 +5
Испания 57 +7
Италия 47 +6
Франция 29 +3
Германия 11 -1

И действительно, в Средиземноморье и густонаселенных районах Японии, температура воздуха редко опускается ниже +5°С. По этой причине системы отопления просто не предусмотрены, а одну-две прохладных недели вполне можно погреться с помощью кондиционера.

Но уже в относительно прохладной Германии, где отопительный период обычно длится 2–3 месяца, считают, что топить с помощью кондиционера — роскошь. Дешевле использовать простенький масляный радиатор или печку — "буржуйку".

Напрашивается вывод, что и в российских условиях включать кондиционер на обогрев целесообразно только осенью и весной, когда отопление еще или уже не работает, а на улице холодно. Да и лето на наших широтах бывает такое, что уже в августе лишнее тепло не помешает.

Георгий Литвинчук

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест