Operação do ar condicionado no inverno

Os fabricantes de aparelhos de ar condicionado domésticos com ciclo reverso na documentação técnica do produto, via de regra, indicam a faixa de temperatura em que o ar condicionado pode ser operado. O limite inferior desta faixa raramente cai para temperaturas abaixo de -5 ° C para o modo “frio” e 0 ° C para o modo “quente”. O que acontecerá com o ar condicionado se essa limitação for negligenciada? O que é preciso fazer para que o ar condicionado funcione em temperaturas mais baixas sem o risco de danificá-lo? Essas perguntas são especialmente relevantes em condições de inverno e, portanto, requerem uma resposta..

Se você seguir as recomendações do fabricante, a melhor maneira de operar o ar condicionado na estação fria com temperaturas externas negativas é preservando-o..

A preservação do ar condicionado para o inverno prevê as seguintes medidas.

E se você não puder ficar sem um ar condicionado no inverno? Como reduzir o risco de avaria grave do ar condicionado?

Vamos descobrir o que acontece dentro do ar condicionado em baixas temperaturas ambientes. Sabe-se que os aparelhos de ar condicionado doméstico não produzem frio nem calor, apenas “bombeiam” calor de um volume termicamente isolado para outro, ou seja, de acordo com o princípio de funcionamento são “bombas de calor”. Para a transferência de calor, são utilizadas substâncias especiais – refrigerantes. A troca de calor entre o refrigerante e o ar ambiente ocorre através de trocadores de calor de ar.

Esquematicamente, é assim:

A capacidade de um trocador de calor a ar ou a quantidade de calor que pode ser fornecida ou recebida pelo refrigerante por meio de um trocador de calor depende do projeto e da temperatura do ar que passa por ele. Portanto, a essência do principal problema que limita o uso de um ar condicionado doméstico com ciclo reverso no inverno é a mudança no desempenho do trocador de calor da unidade de condensação do compressor quando a temperatura ambiente cai. Além disso, ao trabalhar com “frio”, o trocador de calor acaba sendo superdimensionado (muito grande), e ao trabalhar com “calor” – subdimensionado (muito pequeno).

Quando o ar condicionado opera no modo “frio”, problemas adicionais também surgem:

Detenhamo-nos nas consequências negativas desses problemas. Nomeadamente:

Felizmente, os problemas listados que surgem quando o ar condicionado funciona no “frio” têm solução. Este é o uso de um kit de ar condicionado de inverno.

Figura: 1. Assim, o retardador é instalado

Figura: 2. Aquecedor de cárter instalado

O kit de inverno inclui.

Retardador de velocidade do ventilador. Resolve o problema de redução do desempenho do trocador de calor da unidade condensadora, reduzindo o fluxo de ar que passa por ele. O elemento sensível do moderador é um sensor que monitora a temperatura de condensação. O elemento executivo é o regulador de velocidade do ventilador para soprar o trocador de calor. O retardador implementa a função de manter a temperatura de condensação definida. Ao longo do caminho, os problemas de redução do desempenho do ar condicionado, congelamento da unidade interna e outros associados ao sobredimensionamento do trocador de calor da unidade de condensação do compressor são resolvidos (Fig. 1).

Aquecedor do cárter do compressor. Ele resolve o problema de partida de um compressor de frio, evitando danos ao mesmo (fig. 2). O mecanismo de proteção é o seguinte: quando o compressor para, o aquecedor do cárter instalado no compressor liga. Mesmo uma pequena diferença de temperatura entre o compressor e o resto da unidade externa, criada pelo aquecedor do cárter, elimina o vazamento de refrigerante no cárter. O óleo não engrossa, o refrigerante não ferve quando o compressor é ligado.

Aquecedor de drenagem. Ele remove a condensação do ar condicionado se o dreno for direcionado para fora. Vários tipos de aquecedores de drenagem estão atualmente em uso. Pelo método de instalação, eles podem ser divididos em 2 grupos:
1 – aquecedores de drenagem instalados dentro da linha de drenagem;
2 – aquecedores de drenagem instalados fora da linha de drenagem.

Uma variante do kit de ar condicionado de inverno é mostrada na Fig. 3.

Figura: 3. Kit para “adaptação” do ar condicionado para funcionar no inverno:
1 – retardador de velocidade do ventilador;
2 – aquecedor do cárter;
3 – aquecedor de drenagem

Quais são os problemas que surgem quando um ar condicionado opera com um ciclo reverso para “calor” em temperaturas negativas?

Observe que existem duas fontes de calor, que “bombeiam” o ar condicionado para a sala..

Primeiro, é o calor que é retirado do ar externo. Em segundo lugar, é o calor da compressão do compressor e o calor gerado pelo motor elétrico do compressor. O primeiro componente depende fortemente da temperatura do ar externo e, de fato, determina todos os fenômenos negativos que ocorrem no ar condicionado em baixas temperaturas externas. Para que o calor do ar externo flua na direção desejada, a temperatura de transição de fase do refrigerante (evaporação) deve corresponder a um determinado valor, que é uma característica do trocador de calor e é chamado de diferencial total.

O que acontece em um ar condicionado operando em “aquecimento” em temperaturas próximas a 0 ° C? A temperatura de transição de fase para o processo normal de transferência de calor é definida abaixo da temperatura ambiente pelo valor da diferença total, que para unidades externas de condicionadores de ar domésticos é de 5 a 15 ° C. Ou seja, mesmo em uma temperatura ambiente de + 5 ° C, a temperatura de transição de fase (evaporação), mesmo para um bom trocador de calor com uma pequena queda, é negativa. Isso leva ao fato de que o trocador de calor começa a ficar coberto de gelo, a troca de calor com o ar se deteriora, a diferença de temperatura total aumenta, a temperatura de evaporação cai. Uma vez que o desempenho do ar condicionado é quase proporcional à pressão (temperatura) de evaporação, ele também cai.

A capacidade do trocador de calor “overgrown” com o gelo não é suficiente para evaporar o refrigerante líquido que entra nele, e ele começa a fluir para a sucção do compressor.

Quais são as consequências para o ar condicionado que isso pode causar?

A razão para as consequências listadas é o desempenho muito baixo do trocador de calor da unidade de condensação do compressor de ar condicionado quando a temperatura externa cai..

Infelizmente, não existem métodos eficazes para aumentar essa produtividade. As consequências geralmente são desastrosas. Portanto, é categoricamente impossível ligar o ar condicionado para “aquecer” em temperaturas ambientes negativas..

Para resumir, podemos dizer:

A melhor maneira de operar o ar condicionado no inverno é conservando. Se necessário, pode operar o ar condicionado, mas apenas no modo “frio” e desde que esteja equipado com um kit de inverno.