Отрицательных темоературах

Производители бытовых кон­диционеров с реверсивным цик­лом в технической документа­ции на товар, как правило, указывают температурный диа­пазон, в котором можно эксплуа­тировать кондиционер. Нижняя граница этого диапазона редко опускается до температуры ниже —5°С для режима «холод» и 0°С для режима «тепло». Что про­изойдет с кондиционером, если пренебречь этим ограничением? Что необходимо сделать, чтобы кондиционер можно было эксп­луатировать при более низких температурах без риска вывести его из строя? Эти вопросы явля­ются особенно актуальными в ус­ловиях русской зимы и поэтому требуют ответа.

Если следовать рекоменда­циям производителя, то луч­ший способ эксплуатации кон­диционера в холодное время года при отрицательных темпе­ратурах наружного воздуха — это его консервация.

Консервация кондиционера на зиму предусматривает следую­щие мероприятия.

1. Конденсация хладагента в наружный блок, которая предус­ матривает выполнение следую­щих операций:

- подключение манометри­ческого коллектора к сервисно­му порту;

- включение кондиционера на «холод»;

- запирание жидкостного вен­тиля компрессорно-конденсаторного блока кондиционера;

- запирание газового вентиля при давлении всасывания ниже атмосферного;

- отключение манометричес­кого коллектора.

Это позволит избежать по­терь хладагента через неплотно­сти наружной фреоновой магис­трали.

2. Отключение или блокиров­ка цепей запуска компрессора, исключающая ошибочный за­пуск компрессора.

3. Ограждение компрессорно-конденсаторного блока конди­ционера с целью исключить его повреждение льдом или падаю­щими сосульками (при необхо­димости).

Что же делать, если без кон­диционера зимой не обойтись? Как уменьшить риск серьезной поломки кондиционера?

Выясним, что же происходит внутри кондиционера при низ­ких температурах окружающего воздуха.

Известно, что бытовые конди­ционеры не производят холод или тепло, они лишь «перекачи­вают» тепло из одного термоизо­лированного объема в другой, то есть — по принципу действия — это «тепловые насосы». Для пере­носа тепла используются специ­альные вещества — хладагенты. Обмен теплом между хладаген­том и окружающим воздухом происходит через воздушные теплообменники. Схематически это выглядит так:

- тепло из воздуха в одном термоизолированном объеме че­рез теплообменник поглощается хладагентом;

- хладагент с помощью комп­рессора перекачивается в другой теплообменник;

- тепло, аккумулированное хладагентом через теплооб­менник, сбрасывается в воздух.

Производительность воздуш­ного теплообменника или коли­чество тепла, которое может от­дать или получить хладагент че­рез теплообменник, зависит от конструкции и температуры воз­духа, проходящего через него. Поэтому суть основной пробле­мы, ограничивающей использо­вание бытового кондиционера с реверсивным циклом зимой, — изменение производительности теплообменника компрессорно-конденсаторного блока при сни­жении температуры окружающе­го воздуха. Причем при работе на «холод» теплообменник оказыва­ется переразмеренным (слиш­ком большим), а при работе на «тепло» — недоразмеренным (слишком маленьким).

При работе кондиционера в режиме «холод» возникают также и дополнительные проблемы:

1. снижение производитель­ности холодильной машины;

2. увеличение продолжитель­ности переходного режима ра­боты холодильной машины (кондиционера);

3. «натекание» жидкого хлада­гента в картер компрессора;

4. проблема запуска компрес­соров при низких температурах окружающего воздуха;

5. проблема отвода дренаж­ной воды.

Остановимся на отрицатель­ных последствиях указаных про­блем. А именно:

- снижение холодопроизво­дительности кондиционера;

- обмерзание внутреннего блока кондиционера и, как след­ствие, еще большее снижение производительности, риск гид­роудара и повреждения компрес­сора;

- нарушение работы системы отвода конденсата (конденсат по покрытому льдом теплообмен­нику стекает мимо дренажной ванны на вентилятор и выбрасы­вается в помещение);

- ухудшение охлаждения элек­тродвигателя компрессора, пери­одическое срабатывание тепло­вой защиты, риск теплового пробоя изоляции;

- чрезмерное повышение тем­пературы нагнетания компрессо­ра, риск повреждения пластмас­совых деталей четырехходового вентиля;

- риск гидравлического удара при пуске компрессора из-за вскипания хладагента, натекшего в компрессор;

- замерзание дренажной маги­страли.

К счастью, перечисленные проблемы, возникающие при ра­боте кондиционера на «холод», имеют решение. Это использова­ние зимнего комплекта кондици­онера.

В состав зимнего комплекта входит.

1. Замедлитель скорости вра­щения вентилятора. Он решает задачу снижения производитель­ности теплообменника комп-рессорно-конденсаторного бло­ка путем уменьшения потока воздуха, проходящего через него. Чувствительным элемен­том замедлителя является дат­чик, контролирующий темпера­туру конденсации. Исполнитель­ным элементом — регулятор скорости вращения вентилятора обдува теплообменника. Замед­литель реализует функцию под­держания заданной температуры конденсации. Попутно решают­ся проблемы снижения произ­водительности кондиционера, обмерзания внутреннего блока и другие, связанные с перераз­меренностью теплообменника компрессорно-конденсаторно-го блока (рис. 1).

2. Нагреватель картера ком­прессора. Он решает проблемы пуска холодного компрессора, препятствуя его повреждению (рис. 2).

Механизм защиты следую­щий: при остановке компрессо­ра включается нагреватель кар­тера, установленный на комп­ рессоре. Даже небольшая разни­ца температур компрессора и остальных деталей наружного блока, создаваемая нагревателем картера, исключает натекание хладагента в картер. Масло не за-густевает, вскипание хладагента при пуске компрессора не про­исходит.

3. Дренажный нагреватель. Он осуществляет отвод конден­сата из кондиционера, если дренаж выведен наружу В на­стоящее время используют не­сколько типов дренажных на­гревателей. По способу уста­новки их можно разделить на 2 группы:

1 — дренажные нагреватели, устанавливаемые внутрь дренаж­ной магистрали;

2 — дренажные нагреватели, устанавливаемые снаружи дре­нажной магистрали.

Вариант зимнего комплек­та кондиционера приведен на

рис. 3.

Каковы же проблемы, возни­кающие при работе кондиционе­ра с реверсивным циклом на «тепло» при отрицательных тем­пературах?

Заметим, что существует два источника тепла, которое «пере­качивает» кондиционер в поме­щение. Во-первых, это тепло, ко­торое забирается из наружного воздуха. Во-вторых, это теплота работы сжатия компрессора и теплота, выделяемая электродви­гателем компрессора. Первая со­ставляющая сильно зависит от температуры наружного воздуха и по сути определяет все негатив­ные явления происходящие в кондиционере при низких тем­пературах наружного воздуха. Для того, чтобы тепло наружного воздуха перетекало в нужном на­правлении, температура фазово­го перехода хладагента (испаре­ния) должна соответствовать определенной величине, которая является характеристикой тепло­обменника и называется полным перепадом.

Что происходит в кондицио­нере, работающем на «тепло», при температурах, близких к 0°С?

Температура фазового пере­хода для нормального процесса переноса тепла устанавливается ниже температуры окружающего воздуха на величину полного пе­репада, которая для наружных блоков бытовых кондиционеров составляет 5-15°С. То есть уже при температуре окружающего воздуха +5°С температура фазо­вого перехода (испарения), даже для хорошего теплообменника с малым перепадом, отрицатель­ная. Это приводит к тому, что теплообменник начинает по­крываться инеем, ухудшается теплообмен с воздухом, растет полный температурный перепад, температура испарения падает. Поскольку производительность кондиционера практически про­порционально зависит от давле­ния (температуры) испарения, она также падает. Мощности «за­росшего» инеем теплообменника недостаточно для испарения по­ступающего в него жидкого хла­дагента, и он начинает поступать на всасывание компрессора.

Какие последствия для конди­ционера это может вызвать?

1. Система оттаивания наруж­ного блока, периодически вклю­чающаяся в работу, приводит к образованию льда внутри компрессорно-конденсаторного бло­ка кондиционера и, в свою оче­редь, к блокировке или разрушению лопастей вентиля­тора.

2. Жидкий хладагент, не испа­рившийся в теплообменнике, по­падает в магистраль всасывания, затем в отделитель жидкости, да­лее внутрь компрессора, вызывая гидравлический удар.

3. Перегрев, а затем (при попа­дании жидкого хладагента внутрь корпуса компрессора) обмерзание компрессора.

Причина перечисленных по­следствий — слишком низкая производительность теплооб­менника компрессорно-конденсаторного блока кондиционера при снижении температуры на­ружного воздуха. Действенных методов повышения этой произ­водительности, к сожалению, нет. Последствия, как правило, катас­трофические.

Поэтому включать кондицио­нер на «тепло» при отрицатель­ных температурах окружающего воздуха категорически нельзя. Подводя итог, можно сказать:

1. Лучший способ эксплуата­ции кондиционера зимой — кон­сервация.

2. При необходимости можно эксплуатировать кондиционер, но только в режиме «холод» и при условии оборудования его зимним комплектом.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ, МОНТАЖЕ И ОБСЛУЖИВАНИИ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ