HŰTŐBERENDEZÉSEK ÉS S HŐSZIVATTYH SZIVATTYÚK ENERGETIKAI JELLEMZŐI EER, COP, ESEER BME KOLL. február 17. Összeállította: Göntér Miklós főmérnök, CLH Hűtés- és Klímatchnikai Kt. 1 HŰTŐGÉPEK ENERGETIKAI HATÉKONYSÁGA HŰTÉSI ÜZEMBEN EER: Energy Efficiency Ratio Hasznos hűtőteljesítmény (kw) EER = Előállításához szükséges gépi effektív teljesítményfelvétel (kw) A fajlagos hűtőteljesítményt (EER) a gép teljes terhelésén (100%) számolják ki, EUROVENT szabványban egységesen leírt külső fizikai feltételek (hőmérséklet, vízáram) mellett. Bármilyen üzemviszony mellett kiszámolható, de azt meg kell adni! 2 HŰTŐGÉPEK ENERGETIKAI HATÉKONYSÁGA, FŰTÉSI (HŐSZIVATTYÚS) ÜZEMBEN COP: Coefficient of Performance Hasznos fűtőteljesítmény (kw) COP = Előállításához szükséges gépi effektív teljesítményfelvétel (kw) A fajlagos fűtőteljesítményt (COP) a gép teljes terhelésén (100%) számolják ki, EUROVENT szabványban egységesen leírt külső fizikai feltételek (hőmérséklet, vízáram) mellett. Azonos munkapontban COP = EER +1 Bármilyen üzemviszony mellett kiszámolható, de azt meg kell adni! 3 1
Kompresszor tiszta hűtőteljesítménye és teljesítmény-felvétele: mérés, a fizikai körülményeket megadva. (epszilon, ős-cop) Hűtőkörre (berendezésre) értve, hőcserélők termodinamikai hatásával együtt, a fizikai körülményeket megadva. A hűtőkör segédberendezéseit (vezérlés, ventilátorok) részlegesen figyelembe véve. Rendszer-hatékonyság: Távolabbi segédberendezéket (hűtőtorony ventilátor, glikolvisszahűtő szivattyúk, stb.) figyelembe véve. Hűtőberendezések effektív teljesítményfelvételének értelmezése 5 Hűtőgépek összehasonlításának feltételei Különböző hűtőberendezésekre az EER (COP) értékeik összehasonlíthatóságának feltételei: Egységesen megadott fizikai feltételek: - termodinamikai hűtőközeg fajtája, - elpárolg. és kondenzációs hőmérsékletek, -utóhűtés és túlhevítés értékei, - vagy a hűtött és hűtő közegáramok adatai. Segédberendezések hatásának egységes figyelembe vétele. Az energetikai osztályba sorolhatóságnak alapfeltétele az egységesen számított EER (COP). 6 Folyadékhűtő energiaosztályok Az EUROVENT által megadott teljes névleges (100%) terhelés, az egységes munkaponton, egységesen számított EER, COP értékek alapján az EUROVENT a hűtőgépeket energiahatékonysági osztályokba sorolja. Az osztályba sorolás kritériumai függnek a hűtőgép jellegétől (vízhűtésű, léghűtésű ) http://www.eurovent-certification.com 8 2
Példa: Folyadékhűtők energetikai osztályokba sorolása, az egységes hűtési EER értékek szerint Hűtési üzem Példa: Hőszivattyúk energetikai osztályokba sorolása, az egységes fűtési COP értékek szerint Fűtési üzem HŰTŐGÉPEK VÁLTOZÓ TERHELÉSE A hűtőgépek többsége üzemidejének legnagyobb részét nem a maximális (100%) terhelésen végzi, hanem (a változó igényekhez illeszkedve) különféle mértékű részterheléseken. Terhelés (igény) Év hónapjai Léghűtésű kondenzátor (axiális) (centrif.) Vízhűtésű kond. Split (külső légh. kond.) 9 Levegő-víz (axiális) Levegő-víz (centrif.) Víz-víz 10 11 3
Hatékonyság átmeneti évszakban: a hűtőgép részterhelésen üzemel A fajlagos hűtőteljesítményt (EER) és fajlagos fűtőteljesítményt (COP) mindig teljes terhelésen (100%) számolják ki, szabványosan adott külső fizikai feltételek (hőmérséklet, vízáram) mellett. A hűtőgépek éves energiafogyasztását és ebből a teljes évre számolt éves átlagos EER értéket komoly műszaki számítással lehet becsülni. De ezt SENKI SEM AKARJA megcsinálni lni S HA MÉGIS, M akkor MINDENKI MÁSKM SKÉPPEN csinálja, NEM ÖSSZEHASONLÍTHATÓ módon HŰTŐBERENDEZÉS EGÉSZ ÉVES ENERGIAFOGYASZTÁSÁNAK EGYSÉGES, EGYSZERŰSÍTETT SZÁMÍTÁSI MÓDJA Hűtőgép egész éves energia-fogyasztása = Hűtőgép teljes névleges hűtőteljesítménye (100%) Üzemórák Éves átlagos EER EZT kell EGYSÉGES MÓDON megadni AZ AMERIKAI IPLV SZÁM IPLV = Integrated Part Load Value számítása az ARI 550/590 USA-szabvány szerint: IPLV = = A*EER(100%) + B*EER(75%) + C*EER(50%) + D*EER(25%) A, B, C, D súlyozó együtthatókat 29 amerikai város klímája, és 4-féle épület-használati mód, típus alapján határozták meg. Az IPLV értéke az USA klimatikus viszonyait és klímahasználati szokásait tükrözi, az európai viszonyoknak nem felel meg. 12 13 14 4
AZ EURÓPAI ESEER SZÁM European Seasonal Energy Efficiency Ratio ( European Seasonal EER ) számítása az EUROVENT módszere szerint: ESEER = = A*EER(100%) + B*EER(75%) + C*EER(50%) + D*EER(25%) AZ ESEER számítása Egységes együtthatók, a részterhelés súlyozásához. Egységes üzemidő, az adott részterhelésen. Példa: CIAT kültéri léghűtésű folyadékhűtő EER EER osztály ESEER A, B, C, D súlyozó együtthatókat az európai klíma és épülethasználati mód alapján határozták meg, és az eltérő rendszerű hűtőgépekre (vízhűtésű vagy léghűtésű kondenzátor) eltérő módon adják meg a részterhelés kimérésének feltételeit. 15 Külső levegő egységes hőmérsékletei, léghűtésű kondenzátoros folyadékhűtő részterhelés méréséhez. Kondenzátor hűtővíz egységes belépő hőmérsékletei, állandó hűtővízáram mellett, vízhűtésű kond. foly. hűtő részterhelés méréséhez. Hűtött víz szabványos egységes hőmérséklete, állandó víz-tömegáram mellett, a folyadékhűtő részterhelés méréséhez. 16 17 5
EER Példa: CIAT beltéri vízhűtésű folyadékhűtő EER osztály ESEER MIRE (NEM) JÓ AZ ESEER szám? AZ ESEER SZÁM ALAPJA A METEOROLÓGIAI HŐFOK- GYAKORISÁG ÉS AZ EBBŐL EREDŐ HŰTÉSI HŐTERHELÉS. TEHÁT AZ ESEER ÉRTÉK ALKALMAS: AZONOS MŰSZAKI FELÉPÍTÉSŰ, AZONOS HŰTÉSI RENDSZERŰ GÉPEGYSÉGEK EGYMÁSSAL VALÓ ENERGETIKAI ÖSSZEHASONLÍTÁSÁRA. KIZÁRÓLAG KOMFORT KLÍMA ELLÁTÁSÁRA TERVEZETT HŰTŐBERENDEZÉS VÁRHATÓ ÉVES ENERGIAFOGYASZTÁSÁNAK KÖZELÍTŐ ELŐBECSLÉSÉRE. DE AZ ESEER ÉRTÉK NEM ALKALMAS: TECHNOLÓGIAI CÉLÚ HŰTŐGÉPEGYSÉG BÁRMIFÉLE JELLEMZÉSÉRE (ha a külső hőmérsékleten kívül bármilyen más terhelés van, TEHÁT SZERVER HELYISÉG KLÍMÁRA SEM). ÉLES BERENDEZÉS TÉNYLEGES ENERGIAFOGYASZTÁSÁNAK SZÁMÍTÁSÁRA. AZ EURÓPAI ESCOP SZÁM A fűtési célra használt hőszivattyúk éves átlagos COP (fajlagos fűtőteljesítmény) értéke). EUROVENT jelenleg dolgozik számítási módján. A fűtési ESCOP érték (a hűtési ESEER-hez hasonló elven) alkalmas (lesz): * melegvizet előállító hőszivattyúk reális (részterhelést is figyelembe vevő) energiahatékonyságának meghatározására, * folyadékfűtők objektív összehasonlítására, * folyadékhűtők éves energiafogyasztásának egyszerűsített (de egységes) becslésére. 18 19 20 6
(pr) EN 14825 szabvány(tervezet) Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps, with electrically compressors, for space heating and cooling. Testing and rating at part load conditions and calculation of seasonal performance. azaz mogyeri nyelven: Elektromos hajtású kompresszorral működő klímaberendezések, monoblokk folyadékhűtők és hőszivattyúk, helyiségek hűtésére és fűtésére. Mérés és minősítés részterhelés mellett, és a szezonális teljesítménytényező számítása. 21 (pr) EN 14825 szabvány(tervezet) Jelenleg tervezet (bírálat és egyeztetés alatt). Eurovent, REHVA és más szakmai szervezetek és hűtési szakcégek (köztük CIAT is) tárgyalja. Szabályozza a részterhelés fogalmát, mérési feltételeit. Bevezeti az egységesen számított SCOP és SEER faktorokat (is). Alap: EN 14511-1, -2, -3 és EN 15316-4-2. 22 SPF : szezonális teljesítménytényező Az SPF (seasonal performance factor) értéke a teljes fűtési szezonra vonatkozik, számításánál az hőszivattyú összes üzemállapotát számolni kell, a hozzá tartozó üzemidőkkel együtt. Filozófiája NEM ANALÓG az EER-ESEER mintával, ez a tényleges évi fogyasztás becslése! SPF számítási módszere nem egységes, országonként, szabványonként változó! VDI 2067-6, VDI 4650, DIN 4708-2 ASHRAE 116, ASHRAE 137 24 7