О различных показателях энергоэффективности кондиционеров

Энергоэффективность кондиционеров - очень популярная тема для обсуждения и один из главных аргументов в их рекламе. Я думаю, многим будет интересно узнать, что помимо стандартных показателей EER и COP существует ещё как минимум три индекса энергетической эффективности холодильного оборудования. Но обо всём по порядку...

Как они появились?

Прежде чем перейти к изучению конкретных показателей и методов их расчета необходимо определить цель введения этих показателей. Какую информацию они должны нести в себе?

Кондиционер потребляет электрическую энергию и вырабатывает холодильную мощность. Очевидно, что цель - добиться максимальной холодопроизводительности при минимальном энергопотреблении. Поэтому, любой показатель энергоэффективности по своей сути - это отношение холодильной мощности к потребляемой. О том, насколько это отношение близко к идеальному, другими словами, насколько высока реальная энергоэффективность по сравнению с теоретической, читайте о реальной и возможной эффективности кондиционеров.

А нам для более качественной оценки нужно учесть условия работы кондиционера, ведь одно дело табличные данные каталога при стандартных условиях, и совсем другое - реальный опыт эксплуатации в широком диапазоне наружных температур, тепловой нагрузки и т.п. Именно желание учесть реальные режимы работы и привело к появлению различных показателей энергетической эффективности.

EER - моментальный показатель энергоэффективности

Итак, обзор показателей энергоэффективности начинается с самого простого и известного: коэффициента EER. EER (Energy Efficiency Ratio, коэффициент энергетической эффективности) равен отношению холодопроизводительности к полной потребляемой мощности при расчетных условиях работы:

EER=Qх/Nпотр;

Особенности данного показателя:

  • EER - это показатель, привязанный к определенным условиям, т.е. это моментальный показатель.
  • Обычно приводится EER для номинального режима (100% тепловая нагрузка при стандартных условиях). Это может быть удобно для быстрой оценки эффективности оборудования, но оценен будет только один режим работы.
  • Часто в каталогах расчет EER производится с учетом только мощности компрессора (без учета вентиляторов и др.), что не совсем верно при отсутствии соответствующих оговорок.
  • EER является интернациональным общепризнанным показателем, понятным для специалистов всех стран и континентов.
  • Именно по EER и только по нему производится деление кондиционеров по классам энергоэффективности (см. ниже).

Согласно Директивам Комиссии Евросоюза по энергетике и транспорту у кондиционеров должна быть этикетка энергоэффективности ЕС, показывающая основные потребительские свойства товара. Эффективность использования энергии обозначается классами - от A до G. Класс A имеет самое низкое энергопотребление, G наименее эффективен. Разделение на классы по EER осуществляется следующим образом:

Класс A B C D E F G
EER >3.2 3.0-3.2 2.8-3.0 2.6-2.8 2.4-2.6 2.2-2.4 <2.2

Обобщенные (сезонные) показатели энергоэффективности

Главная причина введения сезонных показателей - желание оценить эффективность работы холодильного оборудования в условиях, приближенным к реальным, т.е. в течение всего сезона при различной нагрузке и температуре окружающей среды.

Другими словами, обобщенные показатели учитывают ненагруженные режимы работы, поэтому их иногда называют коэффициентами энергоэффективности при частичной нагрузке.

Экспериментальные данные показывают, что нагрузка на систему кондиционирования в течение года изменяется следующим образом:

Очевидно, что данная кривая может существенно изменяться в зависимости от климата конкретного местоположения. Также очевидно и то, что для упрощения расчетов коэффициентов энергоэффективности и для расширения диапазона их применения эта кривая требует осреднения. Наиболее часто встречается четырехступенчатое осреднение.

Выделим основные особенности обобщенных показателей энергоэффективности:

  • Как правило, используется четырехступенчатое осреднение сезонной нагрузки на климатическую систему.
  • Оценка производится только для одного чиллера. Однако СНиП 41-01-2003 "Отопление, Вентиляция и Кондиционирование", п. 9.2 гласит, что "Систему холодоснабжения следует, как правило, проектировать из двух или большего числа установок охлаждения".В случае системы холодоснабжения на основе нескольких чиллеров ситуация меняется. Например, при наличии трех чиллеров график нагрузки каждого чиллера в зависимости от общей нагрузки выглядит следующим образом:  Из графика видно, что в многочиллерной системе нагрузка на каждый чиллер выше, чем в одночиллерной, если общая нагрузка не превышает 65% от максимальной. Сделаем из этого главный вывод: нагрузка на чиллер в многочиллерной системе практически всегда выше 50%. Это следует учитывать при выборе показателя энергоэффективности.

ESEER - Европейский сезонный показатель энергоэффективности

ESEER - European Season Energy Efficiency Ratio - Европейский сезонный показатель энергетической эффективности, определяемый в соответствии с директивами Евросоюза (согласно спецификации ЕЕССАС (Оценка энергетической эффективности и сертификация кондиционеров воздуха), в Европе следует использовать именно ESEER).

ESEER рассчитывается по следующей формуле:

ESEER = 0.03·EER(100%, 35°C)+0.33·EER(75%, 30°C)+0.41·EER(50%, 25°C)+0.23·EER(25%, 20°C),
где EER(..%) коэффициенты энергоэффективности при указанной нагрузке и температуре наружного воздуха или соответствующей температуре охлаждающей воды (см. таблицу ниже).

Параметры для расчета ESEER можно наглядно представить в виде таблицы:

Нагрузка,
%
Температура
наружного
воздуха, °C
Температура
охлаждающей
воды, °C
Длительность
периода
при данной
нагрузке, %
100 35 30 3
75 30 26 33
50 25 22 41
25 19 18 23

EMPE - итальянское сезонное осреднение

EMPE – показатель энергетической эффективности чиллера, методика расчета которого разработана итальянской ассоциацией AICARR (итал. Associazione Italiana Condizionamento dell'Aria Riscaldamento e Refrigerazione; англ. Italian Association of Air-Conditioning, Heating and Refrigeration; Итальянская ассоциация кондиционирования воздуха, систем отопления и холодоснабжения). EMPE используется на территории Европы. Исследования проводились для Центральной и Восточной Европы в следующих условиях:

Параметры для расчета EMPE можно наглядно представить в виде таблицы:

Нагрузка,
%
Температура
наружного
воздуха, °C
Температура
охлаждающей
воды, °C
Длительность
периода
при данной
нагрузке, %
100 35 29,4 10
75 31,3 26,9 30
50 27,5 23,5 40
25 23,8 21,9 20

IPLV - американский показатель энергоэффективности

IPLV (Integrated Part Load Values, интегральный показатель при частичной нагрузке) – показатель энергетической эффективности, определяемый в соответствии с американским стандартом AHRI (Air Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute; Институт кондиционирования воздуха, систем отопления и холодоснабжения) 550/590-98.

Параметры для расчета IPLV можно наглядно представить в виде таблицы:

Нагрузка,
%
Температура
наружного
воздуха, °C
Температура
охлаждающей
воды, °C
Длительность
периода
при данной
нагрузке, %
100 35 29,4 (85°F) 1
75 26,7 23,9 (75°F) 42
50 18,3 18,3 (65°F) 45
25 12,8 18,3 (65°F) 12

IPLV имеет следующие особенности:

  • IPLV в основном применяется на рынке США,
  • Длительность периода работы с 75-100%-й нагрузкой принята равной 1% - очень малая величина. Здесь предполагается, что при проектировании систем холодоснабжения был заложен запас в 20-30% по холодопроизводительности.

Что подходит для Москвы?

Очевидно, что дискретные точки показателей энергетической эффективности для выбираемого оборудования должны максимально соответствовать режиму работы проектируемого объекта. К сожалению, у нас слишком мало накопленных опытных данных по регионам России. Пожалуй, наиболее точно их можно привести только для Москвы.

Итак, для объектов в Москве с системой холодоснабжения на основе двух чиллеров характерна следующая ситуация (по данным компании Trane, водяное охлаждение конденсатора):

100%,
29,4°C
75%,
23,9°C
50%,
18,3°C
25%,
18,3°C
16 38 16 30

Если учесть различия в наружных температурах, то можно сделать вывод, что конктрено для Московского региона наиболее верно отражает действительность коэффициент EMPE.

Комментарии

Ваше имя:

E-mail:  (на сайте не показывается)

Введите код с картинки: