Fonctionnement du climatiseur en hiver

Les fabricants de climatiseurs domestiques avec un cycle inversé dans la documentation technique du produit indiquent en règle générale la plage de températures dans laquelle le climatiseur peut être utilisé. La limite inférieure de cette plage descend rarement à des températures inférieures à -5 ° C pour le mode « froid » et 0 ° C pour le mode « chaud ». Qu’arrive-t-il au climatiseur si cette limitation est négligée? Que faut-il faire pour que le climatiseur puisse fonctionner à des températures plus basses sans risquer de l’endommager? Ces questions sont particulièrement pertinentes dans les conditions hivernales et nécessitent donc une réponse..

Si vous suivez les recommandations du fabricant, la meilleure façon de faire fonctionner le climatiseur pendant la saison froide à des températures extérieures négatives est de le préserver..

La préservation du climatiseur pour l’hiver prévoit les mesures suivantes.

Condensation de réfrigérant dans l’unité extérieure, qui comprend les opérations suivantes:
– connecter le collecteur de jauge au port de service;
– allumer le climatiseur « à froid »;
– fermeture de la vanne de liquide du compresseur-condenseur de climatisation;
– fermer la soupape de gaz à une pression d’aspiration inférieure à la pression atmosphérique;
– déconnexion du collecteur de jauge.
Cela évitera les pertes de réfrigérant par des fuites dans la ligne de fréon externe..

Désactivation ou blocage des circuits de démarrage du compresseur, éliminant le démarrage erroné du compresseur.

Clôture de l’unité compresseur-condensation du climatiseur afin d’éviter son endommagement par la glace ou la chute de glaçons (si nécessaire).

Et si vous ne pouvez pas vous passer d’un climatiseur en hiver? Comment réduire le risque de panne grave du climatiseur?

Découvrons ce qui se passe à l’intérieur du climatiseur à des températures ambiantes basses. On sait que les climatiseurs domestiques ne produisent ni froid ni chaleur, ils «pompent» uniquement de la chaleur d’un volume isolé thermiquement à un autre, c’est-à-dire que selon le principe de fonctionnement, ce sont des «pompes à chaleur». Pour le transfert de chaleur, des substances spéciales sont utilisées – des réfrigérants. L’échange de chaleur entre le fluide frigorigène et l’air ambiant s’effectue via des échangeurs de chaleur à air.

Schématiquement, cela ressemble à ceci:

la chaleur de l’air dans un volume isolé thermiquement est absorbée par le réfrigérant à travers l’échangeur de chaleur;

le réfrigérant est pompé par un compresseur vers un autre échangeur de chaleur;

la chaleur accumulée par le fluide frigorigène à travers l’échangeur de chaleur est évacuée dans l’air.

Les performances d’un échangeur de chaleur à air, ou la quantité de chaleur qui peut être donnée ou reçue par un réfrigérant à travers un échangeur de chaleur, dépend de la conception et de la température de l’air qui le traverse. Par conséquent, l’essence du problème principal limitant l’utilisation d’un climatiseur domestique à cycle inversé en hiver est la modification des performances de l’échangeur de chaleur de l’unité compresseur-condensation lorsque la température ambiante baisse. De plus, lorsque l’on travaille sur « froid », l’échangeur de chaleur s’avère surdimensionné (trop grand), et lorsqu’on travaille sur « chaleur » – sous-dimensionné (trop petit).

Lorsque le climatiseur fonctionne en mode «froid», des problèmes supplémentaires surviennent également:

réduction des performances de la machine de réfrigération;

augmentation de la durée du mode de fonctionnement transitoire de la machine frigorifique (climatiseur);

« fuite » de réfrigérant liquide dans le carter du compresseur;

le problème du démarrage des compresseurs à basse température ambiante;

problème d’eau de drainage.

Arrêtons-nous sur les conséquences négatives de ces problèmes. À savoir:

diminution de la capacité de refroidissement du climatiseur;

le gel de l’unité intérieure du climatiseur et, par conséquent, une diminution encore plus grande des performances, le risque de coups de bélier et de dommages au compresseur;

dysfonctionnement du système d’évacuation des condensats (le condensat s’écoule à travers l’échangeur de chaleur recouvert de glace devant le bain de drainage vers le ventilateur et est jeté dans la pièce);

détérioration du refroidissement du moteur électrique du compresseur, fonctionnement périodique de la protection thermique, risque de rupture thermique de l’isolation;

augmentation excessive de la température de refoulement du compresseur, risque d’endommagement des pièces en plastique de la vanne à quatre voies;

le risque de coup de bélier lors du démarrage du compresseur en raison de l’ébullition du fluide frigorigène qui a fui dans le compresseur;

gel de la conduite de vidange.

Heureusement, les problèmes énumérés qui surviennent lorsque le climatiseur fonctionne dans le «froid» ont une solution. Ceci est l’utilisation d’un kit de climatiseur d’hiver.

Figure. 1. Ainsi, le ralentisseur est installé

Figure. 2. Résistance de carter installée

Le kit d’hiver comprend.

Ralentisseur de vitesse du ventilateur. Il résout le problème de la réduction des performances de l’échangeur de chaleur de l’unité de condensation en réduisant le débit d’air qui le traverse. L’élément sensible du modérateur est un capteur qui surveille la température de condensation. L’élément exécutif est le régulateur de vitesse du ventilateur pour souffler l’échangeur de chaleur. Le ralentisseur exécute la fonction de maintien de la température de condensation réglée. En cours de route, les problèmes de réduction des performances du climatiseur, de gel de l’unité intérieure et autres associés au surdimensionnement de l’échangeur de chaleur de l’unité compresseur-condensation sont résolus (Fig.1).

Résistance de carter de compresseur. Il résout le problème du démarrage d’un compresseur froid en évitant de l’endommager (fig. 2). Le mécanisme de protection est le suivant: lorsque le compresseur s’arrête, le réchauffeur de carter installé sur le compresseur s’allume. Même une petite différence de température entre le compresseur et le reste de l’unité extérieure, créée par le réchauffeur de carter, élimine les fuites de réfrigérant dans le carter. L’huile ne s’épaissit pas, le fluide frigorigène ne bout pas au démarrage du compresseur.

Chauffage de drainage. Il élimine le condensat du climatiseur si le drain est acheminé vers l’extérieur. Plusieurs types de réchauffeurs de drainage sont actuellement utilisés. Par la méthode d’installation, ils peuvent être divisés en 2 groupes:
1 – réchauffeurs de drainage installés à l’intérieur de la conduite de drainage;
2 – réchauffeurs de drain installés à l’extérieur de la conduite de drainage.

Une variante du kit de climatiseur d’hiver est illustrée à la Fig. 3.

Figure. 3. Kit « adaptation » du climatiseur au fonctionnement en hiver:
1 – ralentisseur de vitesse du ventilateur;
2 – résistance de carter;
3 – réchauffeur de vidange

Quels sont les problèmes qui surviennent lorsqu’un climatiseur fonctionne avec un cycle inversé sur «chaleur» à des températures négatives?

Notez qu’il existe deux sources de chaleur, qui «pompe» le climatiseur dans la pièce..

Tout d’abord, c’est la chaleur qui est prélevée sur l’air extérieur. Deuxièmement, c’est la chaleur de la compression du compresseur et la chaleur générée par le moteur électrique du compresseur. Le premier élément dépend fortement de la température de l’air extérieur et, en fait, détermine tous les phénomènes négatifs se produisant dans le climatiseur à des températures extérieures basses. Pour que la chaleur de l’air extérieur circule dans le bon sens, la température de transition de phase du fluide frigorigène (évaporation) doit correspondre à une certaine valeur, qui est une caractéristique de l’échangeur de chaleur et s’appelle le différentiel total.

Que se passe-t-il dans un climatiseur fonctionnant en « chaleur » à des températures proches de 0 ° C? La température de transition de phase pour le processus de transfert de chaleur normal est réglée en dessous de la température ambiante par la valeur de la différence totale, qui pour les unités extérieures des climatiseurs domestiques est de 5 à 15 ° C. Autrement dit, même à une température de l’air ambiant de + 5 ° C, la température de transition de phase (évaporation), même pour un bon échangeur de chaleur avec une petite goutte, est négative. Cela conduit au fait que l’échangeur de chaleur commence à se couvrir de givre, l’échange de chaleur avec l’air s’aggrave, la différence de température totale augmente, la température d’évaporation baisse. Étant donné que les performances du climatiseur sont presque proportionnelles à la pression (température) d’évaporation, elles diminuent également.

La capacité de l’échangeur de chaleur, « envahi » par le gel, n’est pas suffisante pour évaporer le réfrigérant liquide entrant, et il commence à s’écouler vers l’aspiration du compresseur.

Quelles sont les conséquences pour le climatiseur que cela peut causer?

Le système de dégivrage de l’unité extérieure, mis en marche périodiquement, conduit à la formation de glace à l’intérieur de l’unité compresseur-condensation du climatiseur et, à son tour, au blocage ou à la destruction des pales du ventilateur.

Le fluide frigorigène liquide qui ne s’est pas évaporé dans l’échangeur de chaleur entre dans la conduite d’aspiration, puis dans le séparateur de liquide, puis dans le compresseur, provoquant un coup de bélier.

Surchauffe, puis (si le réfrigérant liquide pénètre dans le carter du compresseur) gel du compresseur.

La raison des conséquences énumérées est la performance trop faible de l’échangeur de chaleur du groupe compresseur-condensation de climatisation lorsque la température extérieure baisse.

Malheureusement, il n’existe aucune méthode efficace pour augmenter cette productivité. Les conséquences sont généralement désastreuses. Par conséquent, il est catégoriquement impossible d’allumer le climatiseur pour «chaud» à des températures ambiantes négatives..

Pour résumer, on peut dire:

La meilleure façon de faire fonctionner le climatiseur en hiver est la conservation. Si nécessaire, vous pouvez faire fonctionner le climatiseur, mais uniquement en mode «froid» et à condition qu’il soit équipé d’un ensemble hiver.