Kunt u de airconditioner gebruiken voor verwarming bij vorst en hoe bereidt u hem voor op deze taak?

Het wordt binnenkort koud en u heeft nog niet besloten hoe u uw woning gaat verwarmen? Een airconditioner gebruiken voor dit doel is zeer zuinig en verleidelijk, maar u wilt het risico op beschadiging niet lopen, nietwaar? Wij helpen u begrijpen of u een airconditioner kunt gebruiken om te verwarmen bij vrieskou, waarom en in welke gevallen dit gevaarlijk kan zijn voor de apparatuur.

We vertellen u ook wat u kunt doen om de airconditioner langer te kunnen gebruiken bij lagere temperaturen. We bespreken hoe zinvol en effectief een dergelijk gebruik is. Voor de volledige duidelijkheid tonen we alle belangrijke punten op foto's en schema's, en aan het einde van het artikel wachten er leerzame video's over het onderwerp op u.

Waarom verwarmt een split-systeem?

Om te begrijpen wat er mis kan gaan bij het inschakelen van de airconditioner bij vorst, is het goed om eerst te begrijpen wat er gebeurt bij normaal gebruik van het systeem voor verwarming.

In tegenstelling tot draagbare verwarmers van welk type dan ook, produceert een split-systeem geen warmte uit de verbruikte energie, maar transporteert het deze alleen van buiten naar binnen of andersom, afhankelijk van de modus. Warmte buiten halen als de temperatuur daar onder nul is – klinkt dat onrealistisch? Dat is slechts op het eerste gezicht.

De belangrijkste onderdelen van elk split-systeem zijn de compressor, een radiator met ventilator in elke unit en een leiding met koelmiddel die ze verbindt. Het koelmiddel is de belangrijkste tovenaar in deze set: dankzij de fysische eigenschappen ervan wordt het mogelijk om warmte te krijgen bij vorst en koelte bij hitte.

Bij gebruik voor verwarming wisselen de binnen- en buitenunit van de airconditioner van rol. Meestal wordt de stroom koelmiddel omgeleid via een vierwegklep

Het pad van het koelmiddel in airconditioners die in de winter worden gebruikt voor verwarming bij lage temperaturen, ziet er als volgt uit:

• Vanuit de radiator van de binnenunit wordt afgekoeld vloeibaar koelmiddel toegevoerd.
• Wanneer het in de buitenunit komt, wordt het verwarmd en verdampt, aangezien het kookpunt van het koelmiddel -40 of -51⁰C is, en het buiten zelfs in de winter warmer is. Na passage door de buitenradiator stijgt de temperatuur van het koelmiddel, dat wil zeggen dat het thermische energie opneemt.
• De verkregen energie heeft een laag potentieel en kan daarom niet direct aan de lucht in de ruimte worden overgedragen. De compressor comprimeert het gasvormige koelmiddel en de temperatuur stijgt tot 70 – 90⁰C. In deze toestand wordt freon naar de binnenunit geleid.
• Wanneer het koelmiddel door de radiator van de binnenunit stroomt, die door een ventilator wordt geblazen, geeft het warmte af aan de lucht in de kamer, terwijl het zelf afkoelt en condenseert tot vloeistof. De cyclus is rond, alles herhaalt zich opnieuw.

Dankzij dit werkingsprincipe worden split-systemen ook tot de groep van warmtepompen gerekend, omdat ze op dezelfde manier warmte van buiten naar binnen transporteren en verpompen, of omgekeerd.

Bij verdamping van freon slaat er condensaat neer op de leidingen – vocht uit de lucht, dat onmiddellijk bevriest. Om dergelijke ijsophopingen te laten smelten en de werking niet te hinderen, schakelen de meeste airconditioners periodiek gedurende 5 – 15 minuten over naar de ontdooistand.

Voor de werking is elektriciteit nodig voor de pomp zelf – de compressor, en ook voor twee ventilatoren. Samen verbruiken ze 3 tot 7 keer minder energie dan het systeem produceert – dat betekent dat verwarming met een airconditioner 3 tot 7 keer zuiniger is dan met een elektrische of gasconvector, een infraroodkachel of een andere verwarming.

Waarom is vorst gevaarlijk voor een airconditioner?

Het werkingsprincipe van een airconditioner is vrij eenvoudig, maar verandering van omstandigheden in een van de fasen kan tot een ernstige storing leiden.

Ten eerste is het starten van een koude compressor gevaarlijk. De olie erin wordt dikker bij lage temperaturen, waardoor het apparaat met een verhoogde belasting werkt.

Bovendien veroorzaakt wrijving van metalen onderdelen zonder smering metaaldeeltjes, die het systeem verstoppen en buiten werking stellen. Daarom kan zelfs een nieuwe compressor, geïnstalleerd ter vervanging van een kapotte, snel defect raken, zelfs bij correct gebruik.

Ten tweede kan freon in de buitenradiator niet op tijd verdampen. De activiteit van de warmte-uitwisseling hangt af van het temperatuurverschil. Daarom zal bij een lage positieve buitentemperatuur freon, dat opwarmt vanaf -40⁰C, veel thermische energie absorberen.

Als het buiten -30⁰C is, kan het koelmiddel niet op tijd opwarmen tot zelfs het kookpunt. Het resultaat is dat vloeibaar freon in de compressor terechtkomt en onvermijdelijk defect raakt als gevolg van een waterslag.

Het derde gevaar is het bevriezen van condensaat en ijsvorming.

Houd er rekening mee dat bij gebruik voor verwarming de units van het split-systeem van rol wisselen, waardoor condensaat ontstaat op de radiator die buiten staat.

Het ijspantser op de buitenunit verhindert de warmte-uitwisseling en kan de ventilator hinderen, wat de belasting op alle onderdelen van het systeem verhoogt. Automatische ontdooiing is bedoeld om dit probleem op te lossen, maar het water dat van de verwarmde radiator stroomt, bevriest vaak onmiddellijk in de opvangbak. Wanneer de ijslaag een bepaalde dikte bereikt, vriezen de ventilatorbladen erin vast en verliest de airconditioner zijn functionaliteit.

Condens in de afvoerbuis kan ook bevriezen op het punt waar de buis naar buiten komt – als de airconditioner koelt. Dit is 's winters soms nodig in serverruimtes of in de bovengenoemde ontdooimodus. Zo'n ijsprop verhindert verdere afvoer van condens, waardoor het langs de muur begint te lekken, schimmelvorming in de binnenunit veroorzaakt en deze kan beschadigen.

Zelfs het koelen in de winter kan problemen veroorzaken. De airconditioner neemt dan te veel kou van buiten, waardoor het condens op de binnenunit in rijp en ijs verandert. Dit is uiteraard ook schadelijk voor de apparatuur. Bovendien blijft het probleem van een koude start van de compressor actueel.

Met welke airconditioners kunt u zich verwarmen?

Bij de aanschaf van een split-systeem moet u in de beschrijving zoeken naar het woord 'reversibel': dit geeft aan dat het apparaat de richting van de freonstroom kan wijzigen en kan verwarmen.

De verwarmingsfunctie is aanwezig in de meeste moderne systemen, alleen de temperatuur waarbij deze mag worden gebruikt verschilt. Deze wordt aangegeven met een zonnesymbool of het woord Heat.

Na de beschreven problemen kan de indruk ontstaan dat de verwarmingsfunctie bij airconditioners nutteloos en gevaarlijk is voor het apparaat, maar dat is niet het geval. Een split-systeem zal u misschien niet redden bij strenge vorst, maar het helpt wel om een comfortabel binnenklimaat te creëren in het tussenseizoen, wanneer de centrale verwarming is uitgeschakeld en het buiten kouder is geworden, of in een gematigd klimaat.

De ondergrens van de temperatuur waarbij een split-systeem op verwarming kan worden ingeschakeld, hangt af van het model – deze staat in de handleiding.

Er zijn bepaalde patronen in de verdeling van deze temperaturen:

1. Airconditioners met een lineair type besturing kunnen meestal alleen worden ingeschakeld tot -5⁰C, omdat de compressor voortdurend uitschakelt en tijd heeft om af te koelen voordat hij opnieuw start.
2. Invertermodellen werken gewoonlijk tot -15⁰C, maar sommige gespecialiseerde apparaten zijn effectief tot -20 en zelfs -30⁰C.
3. Het bereik van de werktemperaturen dat door de fabrikant is opgegeven, kan soms worden uitgebreid door een winterkit te installeren – hierover later meer.
4. Monoblok airconditioners met verwarmingsfunctie zijn niet afhankelijk van de buitentemperatuur, maar zijn ook niet economisch. In de winter werken ze als een gewone convector, met een rendement van iets minder dan 1.
5. Systemen met koelmiddel R22 zijn minder efficiënt en bestand tegen lage temperaturen dan systemen met freon R410A of R32.

Het is vermeldenswaard dat zelfs modellen die ononderbroken werken bij lage temperaturen, de efficiëntie en zuinigheid van de verwarming aanzienlijk verminderen wanneer het buiten kouder wordt.

U kunt niet zomaar de freon R22 in een airconditioner vervangen door een efficiëntere en modernere – de werkdruk is de helft lager en de systeemonderdelen zijn niet berekend op hogere druk.

Gezien de beperkingen van de werktemperatuur en de wisselende prestaties, kan een airconditioner niet als primair verwarmingsapparaat voor woningen in noordelijke regio's worden gebruikt.

Verschillen in de constructie van vorstbestendige airconditioners

Waarom kan de ene airconditioner worden ingeschakeld bij 30 graden vorst, terwijl andere al niet bij -5⁰C gestart mogen worden? Het antwoord is eenvoudig: de specifieke kenmerken van de constructie en uitrusting. De kosten van een split-systeem zijn niet altijd recht evenredig aan de mogelijkheden, en daarom is het nuttig om te weten welke effectieve constructieve oplossingen er bestaan.

Om te begrijpen of u een specifieke airconditioner in de winter kunt inschakelen voor verwarming, of dat dit gevaarlijk is voor het apparaat, let dan op de volgende details.

Ten eerste moet de lage-temperatuurset al vanaf de fabriek zijn ingebouwd om koude start van de compressor en bevriezing van condensaat te voorkomen.

Zoals we al vermeldden, zijn invertermodellen in de winter de voorkeur, omdat hun compressor niet stopt wanneer de gewenste temperatuur in de kamer is bereikt, maar alleen het toerental verlaagt. Dit betekent dat hij niet telkens hoeft af te koelen en met overbelasting te starten, bovendien is dit voordeliger qua energieverbruik.

De warmtewisselaar van de buitenunit kan vergroot worden, zodat de freon binnen volledig kan verdampen en zoveel mogelijk warmte uit de lucht kan opnemen voordat deze in de compressor komt.

Een groot oppervlak van de warmtewisselaar stelt het split-systeem in staat om efficiënt te werken, zelfs bij een klein verschil tussen de kooktemperaturen van het koelmiddel en de buitenlucht.

Er zijn ook dubbelcircuit warmtewisselaars, waarbij de prestatie wordt geregeld door het aansluiten van een extra freoncirculatiecircuit. De buitenunit en warmtewisselaar kunnen extra omhulsels en warmteaccumulatoren bevatten om de energie te gebruiken die door de werkende apparatuur wordt vrijgegeven.

Een compressor met een hoger vermogen comprimeert het gas sterker, waardoor het tot hogere temperaturen wordt verhit. In industriële modellen komen ook spiraalcompressoren voor, die niet bang zijn voor binnendringend vloeibare freon.

Het koelmiddel zelf kan verschillende eigenschappen hebben. De goedkope en veelgebruikte R-22 verdampt bij -40⁰C en kan daarbij 233 kJ/kg warmte opnemen. Ter vergelijking: de nieuwste R-32 verdampt bij -51,7⁰C en kan tot 390 kJ/kg warmte vasthouden.

Dit betekent dat onder dezelfde omstandigheden de tweede sneller en efficiënter zal opwarmen in de warmtewisselaar, en de airconditioner of split-systeem zal werken met minder energieverbruik en een hoger rendement.

Het type koelmiddel bepaalt ook het type olie dat de compressor smeert. R-22 werkt met minerale olie, die een aanvaardbare viscositeit behoudt tot -5⁰C, en R410A en R32 werken met synthetische olie, die stabiel is tot -7⁰C. Het verschil lijkt klein, maar in combinatie met andere factoren is het significant.

Mitsubishi Zubadan – de beroemdste serie warmtepompen die in de winter werken bij temperaturen tot -25⁰C. Ze kosten 3 tot 5 keer meer dan splitsystemen die alleen bij lichte vorst kunnen verwarmen.

Hoe meer van de genoemde aanpassingen een airconditioner heeft, des te lager de temperatuur waarbij hij kan werken. Voor veel invertermodellen hoeft u echter niet eens de maximale toegestane temperatuur te weten: de elektronische besturing start het systeem gewoon niet als het buiten te koud is.

Winterkit voor airconditioner

De laatste tijd komen er steeds vaker aanbiedingen om een airconditioner uit te rusten met een winterpakket. Verkopers van deze apparatuur verzekeren dat de installatie ervan de airconditioner een effectieve verwarming maakt voor de hele winter, zelfs bij vorst. Is dat wel zo – we gaan het uitzoeken.

Componenten van de set voor wintergebruik

Het lage-temperatuurpakket omvat doorgaans 3 componenten: verwarming van de opvangbak, compressor carter en ventilatorregelaar. Soms zijn er ook een temperatuursensor en een besturingskaart – apart voor elk onderdeel of gemeenschappelijk voor alle.

Verwarming van de opvangbak is nodig om te voorkomen dat condensaat, dat van de radiator stroomt bij inschakeling van de ontdooifunctie, bevriest.

Carterverwarming is een draad of plaat die de compressor omspant op de plaats waar olie zich ophoopt.

Compressorverwarming dient bij voorkeur ingeschakeld te worden voordat de airconditioner wordt gestart, zodat de olie de tijd heeft om op te warmen. In de praktijk vindt verwarming vaak plaats ofwel alleen tijdens bedrijf, ofwel alleen tijdens stilstand. Alleen de tweede optie waarborgt de veiligheid van de compressor, maar deze is minder voordelig vanwege het hogere energieverbruik.

Dankzij carterverwarming worden koude start en compressorwerking bij ingedikt smeermiddel in de vorst vermeden, en daarmee – verhoogde belasting bij opstarten, slijtage van bewegende delen.

Regeling van de ventilatorsnelheid bepaalt de mate van warmte-uitwisseling tussen het koelmiddel en de buitenlucht: hoe sterker de luchtstroom, hoe meer warmte wordt overgedragen. Bij gebruik in verwarmingsmodus is dit niet kritisch, omdat maximale warmte-uitwisseling nodig is en de hoge ventilatorsnelheid standaard is ingesteld.

Anders is het wanneer de airconditioner in koelmodus werkt bij temperaturen onder +14 – +18⁰, toegestaan door de fabrikant. Dan kan het koelmiddel te veel warmte afgeven en zal de binnenunit gaan bevriezen: bedekt met rijp en ijs, condensaat bevriest. Om dit te voorkomen, wordt de ventilator vertraagd.

Is het zinvol om een winterkit te installeren?

Na de installatie van het lage-temperatuurset kan de eigenaar zich afvragen: kan de airconditioner nu de ruimte verwarmen bij lage buitentemperaturen? Antwoord – ja, dat kan, voor de airconditioner is dit nu veilig. Uitzondering – ondeskundige installatie of zelfgemaakte apparatuur.

Als er water van het dak op de airconditioner druppelt en er zich enorme ijspegels vormen, zal het winterset niet helpen – er is een beschermende afdakje nodig.

Is dit effectief? Verwarming met een airconditioner wordt gewaardeerd om zijn zuinigheid: het rendement kan oplopen tot 3 – 5 en zelfs 7, afhankelijk van het model. Dit wordt bereikt doordat het splitsysteem de enige verwarming is die geen warmte produceert. Voor de werking van de compressor en ventilatoren is veel minder energie nodig dan het systeem aan warmte naar het huis kan verplaatsen.

Het opgegeven rendement, of zoals fabrikanten schrijven, COP, is van toepassing bij verwarmingsbedrijf bij +7⁰ buiten. Bij afkoeling neemt het temperatuurverschil tussen lucht en koelmiddel af, wat betekent dat de warmteoverdracht verslechtert en de efficiëntie van de airconditioner daalt.

Bij temperaturen onder -15⁰C daalt het rendement van de airconditioner tot ongeveer 1%, dat wil zeggen dat men voor elke kilowatt verbruikte elektriciteit slechts 1 kW warmte kan krijgen. Dergelijke prestaties hebben ook gewone convectoren of infraroodverwarmers, die goedkoper zijn en niet afhankelijk van de buitentemperatuur.

Natuurlijk zijn deze berekeningen bij benadering, het resultaat hangt sterk af van het model airconditioner, het lage-temperatuurset en zelfs het aansluitschema van de tweede. Maar het feit is dat hoe lager de buitentemperatuur, hoe minder efficiënt en zuinig de verwarming met een splitsysteem is.

Gezien het feit dat de prijs van een goed winterset voor het inschakelen van verwarming met de airconditioner met installatie 40 – 150% van de prijs van de airconditioner kan bedragen, en het effectief zal werken tot slechts -15⁰C, is de zin van de aankoop zeer twijfelachtig.

Bij gebruik van de airconditioner voor koeling in de winter zonder lage-temperatuurset, vormt zich rijp en een ijskorst op de binnenunit.

Een ander verhaal is als men in de winter koeling van de ruimte nodig heeft. Bijvoorbeeld voor een kamer met apparatuur. Dan daalt de ondergrens van de toegestane temperaturen van de door de fabrikant opgegeven +16 tot strenge vorst, en het rendement van de airconditioner zal niet dalen.

Installatie en aansluiting van de winterkit

Zoals we al vermeldden, is professionele installatie van het lage-temperatuurset geen goedkope aangelegenheid. Lang niet elke eigenaar van een splitsysteem is bereid om 50 € en meer neer te tellen voor de mogelijkheid om de airconditioner op verwarming in te schakelen bij een temperatuur van 10 – 15 graden onder de opgegeven waarde. Als u niet bereid bent tot dergelijke uitgaven, bent u wellicht geïnteresseerd in zelfinstallatie van het winterset.

We herinneren u eraan dat voor de werking in de winter de airconditioning een verwarming van de opvangbak, het carter van de compressor en een RDC-eenheid nodig heeft – de condensatiedrukregelaar die de ventilatorsnelheid regelt. U kunt een complete set kopen en deze zelf installeren.

Dan bespaart u zich de moeite van het kiezen en zoeken van onderdelen, en bespaart u ook geld op de installatie, maar u verliest vrijwel zeker de garantie op het split-systeem. Uiteraard brengt zelfinstallatie extra gedoe met zich mee.

De meest voordelige optie is om 2 stukken verwarmingskabel te kopen, bij voorkeur zelfregelend, en deze zelf aan te sluiten. De regeling van het toerental van de ventilator tijdens verwarming kan worden genegeerd; waarom hebben we hierboven uitgelegd.

Bij het kiezen van een laagtemperatuurset moet u letten op het vermogen van de airconditioning waarvoor deze bedoeld is. Er zijn 2 soorten sets: tot 12 BTU en voor krachtigere systemen.

Voor het verwarmen van de opvangbak is een stuk verwarmingskabel van ongeveer 3 m nodig. U legt het rond de radiator, zowel aan de buiten- als binnenzijde, en ook in een slingerpatroon over de hele opvangbak. U kunt het aansluiten zoals de fabrieksverwarming, op de hoofdfase die de buitenunit van stroom voorziet – dan verwarmt de kabel altijd zolang de airconditioner op het stopcontact is aangesloten, zelfs in ruststand.

Alternatieve opties zijn: een aparte kabel met stekker naar een stopcontact trekken en handmatig inschakelen, aansluiten op het net via een thermorelais buiten of via een timer.

Om de olie in de compressor te verwarmen, wikkelt u een stuk verwarmingskabel om het onderste gedeelte. De elektrische aansluiting wordt samen met de verwarming van de opvangbak uitgevoerd.

Als u een RDC heeft aangeschaft, moet u een vrije plaats vinden in het bedieningscompartiment, boven de compressor, en deze met zelftappende schroeven bevestigen. De elektrische aansluiting verschilt per model en wordt altijd uitvoerig beschreven in de handleiding. Voor een correcte werking wordt de bijgeleverde sensor op de middelste lus van de radiator bevestigd, ingesmeerd met thermische pasta en omwikkeld met thermisch isolatiemateriaal.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Sommige praktische punten zijn moeilijk volledig voor te stellen aan de hand van een tekstuele beschrijving, daarom raden we u aan om alles met eigen ogen te zien en te beoordelen.

Hoe u het winterset installeert, kunt u bekijken in deze video:

Wat er kan gebeuren met de airconditioner bij gebruik zonder winterset wordt hier getoond:

De ervaring met het verwarmen van een huis met alleen airconditioners wordt hier uitvoerig beschreven:

Samenvattend kunnen we zeggen dat de meeste airconditioners zijn ontworpen om alleen in het tussenseizoen de ruimte te verwarmen, voordat de hoofdverwarming wordt ingeschakeld. Zelfs de modellen die kunnen werken bij -30⁰C zullen bij dergelijke vorst waarschijnlijk niet voldoende warmte kunnen leveren. Als de temperatuur in uw regio echter zelden onder de -15⁰C daalt, dan is verwarming met een split-systeem een zeer voordelige en geschikte oplossing.

Heeft u al een split-systeem geïnstalleerd? Gebruikt u het bij vriesweer? Was er een laagtemperatuurset nodig? Deel uw ervaringen, aanvullingen en correcties op het artikel in de reacties.