Cпоживання кондиціонера: що потрібно знати. Витрати електроенергії та ККД. SEER, SCOP, режими роботи

Одне з перших питань, яким задається людина, що планує купити кондиціонер: споживання електроенергії цим пристроєм. З черговим підвищенням тарифів на електрику це питання стало особливо актуальним. Коли кажуть, що кондиціонер – потужна техніка, мають на увазі, що споживання електроенергії кондиціонера досить високе, при цьому часто змішують дві різні характеристики кондиціонера: потужність споживання та продуктивну потужність.

Чому ККД кондиціонера на обігрів вище, ніж електрообігрівача

Терміном ККД позначають відношення корисної роботи до витраченої. Стосовно до кондиціонера можна говорити про відношення продуктивності за теплом або холодом до споживання електроенергії кондиціонером при обігріві або охолодженні.

У характеристиках будь-якого кондиціонера наводиться його потужність (продуктивність) для режимів охолодження й обігріву, а також споживана потужність для тих же режимів, одиниця виміру у всіх випадках однакова – кВт. Візьмемо для прикладу характеристики однієї з популярних моделей, інверторного кондиціонера Cooper&Hunter CH-S09FTXF2-NG Vital.

 

Як видно з технічних характеристик, продуктивність цього кондиціонера за теплом трохи вища, ніж за холодом, а номінальне споживання електрики кондиціонером в обох режимах однакове. Розділимо 3,35 кВт і 3,3 кВт на 0,78, отримаємо номінальні значення COP 4,29 для режиму обігріву та EER 4,23 для режиму охолодження.

Як бачимо, кондиціонер виробляє тепла або холоду в 4,2 рази більше, ніж витрачає електроенергії – це показник енергоефективності кондиціонера. А як же закони термодинаміки, згідно з якими ККД не може бути більше 100%? Протиріччя тут немає, просто ми при розрахунках брали до уваги тільки електроенергію. А кондиціонер не перетворює електроенергію на теплову, як типовий електрообігрівач, він переносить теплову енергію. З погляду користувача, кондиціонер бере енергію «з нізвідки», з точки зору термодинаміки, все нормально.

Кондиціонер – це тепловий насос, який бере енергію в буквальному сенсі з повітря. У режимі обігріву фреон відбирає надлишок тепла у повітря на вулиці, тому що сам фреон ще холодніше (температура кипіння нижче -51°С), і зимова вуличне повітря в порівнянні з ним тепле. А зазначене в характеристиках кондиціонера споживання в кВт – це енергія, яка витрачається на перенесення тепла, на підтримку роботи силового обладнання та електроніки.

Ефективність кондиціонера на обігрів і охолодження: коефіцієнти та класи

Називати показники, які ми вирахували, коефіцієнтом корисної дії (ККД) кондиціонера не зовсім коректно. ККД (точніше, коефіцієнт трансформації або холодильний коефіцієнт) теплових насосів і холодильних машин розраховується за іншими формулами, і в них враховується теплова енергія джерела, звідки вона переноситься. Практичної цінності для користувачів ці цифри не представляють, їм цікавіше, як співвідноситься продуктивна потужність і споживання електроенергії. І такий коефіцієнт є, тільки називається він не ККД, а «коефіцієнт енергоефективності». Існує 2 коефіцієнта:

• EER – для роботи в режимі охолодження;
• СОР – для режиму обігріву.

Для їх розрахунку заміряють, яке у кондиціонера споживання при 100% навантаженні. Еталонні умови, які створюються в процесі тестування, на практиці виникають досить рідко, тому номінальна споживана потужність (цифри, які наводяться в технічних характеристиках), не цілком точно відображає реальне споживання електрики кондиціонером. Зокрема, така методика розрахунків не дозволяє об'єктивно оцінити споживання інверторного кондиціонера, який працює зі 100% навантаженням протягом невеликого проміжку часу.

З 2013 року виробники запровадили нові показники енергоефективності, сезонні, SEER та SCOP. Розглянемо трохи докладніше, що це таке, як пов'язані споживання кондиціонера, коефіцієнт енергоефективності та класи енергоефективності.

Коефіцієнт SCOP розраховується для різних кліматичних зон, помірного, жаркого та холодного клімату. У холодній зоні кондиціонер працює зі 100% навантаженням при -22°С, в помірній – при -10°С, в жаркій – при+2. Для розрахунку коефіцієнта вводяться додаткові температурні точки (всього 4), оцінюється продуктивність кондиціонера в % від проектної (номінальної) при різних температурах, а також фактичне споживання електроенергії кондиціонером при обігріві в цих умовах. За спеціальною формулою розраховується середній показник енергоефективності.

В інструкції, технічних характеристиках не вказують фактичне споживання кондиціонера на обігрів для кожної з температурних точок, замість цього призводять коефіцієнт SCOP, які відображає відношення продуктивної потужності до споживаної в середньому протягом опалювального сезону.

Для розрахунку сезонного коефіцієнта енергоефективності охолодження попередньо розраховуються коефіцієнти EER для 4 температурних точок, в яких система працює зі 100%, 75%, 50% і 25% продуктивністю. Для Європи накопичені статистичні дані, яку частину теплого сезону (у відсотках) кондиціонер працює в кожній з температурних точок. З урахуванням цих даних виконуються розрахунки сезонного коефіцієнта SEER.

У найефективніших кондиціонерів:

• EER перевищує 3,2, а COP – 3,6. За старою системою класифікації такі кондиціонери відносяться до класу енергоефективності А;
• SEER перевищує 8,5, а SCOP – 5,1. Вони відносяться до класу енергоефективності А+++ (вищий клас).

Для порівняння, до класу А за новою класифікацією відносяться моделі з SEER 5,1, і SCOP – 3,4.

Якщо для традиційних кондиціонерів клас А, як правило, є найкращим значенням, то для кондиціонерів інверторного типу клас енергоефективності А – це мінімум.

Робота кондиціонера на обігрів: споживання енергії

Чим більше продуктивна потужність (типорозмір) кондиціонера, тим більше енергії він споживає:

• кондиціонери найменшого типорозміру, «сімки», призначені для площі менше 20 квадратів, в основному витрачають в режимі «тепло» 0,59-0,65 кВт, у самих енергоємних моделей неінверторного типу витрата енергії може сягати 0,7 кВт на годину, а у найбільш енергоефективних становить всього 0,47 кВт;
• «дев'ятки», найбільш ходові моделі для будинку та квартири на 20-30 м2, споживають 0,75-0,86 кВт. Серед інверторних японських кондиціонерів 25 типорозміру, які за продуктивності приблизно відповідають «дев'ятці» , є моделі з енергоспоживанням у режимі обігріву всього 0,57 кВт;
• найпотужніші з настінних кондиціонерів, моделі 36 типорозміру (кондиціонери на 100 квадратів), споживають 2,83-3,75 кВт.

Це цифри, які наводяться в технічних характеристиках і означають номінальне енергоспоживання. Фактична витрата кондиціонера на обігрів залежить не тільки від його характеристик (потужність, клас енергоефективності), але й від зовнішніх умов. При зниженні температури на вулиці витрата енергії зростає, а ефективність кондиціонера на обігрів знижується. Якщо в приміщенні погана теплоізоляція або часто відкриваються двері, відбуваються витоки тепла, навантаження на кондиціонер і фактичні витрати енергії також зростають.

Споживання кондиціонера в режимі охолодження

Споживання електроенергії кондиціонером при охолодженні зазвичай трохи нижче, ніж при обігріві, але й продуктивність за холодом у більшості моделей нижче, ніж за теплом. Наведемо споживану потужність деяких кондиціонерів:

• 7 типорозміру – від 0,31 у інверторних до 0,74 кВт у звичайних;
• 9 типорозміру – від 0,44 до 0,89 кВт;
• 36 типорозміру – 2,83-3,2 кВт.

Як бачите, розкид значень істотний. Ми не наводимо дані щодо енергоспоживання в режимі обігріву та охолодження для всіх типорозмірів, ці цифри легко можна знайти в технічних характеристиках конкретної моделі.

Витрата енергії в режимі охолодження зростає:

• у сильну спеку на вулиці;
• якщо примусово встановити температуру в приміщенні нижче рекомендованої (24-26°);
• якщо всередині приміщення є додаткові джерела тепла (включена плита, комп'ютер, телевізор, знаходиться багато людей, особливо якщо вони активно рухаються);
• якщо через вікна проникає багато сонячної енергії;
• при поганій теплоізоляції, відкритих вікнах і дверях.

Споживання кондиціонера в режимі вентиляції

У кондиціонерів є режим вентиляції, коли компресор вимкнений, а працює тільки вентилятор, повітря переміщається по кімнаті, але його температура не змінюється. Вентилятор – другий за енергоємністю вузол кондиціонера (після компресора). Двигун, який змушує його обертатися, не такий потужний, як у компресорі. Оскільки режим вентиляції без обігріву/охолодження для кондиціонера є додатковим, в інструкціях не наводяться точні цифри щодо споживання в цьому режимі. Але витрата однозначно нижче, ніж при охолодженні/обігріві (в цих режимах одночасно працюють компресор і вентилятор). Ще один момент: чим більше швидкість вентилятора, тим більше споживання енергії.

Споживання кондиціонера в режимі очікування

Режимом очікування стосовно до кондиціонера зазвичай називають режим, коли потрібна температура досягнута. Якраз на цьому етапі проявляється принципова відмінність у роботі інверторних і неінверторних кондиціонерів:

• компресор неінверторного кондиціонера при досягненні заданої температури просто відключається. Якщо в цей момент не активувати ніяких додаткових функцій, не включати вентилятор, енергія витрачається тільки на підтримку роботи електроніки, температурних сенсорів, світлової індикації. Тобто в ці проміжки часу витрата енергії близька до нульової;
• компресор інверторного кондиціонера при виході на задані температурні параметри не вимикається, а переходить в енергозберігаючий робочий режим на мінімальних обертах. Його теж можна назвати режимом очікування, хоча це, скоріше, режим підтримки досягнутої температури. В ці проміжки часу інверторний кондиціонер споживає більше енергії, ніж традиційний з вимкненим компресором (адже компресор все-таки працює).

Але! Традиційний кондиціонер з лишком перекриває економію в режимі очікування, коли його компресор знову запускається та починає працювати на повну потужність. А у інверторного кондиціонера більша частина робочого циклу припадає на режим підтримки температури, а не режим роботи з максимальним навантаженням.

Якщо оцінювати показники за першу годину з моменту запуску системи та порівнювати традиційний та інверторний кондиціонер, споживання енергії на годину істотно не розрізняється. Але якщо порівнювати показники за добу (за умови, що кондиціонер працює не менше 6 годин на добу), стає помітна більш висока ефективність інверторного кондиціонера, а в місяць він споживає на 30-40% менше, ніж традиційний.

Багато виробників у технічних характеристиках вказують не тільки середнє споживання кондиціонера, але і ще 2 числа в дужках, діапазон споживаних потужностей. Друге, більше число, позначає максимально можливу витрату енергії при пікових навантаженнях, наприклад, коли активується режим «Турбо». Перше, менше число позначає споживання в енергозберігаючому режимі.

Цифри розрізняються у різних моделей, залежать від продуктивності кондиціонера та основного режиму роботи (на підтримку температури в режимі обігріву витрачається трохи більше енергії, ніж в режимі охолодження). А взагалі витрата енергії в такому режимі обчислюється в сотнях ват (десятих частках кВт), у найбільш економічних моделей становить всього 0,16 кВт, у більш енергоємних і потужних може досягати 0,7 кВт.

Споживання кондиціонера: підіб'ємо підсумки
 

Неможливо дати однозначну відповідь на питання, чи багато споживає кондиціонер. Все відносно. Кондиціонер у режимі охолодження споживає більше, ніж вентилятор (але вентилятор не охолоджує повітря, а просто ганяє тепле). А ось в режимі обігріву кондиціонер (тепловий насос) споживає менше енергії, ніж обігрівач, який перетворює електроенергію на теплову.

На питання щодо кондиціонера, скільки він споживає енергії, теж немає однозначної відповіді, це залежить від потужності (типорозміру) системи та типу компресора. Більш продуктивні кондиціонери споживають більше енергії, але економити на продуктивності не можна, вона повинна відповідати площі. Якщо хочете заощадити на витраті енергії, вибирайте кондиціонер вищого класу енергоефективності, це моделі інверторного типу.

У технічних характеристиках кондиціонера вказується тільки номінальне споживання в двох основних режимах – холод і тепло. Іноді наводиться діапазон значень – мінімальне та максимальне енергоспоживання. Якщо ви хочете знати точну витрату кондиціонера в різних режимах, встановіть спеціальну «розумну» розетку з функцією обліку споживання енергії (звіт такий девайс пересилає в мобільний додаток).

І кілька порад наприкінці:

• у характеристиках будь-якого кондиціонера наведені діапазони температур, у яких він може працювати на обігрів і на охолодження. Іноді температура на вулиці виходить за ці рамки. Не слід включати кондиціонер в такі моменти;
• коли працює кондиціонер, намагайтеся тримати вікна та двері закритими;
• подбайте про хорошу теплоізоляцію приміщення;
• регулярно очищайте сітчасті фільтри, а навесні та восени викликайте фахівців, які виконають комплексну чистку кондиціонера.

Все це дозволить скоротити не тільки енергоспоживання кондиціонера, але й навантаження на нього, а значить, подовжити термін його служби.