Je možné použiť klimatizáciu na vykurovanie pri mraze a ako ju pripraviť na túto prácu?

Čoskoro príde zima, a vy ste sa ešte nerozhodli, čím vykurovať svoje obydlie? Používať na tieto účely klimatizáciu – je veľmi úsporné a lákavé, ale riskovať jej funkčnosť sa nechce, však? Pomôžeme vám zistiť, či je možné používať klimatizáciu na vykurovanie v mraze, prečo a v ktorých prípadoch to môže byť nebezpečné pre zariadenie.

Tiež vám povieme, čo urobiť, aby sa klimatizácia dala používať dlhšie, pri nižších teplotách. Rozoberieme, nakoľko je takéto použitie účelné a efektívne. Pre úplnú jasnosť všetky dôležité body ukážeme na fotografiách a schémach a na konci článku vás čakajú poučné videá k téme.

Prečo split-systém vykuruje?

Aby sme pochopili, čo sa môže pokaziť pri zapnutí klimatizácie v mraze, najprv stojí za to pochopiť, čo sa deje pri normálnej prevádzke systému na vykurovanie.

Na rozdiel od prenosných ohrievačov akéhokoľvek typu split-systém nevytvára teplo zo spotrebovanej energie, ale iba ho prepravuje zvonku dovnútra alebo naopak, v závislosti od režimu. Brať teplo vonku, keď je teplota pod nulou – znie to nereálne? Iba na prvý pohľad.

Hlavnými komponentmi každého split-systému sú kompresor, radiátor s ventilátorom v každej jednotke a potrubie s freónom, ktoré ich spája. Chladivo je hlavný kúzelník v tejto súprave: práve vďaka jeho fyzikálnym vlastnostiam je možné získavať teplo v mraze a chlad v horúčave.

Pri prevádzke na vykurovanie si vnútorná a vonkajšia jednotka klimatizácie vymenia úlohy. Spravidla sa tok freónu presmeruje cez štvorcestný ventil

Dráha freónu v klimatizáciách používaných v zime na vykurovanie pri nízkych teplotách vyzerá takto:

• Z radiátora vnútornej jednotky sa privádza ochladené kvapalné chladivo.
• Pri vstupe do vonkajšej jednotky sa ohrieva a vyparuje, veď teplota varu chladiva je -40 alebo -51⁰C a vonku je aj v zime teplejšie. Po prechode vonkajším radiátorom sa teplota freónu zvyšuje, to znamená, že získava tepelnú energiu.
• Získaná energia je nízkopotenciálna, a preto nemôže byť okamžite odovzdaná vzduchu v miestnosti. Kompresor stláča plynné chladivo a jeho teplota stúpa na 70 – 90⁰°C. V tomto stave je freón privádzaný do vnútornej jednotky.
• Pri prechode cez radiátor vnútornej jednotky, ofukovaný ventilátorom, chladiaci prostriedok odovzdáva teplo vzduchu v miestnosti, pričom sám chladne a kondenzuje na kvapalinu. Kruh sa uzavrel, všetko sa opakuje od začiatku.

Vďaka takémuto princípu činnosti sa split-systémy ešte zaraďujú do skupiny tepelných čerpadiel, pretože rovnako prepravujú, prečerpávajú teplo z vonkajšieho prostredia do miestnosti alebo naopak.

Pri vyparovaní freónu sa na rúrkach usadzuje kondenzát – vlhkosť zo vzduchu, ktorá okamžite zamŕza. Aby takéto nánosy ľadu roztopili a neprekážali pri prevádzke, väčšina klimatizácií pravidelne na 5 – 15 min prechádza do režimu odmrazovania.

Na prevádzku potrebuje elektrinu samotné čerpadlo – kompresor, ako aj dva ventilátory. Spolu spotrebujú 3 – 7 krát menej energie, než systém vyprodukuje – to znamená, že vykurovanie klimatizáciou je 3 – 7 krát úspornejšie ako elektrický a plynový konvektor, infračervená pec alebo iný ohrievač.

Čím je mráz nebezpečný pre klimatizáciu?

Princíp fungovania klimatizácie je pomerne jednoduchý, ale zmena podmienok v ktorejkoľvek fáze môže viesť k vážnej poruche.

Po prvé, nebezpečné je spustenie studeného kompresora. Olej v ňom pri nízkych teplotách hustne, a preto jednotka pracuje so zvýšeným zaťažením.

Okrem toho sa bez mazania trením kovových častí vytvárajú triesky, ktoré upchávajú a vyraďujú systém z prevádzky. Preto aj nový kompresor, nainštalovaný namiesto poškodeného, môže rýchlo zlyhať už pri správnej prevádzke.

Po druhé, freón vo vonkajšom radiátore nemusí stihnúť odpariť sa. Aktivita prenosu tepla závisí od rozdielu teplôt. Preto pri malom plusi vonku freón, ohrievajúc sa od -40⁰°C, absorbuje veľa tepelnej energie.

Ak je vonku -30⁰°C, chladivo sa nemusí stihnúť zohriať ani na teplotu varu. Výsledkom je vniknutie kvapalného freónu do kompresora a jeho nevyhnutná porucha v dôsledku hydraulického rázu.

Tretie nebezpečenstvo je zamŕzanie kondenzátu a námraza.

Pamätajte, pri prevádzke na vykurovanie si jednotky split-systému vymieňajú úlohy, preto sa kondenzát tvorí na tom radiátore, ktorý je vonku

Ľadový pancier na vonkajšej jednotke bráni prenosu tepla a môže prekážať ventilátoru, čo zvyšuje zaťaženie všetkých častí systému. Automatické odmrazovanie má tento problém vyriešiť, ale voda stekajúca z ohriateho radiátora často okamžite zamrzne v odkvapovej miske. Po dosiahnutí určitej hrúbky vrstvy ľadu do neho zamrznú lopatky ventilátora a klimatizácia stratí funkčnosť.

Kondenzát v odtokovej hadici môže takisto zamrznúť na mieste vývodu von – ak klimatizácia pracuje v režime chladenia. V zime je to potrebné v serverovniach alebo v vyššie uvedenom režime odmrazovania. Takáto ľadová zátka bráni ďalšiemu odvádzaniu kondenzátu, ktorý potom steká po stene, podporuje vznik plesne vo vnútornej jednotke a môže ju poškodiť.

Aj prevádzka v režime chladenia v zime môže spôsobiť problémy. Klimatizácia v takom prípade nasáva zvonku príliš veľa chladu a kondenzát na vnútornej jednotke sa mení na námrazu a ľad. To je samozrejme tiež škodlivé pre zariadenie. Navyše zostáva aktuálny problém studeného štartu kompresora.

Akými klimatizáciami sa možno vykurovať?

Pri kúpe splitovej systémy sa oplatí hľadať v popise slovo «reverzibilná»: práve to označuje schopnosť zariadenia meniť smer prúdenia freónu a pracovať v režime vykurovania.

Funkcia vykurovania je prítomná vo väčšine moderných systémov, líši sa len teplota, pri ktorej je povolené ju používať. Označuje sa symbolom slniečka alebo slovom Heat.

Po opísaných problémoch môže vzniknúť dojem, že funkcia vykurovania v klimatizáciách je zbytočná a nebezpečná pre zariadenie, ale nie je to tak. Splitová jednotka síce nezachráni v tuhých mrazoch, ale pomôže vytvoriť príjemnú mikroklímu v prechodnom období, keď je ústredné kúrenie vypnuté a vonku sa ochladilo, alebo v miernom podnebí.

Dolná hranica teploty, pri ktorej je možné splitový systém zapnúť na vykurovanie, závisí od modelu – je uvedená v návode.

V rozdelení týchto teplôt existujú určité pravidelnosti:

1. Klimatizácie s lineárnym typom riadenia je zvyčajne možné zapínať len do -5°C, pretože kompresor sa neustále vypína a stihne vychladnúť pred opätovným spustením.
2. Invertorové modely zvyčajne pracujú do -15°C, ale niektoré špecializované zariadenia sú účinné až do -20 a dokonca -30°C.
3. Rozsah prevádzkových teplôt deklarovaný výrobcom možno niekedy rozšíriť inštaláciou zimného setu – o tom si povieme podrobnejšie neskôr.
4. Monoblokové klimatizácie s funkciou vykurovania nezávisia od vonkajšej teploty, ale nie sú ani úsporné. V zime fungujú ako bežný konvektor s účinnosťou o niečo menšou ako 1.
5. Systémy s chladivom R22 sú menej účinné a odolné voči nízkym teplotám ako tie naplnené freónom R410A alebo R32.

Stojí za zmienku, že aj modely, ktoré bezporuchovo pracujú pri nízkych teplotách, výrazne znižujú účinnosť a úspornosť vykurovania, keď sa vonku ochladí.

Nemožno jednoducho nahradiť freón R22 v klimatizácii účinnejším a modernejším – jeho pracovný tlak je dvakrát nižší a časti systému nie sú dimenzované na väčší.

Vzhľadom na obmedzenia pracovnej teploty a nestálosť výkonu, klimatizácia nemôže byť hlavným vykurovacím zariadením pre bývanie v severných regiónoch.

Rozdiely v konštrukcii mrazuvzdorných klimatizácií

Prečo teda jednu klimatizáciu možno zapnúť pri 30-stupňovom mraze, a iné je nežiaduce spúšťať už pri -5⁰C? Odpoveď je jednoduchá: osobitosti konštrukcie a výbavy. Cena split-systému nie je vždy priamo úmerná jeho možnostiam, a preto je užitočné vedieť, aké existujú účinné konštrukčné riešenia.

Na pochopenie, či možno konkrétnu klimatizáciu v zime zapínať na vykurovanie, alebo je to pre zariadenie nebezpečné, venujte pozornosť takýmto detailom.

Po prvé, nízkoteplotná súprava musí byť zabudovaná už z výroby, aby sa zabránilo studenému štartu kompresora a zamrznutiu kondenzátu.

Ako sme už spomenuli, invertorové modely sú v zime výhodnejšie, pretože ich kompresor sa po dosiahnutí nastavenej teploty v miestnosti nezastaví, ale iba zníži otáčky. To znamená, že sa nebude každý raz ochladzovať a spúšťať s preťažením, navyše je to výhodnejšie z hľadiska spotreby energie.

Výmenník tepla vonkajšej jednotky môže byť zväčšený, aby freón vo vnútri stihol úplne odpariť a absorbovať maximum tepla zo vzduchu pred vstupom do kompresora.

Veľká plocha výmenníka tepla umožňuje split-systému pracovať efektívne aj pri malej odchýlke medzi teplotami varu chladiva a vonkajšieho vzduchu.

Vyskytujú sa tiež dvojkruhové výmenníky tepla, v ktorých sa výkon reguluje pripojením dodatočného okruhu cirkulácie freónu. Vonkajší blok a výmenník tepla môžu obsahovať prídavné kryty a zásobníky tepla na využitie energie, ktorú uvoľňuje pracujúce zariadenie.

Kompresor so zvýšeným výkonom silnejšie stláča plyn, čím ho zahrieva na vyššie teploty. V priemyselných modeloch sa vyskytujú aj špirálové kompresory, ktorým nehrozí vniknutie kvapalného freónu.

Samotné chladivo môže mať rôzne vlastnosti. Lacný a rozšírený R-22 sa vyparuje pri -40⁰C, pričom je schopný absorbovať teplo 233 kJ/kg. Pre porovnanie, najnovší R-32 sa vyparuje pri -51,7⁰C a teplo dokáže zadržať až 390 kJ/kg.

To znamená, že pri rovnakých podmienkach sa druhý bude rýchlejšie a účinnejšie zahrievať vo výmenníku tepla a klimatizácia alebo split-systém bude pracovať s menšou spotrebou energie a vyššou účinnosťou.

Od typu chladiva závisí aj typ oleja, ktorý maže kompresor. R-22 pracuje s minerálnym olejom, ktorý si zachováva prípustnú viskozitu do -5⁰C, a R410A a R32 – so syntetickým, odolným do -7⁰C. Zdá sa, že rozdiel je malý, ale v spojení s inými faktormi je významný.

Mitsubishi Zubadan – najznámejšia séria tepelných čerpadiel, ktoré fungujú v zime pri teplote do -25⁰C. Stojia 3 – 5 krát viac ako split-systémy, schopné vykurovať len pri miernych mrazoch.

Čím viac z uvedených modernizácií je v klimatizácii, tým pri nižšej teplote je schopná pracovať. Avšak pre mnohé invertorové modely sa ani nemusíme pýtať na maximálnu prípustnú teplotu: elektronické riadenie jednoducho nespustí systém, ak je vonku príliš chladno.

Zimná súprava klimatizácie

V poslednom čase sa čoraz častejšie stretávame s ponukami na vybavenie klimatizácie zimným setom. Predajcovia tohto zariadenia uisťujú, že jeho inštalácia urobí z klimatizácie efektívny ohrievač na celú zimu, aj v mraze. Je to tak? – Poďme sa pozrieť.

Zložky súpravy na zimnú prevádzku

Do nízkoteplotného setu spravidla patria 3 komponenty: ohrev vaničky, kľukovej skrine kompresora a regulátor otáčok ventilátora. Niekedy sú prítomné aj teplotný senzor a riadiaca doska – samostatná pre každý komponent alebo spoločná pre všetky.

Ohrev vaničky je potrebný na to, aby nezamrzal kondenzát stekajúci z radiátora pri zapnutí režimu rozmrazovania.

Ohrev kľukovej skrine je drôt alebo doštička, ktorá obopína kompresor v mieste, kde sa zhromažďuje olej.

Ohrev kompresora je vhodné zapnúť pred spustením klimatizácie, aby sa olej stihol zohriať. V praxi sa však ohrev často deje buď len počas prevádzky, alebo len počas odstávky. Bezpečnosť pre kompresor zabezpečí len druhý variant, ale je menej výhodný kvôli zvýšenej spotrebe energie.

Vďaka ohrevu kľukovej skrine sa dá vyhnúť studenému štartu a prevádzke kompresora pri mrazom zahustenom mazive, a teda – zvýšenému zaťaženiu pri štarte, opotrebeniu pohyblivých častí.

Regulácia rýchlosti otáčania ventilátora určuje aktivitu výmeny tepla medzi freónom a vonkajším prostredím: čím silnejší je prúd vzduchu, tým viac tepla sa odovzdáva. Pri prevádzke na vykurovanie to nie je kriticky dôležité, veď výmena tepla má byť maximálna, a vysoká rýchlosť ventilátora je nastavená z výroby.

Iná vec je, ak klimatizácia pracuje na chladenie pri teplote nižšej ako +14 – +18⁰C, povolených výrobcom. Potom môže freón odovzdať príliš veľa tepla a vnútorná jednotka začne zamŕzať: pokryje sa námrazou a ľadom, kondenzát zamrzne. Aby sa tomu predišlo, ventilátor sa spomalí.

Je inštalácia zimnej súpravy účelná?

Po inštalácii nízkoteplotného setu môže majiteľ položiť otázku: je teraz možné vykurovať miestnosť klimatizáciou pri nízkych vonkajších teplotách? Odpoveď – áno, je to možné, pre klimatizáciu je to teraz bezpečné. Výnimkou je nekvalifikovaná inštalácia alebo neodborné zariadenie.

Ak na klimatizáciu kvapká zo strechy a preto sa tvoria obrovské cencúle, zimný set nepomôže – je potrebný ochranný kryt.

Je to efektívne? Vykurovanie klimatizáciou je cenené pre svoju úspornosť: jeho účinnosť môže dosahovať 3 – 5 až 7, v závislosti od modelu. Dosahuje sa to tým, že split systém je jediné vykurovacie zariadenie, ktoré neprodukuje teplo. Na prevádzku kompresora a ventilátorov je potrebné oveľa menej energie, ako je systém schopný presunúť do domu.

Deklarovaná účinnosť, alebo ako výrobcovia uvádzajú COP, je platná pri práci na vykurovanie pri +7⁰ vonku. S ochladením sa znižuje rozdiel teplôt medzi vzduchom a freónom, a teda sa zhoršuje prenos tepla a klesá účinnosť klimatizácie.

Pri teplote nižšej ako -15⁰C účinnosť klimatizácie klesá približne na 1 %, to znamená, že za každú kilowatthodinu spotrebovanej elektriny možno získať iba 1 kWh tepla. Takýmito parametrami disponujú aj bežné konvektory alebo infračervené ohrievače, ktoré sú lacnejšie a nezávisia od vonkajšej teploty.

Samozrejme, tieto výpočty sú približné, výsledok silne závisí od modelu klimatizácie, nízkoteplotného setu a dokonca aj schémy zapojenia druhého. Faktom však je, že čím nižšia je vonkajšia teplota, tým menej efektívne a úsporné je vykurovanie split-systémom.

Vzhľadom na to, že cena dobrého zimného setu pre zapnutie vykurovania klimatizáciou s inštaláciou môže dosiahnuť 40 – 150 % ceny klimatizácie, a efektívne fungovať bude pomáhať len do -15⁰C, je opodstatnenosť kúpy veľmi sporná.

Pri prevádzke klimatizácie na chladenie v zime bez nízkoteplotného setu sa na vnútornej jednotke tvorí inovať a ľadová kôra.

Iná vec je, ak je potrebné chladenie miestnosti v zime. Napríklad pre miestnosť s vybavením. Potom sa dolná hranica prípustných teplôt znižuje od výrobcom deklarovaných +16 až po tuhé mrazy, a účinnosť klimatizácie sa nezníži.

Inštalácia a pripojenie zimnej súpravy

Ako sme už spomenuli, profesionálna inštalácia nízkoteplotného setu nie je lacným potešením. Zďaleka nie každý majiteľ split-systému je ochotný vyplatiť 50 € a viac za možnosť zapnúť klimatizáciu na vykurovanie pri teplote o 10 – 15 stupňov nižšej, ako je deklarovaná. Ak nie ste na také výdavky pripravení, možno vás zaujme samostatná inštalácia zimného setu.

Pripomíname, že na prevádzku v zime klimatizácia potrebuje vyhrievanie vaničky, kľukovej skrine kompresora a bloku RDK – regulátora tlaku kondenzácie, ktorý riadi rýchlosť ventilátora. Môžete si kúpiť hotovú súpravu a nainštalovať ju sami.

Potom sa vyhnete ťažkostiam s výberom a hľadaním komponentov, a tiež ušetríte peniaze za montáž, ale pravdepodobne stratíte záruku na split-systém. Samozrejme, samostatná inštalácia znamená dodatočné starosti.

Najúspornejšia možnosť je kúpiť 2 kusy vyhrievacieho kábla, najlepšie samoregulačného, a samostatne ich pripojiť. Riadením otáčok ventilátora počas vykurovania možno zanedbať – prečo, sme vysvetlili vyššie.

Pri výbere nízkoteplotnej súpravy si všimnite, pre aký výkon klimatizácie je určená. Existujú 2 typy sád: do 12 BTU a pre výkonnejšie systémy.

Na vyhrievanie vaničky bude potrebný kus vyhrievacieho kábla dlhý asi 3 m. Ukladá sa okolo radiátora z vonkajšej aj vnútornej strany, a tiež po celej vaničke hadovito. Pripojiť ho možno ako továrenské vyhrievanie k hlavnej fáze napájajúcej vonkajšiu jednotku – potom bude kábel vždy zohrievať, kým je klimatizácia zapojená do zásuvky, aj počas nečinnosti.

Alternatívne možnosti – vytiahnuť samostatný kábel so zástrčkou do zásuvky a zapínať ho ručne, pripojiť k sieti cez termorelé vonku alebo cez časovač.

Na zahriatie oleja v kompresore ho obmotajte kusom vyhrievacieho kábla v spodnej časti. Elektrické zapojenie sa robí spolu s vyhrievaním vaničky.

Ak je zakúpený RDK, preň je potrebné nájsť voľné miesto v riadiacom priestore nad kompresorom a upevniť ho samoreznými skrutkami. Elektrické zapojenie sa líši pre rôzne modely a je vždy podrobne popísané v návode. Pre správnu činnosť sa snímač, ktorý je súčasťou sady, pripevní na strednú slučku radiátora, natrie sa tepelnou pastou a obalí sa tepelnoizolačným materiálom.

Závery a užitočné video k téme

Niektoré praktické aspekty je ťažké si úplne predstaviť podľa textového popisu, preto vám odporúčame vidieť a zhodnotiť všetko na vlastné oči.

Ako nainštalovať zimnú súpravu si môžete pozrieť na tomto videu:

Čo sa môže stať s klimatizáciou pri prevádzke bez zimnej súpravy je uvedené tu:

Skúsenosti s vykurovaním domu iba klimatizáciami sú podrobne opísané tu:

Na záver povedzme, že väčšina klimatizácií je navrhnutá na vykurovanie miestnosti len v prechodnom období, pred zapnutím hlavného vykurovania. Dokonca aj tie modely, ktoré sú schopné pracovať pri -30⁰C, len ťažko dokážu poskytnúť dostatočné množstvo tepla v takom mraze. Avšak, ak vo vašom regióne teplota len zriedka klesne pod -15⁰C, potom je vykurovanie split systémom veľmi výhodným a úspešným riešením.

A vy už máte nainštalovaný split systém? Používate ho v mraze? Bola potrebná inštalácia nízkoteplotnej súpravy? Podeľte sa o skúsenosti, doplnenia a opravy k článku v komentároch.