Jak ogrzać dom klimatyzatorem: 5 lat eksploatacji
Od kilku lat ogrzewam mój wiejski dom, położony w rejonie Moskwy, za pomocą konwencjonalnego klimatyzatora kanałowego. To nie tylko przyjazne dla środowiska, ale także ekonomiczne ogrzewanie. Przecież nie dość, że nie emituje cząstek pm2,5 (jak to ma miejsce w przypadku ogrzewania piecowego), ale takie ogrzewanie jest też 2-3 razy tańsze niż konwencjonalne ogrzewanie elektryczne.
Do tej pory system pracował przez 5 sezonów grzewczych (zainstalowany w 2013 roku). Dom jest stale ogrzewany, nawet jeśli w nim nie mieszkamy. Zużycie energii elektrycznej całego domu (nie tylko do ogrzewania) wynosi około 7500 kWh rocznie (z czego połowa przeznaczana jest na ogrzewanie). Klimatyzator działał bez problemów nawet przy temperaturze powietrza na zewnątrz poniżej -20 stopni (ale takie temperatury są rzadkością w rejonie Moskwy).
Więcej informacji na temat działania mojego systemu grzewczego można znaleźć tutaj:
• Instalacja pompy ciepła /2013/
• Ogrzewanie powietrzne /2013/
• Doświadczenie w ogrzewaniu domu na wsi /2015/
• Cała prawda o pompach ciepła/ 2016 /
Klimatyzacja jako urządzenie grzewcze w temperaturze -20 stopni na zewnątrz jest 2 (dwa!) razy bardziej opłacalna niż jakikolwiek grzejnik elektryczny. Cuda? Nie, tylko fizyka i żadnych oszustw. Rzecz w tym, że klimatyzator jest pompą ciepła i przenosi ciepło z ulicy do domu. Dlatego na 1 kW energii zużywanej przez sprężarkę, dostarcza ona do domu od 2 do 4 kW energii cieplnej.
Działa to bardzo prosto: freon R410 wrze przy normalnym ciśnieniu już przy -50 stopniach Celsjusza (w tym samym czasie zero bezwzględne, jak wiadomo, to -273 stopnie). A podczas gotowania freon odbiera ciepło z ulicznego powietrza. W klimatyzatorze nie ma elementów grzewczych, tylko wraz ze spadkiem temperatury ulicy spada jego moc cieplna. Jeśli przy +7 stopniach może oddać 8 kW ciepła (zużywa tylko 2 kW), to przy -20 stopniach może oddać 4 kW ciepła (przy takim samym zużyciu).
Czy wątpisz, że klimatyzator może wnieść do domu 2 razy więcej energii cieplnej niż pobiera energię elektryczną z gniazdka, gdy na zewnątrz jest -20 stopni Celsjusza? Po pierwsze, te informacje można znaleźć w specyfikacji producenta tutaj . Po drugie, istnieje niezależnaraport dotyczący wydajności produktów firmy Eurovent, który wyraźnie stwierdza, że TOL = -20 °C i COP @TOL = 2,06 .
Tak działa system ogrzewania powietrznego w moim domu. Więcej informacji o jej urządzeniu znajdziesz w powyższych linkach. Do tego samego systemu podłączona jest wentylacja nawiewna (obecnie w pełni zautomatyzowana z czujnikiem stężenia dwutlenku węgla). Nie, podłogi w domu nie są zimne, temperatura płytek na podłodze w domu to 22 stopnie, natomiast temperatura sufitu to 23-23,5 stopni. Tak, nie są to podłogi ogrzewane, ale wielokrotnie wygodniejsze niż ogrzewanie tradycyjnymi konwektorami pod oknami (przy nich podłoga będzie zimna, a pod sufitem będzie gorąco).
Tak wygląda jednostka zewnętrzna. W trybie grzania wentylator zawsze pracuje z maksymalną prędkością i przepuszcza przez parownik około 4000 metrów sześciennych powietrza. Moja jednostka jest zamontowana na północnej elewacji domu i biorąc pod uwagę wskazaną wymianę powietrza, nie ma sensu instalować jej na południowej. Na górze elektronika i falownik, po prawej kompresor, zawór czterodrogowy i przewody freonowe.
Schemat obwodu klimatyzatora wygląda tak. Aby klimatyzator działał skutecznie przy ogrzewaniu z silnym minusem, producenci dokonują skomplikowanego schematu wymienników ciepła i zachowują w tajemnicy algorytmy działania. Cała linia jest podwieszona wiązką czujników temperatury (moja jeszcze nie jest najfajniejsza, ale ma 7 czujników temperatury), oczywiście falownik (chastotnik) do sprężarki i wymagane są dławiki elektroniczne (2 szt., przed i za odbiornikiem). A dla niektórych płynny freon, który jeszcze się nie gotuje, jest mieszany z wrzącym przed sprężarką. Temperatura wrzenia freonu R410 wynosi -50 stopni Celsjusza, w zasadzie klimatyzator będzie w stanie pracować do tej temperatury. Ofertę znajdziesz na stronie https://www.duer.pl/klimatyzacja/warszawa/ursynow/.
Jednocześnie ciekawy punkt: najbardziej „obciążony” tryb pracy klimatyzatora do ogrzewania to temperatura bliska zeru, gdy powietrze na zewnątrz ma wysoką wilgotność, a parownik mocno zamarza, co wymaga regularnego odszraniania. Z praktycznego punktu widzenia klimatyzator utrzymuje zadaną temperaturę z dokładnością do jednego stopnia. Jeśli na dworze jest ciepło, a straty ciepła w domu są niewielkie, to może pracować kilka godzin, a potem nie pracować jeszcze przez kilka godzin. Jeśli na zewnątrz jest -20 stopni, będzie działać nieprzerwanie. Cykl pracy trwa 30-40 minut, po czym aktywowany jest tryb odszraniania w celu rozmrożenia parownika jednostki zewnętrznej, co trwa 3-8 minut.
Jednostka wewnętrzna klimatyzatora napędza 900 metrów sześciennych powietrza w trybie recyrkulacji w trybie pracy i miesza się z nią 100 metrów sześciennych świeżego i przefiltrowanego powietrza ulicznego. Nie, dom jest cichy i nie ma hałasu. Chodzi o prawidłowe obliczenie przekrojów i zastosowanie kanałów dźwiękochłonnych.
Aby klimatyzator mógł być używany do ogrzewania przy ujemnych temperaturach zewnętrznych, musi:
1. Być falownikiem, to znaczy prąd zmienny z sieci jest zamieniany na prąd stały, a następnie z powrotem na prąd zmienny o wymaganej częstotliwości do zasil sprężarkę. Pozwala to kontrolować wydajność kompresora w zależności od warunków zewnętrznych.
2. Miej skomplikowany system rurociągów freonowych parownika (ciecz, jeszcze nie schłodzony, freon musi najpierw wejść do najniższej sekcji parownika).
3. Wyposażony w elektroniczne dławiki (EEV = elektroniczny zawór rozprężny), które pozwolą bardzo dokładnie kontrolować temperaturę parowania i kondensacji freonu w zależności od warunków zewnętrznych.
Niektórzy producenci dodają również mieszaninę ciekłego freonu do kompresora już gotującego się na ssaniu, co również nieznacznie zwiększa ogólną wydajność pompy ciepła. Nawet dla bezpiecznej pracy klimatyzatora do ogrzewania w niskich temperaturach warto zainstalować grzałkę do tacy ociekowej jednostki zewnętrznej. Jest to potrzebne, aby woda po rozmrożeniu zdążyła opuścić miskę, w przeciwnym razie zacznie na niej zamarzać lód, co w efekcie końcowym może uszkodzić wymiennik ciepła i wycisnąć ramkę z wirnikiem (z połamanymi łopatkami).
Panuje błędna opinia, że klimatyzator (jak np. ten https://klimateog.pl/) musi być wyposażony w pakiet zimowy, aby mógł pracować na ogrzewanie. To nie jest prawda. Pakiet zimowy jest potrzebny do klimatyzatorów pracujących na chłodzenie (!) przy ujemnych temperaturach na zewnątrz (np. w serwerowniach). Pakiet zimowy nie ma nic wspólnego z działaniem klimatyzatora do ogrzewania. A każdy klimatyzator inwerterowy zawsze ma ogrzewanie olejowe w skrzyni korbowej sprężarki (dla zimnego rozruchu) i zawór czterodrogowy (do przełączania trybów chłodzenia / ogrzewania).
Nawiasem mówiąc, podczas pracy przy ogrzewaniu klimatyzator pracuje w bardziej komfortowych warunkach niż przy pracy przy chłodzeniu. W konsekwencji zasoby klimatyzatora pracującego w celu ogrzewania są znacznie wyższe niż w przypadku klimatyzatora pracującego w celu chłodzenia. A już wielokrotnie wspominałam, że nasz dom był tak dobrze ocieplony, że nie używaliśmy do jego chłodzenia klimatyzatora – dom po prostu nie nagrzewa się na słońcu.