Особенности эксплуатации кондиционеров в зимний период

Как подготовить кондиционер к зиме?

Консервация кондиционеров перед началом зимнего периода – вот что рекомендуют все производители климатической техники.

Консервация кондиционерапредусматривает следующие мероприятия:

  1. Сбор хладагента в наружный блок для исключения потерь хладагента через неплотные соединения наружной фреоновой магистрали. Для этого необходимо: 
    • подключить манометрический коллектор к сервисному порту; 
    • включить кондиционер в режим охлаждения; 
    • перекрыть жидкостный вентиль компрессорно-конденсаторного блока кондиционера; 
    • при давлении всасывания ниже атмосферного перекрыть газовый вентиль; 
    • отключить манометрический коллектор. 
  2. Отключение или блокировка цепей запуска компрессора для исключения его случайного запуска. 
  3. Установка защитного козырька для внешнего блока кондиционера. Это необходимо в случае, когда существует вероятность повреждения наружного блока льдом или падающими сосульками. 

Как быть в тех случаях, когда и зимой без кондиционера не обойтись?

Актуально для серверных, аппаратных, изолированных помещений с тепловыделяющей аппаратурой и др.
Рассмотрим механизм работы кондиционера при отрицательной температуре. Бытовые кондиционеры сами по себе не производят холод или тепло, они лишь «перекачивают» тепло из одного термоизолированного объема в другой посредством хладагентов, т.е. по принципу действия это «тепловые насосы». Обмен теплом между хладагентом и окружающим воздухом происходит через воздушные теплообменники.
Схематично этот процесс можно представить следующим образом: 
тепло из воздуха в одном изолированном объеме через теплообменник поглощается хладагентом,
хладагент с помощью компрессора перекачивается во второй теплообменник,
тепло, аккумулированное хладагентом через теплообменник, сбрасывается в воздух. 

Основные проблемы эксплуатации кондиционеров при отрицательных температурах наружного воздуха

  • снижение холодопроизводительности кондиционера; 
  • обмерзание внутреннего блока кондиционера и, как следствие, еще большее снижение производительности кондиционера, 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.

Снижение производительности.

Производительность воздушного теплообменника (т.е. количество тепла, которое может отдать или получить хладагент) зависит не только от его конструкции, а еще и от температуры воздуха, проходящего через него. Падение давления конденсации вызывает пропорциональное понижение давления испарения. Соответственно уменьшается массовый расход хладагента и холодопроизводительность кондиционера. Побочный неприятный эффект — обмерзание внутреннего блока кондиционера и перегрев двигателя герметичного компрессора, охлаждаемого газообразным хладагентом, масса которого зависит от давления испарения. Ограничения использования зимой бытового кондиционера в основном связаны со снижением производительности теплообменника компрессорно-конденсаторного блока. Причем при работе в режиме «холод» теплообменник слишком велик, а в режиме «тепло» — слишком мал.

Что делать

Один из способов решения этой проблемы — регулирование потока воздуха через конденсатор. Для некоторых моделей кондиционеров целесообразно использование ступенчатой системы из нескольких вентиляторов, управляемых по показаниям датчика температуры конденсации хладагента. Кроме того, с этой задачей успешно справляются многоскоростные вентиляторы конденсатора. Однако это не решает проблем, связанных с низкой отрицательной температурой, характерной для некоторых климатических зон нашей страны. Для кондиционеров, круглый год работающих в режиме «холод» можно рекомендовать установку замедлителей скорости вращения вентиляторов. В состав замедлителя входит сенсор (устанавливается на теплообменник) и само устройство управления вентилятором. Большинство замедлителей дают возможность настройки желаемой температуры конденсации (рабочей точки) и регулирования температурного диапазона в зависимости от скорости вращения вентилятора. В технической документации на большинство бытовых кондиционеров с реверсивным циклом четко определена минимальная температура, при которой можно эксплуатировать кондиционер: как правило, не ниже –5°С для режима «холод» и 0°С для режима «тепло». Пренебрежение этими ограничениями в климатических условиях России, где сезонные колебания температур составляют несколько десятков градусов, недопустимо — кондиционер быстро выйдет из строя. Этого можно избежать либо отказавшись от использования кондиционера в холодное время года, либо установив «зимний комплект».

Увеличение продолжительности переходного режима

Эта проблема тесно связана с описанной выше. Для обеспечения требуемой производительности кондиционера необходимо как можно быстрее поднять давление (температуру) конденсации. Это в свою очередь ведет к снижению температуры входящего воздуха и росту теплосъема с конденсатора. Соответственно увеличивается промежуток времени нагрева конденсатора до нужной температуры. Но из-за резкого перепада между давлением всасывания и нагнетания в испаритель поступает недостаточное количество хладагента и перенос тепла из испарителя в конденсатор незначителен.

Что делать

Блокирование работы вентилятора конденсатора до достижения требуемого давления конденсации. Производится автоматически регулятором скорости вращения вентилятора.

Утечка жидкого хладагента в картер компрессора

При длительных остановках компрессора наружного блока (когда он остывает до температуры окружающей среды) жидкий хладагент сосредотачивается в наименее нагретой части холодильной машины, элементах наружного блока, в т.ч. в компрессоре. При этом жидкий хладагент частично растворяется в масле и частично, как более тяжелая жидкость, оседает на дне картера компрессора. При очередном пуске компрессора в результате снижения давления хладагент внезапно вскипает, его внутренняя полость заполняется масляной суспензией, которая попадает в полость всасывания компрессора и может вызвать сильный гидравлический удар. Кроме того, при пуске масляный насос вместо масла всасывает жидкий хладагент со дна картера компрессора, который смывает масло с трущихся поверхностей и, испаряясь, вызывает кавитацию, т.е. компрессор работает практически без смазки. Это приводит к различным механическим повреждениям, нередко компрессор просто «заклинивает».

Что делать

Использование нагревателя картера компрессора. Даже небольшая разница температур компрессора и остальных деталей наружного блока исключает утечку хладагента в картер. Самое простое решение — установка на компрессор бандажного нагревателя картера, который запитывают при остановке компрессора, используя нормально замкнутые контакты пускового контактора компрессора. Мощность такого нагревателя обычно невелика (несколько десятков ватт) и он не вызывает перегрева компрессора при эксплуатации в летнее время.

Запуск компрессора при отрицательной температуре

Ни для кого не секрет, что при понижении температуры увеличивается вязкость смазки компрессора.

Что делать

Эта проблема также решается оборудованием кондиционера картерным нагревателем.

Отвод дренажной воды

Большинство бытовых кондиционеров отработанный конденсат выводят не в канализацию, а на улицу через отверстие в стене. Если дренажный трубопровод заледенеет, а вероятность этого в мороз очень высока, конденсат будет протекать в помещение.

Что делать

Установка дренажного нагревателя. По способу установки они делятся на внутренние и наружные. Дренажные нагреватели второго типа проблематично установить на уже смонтированное оборудование.

Механизм работы кондиционеров с реверсивным циклом в режиме «тепло» при отрицательных и близких к 0°С температурах

Существует два источника «поставки» кондиционером тепла в помещение: тепло наружного воздуха и тепло, выделяемое при работе компрессора. Для выхода тепла наружного воздуха в нужном направлении температура фазового перехода хладагента (испарения) должна соответствовать определенной величине — характеристике теплообменника. Ее также называют полным перепадом. Если кондиционер настроен на режим «тепло», то наиболее опасный температурный режим для него около 0°С. Получается, что температура фазового перехода для нормального процесса переноса тепла ниже температуры окружающего воздуха на величину полного перепада. Для наружных блоков бытовых кондиционеров она составляет 5–15°С. Т.е,. уже при температуре наружного воздуха 5°С температура фазового перехода (испарения) даже для хорошего теплообменника с малым перепадом отрицательная. Это приводит к тому, что теплообменник покрывается инеем, что ухудшает теплообмен с воздухом, способствует росту полного температурного перепада, понижению температуры испарения. Производительность кондиционера снижается, поскольку она пропорциональна давлению (температуре) испарения. Мощности «заросшего» инеем теплообменника недостаточно для испарения поступающего в него жидкого хладагента, и он подается на всасывание компрессора. Это в свою очередь может привести к плачевным последствиям:

  • система оттаивания наружного блока, периодически включаясь, будет способствовать образованию льда внутри компрессорно-конденсаторного блока кондиционера, что чревато блокированием лопастей вентилятора или их разрушением; 
  • не испарившийся в теплообменнике жидкий хладагент, попадая в магистраль всасывания, отделитель жидкости, внутрь компрессора, может привести к гидравлическому удару; 
  • перегрев, а затем (при попадании жидкого хладагента внутрь корпуса компрессора) обмерзание компрессора.

Последствия при работе кондиционера в режиме «тепло» при отрицательных температурах, как правило, катастрофические.

Итоги и выводы

  1. Лучший способ эксплуатации кондиционера зимой — консервация. Консервацию кондиционера обязательно должен проводить специалист сервисного центра. Желательно провести эту процедуру до первых заморозков. 
  2. При необходимости можно эксплуатировать кондиционер, но только в режиме «холод» и при условии оборудования его зимним комплектом. Что касается установки комплекта, дешевле и проще оснастить им кондиционер при монтаже.

Устанавливают его один раз, далее зимний комплект выполняет все функции в автоматическом режиме, т.е. срабатывает при понижении температуры воздуха. Стоит учесть, что гарантия как на зимний комплект, так и на сам кондиционер, как правило, распространяется лишь на оборудование, установленное специалистами сервисного центра. В случае установки дополнительного оборудования силами заказчика вопрос гарантий чаще всего рассматривается не в его пользу. Это характерно для любой сложной техники.

Источник - журнал «Мир климата».

 
Сервис обратного звонка RedConnect