Кондиционеры: энергия холода в жаркое лето

Отношение производимой кондиционером энергии к потребляемой от сети называется коэффициентом энергоэффективности. Это определяющая характеристика кондиционера. В школьных учебниках подобное отношение называется коэффициентом полезного действия (КПД) и по определению должно быть меньше единицы.

Четыре к одному - и это не предел

Но для кондиционеров (а также для их ближайших родственников — холодильников) это отношение всегда больше единицы, и у качественных кондиционеров может достигать четырех!

Здесь нет никакого парадокса, и все законы сохранения энергии выполняются, поскольку при кондиционировании энергия в виде тепла или холода не создается, а переносится с улицы в помещение.

Поэтому для кондиционеров вместо КПД введен специальный холодильный коэффициент, который равен отношению энергии передаваемого воздуху помещения холода (или тепла) к потребляемой при этом электроэнергии сети.

При охлаждении этот коэффициент называют Energy Efficiency Rating, или EER, а при нагреве — Coefficient of Performance, или COP. У кондиционеров с инвертором это отношение гораздо выше, чем у тех, где компрессор работает на постоянных оборотах.

Поэтому средний бытовой кондиционер с мощностью охлаждения, например, 2 кВт потребляет всего 650-700 Вт и его можно включать в обычную электрическую розетку.

Класс присваивают согласно коэффициенту энергоэффективности кондиционера — отношению его хладо- или теплопроизводительности к потребленной энергии. Так, если прибор произвел 4,1 кВт холода, затратив при этом 1 кВт электроэнергии, то его коэффициент энергоэффективности составит 4,1.

Производители борются за повышение энергоэффективности своих изделий различными способами.

В первую очередь высокую эффективность обеспечивают инверторные модели — за счет постоянной работы без резких перепадов мощностей.

Класс А энергоэффективности присваивается кондиционерам, если коэффициент EER выше 3,2,  а коэффициент COP выше 3,6.

Кроме того, компании применяют компрессоры и вентиляторы новых конструкций, которые потребляют меньше энергии, устанавливают теплообменники с рельефными поверхностями, т. е. с большей площадью поверхности теплообмена. Даже трубы для циркуляции хладагента используют не гладкие, а с канавками определенной формы на внутренних поверхностях — они улучшают пропускную способность труб, хладагент течет быстрее.

Тем не менее компании оснащают свои модели дополнительными функциями экономии электроэнергии. Среди простых решений — распространенные эко-режимы, в которых кондиционер отклоняется от температуры комфорта.

Например, если задана температура в 22 °C, прибор в эко-режиме будет поддерживать 23–24 °C (если работает на охлаждение) или 20–21 °C (при работе на обогрев). Отклонение в 1–2 °C на ощущение комфорта влияет незначительно, но при этом расходы энергии сокращаются.

Класс В энергоэффективности присваивается кондиционерам, если коэффициент EER выше 3,  а коэффициент COP выше 3,4.

Более сложное и дорогостоящее, но и более эффективное решение — сплит-система с инфракрасным датчиком движения, определяющим наличие людей в помещении. Такая модель может менять режим работы и направление воздушного потока в зависимости от данных, получаемых от датчика.

Если датчик фиксирует, что помещение пустое, кондиционер сбавляет мощность, поскольку поддерживать комфортную температуру не для кого. Смена режима происходит обычно не сразу, а спустя некоторое время. Если человек опять появляется в «поле зрения» датчика, прибор выводит мощность на прежний уровень.

Датчик умеет также определять местоположение человека, что позволяет кондиционеру направлять поток воздуха непосредственно на пользователя, а не тратить энергию на обогрев или охлаждение всего помещения. Другое дело, если людей много и они рассредоточены по комнате. Тогда прибор постарается обеспечить комфортный климат для всех присутствующих.

Сплит-системы с датчиками движения выпускают немногие компании, среди них можно назвать Daikin, Panasonic, Hitachi, Electrolux, Midea, Ballu.

Усовершенствованный вид такой технологии предполагает наличие двойного датчика, который, помимо присутствия людей, выявляет также и степень их активности и в зависимости от этих данных меняет температуру среды.

Например, активно двигающийся человек нуждается в большем охлаждении в жару и в то же время — в меньшем обогреве в прохладную погоду.

И наоборот, для человека в состоянии покоя требуется нормальный обогрев, но интенсивное охлаждение не обязательно. Изменяя мощность работы в каждом из этих случаев, кондиционер существенно сокращает энергозатраты. Примером технологии могут служить кондиционеры Panasonic последнего поколения.

Хотите сэкономить электроэнергию? Откажитесь от нее!

Еще в 2004 году появились кондиционеры японской компания Sanyo, которым не нужно электричество.

В качестве привода компрессора в кондиционерах с индексом GHP используется двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе. GHP расшифровывается как «Gas Heat Pump» — газовый тепловой насос. Это очень экономичный вариант.

Во-первых, газ значительно дешевле электричества, а во-вторых, у газового двигателя около половины вложенной энергии может быть возвращено и снова пущено в дело за счет использования отработанного тепла из камеры сгорания двигателя.

Причем внешний блок такого кондиционера, вырабатывая холод, может одновременно подогревать большое количество горячей воды, беря на себя еще и функции водонагревателя.

Есть даже кондиционеры на солнечных батареях, но это пока экзотика.