Зима і кондиціонер. 1. Вступ. Теорія

            Тим фактом, що кондиціонери не лише охолоджують, а ще й гріють, вже нікого не здивуєш. Так, практично всі побутові кондиціонери можуть працювати як в режимі охолоджування, так і в режимі обігріву. У середній смузі практично не буває температур, при яких справний кондиціонер не зміг би працювати в режимі охолодження, а от з обігрівом в зимовий період не все так однозначно. Деякі впевнені, що мінусові температури кондиціонеру протипоказані, інші стверджують, що прогрес не стоїть на місці і сучасні кондиціонери можна сміливо включати в режимі обігріву і в -25°С. А деякі чули або читали, що є така річ, як зимовий комплект для кондиціонера , з яким найлютіші морози кондиціонеру дарма. Чи це Так? Що насправді відбувається у всіх цих численних трубочках теплообмінників і надрах компресора, і що на сьогоднішній день пропонує споживачеві сучасний виробник кліматичної техніки. Давайте розбиратися...

            Зима і кондиціонер. Зовсім трохи теорії

            Кондиціонер не виробляє, не виробляє, не синтезує, не генерує не... ні холоду, ні тепла. Фундаментальний закон збереження енергії і його прояви, що описують види енергії і їх перетворення в різних областях (механіки, термодинаміки тощо) ніхто не відміняв. На відміну від традиційних систем прямого перетворення електричної енергії в теплову, кондиціонер вміє тільки переносити її, так як є насосом. Тепловим насосом. Причому переносити дуже ефективно, витрачаючи 1-у одиницю електроенергії для «перекачування» 3-х, а то і 6 одиниць теплової енергії. Чому 3 чи 6? Це окремий і дуже пізнавальний розмова, яка допоможе багатьом користувачем при виборі кондиціонера. Більш докладно про це читайте в статті Що таке EER і COP. Але ми зараз не про це.

            Так ось, більше того, він уміє переносити в напрямку, на перший погляд, просто неможливе – від менш теплого до більше теплого. І ніякої суперечності з другим початком термодинаміки тут немає. Скажімо спасибі роботі Саді Карно і, звичайно ж, Уллису Карриеру, применившему зворотний цикл Карно в своїй машині по обробці повітря в 1902 р. :) Для такого перенесення використовується холодоагент (фреон) і його вельми незвичайні властивості (низькотемпературне кипіння, конденсація при різних тисках і температурах, фазові переходи і т. д.), а обмін між холодоагентом і навколишнім повітрям відбувається через повітряні теплообмінники. Але не будемо вже дуже сильно туди заглиблюватися, а постараємося донести лише основне. Далі в статті будуть попадатися "заумні" абзаци, написані курсивом, які можна і не читати, звичайно. Але спробуйте, а раптом сподобається зрозуміти, як це працює - How it's made? (с) :) 

            Дуже схематично робота кондиціонера виглядає приблизно так. Фреон у вигляді газу надходить на вхід компресора, що стискає його. При цьому його тиск і температура збільшуються. У такому гарячому вигляді він подається в теплообмінник (конденсатор, це той, що на вулиці). Там він інтенсивно охолоджується зовнішнім повітрям з більш низькою температурою допомогою вентилятора, тобто відбувається передача тепла, що в результаті призводить до його охолодженню і навіть конденсації до рідкого стану. При цьому високий тиск (тиск конденсації) продовжує зберігатися. Далі рідкий холодоагент направляється до пристрою, назвемо його розширювальний вентиль (РВ), пройшовши через яке, його тиск різко падає. В якості такого вентиля в побутових кондиціонерах служить капілярна трубка (КП), хоча є пристрої і складніше (ТРВ, ЭРВ). Падіння тиску також супроводжується зниженням температури рідкого холодоагенту і навіть випаровуванням деякої його частини з переходом в газоподібний стан (фазовий перехід). Після цього вся ця суміш направляється в теплообмінник (випарник) внутрішнього блоку (в приміщенні), де повністю википає при тиску і температурі випаровування, перетворюючись на газ з поглинанням тепла повітря, яким його обдуває вентилятор внутрішнього блоку.

            Іншими словами - тепло повітря з приміщення через теплообмінник поглинається холодоагентом, далі холодоагент перекачується в інший теплообмінник, де, акумульоване їм тепло через інший теплообмінник, скидається на вулицю. Ну, насос як насос. 

            Різниця між варіантами роботи кондиціонера полягає лише в тому, звідки і куди скидається тепло. Влітку це тепло поглинається з повітря приміщення і скидається на вулицю, взимку з точністю до навпаки – тепло поглинається з холодного (що складніше) повітря вулиці і скидається в приміщення. Відбувається це все, як ви вже знаєте, за допомогою повітряних теплообмінників, які при роботі "на тепло" як би міняються місцями. Після стиснення в компресорі, холодоагент через 4-х ходовий клапан направляється не в теплообмінник зовнішнього блоку (конденсатор за замовчуванням), а у внутрішній (випарник за замовчуванням). Таким чином, зовнішній блок стає випарником, де відбувається випаровування хладагента з поглинанням тепла з вулиці, а внутрішній - конденсатором, за допомогою якого відбувається скидання тепла всередину приміщення. І ось тут виникають певні проблеми...