ESEER a koszty eksploatacji agregatów chłodniczych
Ocena użytkowników: / 8
SłabyŚwietny 
Data dodania: 06.06.2012

Przyjęcie wartości wskaźników ESEER z katalogów producentów dla warunków pracy innych niż tych określonych w EUROVENT wprowadza zafałszowanie w kalkulacji zużycia energii przez źródło chłodu na cele chłodnicze.

 

2012_05_36

 

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 06.11.2008 r. wskazuje, że roczne zapotrzebowanie na energię końcową przez system chłodzenia i wentylacji do chłodzenia pomieszczeń powinno być kalkulowane z wykorzystaniem wskaźnika ESEER:

 

QK,C = Qnd / ηC,tot

 

ηC,tot = ESEER · ηC,s · ηC,d · ηC,e

 

gdzie:
QK,C – roczne zapotrzebowanie na energię końcową przez system chłodzenia i wentylacji do chłodzenia pomieszczenia i powietrza [kWh/rok];
Qnd – ilość chłodu niezbędna na pokrycie potrzeb chłodzenia budynku [kWh/rok];
ηC,tot – sprawność całkowita systemu chłodzenia budynku;
ηC,s – średnia sezonowa sprawność akumulacji chłodu w budynku (w obrębie osłony bilansowej);
ηC,d – średnia sezonowa sprawność transportu nośnika chłodu w obrębie budynku (osłony bilansowej);
ηC,e – średnia sezonowa sprawność regulacji i wykorzystania chłodu w budynku (w obrębie osłony bilansowej).

 

Twierdzę, że wskaźnik ESEER nie jest wiarygodnym wskaźnikiem rzeczywistych kosztów eksploatacji. Mam tutaj na myśli poniższe aspekty:
• przyjęcie do kalkulacji z  użycia energii przez system klimatyzacyjny wartości wskaźnika ESEER dla innych niż zdefiniowanych w EUROVENT parametrów pracy systemu lub też przyjęcie odmiennego niż przewidzianego dla tego programu certyfikacji algorytmu regulacji powoduje, że wyniki obliczeń nie będą wiarygodne;
• próby samodzielnych kalkulacji wartości wskaźnika ESEER dla odmiennych parametrów pracy systemu niż wg EUROVENT, w oparciu o biuletyny techniczne producentów, w których deklarowane są osiągi agregatów dla stałego spadku temperatury wody na parowaczu zazwyczaj równej 5K, nie będą wiarygodne.

 

EUROVENT dokładnie precyzuje warunki i parametry pracy systemu, dla których definiowana jest wartość ESEER. Warto tutaj przytoczyć różnicę pomiędzy wskaźnikami EER i ESEER.

 

EER jest kalkulowany jako stosunek mocy chłodniczej do poboru mocy elektrycznej przez agregat chłodniczy dla warunków pełnego obciążenia cieplnego systemu.

 

EER100% = Qch,100% / Pel,100%

 

gdzie:
EER100% – wskaźnik efektywności energetycznej dla warunków pełnego obciążenia cieplnego;
Qch,100% – wydajność chłodnicza dla pełnego obciążenia cieplnego;
Pel,100% – całkowity pobór mocy elektrycznej dla warunków pełnego obciążenia cieplnego.

 

Wskaźnik ten może odnosić się do samego układu chłodniczego (wówczas uwzględniany jest pobór mocy elektrycznej przez sprężarki) lub do całego urządzenia, też tak, jak to ma miejsce w programie certyfikacji EUROVENT. Wówczas przy agregatach chłodniczych ze skraplaczem chłodzonym powietrzem oprócz poboru mocy przez sprężarki uwzględniany jest pobór mocy przez wentylatory chłodzące skraplacz. EUROVENT przy wyznaczeniu EER nie uwzględnia poboru mocy przez układy pompowe (stan na styczeń 2012 r.).

 

EER zdefiniowany w EUROVENT jest wyznaczany dla czystej wody lodowej o parametrach 12/7°C na parowaczu (pełne obciążenie cieplne!) oraz przy temperaturze powietrza wlotowego na skraplacz równej 35°C dla agregatów ze skraplaczem chłodzonym powietrzem lub przy temperaturze czystej wody chłodzącej skraplacz równej 30/35°C dla agregatów ze skraplaczem chłodzonym cieczą.

 

Definicja EER jest deklarowana dla pełnego obciążenia cieplnego zatem nie obrazuje ona efektywności dla najczęściej występujących w systemach klimatyzacji komfortu zmiennych obciążeń cieplnych.

 

Takie możliwości daje wskaźnik ESEER. Wskaźnik ten uwzględnia „bardziej rzeczywiste” warunki pracy systemu klimatyzacyjnego. Obliczenie ESEER opiera się czterech wartościach EER, ale dla różnych obciążeń cieplnych systemu odpowiednio 100%, 75%, 50% oraz 25%. Dokładnie rzecz ujmując ESEER jest wyliczany jako średnia ważona z wskaźników EER dla danych obciążeń cieplnych.

 

ESEER = A * EER100% + B * EER75% + C * EER50% + D * EER25%

 

gdzie współczynniki: A = 0,03, B = 0,33, C = 0,41, D = 0,23

 

Z uwagi na liczbę godzin występowania temperatury powietrza o danej wartości (częstość), odczytane dla różnych wartości obciążeń cieplnych wskaźniki EER są mnożone przez współczynniki o odpowiedniej wadze. I tak, z uwagi na krótki okres czasu trwania temperatury zewnętrznej, przy której występuje pełne obciążenie cieplne (100%) waga współczynnika dla takiego obciążenia jest niewielka (3%). Większe wagi współczynników i większy wpływ na ESEER towarzyszą częściowym obciążeniom cieplnym. Dla obciążenia 75% waga współczynnika wynosi 33%, dla obciążenia 50% waga wynosi 41%, dla obciążenia 25% waga współczynnika jest równa 23%.

 

EUROVENT jednocześnie definiuje parametry przy których wyznaczany jest wskaźnik ESEER, zamieszczone w tabeli 1.

 

Dla wartości temperatury powietrza przedstawionej w tabeli 1. (agregaty chłodzone powietrzem) lub wody (agregaty chłodzone cieczą) są obliczane wartości efektywności EER dla poszczególnych obciążeń cieplnych. Po uwzględnieniu odpowiedniej wagi współczynników definiowany jest wskaźnik ESEER.

 

Osoby bardziej zaznajomione z techniką chłodniczą i klimatyzacyjną zauważą, że powyższa tabela jest niekompletna. Nie obrazuje ona parametrów cieczy na parowaczu w zależności od obciążenia cieplnego. (...)

 

2012_05_37

 

Nie trzeba tłumaczyć różnic w efektywnościach energetycznych wynikających z różnej temperatury odparowania dla całkiem odmiennej temperatury wody na parowaczu. Dane uzyskane na podstawie samodzielnych kalkulacji z biuletynów technicznych producentów w oparciu o tabele reprezentujące stałą Δt wody na parowaczu równą 5 K będą po prostu zawyżone.

 

Powyżej przytoczone informacje dotyczyły wymogu stałej temperatury wody wyjściowej z agregatów, gdyż takie założenia towarzyszą programowi certyfikacji EUROVENT.

 

Wymóg stałej temperatury wody wyjściowej z parowacza nie dotyczy jednak wszystkich instalacji. Z reguły utrzymanie stałej temperatury wody wyjściowej wymagane jest w przypadku procesu osuszania powietrza, procesach technologicznych itp. Istnieją jednak systemy, przy których stała temperatura wody wyjściowej z parowacza nie jest wymagana (np. systemy o dwuetapowym uzdatnianiu powietrza z klimakonwektorami – zasilanie klimakonwektorów, gdy proces osuszania jest realizowany przez centrale klimatyzacyjną itp.).

 

Zmieniając logikę sterowania agregatu (sterowanie w oparciu o temp. wody powracającej z instalacji) w celu optymalizacji efektywności systemu, przy założeniu instalacji odpowiadającej warunkom pracy EUROVENT i wartość ESEER pochodzi z tego programu certyfikacji, trzeba się liczyć z tym, że nie znajdzie to odzwierciedlenia przy sporządzeniu certyfikatu energetycznego.

 

Pragnę zwrócić uwagę, że obecnie systemy sterowania agregatami chłodniczymi są bardziej zaawansowane od rozwiązań sprzed 20 lat, które działały w oparciu o prostą zasadę regulacji tj. na podstawie temperatury wody powracającej z instalacji. Obecne sposoby regulacji są bardziej zaawansowane, regulacja sprężarek opiera się w zasadzie na pomiarze temperatu wody na wlocie i wylocie z parowacza, z wykorzystaniem różnych algorytmów sterowania. W oparciu o szybkość wzrostu temperatury wody, czas załączenia sprężarki w jej cyklu pracy (czas załączenia i wyłączenia), itp. optymalizowana jest praca sprężarki (-ek) również pod kątem pojemności zładu. Możliwe jest w ten sposób zmniejszenie wymaganej pojemności zładu w instalacji (całkowita redukcję zbiornika buforowego bądź istotne zmniejszenie jego wymaganej pojemności).

 

Przyjmijmy jednak słuszne uproszczenie. Agregaty chłodnicze dostępne na rynku mogą być sterowane zależnie od temperatury wody wyjściowej z agregatu (tak jak to ma miejsce w programie certyfikacji EUROVENT) lub od temperatury wody powracającej z instalacji.

 

Jak przedstawiono powyżej program certyfikacji EUROVENT narzuca sposób sterowania w oparciu o wodę wyjściową z instalacji. Ten sposób regulacji pozwala na utrzymanie stałej temperatury wody wyjściowej z parowacza równej 7°C.

 

Zakładając jednak, że nie ma potrzeby utrzymania stałej temperatury wody na wyjściu i projektant chciałby podwyższyć efektywność systemu, to może to zrobić wykorzystując regulację w oparciu o temperaturę wody powracającej z instalacji. W ten sposób spełniając wszystkie wymogi EUROVENT dotyczące wyznaczenia wskaźnika ESEER za wyjątkiem jednego warunku tj. utrzymania stałej temperatury wody na wyjściu można uzyskać znaczący wzrost efektywności. W tabeli 4. przedstawiono parametry wody na parowaczu dla różnych metod regulacji.

 

Z kolei w tabeli 5. zaprezentowano jak wpływa zastosowany sposób regulacji na wzrost efektywności dla przykładowego agregatu chłodniczego. Porównanie dotyczy jednakowych warunków pracy EUROVENT. Różnice wynikają tylko z zastosowania innego sposobu regulacji.

 

Wybór rodzaju sterowania sprężarkowego agregatu chłodniczego (regulacja w oparciu o temperaturę wody wyjściowej lub wlotowej do parowacza – tzw. funkcja DST analizowanego producenta) jest oferowany przez analizowanego producenta w standardzie i jego wybór może być dokonany przez użytkownika w dowolnym momencie pracy systemu.

 

Jeżeli projekt to umożliwia, warto zastosować inne algorytmy regulacji celem uzyskania wzrostu efektywności systemu. Towarzyszący temu ewentualny przyrost efektywności energetycznej powinien być również uwzględniony przy sporządzaniu certyfikatu energetycznego budynku.

 

2012_05_40

 

Podsumowanie i wnioski
Wskaźnik ESEER definiowany w programie certyfikacji EUROVENT pozwala na wiarygodne porównanie urządzeń różnych producentów i wskazanie tego, który będzie generował najniższe koszty eksploatacji (najwyższy wskaźnik ESEER).

 

Przedstawiona jednak w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury metodologia obliczania charakterystyki energetycznej budynku w sposób marginalny opisuje obliczenia związane z pracą systemów chłodzenia. Konieczne jest wprowadzenie definicji nowej wartości wskaźnika – ESEER kalkulowanego dla innych niż EUROVENT parametrów pracy – dla nowych warunków pracy systemu.

 

Konieczne staje się oszacowanie nowych wartości wskaźników ESEER dla obliczeniowych warunków pracy systemów klimatyzacyjnych (parametry wody lodowej, Δt wody na parowaczu, różne algorytmy sterowania, w tym w funkcji temperatury wody wejściowej do agregatu itp.). Możliwe to jest w przypadku opublikowania przez producentów bardziej szczegółowych danych technicznych urządzeń (wydajność chłodnicza, pobór mocy elektrycznej dla każdego stopnia regulacji wydajności itp.).

 

ESEER nie może być samodzielnie obliczany na podstawie biuletynów technicznych w obecnej formie, gdyż są one deklarowane dla stałego spadku temperatury wody na parowaczu równego zazwyczaj 5 K. Sposób kalkulacji skorygowanych wartości ESEER wymaga oddzielnego opracowania.

 

Kalkulacje te powinny być przeprowadzone w oparciu o wiarygodne dane techniczne oraz przez osoby posiadające odpowiednią wiedzę i doświadczenie praktyczne. Obecne praktyki na rynku, w tym fałszowanie kart doborów technicznych urządzeń przez niektórych przedstawicieli producentów, powodują konieczność weryfikacji przez projektantów i inne zaangażowane strony wiarygodności deklarowanych wskaźników (np. w EUROVENT oraz w opublikowanych biuletynach technicznych producentów).

 

***

 

W przypadku akceptacji przez zainteresowane strony poglądów przeze mnie przedstawionych apeluję do Ministra Infrastruktury o wprowadzenie odpowiednich zmian w rozporządzeniu. Bardzo chętnie służę również pomocą przy opracowaniu nowych wytycznych.

 

LITERATURA
[1] Rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.
[2] www.eurovent-certification.com
[3] Biuletyn techniczny WSAT-XSC2- 80D-240F firmy Clivet.
[4] B. ADAMSKI: Wartość wskaźnika ESEER a realne koszty eksploatacji. Studium przypadku i propozycja analizy kosztów eksploatacji agregatów chłodniczych w dobie certyfikacji energetycznej budynków – Rynek Instalacyjny 01/02 2010.
[5] B. ADAMSKI: Czy ESEER jest wiarygodnym wskaźnikiem kosztów eksploatacji - Rynek Instalacyjny 03/2012.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.