Коэффициент cop: Запрашиваемая страница не найдена!

Что такое коэффициент энергоэффективности EER/COP и SEER/SCOP?

При покупке кондиционера одним из важных показателей, на который следует обязательно обратить внимание, является потребление энергии. Показатель обозначен как класс энергоэффективности кондиционера. Поэтому важно знать что это такое и какие показатели бывают. Осведомленность в данной информации позволит пользователям приобретать более экономически рентабельные модели в соответствии с личными потребностями.

Что такое коэффициенты энергоэффективности

По сути работа кондиционера основана на потреблении электрической энергии и выработке холодильной или тепловой мощностей. Исходя из этого, можно сделать вывод, что цель основана на достижении наивысшей отметки производительности, при этом задействовав самый низкий процент энергопотребления.

Кондиционер должен выдавать максимум своей мощности при минимуме затрат

А значит, каждый показатель энергоэффективности означает соотношение мощности к потребляемой энергии.

Стоит учесть, что и производительность холода и используемая мощность напрямую зависимы от эксплуатационных обстоятельств: показатели температуры окружающей среды, помещения. Именно надобность контролирования фактических режимов производительности и стала мотивирующим фактором к образованию разных показателей энергетической эффективности.

Коэффициенты энергоэффективности EER и COP

EER – индекс энергетической эффективности при работе на охлаждение. Обозначает отношение холодопроизводительности (Qх) при наивысшей нагрузке к используемой мощности (Nпотр). Определяется формулой:

EER = Qх/Nпотр.

COP – индекс энергетической эффективности при работе на обогрев. Обозначает соотношение выработанной энергии тепла (Qт) при полной нагрузке к потребляемой мощности (Nпотр). Определяется формулой:

COP = Qт / Nпотр.

Стоит отметить, что показатель COP выше, нежели EER. Это можно объяснить тем, что компрессор в процессе работы имеет свойство нагреваться, таким образом он отдает фреону дополнительное количество тепла.

Это приводит к тому, что оборудование вырабатывает больше теплого воздуха, нежели холодного.

Чтобы осуществить замеры, были введены следующие температурные показатели воздуха снаружи: +35°С для охлаждения и +7°С для обогрева. Процесс замера выполнялся на максимальном режиме работы оборудования.

Это действие выявило несколько недочетов:

• температурные точки не отобразили фактических эксплуатационных условий систем в Европе;
• положительные стороны оборудования с инверторным управлением оставались незамеченными. А поэтому покупатели оставались не осведомленными, что системы с инверторным приводом компрессора более энергоэффективны.

Возьмите на заметку, что некоторые продавцы, желающие нажиться на обмане, используют незнание покупателей и могут представлять коэффициент COP вместо EER. Поэтому знать особенности каждого показателя очень важно, дабы не попасться на крючок нечестных продавцов.

Новые коэффициенты энергоэффективности SEER и SCOP

Для компенсации приведенных выше показателей EER/COP были введены новые параметры сезонной энергоэффективности SEER и SCOP. Данные коэффициенты определяют годовое потребление энергии и произведенное за данный срок количество тепла и холода.

SEER – сезонный коэффициент энергоэффективности системы в режиме охлаждения.

SCOP – сезонный коэффициент производительности системы в режиме нагрева.

Эти индексы дают возможность провести сравнительный анализ сплит-систем в действующих обстоятельствах, не прибегая к лабораторной обстановке.

ESEER – Европейский показатель сезонной энергоэффективности. Позволяет оценить среднее значение холодильного коэффициента при неполной нагрузке по четырем рабочим режимам (1,2,3,4) определенным организацией Евровент –  одной из основных органов европейской сертификации климатического и холодильного оборудования.

ESEER – это среднее значение величин холодильного коэффициента на различных рабочих режимах, взвешенное по времени работы.

ESEER = EER1x3% + EER2x33% + EER3x41% + EER4x23%

Нагрузка, %	Температура воздуха, °С	Холодильный коэффициент	Рабочее время, %
100	35	EER1	3
75	30	EER2	33
50	25	EER3	41
25	20	EER4	23

Отсюда видно, что при 100% загрузке кондиционер работает всего 3% времени, при 75% загрузке – 33% времени, при 50% загрузке – 41 % времени, при 25% загрузке – 23 % времени от общего времени работы за сезон.

Учитывая все вышесказанное, можно подытожить, что коэффициенты энергетической эффективности SEER и SCOP более точно отражают реальную картину эксплуатации климатического оборудования в течение года в условиях разного  климата.

Почему инверторные кондиционеры наиболее энергоэффективные?

Инверторный или не инверторный… Какому типу отдать предпочтение, учитывая показатели энергоэффективности?

Инверторные сплит-системы имеют отличительную черту в сравнении с традиционными моделями. Дело в том, что такое оборудование позволяет менять частоту вращения двигателя компрессора. А это означает, что производительность устройства может изменить показатели, зависимо от эксплуатационных условий.

Если говорить о привычных для всех сплит-системах – не инверторных, то в момент достижения установленной температуры компрессор отключается. В то же время, при таких же условиях, инверторные снижают производительность до минимально допустимой отметки. Как результат, снижаются затраты на электричество, увеличивается точность поддержания установленной температуры.

Говоря языком цифр, к примеру, коэффициент EER инверторных систем достигает показателей 4–5, а использование электричества (в сравнении с традиционными моделями) становится меньше на 40%.

Вместе с этим обозначается широкий ряд преимуществ кондиционеров с инверторным управлением: длительный и беспроблемный эксплуатационный срок компрессора, бесшумная работа, быстрое охлаждение/нагрев, экологически чистый хладагент, широкий спектр температурного режима.

А значит, покупая климатическое оборудование, обязательно учитывайте эти показатели, тогда приобретение оправдает все ваши ожидания.

Энергоэффективность кондиционера. Что такое коэффициенты энергоэффективности EER и COP

Коэффициентом энергоэффективности кондиционера принято считать отношение производимой им энергии к затраченной электроэнергии. В частности, отношение холодопроизводительности к количеству потребленной энергии называется холодильным коэффициентом, или

EER. Отношение же произведенной энергии тепла к потребленной электроэнергии считается тепловым коэффициентом – COP.

К примеру, традиционная бытовая сплит-система с холодопроизводительностью 2,7 кВт и потребляемой мощностью в режиме охлаждения 950 Вт, будет иметь коэффициент энергоэффективности EER – 2,84 (2,7/0,95 = 2,84), а с энергопотреблением в режиме обогрева 920 Вт COP будет равен 2,93.

Если обратить внимание, то можно заметить, что коэффициент COP имеет несколько большее значение, чем EER. Объясняется это тем, что во время работы кондиционера компрессор нагревается, и при работе в режиме обогрева это тепло, выступая в роли дополнительного источника энергии, передается хладагенту, циркулирующему в контуре системы. Об этом стоит помнить при покупке кондиционера, так как некоторые «не чистые на руку» продавцы могут упоминать коэффициент COP вместо EER, когда речь идет о его энергоэффективности.

Особенности коэффициента эффективности EER:

• Обычно измеряется в соответствии со стандартом ISO 5151(наружная температура +35°С, внутренняя – +27°С).
• Как правило, в каталогах EER приводится с учетом мощности компрессора, пренебрегая работой двигателя вентилятора и других элементов. (При этом, в технических характеристиках должно быть соответствующее примечание).
• EER является основополагающим параметром для разделения бытовых кондиционеров на классы энергоэффективности.
• Является общепризнанным во всем мире показателем, используется специалистами во всех сферах индустрии кондиционирования (расчеты, документация, проектирование и т.п.).

Производительность системы кондиционирования и потребляемая ею мощность во многом зависят от таких факторов, как температура уличного воздуха и температура в обслуживаемом помещении. По этому, для более точного определения энергетической эффективности с учетом различных условий и режимов работы кондиционера, было введено несколько дополнительных показателей.

SEER (SCOP) – сезонный показатель энергоэффективности принятый в США. Коэффициент, предназначен для обозначения средней эффективности кондиционера в течение одного сезона. Определяется с учетом потребленной за сезон (как правило – год) электроэнергии и произведенному за этот же период количеству холода и тепла.

ESEER (ESCOP) – Европейский сезонный коэффициент энергоэффективности. Определяется для холодильного оборудования, чиллеров и систем кондиционирования. С 2013 года в маркировке кондиционеров, предназначенных для стран Евросоюза, значение этого коэффициента указывается для 3-х европейских климатических зон.

Что такое класс энергоэффективности кондиционера?

Стандарты качества и энергопотребления бытовой техники Евросоюза не стоят на месте, и поэтому, с недавнего времени, комиссия по энергетике ЕС предписывает производителям снабжать кондиционер этикеткой с обозначением энергоэффективности.

Для разделения техники на классы по количеству потребляемой энергии приняты следующие обозначения: «A», «B», «C», «D», «E», «F», «G». Маркировкой класса «А» снабжаются кондиционеры с максимальной энергоэффективностью, «G» – обозначает минимальную (см. рисунок). За последние несколько лет технологии производителей шагнули далеко вперед и существующей «шкалы» стало недостаточно. Теперь кондиционеры с эффективностью превышающей значение «А» допускается маркировать «A+», «A++» и т.д.

Почему инверторные кондиционеры самые энергоэффективные?

В инверторных кондиционерах, в отличие от традиционных, присутствует возможность изменения частоты вращения двигателя компрессора с помощью преобразования переменного тока в постоянный (инвертирование). Таким образом, холодопроизводительность кондиционера может быть изменена в широких пределах в зависимости от условий эксплуатации.

В то время, как «обычные» сплит-системы по достижению заданной температуры отключают компрессор, инверторные снижают его производительность до минимальной. В результате расход электроэнергии (в том числе на частые пуски/остановки системы) значительно сокращается и повышается точность поддержания заданной температуры. Коэффициент EER таких систем может достигать уровня 4 или даже 5, а потребление электричества меньше до 40%, чем у традиционных систем.

Кроме того кондиционеры с инверторным управлением имеют следующие преимущества: повышенный срок эксплуатации компрессора, тихие шумовые характеристики, защита от перепадов напряжения, быстрое охлаждение или обогрев, использование экологически чистых хладагентов, широкий диапазон рабочих температур.

Итак, подытожим.

• Коэффициент энергоэффективности EER или COP отображает количество кВт тепла или холода, произведенных кондиционером, на каждый потребленный кВт электроэнергии.
• Чем выше EER, тем меньше кондиционер потребляет электроэнергии, тем большей эффективностью обладает система.
• Система кондиционирования класса «A» – потребляет минимум электроэнергии.
• Самыми энергоэффективными системами являются инверторные кондиционеры.

Что такое энергоэффективность систем кондиционирования

Энергопотребление систем кондиционирования зависит от двух параметров: теплопоступлений в помещение и энергоэффективности самих систем, то есть их способности отводить тепло с минимальными затратами электроэнергии.

Сегодня практически в каждом офисном здании используют систему кондиционирования

Есть два способа снизить энергопотребление системы кондиционирования: уменьшить теплопоступления в помещение или увеличить энергоэффективность кондиционеров. Теплопоступления от кондиционеров можно уменьшить за счет хорошей теплоизоляции зданий, но эти усилия нивелируются за счет внутренних тепловыделений от компьютерного и другого оборудования.

Остается второй вариант – повысить энергоэффективность климатической техники.

Коэффициенты энергоэффективности кондиционеров

Энергоэффективность систем кондиционирования оценивают с помощью коэффициента энергоэффективности – показателя соотношения производительности оборудования к потребляемой им мощности. Получаемое значение говорит о том, сколько кВт производит оборудование, потребляя 1 кВт электроэнергии.

Энергоэффективность кондиционеров до 2013 года оценивали по двум коэффициентам:

• EER (Energy Efficiency Ratio) – коэффициент производительности кондиционера по холоду, или холодильный коэффициент. Это соотношение холодопроизводительности системы к потребленной энергии.

Приведем такой пример. Сплит-система потребляет в режиме охлаждения 900 Вт и имеет показатель холодопроизводительности 2,5 кВт. Тогда ее холодильный коэффициент вычисляется так: EER = = 2,78 (это невысокий показатель, приведен только в качестве примера).

У современных систем кондиционирования значение EER порядка 5,5.

Кондиционер с низким показателем EER – плохой помощник в охлаждении воздуха в помещениях

Разработали специальную методику определения EER, изложенную в стандарте ISO 5151 «Кондиционеры и тепловые насосы без системы воздуховодов. Испытания и определение рабочих характеристик» (оригинальное название Non-ducted air conditioners and heat pumps. Testing and rating for performance). Согласно методике, коэффициент измеряли при полной загрузке кондиционера, температуре наружного воздуха +35 °С и температуре в помещении +27 °С. При расчетах учитывали только мощность системы.

• COP (Coefficient of рerformance) – коэффициент производительности кондиционера по теплу. Определяли аналогично EER при полной загрузке кондиционера, фиксированной температуре наружного воздуха +7 °С и температуре в помещении +27 °С. Современные системы кондиционирования имеют значение коэффициента COP порядка 6,0.

Этот показатель больше EER, потому что при работе в режиме нагрева свой вклад в повышение температуры хладагента вносит компрессор, который тоже нагревается и выделяет тепло. В результате появляется дополнительный источник энергии, повышающий коэффициент.

Классы энергоэффективности кондиционеров

На основании коэффициентов EER и COP разработали шкалу, в соответствии с которой кондиционерам присваивали класс энергоэффективности: максимальный – класс А, минимальный – класс G.

Так выглядела классификация кондиционеров в зависимости от показателей EER и COP

Изменения в оценке энергоэффективности систем кондиционирования

С 2013 года подходы к оценке коэффициентов энергоэффективности кондиционеров изменились. Они стали называться сезонными коэффициентами энергоэффективности: появились SEER (Season Energy Efficiency Ratio) – сезонный холодильный коэффициент и SCOP (Season Coefficient of Performance) – сезонный коэффициент производительности по теплу.

Методика их расчета тоже поменялась и усложнилась. Если раньше показатели рассчитывали на основании моментальных измерений, то теперь делают несколько измерений в течение сезона (как правило, года).

Для определения SEER измерения выполняют при температуре наружного воздуха от +20 до +35 °С, с шагом в 5 °С. Для расчета SCOP измерения делают при температуре наружного воздуха от +12 до −7 °С, с шагом в 5 °С.

При этом учитывают дополнительные параметры: тип управления кондиционера, особенности и режимы его работы, количество часов работы в режиме охлаждения или обогрева (для этой цели Европу условно поделили на климатические зоны).

Формула для расчета, например SEER, тоже усложнилась: SEER = 0,03 × EER₁ + 0,33 × EER₂ + 0,41 × EER₃ + 0,23 × EER₄, где EER₁ замеряется при температуре воздуха +35 °С и 100%-й загрузке кондиционера. В таком режиме он функционирует 3 % всего времени работы (отсюда коэффициент 0,03).

EER₂ замеряется при температуре воздуха +30 °С и 75%-й загрузке кондиционера (в таком режиме он функционирует 33 % всего времени работы).

EER₃ замеряется при температуре воздуха +25 °С и 55%-й загрузке кондиционера (в таком режиме он функционирует 41 % всего времени работы).

EER₄ замеряется при температуре воздуха +20°С и 25 %-й загрузке кондиционера (в таком режиме он функционирует 23 % всего времени работы).

Разработчики методики полагают, что такие расчеты точнее отображают энергоэффективность системы кондиционирования. На наш взгляд, такое усложнение расчетов вызвано схожестью характеристик систем кондиционирования всех производителей, отчего по предыдущей методике расчетов получался одинаковый результат для всех.

Разнообразив расчеты и усложнив измерения, специалисты разработали новую классификацию кондиционеров. Из нее исключили классы E, F, G и добавили А+, А++ и А+++.

Так выглядит классификация кондиционеров в зависимости от показателей SEER и SCOP

Заключение

Большинство современных систем кондиционирования являются энергоэффективными. Между собой они различаются набором функций, точностью поддержания температуры, мощностью, видом хладагента. При выборе системы нужно учитывать, какую задачу она будет решать и в каких условиях работать. Зная эту информацию, наши специалисты подберут подходящее решение.

Что означают показатели EER, COP и Класс энергоэффективности ?

Что означают показатели EER, COP и Класс энергоэффективности ?

 

Эффективность кондиционера традиционно определяется так называемым холодильным коэффициентом (отношением холодопроизводительности к затраченной мощности) и тепловым коэффициентом (отношением теплопроизводительности к затраченной мощности). Однако существует еще несколько индексов энергетической эффективности холодильного оборудования.

Как они появились?

Прежде чем перейти к изучению конкретных показателей и методов их расчета, необходимо определиться с целью 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.
Но и холодопроизводительность (в большей степени), и потребляемая мощность (в меньшей степени) зависят от условий эксплуатации кондиционера, главным образом — от температуры окружающей среды и температуры в обслуживаемом помещении. Именно необходимость учета реальных режимов работы и привела к появлению различных показателей энергетической эффективности.

EER — моментальный показатель энергоэффективности

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

EER = Qх/Nпотр.

Особенности данного показателя:

• EER — это показатель, привязанный к определенным условиям, то есть, 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 тогда будет учитываться только один режим работы.
• Часто в каталогах расчет EER производится с учетом только мощности компрессора (без учета вентиляторов и других частей кондиционера), 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 (табл. 1).

COP— тепловой коэффициент

Другой параметр — COP (Coefficient of Performance —тепловой коэффициент) равен отношению мощности обогрева к потребляемой мощности.  

Коэффициент EER бытовых сплит-систем обычно находится в диапазоне от 2.5 до 3.5, а COP — от 2.8 до 4.0. Можно заметить, что значение COP выше, чем EER. Это связано с тем, что в процессе работы компрессор нагревается и передает фреону дополнительно тепло. Именно поэтому кондиционеры всегда выделяют больше тепла, чем холода. Этим фактом часто пользуются недобросовестные производители, указывая в рекламе для подтверждения высокой энергоэффективности своих кондиционеров коэффициент COP вместо EER.

Для обозначения энергоэффективности бытовой техники существует семь категорий, обозначаемых буквами от A (лучшей) до G (худшей). Кондиционеры категории “A” имеют COP > 3.6 и EER > 3.2, а категории “G” — COP < 2.4 и EER < 2.2.

Таблица 1. Разделение кондиционеров на классы энергоэффективности

Класс	A	B	C	D	E	F	G
ERR	≥3,2	3,0-3,2	2,8-3,0	2,6-2,8	2,4-2,6	2,2-2,4	<2,2
COP	≥3,6	3,4-3,6	3,2-3,4	2,8-3,2	2,6-2,8	2,4-2,6	<2,4

 

Следует заметить, что потребляемая мощность и мощность охлаждения обычно измеряются в соответствии со стандартом ISO 5151 (температура внутри помещения +27°С, снаружи +35°С). При изменении этих условий мощность и КПД кондиционера будут другими. Для определения фактической энергоэффективности были введены сезонные коэффициенты SEER и SCOP, которые определяются с учетом потребленной за год электроэнергии и выработанному за этот же период количеству тепла или холода. Такие коэффициенты позволяют сравнивать энергоэффективность различных моделей кондиционеров в реальных, а не лабораторных условиях. Однако для регионов с разным климатом сезонные коэффициенты также будут различны. С 2012 года на шильдах кондиционеров для европейского рынка эти коэффициенты будут указываться для трех европейских климатических зон.

КПД систем кондиционирования и вентиляции. Перевод kW/ton в КПД (COP) или коэффициент энергоэффективности (EER). Американские.

КПД систем кондиционирования и вентиляции. Перевод kW/ton в КПД (COP) или коэффициент энергоэффективности (EER). Американские.

В начало обзора поместим соотношения между различными показателями эффективности систем кондиционирования:

• KW/ton = 12 / EER
• KW/ton = 12 / (КПД x 3. 412)
• КПД = EER / 3.412
• КПД = 12 / (KW/ton) / 3.412
• EER = 12 / KW/ton
• EER = КПД x 3.412

Если для кондиционера (чиллера) эффективность указана равной 1 KW/ton, то:

Эффективность в kW/ton.

Во-первых, под тонной тут понимается chiller refrigeration ton = тонна охлаждения . В принципе, показатель kW/ton в основном используется для больших промышленных систем кондиционирования и тепловых насосов. В данных единицах измеряют отношение потребляемой электрической мощности к эффективной холодильной. Чем ниже показатель кВт/тонна охлаждения, тем эффективнее система.

• kW/ton = Потребляемая мощность (в кВт) _{/ Eффективная} холодильная мощность (в тоннах охлаждения)

Коэффициент полезного действия КПД (COP).

КПД – это основной параметр для оценки эффективности любых систем ( том числе и систем кондиционирования). Напомним:

• КПД = Потребляемая мощность/Полезная мощность, где и числитель и знаменатель берутся в одинаковых единицах.

В случае систем кондиционирования под полезной мощностью понимают количество отведенного тепла в единицу времени. Следует отметить, что КПД больше 1 (больше 100%) имеет смысл, например, когда речь идет о тепловых насосах.

Коэффициент энергоэффективности – EER

Величина встречается чаще всего для характеристики единичных (бытовых, простых) систем кондиционирования и тепловых насосов. EER (КЭФ) определяется, как отношение эффективной мощности в БТЕ/час к потребляемой мощности в Ваттах. Для кондиционирования эффективная мощность – количество отводимого тепла в единицу времени.

• EER = Эффективная мощность (в БТЕ) / Потребляемая мощность (Вт)

Чем выше EER –  тем более эффективна система.

КПД, COP и EER кондиционера: реальные цифры на охлаждение и обогрев

КПД кондиционера на обогрев и охлаждение больше 100% – реальность или миф? Что такое COP и EER, чем они отличаются и что значат? Можно ли повысить КПД кондиционера и как это сделать?

В этой публикации мы расскажем, в каких единицах измеряется эффективность кондиционеров. Вы узнаете, почему КПД сплит-систем может быть больше 100% и насколько. Мы расскажем, как улучшить энергоэффективность кондиционера.

КПД, COP и EER —  в чем разница?

В описании кондиционера можно встретить такие показатели, как EER, COP и КПД. Они описывают эффективность работы системы, но обозначают разные значения.

• EER (Energy Efficiency Rating, рейтинг энергоэффективности) – показывает, насколько эффективно кондиционер работает в режиме охлаждения.
• COP (Coefficient of Performance, коэффициент преобразования) – показывает среднюю эффективность для работы на охлаждение и обогрев.
• КПД (коэффициент полезного действия) – то же самое, что COP, но выражается в процентах.

Если заглянуть в инструкцию или спецификацию, вы увидите, что EER всегда меньше COP. Все потому, что в режиме обогрева кондиционер работает лучше. Ведь в процессе работы его компрессор выделяет тепло и дополнительно греет фреон.

Для наглядности приведем пример. При одних и тех же условиях кондиционер может иметь:

• COP – 2,6;
• EER – 2,4;
• КПД – 260%.

Это значит, что на 1 кВт потребляемой электроэнергии он произведет 2,6 кВт тепла или 2,4 кВт холода.

Классы энергоэффективности кондиционера

В зависимости от эффективности, кондиционеры (как и тепловые насосы, холодильники, чиллеры) делятся на несколько классов. Они обозначаются латинскими буквами от «A» до «G». Ниже приводим расшифровку этих обозначений:

Иногда производители указывают класс энергоэффективности «AA», «A+» или «A+++». Это обычная уловка чтобы обмануть покупателя и разрекламировать свой товар. В таком случае вам стоит обратить внимание на реальные показатели COP или EER.

КПД кондиционера больше 100 процентов – реальность?

Со школы нас учили что КПД не может быть больше 100%. Но в случае с кондиционерами это не совсем так. Дело в том, что кондиционер не производит тепло или холод, он перекачивает его. То есть, работает как тепловой насос.

В сущности, кондиционер всегда перекачивает только тепловую энергию. Когда он работает на обогрев, тепло переносится с улицы в помещение. Когда кондиционер работает на холод – тепло переносится из помещения на улицу.

КПД, EER и COP кондиционера зависят от разницы температуры в помещении и снаружи. Чем она больше, тем меньше эти показатели. Поэтому у каждого кондиционера есть свои условия, при которых его можно включать на тепло и на холод.

Также вам стоит знать, что КПД инверторного кондиционера выше чем у обычного. Особенно это заметно, когда сплит-система работает на обогрев при низкой температуре на улице и на охлаждение при высокой.

Графики КПД кондиционера в зависимости от температуры

На этом графике показана зависимость КПД от температуры воздуха в помещении и на улице. Как видно, чем холоднее снаружи и больше нужно нагреть помещение, тем хуже эффективность работы кондиционера.

Эффективность работы кондиционера на тепло

На этом графике показано, как изменяется COP, когда кондиционер работает на холод. Чем жарче на улице и холоднее внутри помещения, тем эффективность ниже.

Эффективность работы кондиционера на холод

Как повысить КПД кондиционера

Существенно увеличить КПД кондиционера очень сложно, но поднять его на 10-20% вполне реально. Причем нет универсального способа, вам стоит определиться, как вы его собираетесь использовать – для отопления или охлаждения.

Чтобы улучшить эффективность работы кондиционера на обогрев, нужно:

• Следить чтобы наружный блок не обмерзал, на нем не образовывался лед;
• Периодически чистить внешний и внутренний блоки;
• Установить зимний комплект;
• Если на улице слишком холодно – использовать другие источники тепла;
• Выбрать место расположения наружного блока так, чтобы он не был на ветру;

Для улучшения КПД кондиционера на охлаждение, необходимо:

• Установить внешний блок с северной стороны здания;
• Следить за тем, чтобы радиаторы обоих блоков не забивались грязью и пылью;
• Поставить солнцезащитный козырек над внешним блоком;
• Так выбрать место для наружного блока, чтобы он лучше обдувался ветром.

В этой статье мы постарались максимально полно раскрыть тему КПД кондиционера на охлаждение и обогрев. если у вас остались вопросы – можете задать их в комментариях. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями!

Что такое COP теплового насоса?

COP (англ. Coefficient of Perfomance) – коэффициент преобразования или тепловой коэффициент. Это значение показывает во сколько раз тепловой насос производит больше энергии, чем потребляет сам, то есть определяет разницу между производимой и потребляемой тепловым насосом энергией.

К примеру, тепловой насос с коэффициентом преобразования 4 к каждому потребленному им кВт производит еще дополнительные 3 кВт тепловой энергии. Таким образом, из каждых 4 кВт энергии, затрачиваемых на отопление, платить приходиться только за 1 кВт.

В теории COP определяется следующей формулой:

где Т1 – температура источника тепла (грунта, воды, воздуха), Т2 – температура воды в отопительном контуре (температура воды, циркулирующей в трубках теплого пола, теплого плинтуса). Таким образом, величина COP зависит от температуры источника тепла и температуры в системе отопления дома(на входе и выходе теплового насоса).

При расчете коэффициента преобразования температура рассчитывается в Кельвинах, то есть в абсолютных величинах, отсчитываемых от абсолютного ноля. Для перевода градусов Цельсия в Кельвины, к первым необходимо прибавить 273 градуса.

Формула на конкретном примере:

Например, геотермальный тепловой насос собирает энергию грунта при температуре +1 Цельсия, или 274 Кельвина и отдает эту энергию воде в отопительном контуру при температуре +55 Цельсия или 328 К.Получается следующая формула:

Однако следует помнить, что такой расчет дает слишком завышенное значение, так как рассчитывается исходя из того, что все составляющие теплового насоса работают со 100% КПД, то есть сами не потребляют энергии. В реальности же, компрессор и другие составляющие теплового насоса значительно снижают значение коэффициента преобразования.

Нормальным считается коэффициент со значением 3. Такое и выше значение можно получить сохраняя минимальную разницу температур на входе и выходе из ТН. На температуру наружного источника тепла (грунта, воды, воздуха) повлиять невозможно, поэтому необходимо стараться поддерживать на более низком уровне температуру на выходе из теплового насоса. Именно поэтому теплые полы, работающие при температурах около 30 градусов идеально подходят для работы с тепловым насосом.

 

 

COP тепловых насосов (определение коэффициента производительности)

COP или C oefficient O f P erformance – самый базовый показатель энергоэффективности для любого теплового двигателя. Это полезно при сравнении тепловых насосов, холодильников и кондиционеров.

Определение: COP – это отношение того, сколько полезного тепла (или холода) тепловой насос будет производить, если мы дадим ему определенную энергию.

По сути, он говорит нам, сколько тепла мы можем произвести с каждым ваттом энергии.

Другой КПД тепловых насосов

Пример: У нас есть тепловой насос мощностью 1000 Вт с КПД 3,5 . Это означает, что мы питаем его мощностью 1000 Вт, а тепловой насос возвращает нам 3500 Вт тепла. Это очень энергоэффективный тепловой насос. Он будет кипятить почти 10 галлонов воды в час .

Для сравнения: Тепловой насос мощностью 1000 Вт с COP 2 будет кипятить менее 6 галлонов воды в час .

Помните, что количество потребляемой электроэнергии одинаково в обоих случаях.Эксплуатация нагревателя мощностью 1000 Вт в течение часа стоит около 13 центов.

В среднем нагреватель с COP 3.5 кипятит галлон воды менее чем за 1 цент. Нагреватель COP 2 вскипятит галлон воды более 1 цента.

Намного лучше иметь водонагреватель COP 3,5, чем водонагреватель COP 2. Например, известно, что лучшие водонагреватели без резервуаров имеют высокий коэффициент полезного действия.

Пример: Даже небольшой электрический водонагреватель без бака имеет мощность 9000 Вт.Более крупные с 15+ галлонами в минуту могут потреблять до 36 кВтч каждый час. Высокий КПД такого теплового насоса важен для оптимизации затрат на электроэнергию. С другой стороны, устройства, которые не потребляют много энергии, например портативные кондиционеры с батарейным питанием, имеют низкий КПД.

Давайте посмотрим, как рассчитывается COP, каков максимально возможный COP теплового насоса и как на счет за электроэнергию влияют блоки HVAC с разными значениями COP.

Как рассчитать COP? Формула COP

Вот формула COP (уравнение, которое вычисляет коэффициент полезного действия для любого теплового насоса) :

COP = Q / W

где Q – тепло, выделяемое нагревателем, если мы даем ему определенное количество работы (Вт).

Для охлаждения Q представляет тепло, которое мы забираем из холодного резервуара. Кондиционер, например, отводит тепло из комнаты (резервуар для холода).

Примечание: COP для отопления и COP для охлаждения могут быть разными. Например, лучшие мини-сплит-тепловые насосы способны как охлаждать пространство, так и нагревать его.

Хорошая мини-сплит-система обычно имеет коэффициент охлаждения 2 или более и коэффициент теплопередачи 3 или более.

Если мы применим 1-й закон термодинамики и сделаем небольшой вывод, мы сможем увидеть значения COP для теоретически 100% идеального теплового насоса и идеального кондиционера (мы также называем это машиной Карно).Давайте сначала займемся тепловым насосом:

COP теплового насоса

Вот как можно рассчитать теоретически максимальный COP теплового насоса:

COP _{тепловой насос} = T _{горячий} / (T _{горячий} -T _{холодный} )

T _hot – это та уютная горячая температура, которую мы хотим иметь в холодные зимы (скажем, 95F; это 298 по Кельвину).

T _{холодный} – это температура холода, при которой тепловой насос начинает работать (57F или 287K).

Теоретический максимальный COP рассчитывается следующим образом:

COP _{тепловой насос} = 298K / (298K-287K) = 27,09

Таким образом, теоретически тепловой насос может иметь КПД даже выше 20. Тем не менее, реальный КПД теплового насоса на практике намного ниже.

Золотой стандарт: Стандартный тест для измерения COP теплового насоса проводится с T _{горячего} = 95 F (308 K) и T _{холодного} = 32 F (273 K). Это означает, что в 100% идеальном случае максимальный COP составляет 8,8.Но на практике он ниже.

Фактически, самый высокий КПД, который может достичь тепловой насос, составляет около 4,5. Любой тепловой насос с КПД выше 3 имеет очень высокую энергоэффективность.

Вот график того, насколько эффективнее тепловые насосы с высоким КПД. Мы установили COP 2 равным нулю и рассчитали, на сколько процентов эффективнее тепловые насосы с более высоким COP.

Вы можете увидеть, например, что насос с 3,2 COP на 60% более энергоэффективен, чем 2 насоса COP.

Коэффициент полезного действия кондиционеров

Хорошо, давайте посчитаем максимальный теоретический КПД охлаждающего устройства.А именно кондиционер или холодильник. Применяя 1-й закон термодинамики, мы можем вывести «КПД Карно» для охлаждающего устройства, рассчитываемого следующим образом:

COP _{охлаждение} = T _{холодный} / (T _{горячий} -T _{холодный} )

T _{холодный} – это температура холода, которую вы хотите поддерживать в своей комнате летом. T _hot – это высокая температура волны тепла.

Давайте посмотрим, каким будет КПД кондиционера в стандартизированном интервале температур T _{горячий} = 95 F (308 K) и T _{холодный} = 32 F (273 K).Подставляя температуру в приведенное выше уравнение охлаждения COP, мы получаем 7,8.

Если вы помните, максимальный КПД теплового насоса был 8,8. Если вы хотите купить кондиционер, убедитесь, что он имеет значение COP выше 2. Это очень высокий коэффициент COP для практичного охлаждающего устройства HVAC.

Обычно проблема заключается в том, что вы нигде не найдете значения COP, даже на листе технических характеристик. Энергоэффективность обычно представлена ​​такими показателями, как EER и SEER; все это основано на COP разделителя HVAC.Например, мы сравнили лучшие портативные кондиционеры, сравнив их рейтинги EER.

Сезонный COP или SCOP

В 2013 году был введен SCOP или сезонный коэффициент производительности . Мы знаем, что COP – это показатель энергоэффективности нагревательного или охлаждающего устройства. Измерение SCOP пытается объективно измерить энергоэффективность в течение зимнего сезона (для отопления) и летнего сезона (для охлаждения).

В основном отношения между SCOP и COP такие же, как между SEER и EER.

SCOP даст гораздо более реалистичное представление о том, насколько энергоэффективно устройство HVAC на практике, то есть в реальном летнем сезоне.

Тем не менее, SCOP все еще рассматривает совершенно новую методологию измерения сезонной эффективности охлаждения и обогрева. Таким образом, вы редко встретите коэффициент SCOP на старых устройствах. Фактически, даже новые устройства редко включают SCOP в свои спецификации, прежде всего потому, что они еще не измерили его.

Коэффициент производительности

– обзор

11.7.1 Тепловой коэффициент полезного действия (COP) и Carnot COP

Тепловой COP аналогичен более известному COP, используемому в тепловых насосах с циклом сжатия пара (VCC). Однако, в то время как VCC COP представляет собой отношение поставляемой тепловой или охлаждающей мощности к электрической мощности или механической потребляемой мощности, знаменателем теплового COP является потребляемая тепловая мощность . Преимущества HACT не видны из-за того, что это важное различие часто упускается из виду.

Важно помнить о более термодинамически ценной природе электричества по сравнению с топливом или теплом при сравнении значений COP при VCC и тепловых COP. В связи с этим, если предположить, что для производства одной единицы электроэнергии требуется три единицы топлива (т.е. высокотемпературное тепло), то тепловой насос с электрическим приводом с COP 3 будет иметь эквивалентную степень использования исходного топлива до тепловой насос, работающий на топливе и активируемый теплом, с коэффициентом полезного действия всего 1. В случае технологий охлаждения, активируемых отходящим теплом, учет еще более благоприятен для HACT.Например, представьте, что объект «A» использует систему CCHP, которая включает систему HACD, ​​работающую на отработанном тепле, с коэффициентом полезного действия 0,5, в то время как объект «B» использует электрическую сеть и тепловой насос VCC с коэффициентом полезного действия 4. В зависимости от факторов например, коэффициент использования оборудования, предполагаемая эффективность преобразования электрической сети, климат и многие другие, объект A может потреблять меньше энергии источника топлива, чем объект B, чтобы выдерживать одни и те же нагрузки в течение года (он будет вероятно, также устранит дорогостоящие сборы за электроэнергию, которые обычно взимаются в самые жаркие дни года).Это подчеркивает необходимость применения общесистемного подхода к производительности системы, а не просто сосредоточения внимания на значениях COP для различных технологий охлаждения. Другой взгляд на термический КПД обеспечивается путем сравнения его с пределом Карно для данной температуры регенерации. Это показано для типичных систем COP на рис. 11.16. Общесистемные подходы к измерению эффективности рассматриваются в Разделе 11.8.

11,16. Зависимость теплового КПД от температуры регенерации для различных HACT

Рисунок 11.16 показаны типичные диапазоны температуры обжига и COP для циклов абсорбции, адсорбции и эжектора. Из изображенных на графике технологий четыре коммерчески доступны: (1,2) одинарные H ₂ O / LiBr или NH ₄ / H ₂ O, (3) машины двойного действия H ₂ O / LiBr машины и (4) адсорбционные машины с различными рабочими парами. Различные рабочие пары для адсорбционных машин обсуждаются в Разделе 11.5.2. Хотя существует потенциал для значительных улучшений COP с многоступенчатыми адсорбционными машинами (см. Douss and Meunier, 1989), эта возможность не фигурирует, поскольку экспериментальные результаты для такой машины недостаточно хорошо установлены.

Интересное примечание к рис. 11.16 состоит в том, что диапазон COP для данной технологии абсорбции плоский – например, COP для однократного поглощения H ₂ O / LiBr не увеличивается с увеличением температуры обжига. Это следствие свойств рабочего тела. Если доступна более высокая температура источника тепла, использование системы двойного действия действительно увеличивает COP, но COP для двойного эффекта также остается плоским. Эта зависимость производительности от пары рабочих жидкостей (а не от температуры источника тепла) на самом деле является общей характеристикой сорбционных тепловых насосов.Область на рис. 11.16 для циклов адсорбции имеет диагональный наклон, поскольку представляет собой семейство рабочих пар. Хотя область цикла эжектора не основана на сорбции, она также представляет собой семейство рабочих жидкостей и геометрических форм.

КПД Карно теплового насоса VCC – это наилучшая возможная производительность, достижимая между двумя температурами источника / стока, с учетом механического или электрического входа. Он содержится в каждом учебнике по основам термодинамики. Тепловой коэффициент сжатия Карно системы HACD получен в Herold и др. (1996) путем объединения цикла выработки энергии Карно с циклом охлаждения теплового насоса Карно.Предполагается, что (1) работа, производимая энергетическим циклом, равна работе, потребляемой циклом охлаждения, и (2) температура отвода тепла от энергетического цикла равна температуре отвода тепла от цикла охлаждения. Таким образом, при расчете теплового коэффициента теплопередачи Карно для охлаждения используются три температуры: низкотемпературный источник тепла (т.е. испаритель) (T ₀ ), температура отвода тепла (T ₁ ) и высокотемпературный источник тепла (T ₂ ). Результирующее выражение дается в уравнении 11.1, где первое частное – это КПД Карно для энергетического цикла, а второе – КПД Карно для цикла охлаждения:

11,1 COP Карно, тепловое, охлаждение = T2-T1T2T0T1-T0

Этот предел эффективности может быть эквивалентно применен к к устройству VCC с приводом от двигателя или к охлаждающему устройству с прямым нагревом. Таким образом, учитывая различные потери при преобразовании и передаче энергии, возникающие при централизованном генерировании энергии и ее распределении по системам VCC потребителей коммунальных услуг, неудивительно, что HACD с прямым зажиганием должен быть в состоянии продемонстрировать энергоэффективность источника, сравнимую или лучше, чем у обычных Системы VCC.Конечно, это особенно верно, когда HACD приводится в действие низкопотенциальным теплом, которое отбрасывается из цикла подачи электроэнергии на месте или собирается солнечным коллектором.

Хотя это не обсуждается подробно в этой главе, важно отметить, что большинство охлаждающих устройств также могут работать в режиме обогрева в течение отопительного сезона. Тепловой коэффициент сжатия Карно для режима обогрева определяется уравнением 11.2.

11.2 COPCarnot, термический, нагревательный = T2 − T0T2T1T1-T0 = COPCarnot, термический, охлаждающий + 1

Тот факт, что коэффициент теплопередачи (даже для системы, далекой от идеала Карно) всегда больше 1, означает, что установка теплового насоса, работающего от тепла, может принести пользу как в периоды нагрева, так и в период охлаждения.Для обогрева испаритель будет нагреваться окружающей средой, а тепло, отводимое конденсатором и адсорбером, будет использоваться для обогрева помещения. Например, с тепловым коэффициентом теплопередачи, равным 1,5, адсорбционная машина может обеспечить 1,5 кВт обогрева помещения при 35 ° C (95 ° F) на каждый кВт тепла, произведенного первичным двигателем при более высокой температуре.

Тепловой КПД термически активируемых машин обычно можно выразить как простое отношение полезной тепловой мощности к тепловой мощности, как в уравнении 11.3, но может также включать паразитные нагрузки (например, электричество для работы двигателей насосов и вентиляторов), необходимые для устройства. Кроме того, существует как минимум два способа учета паразитных нагрузок: вычитание из энергии охлаждения (уравнение 11.4) или добавление к энергии регенерации (уравнение 11.5).

11,3 COPcooling = QcoolingQregeneration

11,4 COPcooling = Qcooling-WparasiticsQregeneration

11,5 COPcooling = QcoolingQregeneration + Wparasitics

В любом уравнении, учитывающем паразитные нагрузки, паразитный коэффициент преобразования топлива также может быть оценен как паразитный коэффициент преобразования. должны быть сожжены для обеспечения паразитной нагрузки.При таком подходе уравнение 11.6 можно заменить в уравнение 11.4 или 11.5, приведенное выше, чтобы заменить паразитный член для достижения учета энергоэффективности с использованием только термических терминов:

11,6 Qпаразитный, эквив. также может быть выражен как электрический COP, или ECOP, который не учитывает тепловые входы и представляет собой мощность охлаждения, разделенную на электрические паразитные параметры, как показано в уравнении 11.7. Это определение имеет смысл, если предполагается, что тепло, приводящее в действие систему, действительно бесплатное, и оно демонстрирует снижение потребления электроэнергии HACD по сравнению с VCC.То, что ECOP HACD превышает COP VCC, является необходимым (но не обязательно достаточным) условием для демонстрации улучшенной энергоэффективности HACD. На практике электрические паразиты, связанные с работой абсорбционного чиллера, не являются незначительными, но ECOP абсорбционной системы по-прежнему легко превосходит COP VCC. ECOP адсорбционного охладителя, как правило, даже более благоприятен, поскольку повышение давления рабочей жидкости осуществляется термически, а не механически.Для ECOP нет теоретических ограничений; действительно, были построены HACD, ​​которые вообще не требуют электричества.

11.7 ECOPcooling = QcoolingWparasitics

Таким образом, существует по крайней мере шесть возможностей для того, как рассчитать эффективность активируемого теплом устройства явного или полного охлаждения на основе Первого закона. Кроме того, когда выбор более низкой теплотворной способности по сравнению с более высокой теплотворной способностью рассматривается для члена эффективности в уравнении 11.6, существует по крайней мере восемь возможностей расчета (и непрерывный диапазон числовых значений, которые могут использоваться для этого члена эффективности, означает возможности бесконечны).Кроме того, любое значение теплового COP можно разделить на значение теплового COP Карно, чтобы получить эффективность второго закона (которая всегда находится между 0 и 1).

Ни одно определение по своей сути лучше другого. Однако очевидно, что при оценке заявлений об эффективности следует проявлять осторожность и четко формулировать предположения при составлении отчетов об эффективности, поскольку манипулятивный или неосторожный выбор определения эффективности может привести к ошибочным результатам.

Коэффициент энергоэффективности – обзор

6.1.5 Коэффициент энергоэффективности

Единицей измерения коэффициента энергоэффективности является терафлопс / Вт, которая определяется как средняя вычислительная мощность, когда процессор потребляет 1 Вт электроэнергии. На практике, учитывая точность, размер пакета, архитектуру модели и характеристики данных, ватт / изображение также часто используется для измерения среднего энергопотребления на изображение.

Как упоминалось ранее, чем выше TFLOPS, тем быстрее процессор и, следовательно, теоретически процессор может обеспечить большую пропускную способность с тем же алгоритмом и данными.Однако в инженерной практике большая пропускная способность не всегда лучший выбор. Выбор вычислительной мощности должен основываться на контексте практического применения. Взяв, к примеру, мощность лампочек, можно сказать, что лампа часто бывает ярче, если у нее больше ватт. Однако нет необходимости в прожекторах мощностью 300 Вт повсюду, а мощная лампочка даже не будет светиться, если местная система электроснабжения недостаточно сильна. Выбор лампочек ограничен источником питания и окружающей средой, как и выбор процессоров искусственного интеллекта.

Сценарии применения ИИ довольно сложны. Для достижения одинаковой вычислительной мощности потребляемая электрическая мощность может варьироваться из-за различных архитектур процессоров или различных структур моделей. Между тем, более продвинутые модели глубокого обучения обычно работают с большим количеством параметров, и, следовательно, требования к вычислительной мощности выше. Хотя компании могут разрабатывать процессоры с разной вычислительной мощностью для разных сценариев, определенно более желательно достичь более высокой вычислительной мощности для одного и того же сценария приложения или с тем же пределом энергопотребления.

В связи с недавним быстрым развитием глубокого обучения огромное потребление энергии при вычислении данных привлекает все больше и больше внимания. Чтобы сократить расходы на электроэнергию, Facebook решил построить свой центр обработки данных в Швеции, недалеко от Полярного круга. Средняя зимняя температура здесь составляет около -20 ° C, а холодный воздух поступает в центральное здание и естественным образом охлаждает серверы, обмениваясь с генерируемым горячим воздухом. Впоследствии совместное предприятие США и Норвегии, Kolos, также предложило построить крупнейший в мире центр обработки данных в норвежском городе Барнс, который также расположен за Полярным кругом.Потребляемая мощность этого предлагаемого центра обработки данных составляет 70 МВт, при пиковом значении 1000 МВт.

В среднем обучение модели глубокого обучения дает 284 тонны выбросов углерода, что эквивалентно годовым выбросам углерода 5 автомобилями. Следовательно, коэффициент энергоэффективности становится все более важным при оценке платформы глубокого обучения. Конструкция специализированных процессоров нейронной сети может быть настроена на основе алгоритма для снижения чрезмерного энергопотребления и повышения эффективности вычислений.С улучшенной производительностью эти процессоры будут иметь светлое будущее в приложениях на мобильных устройствах, которые требуют высокой производительности и низкого энергопотребления.

Охлаждающая нагрузка – преобразование кВт / т в COP или EER

Эффективность чиллера зависит от отводимого тепла и потребляемой энергии.

Абсорбционные чиллеры часто рассчитываются по расходу топлива на тонну охлаждения. Чиллеры с приводом от электродвигателя рассчитываются в киловаттах на тонну охлаждения.

• кВт / т = 12 / EER
• кВт / т = 12 / (COP x 3.412)
• COP = EER / 3,412
• COP = 12 / (кВт / т) / 3,412
• EER = 12 / (кВт / т)
• EER = COP x 3,412

Если КПД чиллера составляет 1 кВт / т, то

Холодильная нагрузка в – кВт / т

Термин кВт / т обычно используется для крупных коммерческих и промышленных предприятий. системы кондиционирования, тепловые насосы и холодоснабжения.

Термин определяется как отношение энергопотребления в кВт к скорости отвода тепла в тонне при номинальных условиях. Чем меньше кВт / т – тем эффективнее система.

кВт / тонна = P _c / Q _r (1)

где

P _c = потребляемая мощность (кВт)

Q _r = отводимое тепло (тонны)

Коэффициент полезного действия – COP

Коэффициент производительности – COP – это основной параметр, используемый для определения эффективности систем на основе хладагента. CO P – это соотношение между полезной производительностью охлаждения или нагрева и потребляемой мощностью, которое может быть выражено как

COP = P _c / P (2)

где

COP = КПД

P _c = полезная выходная мощность охлаждения или нагрева (БТЕ / ч, Вт)

P = потребляемая мощность (БТЕ / ч, Вт)

COP – это мгновенное измерение, поскольку единицами измерения является мощность, которую можно измерить в определенный момент времени.COP можно использовать для определения эффективности охлаждения для системы охлаждения или эффективности нагрева для системы теплового насоса.

• Охлаждение – COP определяется как отношение отвода тепла к подводимой мощности компрессора
• Обогрев – COP определяется как отношение тепла, отданного к потребляемой мощности, к компрессор

• выше COP – более эффективная система

COP можно рассматривать как КПД, где COP из 2.0 = 200% КПД . Для унитарных тепловых насосов обычно используются номиналы при двух стандартных температурах наружного воздуха: 47 ^o F и 17 ^o F ( 8,3 ^o C и -8,3 ^o C ).

Пример – COP для кондиционера

В мгновенный момент кондиционер охлаждает воздух от 30 ^° ° C и влажности 70% до 20 ^° ° C и влажности 100%. Расход воздуха через установку равен 0.1 м ³ / с, а потребляемая электрическая мощность агрегата составляет 600 Вт.

Из диаграммы Молье видно, что энтальпия входящего воздуха составляет прибл. 78 кДж / кг, а энтальпия выходящего воздуха составляет прибл. 57 кДж / кг.

Тепло, отводимое из воздуха, можно рассчитать как

P _c = ((78 кДж / кг) – (57 кДж / кг)) (0,1 м ³ / с) (1,2 кг / м ³ )

= 2,5 кВт

COP для агрегата можно рассчитать как

COP = (2.5 кВт) / (0,6 кВт)

= 4,2

Пример – COP для теплового насоса

Тепловой насос выдает 4,8 кВт (16378 БТЕ / ч) тепла при потреблении электроэнергии 1,2 кВт ( 4094 БТЕ / ч) . COP для теплового насоса в реальных условиях можно рассчитать как

COP = (4,8 кВт) / (1,2 кВт)

= 4

Коэффициент энергоэффективности – EER

Энергия Коэффициент эффективности – EER – это термин, обычно используемый для определения энергоэффективности охлаждения унитарной системы кондиционирования воздуха и теплового насоса.

КПД определяется при одном номинальном состоянии, указанном в соответствующем стандарте на оборудование, и определяется как отношение полезной холодопроизводительности – или отведенного тепла в британских тепловых единицах – к общему объему потребляемой электроэнергии – в Вт · ч . Единицы EER составляют БТЕ / Вт · ч .

EER = Q _c / E (3)

где

EER = коэффициент энергоэффективности (БТЕ / Втч)

Q _c = нетто энергия охлаждения (БТЕ) ​​

E = приложенная электрическая энергия (Втч)

Этот термин эффективности обычно включает в себя потребность в энергии вспомогательных систем, таких как внутренние и наружные вентиляторы.

• выше EER – более эффективная система

Пример – EER для кондиционера

Отвод тепла и потребляемая электрическая мощность для кондиционера можно измерить и рассчитать различными способами. Одна простая альтернатива – вычислить средние значения по некоторым мгновенным выборкам.

(Вт)

Время (ч)	Мгновенное отведенное тепло P c (БТЕ / ч)	Мгновенная электрическая мощность P (Вт)
0	8500	600
1	10000	700
2	7000	550

9000 часов нагрев можно удалить в течение 3 000 часов Q _c = ((8500 британских тепловых единиц / час + 10000 британских тепловых единиц / час + 7000 британских тепловых единиц / час) / 3) (3 часа)

= 25500 британских тепловых единиц

.

E = ((600 Вт + 700 Вт + 550 Вт) / 3) (3 ч)

= 1850 Втч

EER для кондиционера можно оценить как

EER = (25500 Btu ) / (1850 г. Wh)

= 13.8

Тепловые насосы – рейтинги производительности и эффективности

Для оценки производительности и эффективности теплового насоса можно использовать несколько методов:

COP – Коэффициент производительности

Коэффициент производительности – COP – это соотношение Отвод тепла к количеству подводимой энергии для теплового насоса.

COP может быть выражено как

COP = h _h / h _w (1)

, где

COP = коэффициент производительности

h _h = произведенное тепло (БТЕ / ч, Дж, кВтч)

ч _Вт = эквивалентная потребляемая электрическая энергия (БТЕ / ч, Дж, кВтч) = 3413 P _Вт

где

P _w = потребляемая электрическая энергия (Вт)

Если тепловой насос подает 3 единицы тепла на каждую единицу потребляемой энергии, то КПД составляет 3 .

• 1 кВт = 1000 Вт = 3413 БТЕ / ч

Пример – тепловой насос COP

Цикл охлаждения

Тепловой насос подает 60000 БТЕ / ч с общей потребляемой мощностью 9 кВт :

COP = (60000 БТЕ / ч) / (3413 (9 кВт))

= 1,95

Цикл нагрева

Тепловой насос подает 50000 БТЕ / ч с общей мощностью 7 кВт :

COP = (50000 БТЕ / ч) / (3413 (7 кВт))

= 2.1

Максимальный COP

Максимальный теоретический КПД для процесса нагрева составляет

COP _нагрев = T _h / (T _h – T _c ) (1b)

COP _нагрев = КПД – процесс нагрева

T _h = абсолютная температура на горячей стороне (K)

T _c = абсолютная температура на холодной стороне (K)

Максимум Теоретическая эффективность для процесса охлаждения составляет

COP _{охлаждение} = T _c / (T _h – T _c ) (1c)

COP _{охлаждение} = коэффициент производительности – охлаждение процесс

Примечание! – эффективность процесса охлаждения или нагрева может быть увеличена за счет уменьшения разницы температур (T _h – T _c ) между горячей и холодной стороной.

Процесс обогрева с более низкой температурой нагрева, аналогичный достижимому в системе трубопровода пола, увеличивает эффективность по сравнению с системой с более высокой температурой нагрева, такой как система нагревательных панелей. Обратное для процесса охлаждения – более низкая холодная температура повысит эффективность.

Пример – максимальная эффективность теплового насоса

Тепловой насос воздух-воздух работает между температурой -5 ^° ° C на холодной стороне и температурой 40 ^° ° C на горячей стороне.Максимальный теоретический КПД можно рассчитать, используя (1b) как

COP _нагрев = (40 + 273) / ((40 + 273) – (-5 + 273))

= 6,95

Типичное практическое значение для теплового насоса находится в диапазоне 2 – 4 .

EER – коэффициент энергоэффективности

Коэффициент энергоэффективности – EER – это мера эффективности охлаждения теплового насоса.

EER можно выразить как

EER = h _c / P _w (2)

, где

EER = рейтинг энергоэффективности

h _c = охлаждающее тепло (БТЕ / ч)

P _Вт = электрическая мощность (Вт)

Пример – EER

Кондиционер или тепловой насос в режиме охлаждения потребляет 1000 Вт электроэнергии для производства 10000 БТЕ / ч охлаждения. EER можно рассчитать как

EER = (10000 БТЕ / ч) / (1000 Вт)

= 10

HSPF – коэффициент производительности для отопительного сезона

Коэффициент производительности для отопительного сезона – HSPF – это мера общей тепловой эффективности теплового насоса в течение сезона.

HSPF = h _s /1000 P _ws (3)

где

h _s произведено в течение сезона (тепло BTU)

P _ws = электрическая мощность, потребляемая в течение сезона (кВтч)

HSPF можно рассматривать как «средний» COP за весь отопительный сезон.Обычно БТЕ тепловой мощности сравнивают с ваттами потребляемой электроэнергии. HSPF 6,8 можно сравнить со средним COP 2. HSPF в диапазоне 5-7 является приемлемым.

Пример – коэффициент производительности теплового насоса для отопительного сезона

Для теплового насоса, доставляющего 120 000 000 британских тепловых единиц в течение сезона при потреблении 15 000 кВтч , HSPF можно рассчитать как

HSPF = (120000000 британских тепловых единиц) / (1000 (15000 британских тепловых единиц). кВтч))

= 8

SEER – Сезонный коэффициент энергоэффективности

Сезонный коэффициент энергоэффективности – это мера сезонной эффективности охлаждения теплового насоса или центральной системы кондиционирования воздуха потребителя.

SEER должен быть не ниже 13 для продажи в Соединенных Штатах. SEER выше 20 – очень эффективная система.

COP и EER: как измеряется эффективность геотермальной системы – Sobieski Services

COP и EER: как измеряется эффективность геотермальной системы – Sobieski Services | DE, NJ, PA, MD

ОСНОВНОЙ ПОСТАВЩИК УСЛУГ. Прочтите наше Заявление о коронавирусе

Эффективность геотермальной системы – это одна из первых вещей, с которой нужно ознакомиться, если вы планируете установить геотермальную систему в своем доме в Делавэре.Понимание рейтингов эффективности помогает сравнивать системы и находить те, которые больше всего снизят ваши счета за электроэнергию.

Коэффициент полезного действия (COP) – этот рейтинг указывает на эффективность нагрева системы. Чем выше COP, тем эффективнее нагревается система. Рейтинг представляет собой отношение произведенного тепла (в британских тепловых единицах в час) к потребляемой электроэнергии. Проще говоря, он показывает, сколько тепла вы получаете за то количество электроэнергии, которое система использует для концентрации этого тепла.Геотермальные тепловые насосы обычно имеют КПД от 3 до 5.

Коэффициент энергоэффективности (EER) – это число указывает на эффективность охлаждения системы. Более высокое число означает большую эффективность. Число представляет собой отношение количества тепла, удаляемого из вашего дома (в британских тепловых единицах в час), к количеству электроэнергии (в ваттах), которую использует система. Средняя геотермальная система имеет EER от 13 до 18. Хотя эффективность геотермальной системы выше, чем у большинства обычных систем отопления и охлаждения, все же стоит поискать наиболее эффективную модель среди доступных геотермальных систем.

Чтобы получить максимальную эффективность и воспользоваться 30-процентной федеральной налоговой скидкой для новых установок, ищите геотермальную систему, соответствующую требованиям Energy Star. Чтобы соответствовать требованиям, система вода-воздух с замкнутым контуром, в которой используются герметичные трубы, заглубленные в землю, должна иметь COP не менее 3,6 и EER не менее 17,1. Система вода-воздух с открытым контуром, в которой используются открытые трубы в воде, должна иметь COP 4,1 или выше и EER 21,1 или выше. Различия в критериях тестирования затрудняют точное сравнение показателей эффективности различных типов систем, таких как воздушные (обычные) и геотермальные тепловые насосы, поэтому проконсультируйтесь со специалистом.

Чтобы выбрать наиболее эффективную систему отопления и охлаждения для вашего дома, свяжитесь с нами в Sobieski Services. Наша цель – помочь информировать наших клиентов в Делавэре, Пенсильвании, Мэриленде и Нью-Джерси по вопросам энергии и домашнего комфорта (особенно для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и водопроводных систем).

Изображение предоставлено: kevin.pelrine

Эффективность и тепловые насосы – HPT

Чем эффективнее тепловой насос, тем более рентабельным и менее энергоемким он будет работать.При обсуждении и сравнении тепловых насосов и их энергоэффективности в основном используются различные факторы: COP, SCOP и SPF.

---

COP, или коэффициент полезного действия , описывает эффективность теплового насоса и определяется как соотношение между полезной теплопередачей для нагрева или охлаждения и требуемой приводной энергией. Полезной энергией может быть энергия нагрева или охлаждения, в зависимости от того, используется ли тепловой насос для нагрева или охлаждения.COP обычно зависит от конкретного рабочего состояния. Для систем охлаждения и кондиционирования воздуха иногда используется коэффициент энергоэффективности EER вместо COP.

SCOP, или сезонный коэффициент производительности , описывает средний COP в течение отопительного сезона. В зависимости от определения значение SCOP может также включать другие части системы отопления, кроме теплового насоса. Для систем охлаждения и кондиционирования воздуха обычно используется сезонный коэффициент энергоэффективности SEER.

SPF, или сезонный коэффициент производительности , является еще одним выражением для средней производительности теплового насоса в течение определенного периода. Он часто используется для оценки или прогнозирования производительности в реальном приложении и обычно также учитывает производительность системы. Какие части системы должны быть включены, различаются в зависимости от используемых границ системы.

Для приложений, где топливо (например, газ) используется в качестве энергии привода для процесса перекачки тепла, вместо или в качестве дополнения к электричеству, часто используется коэффициент PER, коэффициент первичной энергии, SPER, сезонный коэффициент первичной энергии .

КПД

На КПД теплового насоса влияет ряд факторов. Значительное повышение эффективности систем тепловых насосов было достигнуто за счет разработок в области теплообменников, компрессоров, двигателей, приводов двигателей и средств управления. В настоящее время наилучшие возможности для повышения эффективности заключаются в оптимизации источников и стоков, минимизации мощности вспомогательных приводов и оптимизации контроля температуры и мощности. Таким образом, при выборе теплового насоса и связанных с ним источников и поглотителей необходимо учитывать следующие факторы:

• Климат – Климат в помещении и на открытом воздухе, а также тепловые нагрузки в помещении будут определять годовую потребность в отоплении и охлаждении и максимальную пиковую нагрузку. грузы;
• Температура – температура источника тепла и систем распределения для отопления и охлаждения влияет на COP и производительность теплового насоса;
• Вспомогательное оборудование – энергопотребляющее вспомогательное оборудование, такое как насосы, вентиляторы и дополнительное тепло для бивалентных систем, может иметь гораздо большее влияние на эффективность системы, чем это обычно считается;
• Technology – проектирование системы и выбор компонентов, таких как двигатели, компрессоры и теплообменники, имеют решающее влияние на рабочие характеристики теплового насоса;
• Типоразмер – выбор теплового насоса и его компонентов в зависимости от потребности в тепле повлияет на охват энергии и работу при частичной нагрузке;
• Система управления – система управления тепловым насосом будет влиять на то, насколько точно будут соответствовать спрос и предложение на отопление и охлаждение и насколько близки фактические рабочие температуры к теоретически оптимальным температурам.