Как обогреть дом с помощью кондиционера: 5 лет эксплуатации

Уже несколько лет я обогреваю свой загородный дом, расположенный в Московской области, с помощью обычного канального кондиционера. Это не только экологически чистое, но и экономичное отопление. Ведь от него не только нет выбросов частиц pm2.5 (как в случае с печным отоплением), но и такое отопление дешевле, чем обычное электрическое отопление в 2-3 раза.

На текущий момент система отработала 5 отопительных сезонов (установлена в 2013 году). Дом отапливается постоянно, даже если мы в нём не живём. Потребление электрической энергии всего дома (не только на отопление) составляет примерно 7500 квтч в год (из них на отопление расходуется половина). Кондиционер работал без проблем даже при температуре окружающего воздуха на улице ниже -20 градусов (но такие температуры в Московской области бывают редко).

Кондиционер в качестве отопительного прибора при -20 градусах на улице в 2 (два!) раза выгоднее, чем любой электрический обогреватель. Чудеса? Нет, только физика и никакого мошенничества. Всё дело в том, что кондиционер это тепловой насос и он переносит тепло с улицы в дом. Поэтому на 1 квт потреблённой на работу компрессора энергии он приносит в дом от 2 до 4 квт тепловой энергии.

Работает это очень просто: фреон R410 при нормальном давлении кипит уже при -50 градусах по Цельсию (при этом абсолютный ноль, как известно, это -273 градуса). И при кипении фреон забирает теплоту от уличного воздуха. Никаких ТЭНов в кондиционере нет, просто с понижением уличной температуры его теплопроизводительность снижается. Если при +7 градусах он может отдать 8 квт тепла (потребляя всего 2 квт), то при -20 градусах он сможет отдать 4 квт тепла (при том же потреблении).

Сомневаетесь в том, что кондиционер может приносить в дом в 2 раза больше тепловой энергии, чем получает электрической энергии из розетки, когда на улице -20 градусов по Цельсию? Во-первых, эту информацию можно посмотреть в спецификации производителя. Во-вторых, есть независимый product performance report от Eurovent, в котором совершенно чётко указано, что TOL = -20 °C, а COP @TOL = 2,06.

Так устроена система воздушного отопления в моём доме. К этой же системе подключена приточная вентиляция (в настоящий момент полностью автоматизированная датчиком концентрации углекислого газа). Нет, полы в доме не холодные, температура плитки на полу в доме составляет 22 градуса, при этом температура потолка 23-23,5 градуса. Да, это не подогреваемые тёплые полы, но в разы комфортнее, чем отопление с помощью традиционных конвекторов под окнами (с ними пол будет холодный, а под потолком жара).

Это сообщение отредактировал sparrow85 - 26 фев. 2018 г. в 21:22

Вот так выглядит внешний блок кондиционера. В режиме обогрева вентилятор всегда работает на максимальной скорости и прогоняет через испаритель около 4000 кубометров воздуха. У меня блок установлен на северном фасаде дома и учитывая указанный воздухообмен нет никакого смысла устанавливать его на юге. Сверху электроника и инвертор, справа — компрессор, четырехходовой клапан и фреоновые магистрали.

Принципиальная схема кондиционера выглядит вот так. Чтобы кондиционер эффективно работал на обогрев при сильном минусе производители делают хитрую схему теплообменников и держат в секрете алгоритмы работы. Вся магистраль обвешивается кучей термодатчиков (мой ещё не самый крутой, но у него 7 термодатчиков), естественно инвертор (частотник) для компрессора, обязательно электронные дроссели (2 шт, до и после ресивера). А у некоторых идёт подмешивание ещё не остывшего жидкого фреона к кипящему перед компрессором. Температура кипения фреона R410 составляет -50 градусов по Цельсию, в принципе до этой температуры кондиционер сможет работать.

При этом интересный момент: самый «нагруженный» режим работы для кондиционера на обогрев это околонулевая температура, когда уличный воздух имеет высокую влажность и испаритель сильно обмерзает, что требует регулярной разморозки. С точки зрения практической эксплуатации кондиционер поддерживает установленную температуру с точностью до градуса. Если на улице тепло и теплопотери дома незначительны, то он может поработать пару часов и потом ещё несколько часов не работать. Если на улице -20 градусов, то будет работать непрерывно. Рабочий цикл длится 30-40 минут, после чего включается режим разморозки для оттаивания испарителя внешнего блока, который длится 3-8 минут.

Внутренний блок кондиционера прогоняет в рабочем режиме 900 кубометров воздуха в режиме рециркуляции и к нему подмешивается 100 кубометров свежего и отфильтрованного уличного воздуха. Нет, в доме тихо и шума нет. Всё дело в правильном расчёте сечений и использовании шумоизолированных воздуховодов.

Чтобы кондиционер можно было использовать для обогрева при отрицательных уличных температурах, он должен:
1. Быть инверторным, то есть переменный ток из сети преобразуется в постоянный, а затем обратно в переменный нужной частоты для питания компрессора. Это позволяет управлять производительностью компрессора в зависимости от внешних условий.
2. Иметь хитрую систему фреонопроводов испарителя (жидкий, ещё не остывший, фреон сначала должен поступать в самую нижнюю секцию испарителя).
3. Оснащаться электронными дросселями (EEV = electronic expansion valve), которые позволят очень точно управлять температурой испарения и конденсации фреона в зависимости от внешних условий.

Отдельные производители также добавляют подмес жидкого фреона к уже кипящему на всасывании компрессора, что также позволяет немного повысить общий КПД теплового насоса. Ещё для безопасной работы кондиционера на обогрев при отрицательных температурах стоит устанавливать подогрев дренажного поддона внешнего блока. Он нужен для того, чтобы вода после разморозки успела покинуть поддон, иначе на нём начнёт намерзать лёд, который в финале может повредить теплообменник и выдавить раму с крыльчаткой (с обломом лопастей).

Существует ошибочное мнение, что для работы на обогрев кондиционер должен оснащаться зимним пакетом. Это не так. Зимний пакет нужен для кондиционеров работающих на охлаждение (!) при отрицательных температурах на улице (например, в серверных). К работе кондиционера на обогрев зимний пакет не имеет никакого отношения. А любой инверторный кондиционер всегда имеет подогрев масла в картере компрессора (для холодного старта) и четырехходовой клапан (для переключения режимов охлаждение/нагрев).

Кстати, при работе на обогрев кондиционер работает в более комфортных условиях, чем при работе на охлаждение. Следовательно и ресурс кондиционера работающего на обогрев значительно выше, чем у кондиционера работающего на охлаждение. И я уже неоднократно упоминал ранее, что наш дом оказался настолько хорошо утеплён, что мы не пользовались кондиционером для охлаждения — дом просто не нагревается на солнце.

Отопление с помощью теплового насоса всегда выгоднее, чем отопление с помощью любого электрического обогревателя. А все электрические обогреватели, как известно, одинаково эффективны — сколько потребили электрической энергии из розетки, столько и отдали тепла. А вот тепловой насос ВСЕГДА, при любых условиях, будет давать больше тепловой энергии, чем потребил из электрической сети.

Моя экономия на отоплении с помощью кондиционера за 5 лет составила около 160 тысяч рублей (при том, что сам кондиционер стоил 120 тысяч рублей). Вот и вся экономика тепловых насосов. Это просто выгодно.

Но это справедливо только для тепловых насосов воздух-воздух (кондиционеров). Тепловые насосы вода-вода (грунтовые) или воздух-вода обойдутся существенно дороже.
via

Это сообщение отредактировал sparrow85 - 26 фев. 2018 г. в 21:19