È possibile utilizzare il condizionatore per il riscaldamento in caso di gelo e come prepararlo per questo scopo?

Presto arriverà il freddo, e Lei non ha ancora deciso come riscaldare la sua casa? Utilizzare il condizionatore per questo scopo è molto economico e allettante, ma non vuole rischiare il suo funzionamento, vero? La aiuteremo a capire se è possibile utilizzare il condizionatore per il riscaldamento in caso di gelo, perché e in quali casi ciò può essere pericoloso per l'apparecchiatura.

Le diremo anche cosa fare per poter utilizzare il condizionatore più a lungo, a temperature più basse. Analizzeremo quanto sia opportuno ed efficace questo utilizzo. Per chiarezza, mostreremo tutti i punti importanti con foto e diagrammi, e alla fine dell'articolo La attendono video istruttivi sull'argomento.

Perché un sistema split riscalda?

Per capire cosa può andare storto quando si accende il condizionatore in caso di gelo, per prima cosa è bene capire cosa accade durante il normale funzionamento del sistema in modalità riscaldamento.

A differenza dei riscaldatori portatili di qualsiasi tipo, un sistema split non produce calore dall'energia consumata, ma lo trasporta dall'esterno all'interno o viceversa, a seconda della modalità. Prelevare calore dall'esterno quando la temperatura è sottozero sembra irrealistico? Questo solo a prima vista.

I componenti principali di qualsiasi sistema split sono il compressore, un radiatore con ventola in ciascuna unità e una tubazione del refrigerante che li collega. Il refrigerante è il principale elemento magico di questo insieme: è grazie alle sue proprietà fisiche che diventa possibile ottenere calore al gelo e frescura durante il caldo.

Durante il funzionamento in riscaldamento, le unità interna ed esterna del condizionatore si scambiano i ruoli. Di solito, il flusso del refrigerante viene reindirizzato tramite una valvola a quattro vie.

Il percorso del refrigerante nei condizionatori utilizzati in inverno per il riscaldamento a basse temperature è il seguente:

• Dal radiatore dell'unità interna viene inviato il refrigerante liquido raffreddato.
• Entrando nell'unità esterna, si riscalda ed evapora, poiché la temperatura di ebollizione del refrigerante è -40 o -51⁰C, mentre all'esterno, anche d'inverno, è più caldo. Dopo il passaggio attraverso il radiatore esterno, la temperatura del freon aumenta, cioè riceve energia termica.
• L'energia ottenuta è a basso potenziale, e pertanto non può essere trasmessa immediatamente all'aria dell'ambiente. Il compressore comprime il refrigerante gassoso e la sua temperatura sale fino a 70 – 90⁰C. In questo stato, il freon viene inviato all'unità interna.
• Passando attraverso il radiatore dell'unità interna, ventilato dal ventilatore, l'agente refrigerante cede calore all'aria della stanza, mentre si raffredda e si condensa in liquido. Il cerchio si è chiuso, tutto si ripete dall'inizio.

Grazie a questo principio di funzionamento, i sistemi split sono annoverati anche nel gruppo delle pompe di calore, poiché trasportano e spostano il calore dall'esterno all'interno o viceversa.

Durante l'evaporazione del freon, sui tubi si deposita condensa – umidità dall'aria, che ghiaccia istantaneamente. Per far sì che questi accumuli di ghiaccio si sciolgano e non interferiscano con il funzionamento, la maggior parte dei condizionatori passa periodicamente in modalità sbrinamento per 5 – 15 minuti.

Per funzionare, l'elettricità è necessaria alla pompa stessa – il compressore – e anche ai due ventilatori. Insieme consumano da 3 a 7 volte meno energia di quanta ne viene prodotta dal sistema – ciò significa che il riscaldamento con il condizionatore è da 3 a 7 volte più economico rispetto a un convettore elettrico o a gas, a una stufa a infrarossi o ad altri riscaldatori.

In che modo il gelo è pericoloso per il condizionatore?

Il principio di funzionamento del condizionatore è abbastanza semplice, ma un cambiamento delle condizioni in qualsiasi fase può portare a un grave guasto.

In primo luogo, è pericoloso l'avviamento del compressore freddo. L'olio al suo interno si addensa a basse temperature, e quindi l'unità lavora con un carico maggiore.

Inoltre, senza lubrificazione, l'attrito delle parti metalliche produce trucioli che ostruiscono e danneggiano il sistema. Pertanto, anche un compressore nuovo, installato in sostituzione di uno rotto, può guastarsi rapidamente già in condizioni di funzionamento corrette.

In secondo luogo, il freon nel radiatore esterno potrebbe non fare in tempo ad evaporare. L'attività dello scambio termico dipende dalla differenza di temperatura. Pertanto, con una temperatura leggermente positiva all'esterno, il freon, riscaldandosi da -40⁰C, assorbirà molta energia termica.

Se invece all'esterno ci sono -30⁰C, il refrigerante potrebbe non fare in tempo a riscaldarsi fino alla temperatura di ebollizione. Il risultato è l'ingresso di freon liquido nel compressore e il suo inevitabile guasto a causa del colpo d'ariete.

Il terzo pericolo è il congelamento della condensa e la formazione di ghiaccio.

Ricordi, quando si lavora in riscaldamento, i blocchi del sistema split si scambiano i ruoli, quindi la condensa si forma sul radiatore che si trova all'esterno.

La corazza di ghiaccio sull'unità esterna impedisce lo scambio termico e può ostacolare il ventilatore, aumentando il carico su tutti i componenti del sistema. Lo sbrinamento automatico è progettato per risolvere questo problema, ma l'acqua che scende dal radiatore riscaldato spesso congela immediatamente nella vaschetta. Quando lo strato di ghiaccio raggiunge un certo spessore, le pale del ventilatore vi si incastrano e il condizionatore perde la sua funzionalità.

La condensa nel tubo di drenaggio può anche congelarsi nel punto di uscita all'esterno, se il condizionatore funziona in modalità raffreddamento. In inverno ciò può essere necessario nei server o nella suddetta modalità di sbrinamento. Un tale tappo di ghiaccio impedisce il successivo drenaggio della condensa, che inizia a colare lungo la parete, provocando la formazione di muffa nell'unità interna e potenzialmente danneggiandola.

Anche il funzionamento in modalità raffreddamento in inverno può causare problemi. In questo caso, il condizionatore prende troppo freddo dall'esterno e la condensa sull'unità interna si trasforma in brina e ghiaccio. Naturalmente, anche questo è dannoso per l'apparecchiatura. Inoltre, rimane rilevante il problema dell'avviamento a freddo del compressore.

Quali condizionatori possono essere utilizzati per il riscaldamento?

Quando si acquista un sistema split, è opportuno cercare nella descrizione la parola 'reversibile': essa indica la capacità del dispositivo di invertire il flusso del refrigerante e funzionare in modalità riscaldamento.

La funzione di riscaldamento è presente nella maggior parte dei sistemi moderni, differisce solo la temperatura alla quale è consentito utilizzarla. È indicata dal simbolo del sole o dalla parola Heat

Dopo i problemi descritti, si potrebbe avere l'impressione che la funzione di riscaldamento nei condizionatori sia inutile e pericolosa per il dispositivo, ma non è così. Un sistema split, sebbene non salvi dal gelo intenso, può aiutare a creare un microclima confortevole nelle mezze stagioni, quando il riscaldamento centralizzato è spento e fuori fa freddo, o in climi temperati.

Il limite inferiore di temperatura alla quale è possibile accendere il sistema split in modalità riscaldamento dipende dal modello – è indicato nelle istruzioni.

Ci sono alcune regolarità nella distribuzione di queste temperature:

1. I condizionatori con tipo di controllo lineare di solito possono essere accesi solo fino a -5⁰C, poiché il compressore si spegne costantemente e si raffredda prima di riavviarsi.
2. I modelli invertor di solito funzionano fino a -15⁰C, ma alcuni dispotitivi specializzatti sonno efficaci fino a -20 e persino -30⁰C.
3. A volte è possibile ampliare il range di temperature operative dichiarato dal produttore installando un kit invernale – ne parleremo più avanti in dettaglio.
4. I condzionatori monoblocco con funziona di riscaldamento non dipendono dalla temperatura estena, ma non sono nemmenco econimici. In inverno funzionano come un convettore normale, con un rendimento legermante inferiore a 1.
5. I sistemi con refrigerante R22 sono meno efficienti e resistenti alle basse temperature rispetto a quelli con refrigerante R410A o R32.

Va notato che anche quei modelli che funzionano ininterrottamente a basse temperature riducono significativamente l'efficienza e l'economia del riscaldamento quando fuori fa più freddo.

Non si può semplicemente sostituire il freon R22 nel condizionatore con uno più efficiente e moderno: la sua pressione di esercizio è la metà e i componenti del sistema non sono progettati per sopportare una pressione maggiore.

Considerando i limiti di temperatura di esercizio e l'instabilità delle prestazioni, il condizionatore non può essere il principale dispositivo di riscaldamento per le abitazioni nelle regioni settentrionali.

Differenze nella struttura dei condizionatori resistenti al gelo

Perché mai un condizionatore può essere acceso con un gelo di 30 gradi, mentre altri non è consigliabile avviarli già a -5⁰C? La risposta è semplice: caratteristiche costruttive e di dotazione. Il costo di un sistema split non è sempre direttamente proporzionale alle sue capacità, quindi è utile sapere quali soluzioni costruttive efficaci esistono.

Per capire se è possibile accendere un determinato condizionatore in inverno per il riscaldamento, o se ciò è pericoloso per l'apparecchio, presti attenzione ai seguenti dettagli.

In primo luogo, il kit per basse temperature deve essere integrato già in fabbrica per prevenire l'avviamento a freddo del compressore e il congelamento della condensa.

Come abbiamo già accennato, i modelli inverter sono preferibili in inverno perché il loro compressore non si ferma quando viene raggiunta la temperatura impostata nella stanza, ma rallenta soltanto. Ciò significa che non si raffredderà e non si riavvierà ogni volta con un sovraccarico, inoltre è più conveniente in termini di consumo energetico.

Lo scambiatore di calore dell'unità esterna può essere ingrandito in modo che il freon all'interno abbia il tempo di evaporare completamente e assorbire il massimo calore dall'aria prima di entrare nel compressore.

La grande superficie dello scambiatore di calore consente al sistema split di funzionare efficientemente anche con una piccola differenza tra le temperature di ebollizione del refrigerante e dell'aria esterna.

Esistono anche scambiatori di calore a doppio circuito, in cui le prestazioni vengono regolate collegando un circuito aggiuntivo di circolazione del freon. L'unità esterna e lo scambiatore di calore possono includere involucri aggiuntivi e accumulatori di calore, per utilizzare l'energia rilasciata dall'apparecchiatura in funzione.

Un compressore di maggiore potenza comprime il gas più fortemente, riscaldandolo a temperature più elevate. Nei modelli industriali si trovano anche compressori a spirale, che non temono l'ingresso di freon liquido.

Il refrigerante stesso può avere proprietà diverse. Il diffuso ed economico R-22 evapora a -40⁰C, e può assorbire 233 kJ/kg di calore. Per confronto, il nuovissimo R-32 evapora a -51,7⁰C, e può trattenere fino a 390 kJ/kg di calore.

Ciò signifca che, a parità di condizioni, il secondo si riscalderà più velolment e più efficientmente nello scambiatore di calore, e il condizionator o il sistema split lavorerà con minore consumi eneretici e un rendimento più elevato.

Il tipo di refrigerante determina anche il tipo di olio che lubrifica il compressore. L'R-22 utilizza olio minerale, che mantiene una viscosità accettabile fino a -5⁰C, mentre l'R410A e l'R32 utilizzano olio sintetico, stabile fino a -7⁰C. Sembrerebbe una piccola differenza, ma combinata con altri fattori è significativa.

Mitsubishi Zubadan – la più famosa serie di pompe di calore, che funzionano in inverno a temperature fino a -25⁰C. Costano da 3 a 5 volte di più rispetto ai sistemi split, in grado di riscaldare solo in caso di gelate lievi.

Quante più tra le modife elencate sono present nel condizionatore, tanto più bassa è la temperatura alla quala può funzionare. Tuttavia, per molti modelli invertor non è nemmeno neccessario conosere la temperaura maxima consenta: il controllo elettronico semplicemente non avvierà il sistema se fuori fa tropp freddo.

Kit invernale per condizionatore

Negli ultimi tempi si incontrano sempre più spesso offerte per dotare il condizionatore di un kit invernale. I venditori di questa attrezzatura assicurano che la sua installazione renderà il condizionatore un riscaldatore efficiente per tutto l'inverno, anche in caso di gelo. È proprio così? Andiamo a vedere.

Componenti del kit per funzionamento invernale

Il kit per basse temperature comprende generalmente 3 componenti: riscaldamento della vaschetta, del carter del compressore e regolatore di giri della ventola. Talvolta sono presenti anche un sensore di temperatura e una scheda di controllo – separata per ogni componente o comune a tutti.

Il riscaldamento della vaschetta è necessario per evitare il congelamento della condensa che scorre dal radiatore quando si attiva la modalità di sbrinamento.

Il riscaldamento del carter è un cavo o una piastra che avvolge il compressore nel punto in cui si accumula l'olio.

Il riscaldamento del compressore andrebbe attivato prima dell'avvio del condizionatore per consentire all'olio di riscaldarsi. In pratica, però, spesso il riscaldamento avviene solo durante il funzionamento o solo durante l'inattività. Solo la seconda opzione garantisce la sicurezza del compressore, ma è meno conveniente a causa dell'aumento del consumo energetico.

Grazie al riscaldamento del carter è possibile evitare l'avviamento a freddo e il funzionamento del compressore con lubrificante addensato dal gelo, quindi un carico maggiore all'avvio e l'usura delle parti mobili.

La regolazione della velocità di rotazione della ventola determina l'attività dello scambio termico tra il refrigerante e l'ambiente esterno: maggiore è il flusso d'aria, maggiore è il calore trasferito. In modalità riscaldamento questo non è di vitale importanza, poiché lo scambio termico deve essere massimo e la ventola è impostata alla massima velocità di fabbrica.

Un'altra cosa è se il condizionatore funziona in raffreddamento a una temperatura inferiore a +14 – +18⁰, consentiti dal produttore. Allora il freon può cedere troppo calore e l'unità interna inizierà a congelarsi: si coprirà di brina e ghiaccio, la condensa si congelerà. Per evitare ciò, la ventola rallenta.

È opportuno installare un kit invernale?

Dopo l'installazione del kit a bassa temperatura, il proprietario potrebbe chiedersi: ora è possibile riscaldare l'ambiente con il condizionatore a basse temperature esterne? La risposta è sì, è possibile, per il condizionatore ora è sicuro. Eccezione: installazione non qualificata o attrezzatura fai-da-te.

Se dal tetto gocciola sul condizionatore formando enormi ghiaccioli, il kit invernale non salverà: serve una visiera protettiva

È efficace? Il riscaldamento con condizionatore è apprezzato per la sua efficienza: il suo COP può raggiungere 3 – 5 e persino 7, a seconda del modello. Ciò si ottiene perché il sistema split è l'unico riscaldatore che non produce calore. Per il funzionamento del compressore e delle ventole è necessaria molta meno energia di quanta il sistema sia in grado di trasferire in casa.

Il COP dichiarato, o come scrivono i produttori, COP, è valido quando si lavora in riscaldamento con +7⁰ all'esterno. Con il raffreddamento, la differenza di temperatura tra aria e freon diminuisce, quindi lo scambio termico peggiora e l'efficienza del condizionatore cala.

A temperature inferiori a -15⁰C, il COP del condizionatore scende approssimativamente all'1%, cioè per ogni kilowatt di elettricità consumata si può ottenere solo 1 kW di calore. Questi indicatori sono posseduti anche dai normali convettori o riscaldatori a infrarossi, che costano meno e non dipendono dalla temperatura esterna.

Certo, questi calcoli sono approssimativi, il risultato dipende fortemente dal modello del condizionatore, dal kit a bassa temperatura e persino dallo schema di collegamento del secondo. Ma il fatto è che più la temperatura esterna è bassa, meno efficiente ed economico è il riscaldamento con il sistema split.

Considerando che il costo di un buon kit invernale per l'attivazione del riscaldamento del condizionator con istallazione può arrvare al 40 – 150% del costo del condizionator, e che aiuuterà a funzionare efficacemente solo fino a -15⁰C, l'opportunità dell'acquisto è piuttosto discutibile.

Quando il condizionatore funziona in raffreddamento in inverno senza il kit a bassa temperatura, sull'unità interna si forma brina e una crosta di ghiaccio

Un'altra cosa è se è necessario raffreddare l'ambiente in inverno. Ad esempio, per una stanza con apparecchiature. Allora il limite inferiore delle temperature consentite scende da +16 dichiarati dal produttore a geli intensi, e il COP del condizionatore non diminuirà.

Installazione e collegamento del kit invernale

Come abbiam già accenato, l'installazione professionale di un kit per basses temperature non è un lusso econimico. Non ogn proprietario di un sistema split è disposto a sborsare 50 € o più per poter ativare il condizionator in riscaldamento a una temperaura di 10 – 15 gradi inferiore a quela dichiarata. Se non è pronto a tali spese, forse sarà interessato all'installazione fai da te del kit invernale.

Ricordiamo che per funzionare in inverno il condizionatore necessita di riscaldamento del vassoio di raccolta, del carter del compressore e del blocco RDK – regolatore di pressione di condensazione, che controlla la velocità della ventola. È possibile acquistare un kit già pronto e installarlo da soli.

In questo modo vi liberate dalle difficoltà di scelta e ricerca dei componenti, e risparmierete anche i soldi per il montaggio, ma probabilmente perderete la garanzia sul sistema split. Naturalmente, l'installazione fai-da-te comporta ulteriori fastidi.

L'opzine più econimica è acuistare 2 segmenti di cavo riscaldante, preferibilmente autoregolante, e collegarli da sé. Si può trascurara la gesione dei giri del ventilatore durante il funzionamento in riscaldamento; il perché lo abbiamo spiegato sopra.

Quando scegliete un kit per basse temperature, fate attenzione a quale potenza di condizionatori è destinato. Esistono 2 tipi di kit, fino a 12 BTU e per sistemi più potenti.

Per il riscaldamento del vassoio di raccolta è necessario un pezzo di cavo riscaldante lungo circa 3 m. Lo si posiziona intorno al radiatore sia all'esterno che all'interno, e anche su tutto il vassoio a serpentina. Si può collegare come il riscaldamento originale, alla fase principale che alimenta l'unità esterna – così il cavo sarà sempre caldo finché il condizionatore è collegato alla presa, anche a riposo.

Alternative – estrarre un cavo separato con spina per la presa e accenderlo manualmente, collegarlo alla rete tramite un termostato esterno o tramite un timer.

Per riscaldare l'olio nel compressore, avvolgetelo con un pezzo di cavo riscaldante nella parte inferiore. Il collegamento elettrico si effettua insieme al riscaldamento del vassoio.

Se è stato acquisito un RDK, è neccessario trovare uno spazio libero nel vano di controlo, sopra il compressore, e fissarlo con vite autofilettanti. Il collagamento elettrico differisce per i diversi modelli ed è semper descrito dettagliatamente nel manuale. Per un funzionamento coretto, il sensore fornito in dotazione viene fissato sull'ansa media del radiatore, dopo aver appliato pasta termica, e avvolto con materiale termoisolante.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Alcuni aspetti pratici sono difficili da comprendere appieno solo dalla descrizione testuale, quindi vi proponiamo di vedere e valutare tutto con i vostri occhi.

Come installare il kit invernale si può vedere in questo video:

Cosa può succedere al condizionatore quando funziona senza il kit invernale è mostrato qui:

L'esperienza di riscaldamento della casa solo con condizionatori è descritta in dettaglio qui:

Riassumendo, la maggior parte dei condizionatori è progettata per riscaldare l'ambiente solo durante la mezza stagione, prima dell'accensione del riscaldamento principale. Anche quei modelli in grado di funzionare a -30⁰C difficilmente potranno fornire una quantità sufficiente di calore in un freddo così intenso. Tuttavia, se nella sua regione la temperatura scende raramente al di sotto di -15⁰C, il riscaldamento con un sistema split è una soluzione molto conveniente e azzeccata.

Ha già installato un sistema split? Lo utilizza quando fa freddo? Ha avuto bisogno di installare un kit per basse temperature? Condivida la sua esperienza, integrazioni e correzioni all'articolo nei commenti.