Первоначально кондиционеры изобретались для охлаждения воздуха в регионах, где в летний период времени температура воздуха поднималась до значений, при которых находиться на улице, да и в самих помещениях, было тяжело. С тех времен прошел не один десяток лет, и сегодняшний кондиционер может не только охлаждать воздух.
Современные кондиционеры – это многофункциональный комплекс, позволяющий решать множество задач. Это и охлаждение, и отопление, осушение воздуха, вентиляция воздуха, его очищение, устранение запахов и различного рода бактерий. Однако сегодня хотелось бы остановиться на такой функции сплит-системы, как нагрев или отопление.
Принцип работы и эффективность кондиционера работающего на обогрев
Современные системы кондиционирования в 99 случаях из 100 имеют возможность работать как на охлаждение воздуха, так и на нагрев. Причем, при работе на обогрев, система настолько экономична, что оставляет позади себя все существующие системы отопления.
Коэффициент энергоэффективности (А) в этом случае может составлять до 3,6. Это означает, что при затрате 1000 Вт электроэнергии на работу кондиционера, тепло вырабатывается в количестве 3600 Вт. Здесь же можно отметить, что при самом простом и доступном обогреве с помощью электронагревателей, на каждые затраченные 1000 Вт электроэнергии можно получить тепло в количестве, максимум, 990 Вт.
Именно по этой причине некоторые западные страны и многие штаты США не имеют классической системы отопления, а обогреваются с помощью сплит-систем.
Однако при такой системе отопления есть некоторые нюансы.
Такая эффективность системы кондиционирования на обогрев может подходить не для любых регионов Земли и не при всех температурах наружного воздуха. Чем ниже температура воздуха на улице, тем меньше эффективность.
Каждая система кондиционирования имеет рекомендуемые значения температур наружного воздуха, при которых она будет функционировать без дополнительных изменений в ее конструкции. Кондиционеры экономичного класса, в режиме обогрева работающие по принципу включено/выключено, могут работать при температуре воздуха до минус 7 оС. При более низких температурах такое оборудование требует специального исполнения. Для этого производитель предусматривает в конструкции кондиционера дополнительный нагреватель картера компрессора, нагреватель поддона наружного блока, специальный переразмеренный двухроторный инверторный компрессор или компрессор с EVI впрыском пара в середину роторной полости. Все это обеспечит надежную работу сплит-системы при температуре воздуха на улице до минус 30 °C и поддерживать коэффициент энергоэффективности на высоком уровне.
В случае если система кондиционирования инверторного типа без специальных доработок, то она может работать в режиме обогрева при температуре наружного воздуха только до минус 15°С. В России и других регионах подобной климатической зоны более низкие зимние температуры не наблюдаются, но если и бывают, то редко и незначительное время. Но, как уже было сказано, при понижении наружной температуры коэффициент энергоэффективности падает.
Выбираем климатическую систему для отопления дома
Для помещений, в которых 2 или 3 комнаты, организовать отопление сплит-системами вполне реально и удобно. Если же помещений больше, дом с множеством комнат, коттедж, небольшой офис, то не всегда бывает возможность установить все наружные блоки на внешние стены.
В этом случае обогревать помещения можно не только сплит-системами.
Мультизональные VRF системы кондиционирования
Мультизональные системы (VRF) – это современные системы кондиционирования для большого количества помещений, и до 64 внутренних блоков в одном холодильном контуре. Все принципы и возможности работы VRF-системы можно изучить в соответствующей литературе, а сейчас рассмотрим возможность работы на обогрев. Отличия в способе обогрева от сплит-системы почти нет. Только больше вариантов размещения внутренних блоков и больше их ассортимент, касающийся их конструкции. В остальном внутренний блок также нагревает воздух в помещении и может работать как на обогрев зимой, так и на охлаждение летом.
Система чиллер-фанкойл
Сплит-система, которая может работать и в режиме охлаждения, и в режиме обогрева, обычно называется кондиционером с «режимом теплового насоса».
Кроме мультизональных систем и сплит-систем есть еще один тип оборудования, которое может работать в режиме теплового насоса. Это система чиллер–фанкойл. Система достаточно давно разработана и успешно, несколько десятков лет, применялась для охлаждения и обогрева огромного количества помещений.
Впрочем, в настоящее время существуют мини-чиллеры, способные работать в пределах нескольких комнат, а также огромные конструкции, обслуживающие торговые центры, бизнес-центры, гостиницы, жилые комплексы. Их работа в корне отличается от рассмотренного выше оборудования. Если во всех предыдущих случаях в процессе охлаждения и обогрева использовался только холодильный агент, обычно это экологически чистый R410А, то в системах с чиллером кроме холодильного агента есть еще и вода. Причем, объем воды в несколько десятков или даже сотен раз превышает объем холодильного агента. В качестве основного рабочего вещества выступает вода, а холодильный агент является промежуточным звеном.
Вода, нагретая холодильным агентом, насосами подается на внутренние блоки в помещениях, и охлаждает или нагревает воздух. Так же, как и сплит-системы, чиллеры могут работать на охлаждение и на тепло.
Тепловые насосы
В последнее десятилетие сильно начало развиваться направление в области обогрева с помощью чиллеров. Такие системы начали называть тепловыми насосами или чиллерами, работающими в режиме теплового насоса. Такие тепловые насосы имеют узкую направленность и специализируются на отоплении. Кроме отопления такие системы могут обеспечить дом и теплым воздухом и горячей водой, т.е. это современный комплекс тепло-водоснабжения нескольких помещений одновременно.
С каждым годом производителей тепловых насосов становится все больше, и тепловой насос становится все экономичнее и более адаптированным к низким температурам окружающего воздуха. Новые конструкции тепловых насосов используют не воздух в качестве источника тепла, а грунтовые воды или тепло земли. Такие источники тепла имеют постоянную температуру и зимой, и летом. Причем, на глубине ниже расстояния промерзания грунта температура всегда положительная, что позволяет забыть о низких температурах наружного воздуха. Эффективность таких систем очень высокая, и может считаться почти полностью автономной по тепло-водоснабжению отдельно стоящего здания. Особенно это актуально для домов, которые далеко расположены от других источников теплопоступлений.
Одним из недостатков данной системы являются достаточно большие капитальные затраты, связанные с дополнительным контуром, насосными модулями и применением протяженных трубопроводов и незамерзающих жидкостей. В связи с тем, что подобные системы все еще развиваются, модернизируются, улучшается их работа, - стоимость тепловых насосов остается большой.
Также следует отметить, что работы по монтажу и проведение других сопутствующих работ следует доверять сертифицированным специалистам, что также может быть дорого.
И наконец, тепловые насосы – это сложное оборудование, и следует учитывать, что при выходе его из строя нужно предусмотреть временное резервное отопление, так как ремонт может занять какое-то время.