Архив / 2003 / №1(21) / Опыт применения

Сплит-системы. Адаптация к температурам до -30°С

Всем хороша импортная сплит-система, но ...только летом. Зимой, если замерзнет дренаж, если компрессор окажется без подогрева, а конденсатор без регулятора давления конденсации, то в лучшем случае сработает автоматика и установка будет выключена, а в худшем придется начинать ремонт. Происходит так потому, что кондиционер, выполненный по западным стандартам, рассчитан на холода до –5 °C, а его адаптированный к России «собрат» способен работать при температурах до –15 °C, что годится разве что для южных областей нашей страны.
Что делать? Автор данной статьи делится собственной методикой модернизации сплит-систем, отработанной в ходе их монтажа и обслуживания.

Примерно 70 процентов всех кондиционеров, используемых в России, относится к сплитсистемам, то есть разделенным системам, в которых практически вся установка, за исключением внутреннего блока (то есть испарителя и его вентилятора), сосредоточена во внешнем блоке, монтируемом на улице.

Благодаря такому устройству сплит-системы дешевы, да и в самом помещении место почти не занимают, в результате в нашей стране эти установки играют роль не только бытовых кондиционеров. Они применяются для поддержания заданных температурных режимов в усло виях круглогодичной эксплуатации в контейнерах мобильной связи и в разно образных аппаратных помещениях площадью примерно до 25 квадратных метров, в которых установлены серверы, телефонные станции, связная и телевизионная аппаратура, а также другое технологическое оборудование. (Нельзя не заметить, что богатый Запад для обслуживания технологических помещений применяет, по большей части, дорогие прецизионные кондиционеры.)

Надо сказать, что летом сплит-система приносит своему российскому владельцу одни плюсы, но зимой обстановка кардинально меняется. Происходит так потому, что эта техника, поставляемая на наш рынок, хотя и предназначена для круглогодичной эксплуатации, но в лучшем случае рассчитана на работу при температуре наружного воздуха только от –15 °С до +46 °С. Начиная изучать гарантийные обязательства производителя, за частую видишь, что на самом деле положение еще хуже, так как бывают и такие гарантии завода изготовителя, которые действуют при температуре эксплуатации, не меньшей 0 °С. Короче, зимой, да еще при температуре окружающего воздуха –20 °С и ниже, включать чудо машину нежелательно.

Положение усугубляется тем, что пока ни один из производителей сплитсистем не заявил, что его кондиционеры способны на длительное функционирование при температуре до –30 °С. Твердое купеческое слово заменено ... протоколами испытаний, утверждающими, что данное оборудование прошло тест, проведенный в климатической камере при температуре –25 или –30 °С, а в ходе теста поддерживались рабочие параметры оборудования. Самое интересное, что бумаги, заявляющей о длительной (например, в течение нескольких месяцев) и успешной работе в условиях настоящего мороза, ни у кого нет!

Чувствуя, что на изготовителей надежда слаба, автор данной работы провел самостоятельные исследования и испытания. В результате была создана оригинальная авторская методика модернизации сплитсистем, суть которой в том, что для эксплуатации кондиционеров в условиях нашей суровой зимы необходимы три доработки, затрагивающие конденсатор и его вентилятор, компрессор и дренаж, о которых мы сейчас и расскажем.

Два способа поддержания заданной температуры конденсации

Известно, что количество тепла, которое необходимо отвести от конденсатора, должно равняться суммарному количеству тепла, подведённого к внутреннему блоку (испарителю), и тепла, полученного при сжатии фреона в компрессоре.

Площадь теплообменника конденсатора рассчитана таким образом, чтобы передавать это тепло от фреона к воздуху при максимальной температуре эксплуатации, лежащей, как правило, в диапазоне от +38 °С до +46 °С. На эту же температуру рассчитывается и производительность вентилятора, обеспечивающего поддержание давления конденсации на уровне 13–18 бар. При этом моторы вентиляторов наружных блоков, обеспечивающие эту конденсацию, как правило, работают на одной или двух скоростях.

Наша задача, в отличие от «западной», состоит в том, чтобы то же самое количество тепла от конденсатора отводилось как при температуре +46 °С, так и при –30 °С, а рабочее значение давления конденсации поддерживалось на уровне 13–18 бар. Поддерживать заданное значение параметров конденсации можно путём изменения производительности вентилятора конденсатора, которая должна снижаться при падении температуры наружного воздуха. Добиться этого можно двумя способами.

Первый способ. Ввиду того, что изотерма и изобара для фреона R22 (при условии, что кондиционер работает именно на нем, что чаще всего и бывает) в области насыщенных паров совпадают и идут параллельно, можно заданное давление конденсации поддерживать косвенным способом, измеряя и поддерживая не давление, а температуру конденсации. Необходимо упомянуть, что измерение температуры надо вести не на краю, а примерно посредине конденсатора. Этот способ обычно используется для кондиционеров с холодопроизводительностью до 6,0 кВт, а для его реализации мы используем регуляторы ЭРВЕН, выпускаемые компанией ОВЕН.

Второй способ. Для кондиционеров с холодопроизводительностью свыше 6,0 кВт применяют регуляторы прямого действия. Отличаются они тем, что датчик давления, установленный в холодильном контуре между конденсатором и регулирующим элементом (капиллярной трубкой, терморегулирующим вентилем, электронным терморегулирующим вентилем), преобразует давление в электронный сигнал и тем самым меняет частоту вращения вентилятора конденсатора. При такой схеме заданное давление конденсации поддерживается более точно.

Нельзя не заметить, что ЭРВЕН является аналогом широко известного FASEC33, производимого фирмой Eliwell, а основное его отличие от прототипа состоит в более скромной цене.

Широкому распространению этого способа мешают дороговизна импортного датчика и необходимость довольно трудоемкой «врезки» в трубопровод внешнего блока.

Подогрев картера компрессора

При остановке кондиционера давление в холодильном контуре со временем выравнивается и принимает определённое значение, зависящее от температуры наружного воздуха и температуры внутри помещения, в котором установлен внутренний блок.

Для примера примем, что температура наружного воздуха составляет –20 °С, а температура помещения, в котором установлен внутренний блок, равна +20 °С, причем давление в холодильном контуре выравнялось до 4,0 бар. При таком давлении фреон, находящийся в испарителе, перейдет в состояние перегретого пара, а фреон, который находится в наружном блоке, окажется в состоянии переохлаждённой жидкости.

Отсюда видно, что при одном и том же давлении фреон может находиться в разных агрегатных состояниях, то есть в виде перегретого пара и переохлаждённой жидкости. Из этого можно сделать вывод, что в наружном блоке, то есть в конденсаторе и компрессоре, начнёт конденсироваться фреон. Так как плотность фреона при таком давлении выше, чем плотность масла, находящегося в картере компрессора, то фреон будет скапливаться в самой нижней точке картера компрессора, откуда во время пуска компрессора забирается масло для подачи во все трущиеся части. Точно так же можно предположить, что фреон сконденсируется во всасывающей магистрали компрессора и в камере сжатия, что при пуске компрессора может вызвать гидравлический удар.

Для того чтобы этого не случилось, необходим подогреватель картера компрессора. Мощность подогревателя должна находиться в пределах 25–50 Вт (разброс мощности зависит от размеров компрессора). Как правило, в такой ситуации на до применять нагреватели ленточного типа, устанавливаемые на 2–3 сантиметра выше нижней точки компрессора.

Нагреватели бывают двух типов: во-первых, со встроенным термостатом, который отключает нагреватель при температуре примерно +20 °С и включает его при снижении температуры до +10 °С, во-вторых, изготовленный на базе термостатированного кабеля, у которого максимальная температура нагрева +65 °С. Подключаются эти нагреватели таким образом, чтобы питание на них подавалось постоянно.

Подогрев дренажа

Естественно, что при работе кондиционера в зимнее время года вода в дренажной магистрали (в случае, если дренаж выводится из помещения) в той части, которая выходит на улицу, будет замерзать и создавать угрозу всему кондиционеру. Для борьбы с этой напастью применяются дренажные нагреватели, подразделяемые на два вида. Прежде всего, это ленточные нагреватели, обогревающие всю дренажную магистраль, а также их консольные «собратья», которые крепятся на концемагистрали.

Послесловие

Итогом выполнения всех работ, описанных в статье, становится бесперебойная работа кондиционера в условиях самых суровых российских морозов.

При работе кондиционера практически постоянно образуется конденсат, который нужно отводить. Для этого обустраивают слив или в канализацию, или на улицу, в последнем случае иногда применяется дренажная помпа.

Юрий Батов
фирма «Торикс»