Потребление кондиционера: что нужно знать. Расход электроэнергии и КПД. SEER, SCOP, режимы работы

Один из первых вопросов, которыми задается человек, планирующий купить кондиционер: потребление электроэнергии этим устройством. С очередным повышением тарифов на электричество этот вопрос стал особенно актуальным. Когда говорят, что кондиционер – мощная техника, подразумевают, что потребление электроэнергии кондиционера достаточно высокое, при этом часто смешивают две разные характеристики кондиционера: мощность потребления и производительную мощность.

Почему КПД кондиционера на обогрев выше, чем электрообогревателя

Термином КПД обозначают отношение полезной работы к затраченной. Применительно к кондиционеру можно говорить об отношении производительности по теплу или холоду к потреблению электроэнергии кондиционером при обогреве или охлаждении.

В характеристиках любого кондиционера приводится его мощность (производительность) для режимов охлаждения и обогрева, а также потребляемая мощность для тех же режимов, единица измерения во всех случаях одинаковая – кВт. Возьмем для примера характеристики одной из популярных моделей, инверторного кондиционера Cooper&Hunter CH-S09FTXF2-NG Vital.

Как видно из технических характеристик, производительность этого кондиционера по теплу чуть более высокая, чем по холоду, а номинальное потребление электричества кондиционером в обоих режимах одинаковое. Разделим 3,35 кВт и 3,3 кВт на 0,78, получим номинальные значения COP 4,29 для режима обогрева и EER 4,23 для режима охлаждения.

Как видим, кондиционер производит тепла или холода в 4,2 раза больше, чем затрачивает электроэнергии – это показатель энергоэффективности кондиционера. А как же законы термодинамики, согласно которым КПД не может быть больше 100%? Противоречия здесь нет, просто мы при расчетах принимали во внимание только электроэнергию. А кондиционер не преобразовывает электроэнергию в тепловую, как типичный электрообогреватель, он переносит тепловую энергию.

С точки зрения пользователя, кондиционер берет энергию "из ниоткуда", с точки зрения термодинамики, все нормально, кондиционер – это тепловой насос, который берет энергию в буквальном смысле из воздуха. В режиме обогрева фреон отбирает избыток тепла у воздуха на улице, потому что сам фреон еще холоднее (температура кипения ниже -51°С), и зимний уличный воздух по сравнению с ним теплый. А указанное в характеристиках кондиционера потребление в кВт – это энергия, которая затрачивается на перенос тепла, на поддержание работы силового оборудования и электроники.

Эффективность кондиционера на обогрев и охлаждение: коэффициенты и классы

Называть показатели, которые мы вычислили, коэффициентом полезного действия (КПД) кондиционера не совсем корректно. КПД (точнее, коэффициент трансформации или холодильный коэффициент) тепловых насосов и холодильных машин рассчитывается по другим формулам, и в них учитывается тепловая энергия источника, откуда она переносится. Практической ценности для пользователей эти цифры не представляют, им интереснее, как соотносится производительная мощность и потребление электроэнергии. И такой коэффициент есть, только называется он не КПД, а "коэффициент энергоэффективности". Существует 2 коэффициента:

• EER – для работы в режиме охлаждения;
• СОР – для режима обогрева.

Для их расчета замеряют, какое у кондиционера потребление при 100% нагрузке. Эталонные условия, которые создаются в процессе тестирования, на практике возникают достаточно редко, поэтому номинальная потребляемая мощность (цифры, которые приводятся в технических характеристиках), не вполне точно отражает реальное потребление электричества кондиционером. В частности, такая методика расчетов не позволяет объективно оценить потребление инверторного кондиционера, который работает со 100% нагрузкой в течение небольшого промежутка времени.

С 2013 года производители ввели новые показатели энергоэффективности, сезонные, SEER и SCOP. Рассмотрим немного подробнее, что это такое, как связаны потребление кондиционера, коэффициент энергоэффективности и классы энергоэффективности.

Коэффициент SCOP рассчитывается для разных климатических зон, умеренного, жаркого и холодного климата. В холодной зоне кондиционер работает со 100% нагрузкой при -22°С, в умеренной – при -10°С, в жаркой – при+2. Для расчета коэффициента вводятся дополнительные температурные точки (всего 4), оценивается производительность кондиционера в % от проектной (номинальной) при разных температурах, а также фактическое потребление электроэнергии кондиционером при обогреве в этих условиях.

По специальной формуле рассчитывается средний показатель энергоэффективности. В инструкции, технических характеристиках не указывают фактическое потребление кондиционера на обогрев для каждой из температурных точек, вместо этого приводят коэффициент SCOP, которые отражает отношение производительной мощности к потребляемой в среднем на протяжении отопительного сезона.

Для расчета сезонного коэффициента энергоэффективности охлаждения предварительно рассчитываются коэффициенты EER для 4 температурных точек, в которых система работает со 100%, 75%, 50% и 25% производительностью. Для Европы накоплены статистические данные, какую часть теплого сезона (в процентах) кондиционер работает в каждой из температурных точек. С учетом этих данных выполняются расчеты сезонного коэффициента SEER.

У самых эффективных кондиционеров:

• EER превышает 3,2, а COP – 3,6. По старой системе классификации такие кондиционеры относятся к классу энергоэффективности А;
• SEER превышает 8,5, а SCOP – 5,1. Они относятся к классу энергоэффективности А+++ (высший класс).

Для сравнения, к классу А по новой классификации относятся модели с SEER 5,1, и SCOP – 3,4.
 

Если для традиционных кондиционеров класс А, как правило, является наилучшим значением, то для кондиционеров инверторного типа класс энергоэффективности А – это минимум.

Работа кондиционера на обогрев: потребление энергии

Чем больше производительная мощность (типоразмер) кондиционера, тем больше энергии он потребляет:

• кондиционеры наименьшего типоразмера, "семерки", предназначенные для площади менее 20 квадратов, в основном расходуют в режиме "тепло" 0,59-0,65 кВт, у самых энергоемких моделей неинверторного типа расход энергии может достигать 0,7 кВт в час, а у самых энергоэффективных составляет всего 0,47 кВт;
• "девятки", самые ходовые модели для дома и квартиры на 20-30 м2, потребляют 0,75-0,86 кВт. Среди инверторных японских кондиционеров 25 типоразмера, которые по производительности примерно соответствуют "девятке", есть модели с энергопотреблением в режиме обогрева всего 0,57 кВт;
• самые мощные из настенных кондиционеров, модели 36 типоразмера (кондиционеры на 100 квадратов), потребляют 2,83-3,75 кВт.

Это цифры, которые приводятся в технических характеристиках и означают номинальное энергопотребление. Фактический расход кондиционера на обогрев зависит не только от его характеристик (мощность, класс энергоэффективности), но и от внешних условий. При снижении температуры на улице расход энергии растет, а эффективность кондиционера на обогрев снижается. Если в помещении плохая теплоизоляция или часто открываются двери, происходят утечки тепла, нагрузка на кондиционер и фактический расход энергии также возрастают.

Потребление кондиционера в режиме охлаждения

Потребление электроэнергии кондиционером при охлаждении обычно немного ниже, чем при обогреве, но и производительность по холоду у большинства моделей ниже, чем по теплу. Приведем потребляемую мощность некоторых кондиционеров:

• 7 типоразмера – от 0,31 у инверторных до 0,74 кВт у обычных;
• 9 типоразмера – от 0,44 до 0,89 кВт;
• 36 типоразмера – 2,83-3,2 кВт.

Как видите, разброс значений существенный. Мы не приводим данные по энергопотреблению в режиме обогрева и охлаждения для всех типоразмеров, эти цифры легко можно найти в технических характеристиках конкретной модели.

Расход энергии в режиме охлаждения растет:

• в сильную жару на улице;
• если принудительно установить температуру в помещении ниже рекомендованной (24-26°);
• если внутри помещения есть дополнительные источники тепла (включена плита, компьютер, телевизор, находится много людей, особенно если они активно двигаются);
• если через окна проникает много солнечной энергии;
• при плохой теплоизоляции, открытых окнах и дверях.

Потребление кондиционера в режиме вентиляции

У кондиционеров есть режим вентиляции, когда компрессор выключен, а работает только вентилятор, воздух перемещается по комнате, но его температура не меняется. Вентилятор – второй по энергоемкости узел кондиционера (после компрессора). Двигатель, который заставляет его вращаться, не такой мощный, как в компрессоре. Поскольку режим вентиляции без обогрева/охлаждения для кондиционера является дополнительным, в инструкциях не приводятся точные цифры по потреблению в этом режиме. Но расход однозначно ниже, чем при охлаждении/обогреве (в этих режимах одновременно работают компрессор и вентилятор). Еще один момент: чем больше скорость вентилятора, тем больше потребление энергии.

Потребление кондиционера в режиме ожидания

Режимом ожидания применительно к кондиционеру обычно называют режим, когда нужная температура достигнута. Как раз на этом этапе проявляется принципиальное различие в работе инверторных и неинверторных кондиционеров:

• компрессор неинверторного кондиционера при достижении заданной температуры просто отключается. Если в этот момент не активировать никаких дополнительных функций, не включать вентилятор, энергия расходуется только на поддержание работы электроники, температурных сенсоров, световой индикации. То есть в эти промежутки времени расход энергии близок к нулевому;
• компрессор инверторного кондиционера при выходе на заданные температурные параметры не выключается, а переходит в энергосберегающий рабочий режим на минимальных оборотах. Его тоже можно назвать режимом ожидания, хотя это, скорее, режим поддержания достигнутой температуры. В эти промежутки времени инверторный кондиционер потребляет больше энергии, чем традиционный с выключенным компрессором (ведь компрессор все-таки работает).

Но! Традиционный кондиционер с лихвой перекрывает экономию в режиме ожидания, когда его компрессор снова запускается и начинает работать на полную мощность. А у инверторного кондиционера большая часть рабочего цикла приходится на режим поддержания температуры, а не режим работы с максимальной нагрузкой.

Если оценивать показатели за первый час с момента запуска системы и сравнивать традиционный и инверторный кондиционер, потребление энергии в час существенно не различается. Но если сравнивать показатели за сутки (при условии, что кондиционер работает не менее 6 часов в сутки), становится заметна более высокая эффективность инверторного кондиционера, а в месяц он потребляет на 30-40% меньше, чем традиционный.

Многие производители в технических характеристиках указывают не только среднее потребление кондиционера, но и еще 2 числа в скобках, диапазон потребляемых мощностей. Второе, большее число, обозначает максимально возможный расход энергии при пиковых нагрузках, например, когда активируется режим "Турбо". Первое, меньшее число обозначает потребление в энергосберегающем режиме.

Цифры различаются у разных моделей, зависят от производительности кондиционера и основного режима работы (на поддержание температуры в режиме обогрева расходуется чуть больше энергии, чем в режиме охлаждения). А вообще расход энергии в таком режиме исчисляется в сотнях ватт (десятых долях кВт), у самых экономичных моделей составляет всего 0,16 кВт, у более энергоемких и мощных может достигать 0,7 кВт.

Потребление кондиционера: подведем итоги
 

Невозможно дать однозначный ответ на вопрос, много ли потребляет кондиционер. Все относительно. Кондиционер в режиме охлаждения потребляет больше, чем вентилятор (но вентилятор не охлаждает воздух, а просто гоняет теплый). А вот в режиме обогрева кондиционер (тепловой насос) потребляет меньше энергии, чем обогреватель, который преобразует электроэнергию в тепловую.

На вопрос относительно кондиционера, сколько он потребляет энергии, тоже нет однозначного ответа, это зависит от мощности (типоразмера) системы и типа компрессора. Более производительные кондиционеры потребляют больше энергии, но экономить на производительности нельзя, она должна соответствовать площади. Если хотите сэкономить на расходе энергии, выбирайте кондиционер высшего класса энергоэффективности, это модели инверторного типа.

В технических характеристиках кондиционера указывается только номинальное потребление в двух основных режимах – холод и тепло. Иногда приводится диапазон значений – минимальное и максимальное энергопотребление. Если вы хотите знать точный расход кондиционера в разных режимах, установите специальную "умную" розетку с функцией учета потребления энергии (отчет такой девайс пересылает в мобильное приложение).

И несколько советов в заключение:

• в характеристиках любого кондиционера приведены диапазоны температур, в которых он может работать на обогрев и на охлаждение. Иногда температура на улице выходит за эти рамки. Не следует включать кондиционер в такие моменты;
• когда работает кондиционер, старайтесь держать окна и двери закрытыми;
• позаботьтесь о хорошей теплоизоляции помещения;
• регулярно очищайте сетчатые фильтры, а весной и осенью вызывайте специалистов, которые выполнят комплексную чистку кондиционера.

Все это позволит сократить не только энергопотребление кондиционера, но и нагрузку на него, а значит, продлить срок его службы.