Современные кондиционеры: комфорт и летом, и зимой

Если в южных регионах кондиционеры уже давно стали одним из предметов первой необходимости, то многие обитатели средней полосы России и более северных широт все еще считают их излишеством: с одной стороны, удобно и комфортно, а с другой — можно и обойтись, ведь согласно данным статистики используется сплит-система в умеренных широтах примерно 2 недели в году. Однако картина меняется на противоположную, когда речь заходит о кондиционерах, способных работать при значительных минусовых температурах, да еще и в режиме подогрева воздуха.

Кондиционеры для обогрева? Выгодно!

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 электрообогревателями», - 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 кондиционирования, 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 «морозоустойчивых». 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.

При подготовке статьи использованы материалы пресс-службы компании «Евроклимат»