Енергоефективність кондиціонера. Коефіцієнти

Обговорення енергоефективності кондиціонерів , останнім часом стало дуже популярною темою і є вагомим аргументів в їх рекламі При виборі кондиціонера, в описі технічних характеристик, багато хто стикався з поняттям енергоефективність EER/COP. Деякі, чомусь плутають це поняття з ККД (коефіцієнт корисної дії) і при розгляді, наприклад, EER >3,2 говорять про більш ніж 300% ККД або «потрійний, четверний.. енергоефективності» і т. д. стосовно до кондиціонеру. ККД є числовою характеристикою енергетичної ефективності будь-якого пристрою чи машини (у тому числі теплової машини). Він визначається відношенням корисно використаної енергії (тобто перетворена в роботу) до сумарною кількістю енергії, переданим системі. Але внаслідок неминучих втрат енергії на тертя, електроопір, і т. д., ККД завжди буде менше 1 (одиниці). Звідки ж тоді цифри енергоефективності кондиціонерів більше 3, а то і 5-6 ? ККД і EER - це одне і те ж чи ні? Як розшифровується ця абревіатура, що означає, як розраховується і яким значень віддати перевагу при виборі? Відповіді на ці питання ви зможете знайти в цій статті.

Для початку, слід згадати принципова відмінність роботи кондиціонера як теплового насоса від систем, заснованих на прямому перетворенні електроенергії. Про це детально описано в статті ЗИМА І КОНДИЦІОНЕР. У випадку з кондиціонером, можна сказати, що робота компресора йде не на «виробництво» теплоти, а на її переміщення. Витрачаючи всього 1 кВт електричної потужності на привід компресора, можна «отримати», а точніше перенести від 2-х і більше кВт тепла. У режимі обігріву тепловий насос (кондиціонер) переносить тепло з вулиці в приміщення. Якщо ж тепловий насос змусити працювати у зворотному напрямку, тобто переносити тепло з приміщення на вулицю, то його можна використовувати для охолодження повітря в цьому приміщенні. Порівняйте цей процес з принципом роботи нагрівальної системи, заснованої не на перенесенні, а на прямому перетворенні електричної енергії в теплову. В цьому випадку 1 кВт спожитої потужності ніколи не зможе стати навіть 1 кВт тепла.

Характеристики енергоефективність EER\COP

Отже, в процесі роботи в режимі охолодження, кондиціонер споживає електричну енергію, при цьому забираючи певну кількість теплоти від охолоджуваного об'єкта (повітря) в одиницю часу. Цей процес характеризується як холодопродуктивність . Ставлення холодопродуктивності до кількості енергії, витраченої за одиницю часу на здійснення холодильного циклу, носить назву холодильний коефіцієнт. Ставлення холодильної потужності до споживаної і є той самий EER (Energy Efficiency Ratio).

EER=Qх/Nпотр

Для прикладу візьмемо типовий опис технічних характеристик побутового кондиціонера (Рис. 1) Підставляючи дані в нехитру формулу бачимо повну відповідність заявлених характеристик один одному 2,5 кВт / 0,78 кВт = 3,21 EER Тепер вам буде неважко, знаючи тільки холодопродуктивність і споживану потужність, самостійно обчислити значення енергоефективності, якщо дані EER не будуть вказані в описі моделі. Або ж навпаки – обчислити будь-який з цих показників, при наявності значень двох інших.

Рис.1

Аналогічним чином обчислюється та іншої коефіцієнт - COP (Coefficient of Performance), який показує ефективність роботи кондиціонера в режимі обігріву. Він дорівнює відношенню потужності обігріву до споживаної потужності. Значення коефіцієнта EER більшості побутових спліт-систем зазвичай лежить в діапазоні від 2,5 до 3,5, а COP — від 2,8 до 4,0. У сучасних інверторних моделей ERR і COP можуть досягати значень 4,5–5,0. Примітно, що коефіцієнт COP має дещо більше значення, ніж EER. Це пояснюється тим, що під час роботи кондиціонера в режимі обігріву переноситься ще теплота роботи стиснення компресора і теплота, що виділяється самим електродвигуном компресора при роботі. Однак це співвідношення не завжди таке, а з введенням нових коефіцієнтів ситуація змінилася на протилежну - значення коефіцієнта EER стало вище ніж COP. Чому так, читайте нижче.

Згідно з директивами Комісії Євросоюзу з енергетики і транспорту в більшості товарів (від лампочки до автомобіля) повинен бути стікер енергоефективності ЄС. І кондиціонери, звичайно, не стали тут виключенням (Рис.2) Багато покупців побутової техніки бачили ці красиві етикетки з різнокольоровими піктограмами на здобувається товар.

Рис.2

До речі, цих директив було багато і придумали їх не сьогодні і навіть не вчора. Про всіх писати сенсу немає, ми почнемо з «нової Директиви з маркування етикеткою енергетичної ефективності № 2010/30/ЄС від 2010 року, яка охоплює не тільки побутову продукцію, але і розширює сферу регулювання на промислові і торгові прилади і обладнання, а також на продукцію, яка не споживає енергію, але може мати значний прямий або непрямий вплив на її економію (огороджувальні конструкції будівель і споруд)» (с). Ось такі гримаси енергетичної кризи )) Для характеристики енергоефективності була введена шкала складається з семи категорій, що позначаються літерами від A до G , яка і відображається на стікері. (Рис.3) . Клас A має низьке енергоспоживання – (COP > 3,6 і EER > 3,2) Клас G - самий ненажерливий – (COP < 2,4 і EER < 2,2)

Рис.3

Слід зазначити, що є деякі особливості даних показників, про які слід знати при оцінці енергоефективності. Насамперед - показники EER/COP є моментальними, тобто характеризують енергоефективність безпосередньо в даний момент часу. Далі, дані показники розраховуються строго у визначених умовах у відповідності з ISO 5151 тобто при 100% теплової навантаженні при стандартних умовах (температура зовнішнього повітря +35°С в режимі охолоджування і +7°С в режимі обігріву). Якщо для порівняльної характеристики конкретних моделей такий підхід себе повністю виправдовує, то для комплексної оцінки енергоефективності у часі він має кілька суттєвих недоліків:

- Теплова навантаження може змінюватися в процесі роботи кондиціонера. Ну не працює ж кондиціонер в одних і тих же температурних умовах постійно з ранку до ночі.

- Також слід пам'ятати, що розрахунок проводиться з урахуванням тільки споживаної потужності компресора (без урахування вентиляторів, іонізаторів і ін), що не зовсім вірно при відсутності відповідних застережень у техописании.

- Переваги систем з інверторним приводом компресора, здатних працювати з частковою продуктивністю, характеризувалися недостатньо повно, і тому недооцінювалися покупцями, що природно йде врозріз з інтересами виробників кліматичної техніки.

- Значно можуть розрізнятися і середньорічні температури в різних регіонах. В Афінах літо спекотніше і довше ніж в Лондоні. Думаєте, кондиціонерів там мало? В якості відступу - даху Лондона Фото 4. )) http://360gigapixels.com/london-320-gigapixel-panorama/

Рис.4

Нові характеристики енергоефективності SEER \ SCOP

Для компенсації наведених недоліків було прийнято рішення проводити вимірювання ефективності не при одній температурі зовнішнього повітря, а при 4-х . Більш того, для режиму обігріву стала прийматися до уваги і кліматична зона, в якій передбачається експлуатувати обладнання. З цією метою були запроваджені 3 зони європейського клімату (Рис. 5), які мають різний розподіл так званих градус-годин: -тепла (Афіни) –середня (Страсбург) та –холодна (Гельсінкі). Додатково стала прийматися до уваги і підвищена ефективність інверторних кондиціонерів при роботі з частковим навантаженням, а також електроспоживання в основних режимах роботи кондиціонера , а саме - «температура в приміщенні досягнута, компресор вимкнений», «система включена , але знаходиться в режимі очікування » і ін

Рис.5

Підсумком всіх цих нововведень було введення сезонних коефіцієнтів SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) і SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) , а також новий тип стікерів (Рис. 6), що наклеюються на кондиціонери з 1 січня 2013 року. Саме такий підхід тепер застосовується для оцінки і порівняння фактичного енергоспоживання кліматичної техніки. Для розрахунку цих коефіцієнтів визначається кількість холоду або тепла, виробленого кондиціонером за один сезон, яке ділиться на спожиту за цей же період електроенергію. Для більш точного обліку залежно енергоефективності від температури зовнішнього повітря коефіцієнт SCOP розраховують окремо для різних кліматичних зон. Тепер замість EER і COP зазначаються саме сезонні коефіцієнти, причому SCOP може зазначатися для трьох європейських кліматичних зон. На даний момент обов'язковим поки є вказівка тільки для середньої зони, яка прив'язана до клімату Страсбурга.

Рис.6

На основі сезонних коефіцієнтів розроблена і нова шкала енергоефективності кондиціонерів від D (SEER < 3,6; SCOP<2,5) до нових вищих класів енергоефективності A++, A+++ (SEER > 8,5; SCOP>5,1). Класи E, F, G були взагалі виключені (Рис. 7)

Рис.7

Як вже згадувалося, у новій класифікації енергоефективності величини SEER стали більше ніж SCOP. При «старій» методикою оцінки енергоефективності, EER і COP, було зворотне співвідношення. З чим це пов'язано? Пояснюється просто – сезонним вимірюванням параметрів. Справа в тому, що в реальних умовах SCOP вимірюється в холодну пору року, а при низьких температурах зовнішнього повітря енергоефективність кондиціонера помітним чином знижується.

У нових стікерах збереглося відображення додаткової інформації. Наприклад, рівень звукової потужності при роботі як внутрішнього, так і зовнішнього блоків. Це досить об'єктивний акустичний параметр джерела шуму, який відрізняється від раніше вказаний параметр рівня звукового тиску, що залежить від точки вимірювання. Він дозволяє розрахувати рівень звукового тиску в будь-якій довільній точці, з урахуванням особливостей розповсюдження, відбиття та поглинання звукових хвиль. Гарне доповнення для порівняння різних систем кондиціонування повітря за рівнем комфорту.

Ну і ще одне нововведення в стікерах . При розрахунку сезонних коефіцієнтів визначається ще один дуже важливий для споживача параметр - kWh/annum. Це умовне сумарна кількість електроенергії, споживана кондиціонером за рік, розмір якого встановлюється окремо для режимів охолодження і обігріву. Чому умовне? Методика розрахунку припускає «по-європейськи» економне охолодження, коли температура повітря всередині приміщення встановлюється на рівні +26°С (ARI Standart 210/240). Якщо значення kWh/annum помножити на вартість кВт\год у вашому регіоні, то ви отримаєте вартість споживаної кондиціонером електроенергії за рік. Наскільки ця умовність відповідає дійсності, Ви можете перевірити самостійно.

Для цього потрібно купити новий кондиціонер з новим стікером у компанії Клімат Маркет Харків. «Їх є у нас» (с)))