CALCULUL

EFICIENŢEI SEZONIERE A ECHIPAMENTELOR DE RĂCIRE ŞI

A INSTALAŢIILOR DE CONDIŢIONARE A AERULUI

Prof.dr.ing. Gratiela-Maria TARLEA CURS MASTER EEIC

-1-2010-

2011

INTRODUCERE

În scopul certificării energetice, este necesar să se poată calcula consumul de energie al agregatelor de racire din instalaţia de condiţionare a aerului şi consumul energetic al altor componente ale instalaţiilor de condiţionare a aerului;

Termenul “agregat de răcire” este utilizat pentru definirea oricărui generator de răcire utilizat în unităţile sau instalaţiile de condiţionare a aerului.

INTRODUCERE

Se recomandă să se descrie raportul dintre sarcina anuală de răcire, plasată pe un agregat de răcire şi consumul său de energie corespunzător unei “eficienţe sezoniere”

sau, mai precis, “un raport

de eficienţă frigorifică sezonieră”;

Acest raport nu este doar o caracteristică a agregatului de răcire, întrucât el depinde şi de alţi factori variabili în funcţie de aplicaţie.

INTRODUCERE

Uneori, capacitatea de răcire instalată va fi mai mare decât maximul necesarului de frig;

De multe ori unele instalaţii vor fi dotate cu un agregat de răcire în plus, astfel încât calculele de eficienţă sezonieră trebuie să se poată adapta ambelor situaţii.

INTRODUCERE

“Eficienţa” unui agregat de răcire variază în mod semnificativ în funcţie de sarcina atribuită acestuia şi în funcţie de temperatura la care este evacuată căldura (pentru răcitoarele cu aer, temperatura aerului ambiant). Pentru numeroase agregate de răcire, eficienţa la sarcină parţială este inferioară eficienţei la sarcină totală (deşi pentru alte agregate de răcire, situaţia este inversă). In general, eficienţa creşte pe măsură ce scade temperatura de evacuare a căldurii. Cele două efecte sunt de obicei de o amploare comparabilă. Pentru echipamentele de răcire a aerului, temperatura căldurii evacuate este strâns legată de temperatura aerului ambiant, dar pentru echipamentele de răcire a lichidelor, variaţiile de temperatură depind în mod clar de sursa fluidului frigorific.

INTRODUCERE

În unele cazuri, relaţia dintre eficienţă şi aceşti factori poate fi reprezentată ca o curbă continuă, iar în alte cazuri, ca o curbă discontinuă. Constantele de timp caracteristice agregatelor de răcire şi a aparatelor de conditionare a aerului monobloc sunt în general de aşa natură că este dificilă definirea cu claritate a eficienţei

pentru intervale de timp cu

mult inferioare unei durate de circa zece minute, în timp ce pentru alte echipamente variaţiile de performanţă în sarcină pot fi dificil de reprezentat pentru perioade care depăşesc o oră.

INTRODUCERE

În concluzie, metodele de reprezentare a

performanţei globale a unei

instalaţii

de condiţionare a aerului trebuie să fie supuse unor constrângeri similare.

Astfel

unele instalaţii prezintă discontinuităţi suplimentare,

spre exemplu prin comutarea pe

funcţia de aer complet nou şi dezactivarea agregatului de răcire atunci când temperatura exterioară este suficient de scăzută.

INTRODUCERE

Principial, agregatul de răcire

(sau instalaţia de condiţionare a aerului în ansamblu) poate fi modelat matematic iar consumul său de energie poate fi calculat direct, pentru fiecare durată de funcţionare (de exemplu pentru fiecare oră).

Consumul de energie al agregatului de răcire poate fi, de asemenea, măsurat (sau precalculat), pe o plajă de condiţii de funcţionare care să producă o „diagramă de performanţe” care să se poată aplica fiecărei valori de necesar. Dar,

adesea, informaţiile nu sunt

disponibile la acest nivel de exactitate.

INTRODUCERE

Se prezintă :

fundamentarea teoretică de calcul;

recapitularea simplificările necesare;

şi oferă un exemplu simplu de aplicare.

I.2 Teorie I.2.1 Obiectiv

a calcula consumul de energie al unui agregat de răcire sau al unui ansamblu de agregate de răcire în cadrul unei instalaţii de condiţionare a aerului,

în funcţie de

cunoştinţe referitoare la:

necesarul de răcire al acestora

eficienţa energetică a agregatelor de răcire pentru un număr de condiţii de sarcină parţială.

Aceleşi procedee pot fi utilizate pentru calculul consumului de energie al instalaţiei complete şi pot fi aplicate, de asemenea, la instalaţiile de incălzire.

I.2.2 Combinarea măsurărilor de performanţă la sarcină parţială.

Pentru un anumit interval de timp, necesarul de răcire pentru un agregat de răcire este Qc

(kWh). În timpul acestui interval, energia Ec este utilizată pentru a satisface acest necesar.

Randamentul este definit ca Qc/Ec.

Invers, este adesea mai comod de utilizat Raportul Intrărilor Energetice (EIR).

unde

EC

= EIRQC

Mai precis, pentru un interval de timp mai lung, consumul total corespunde sumei consumurilor în timpul diferitelor intervale.

se defineste

EIR global

ca

Se observă că, dacă relaţia este

exprimată în termeni de randament şi nu de EIR, randamentul global corespunde

mediei armonice a randamentelor individuale (adică, inversul sumei valorilor inverse).

Din motive de simplificare, nu sunt prezentate abrevierile indicilor care semnalează domeniul utilizat pentru vârfuri.

)( CC QEIRE

Intr-un mod mai general, dacă Qc este egal cu zero, este foarte posibil ca energia să fie consumată. În acest caz, EIR este infinit iar randamentul este egal cu zero (oricare ar fi mărimea consumului fără sarcină). Un astfel de consum cu sarcină zero este exprimată prin E0.

Iar

EIR global este

:

0)( EQEIRE CC

CC QEQEIR /0

EIR este o funcţie a Qc şi a temperaturii căldurii evacuate: pentru temperatura exterioară a agregatelor de răcire cu aer.

Este posibil să se efectueze acest calcul pentru fiecare interval de timp (de exemplu, pe oră),

sau să se determine frecvenţa fiecărui nivel de necesar (şi temperatură) pe timpul perioadei în cauză. Aceasta este baza “analizei bin”.

Spre exemplu, un “bin” poate fi definit ca fiind numărul de întămplări pe oră a unei sarcini de răcire cuprinsă între 35% şi 40% din sarcina de răcire de proiectare a clădirii şi care coincide cu o temperatură a aerului ambiant cuprinsă între 24

°C şi 26

°C.

Frecvenţa la care survine fiecare condiţie este desemnată prin F, iar valoarea EIR este asociată fiecărui bin. De unde:

0)( EFQEIRFE CC

Frecvenţele şi necesarurile mai pot fi combinate pentru a genera ponderări ale necesarului, fw = FQC

I.2.3 Indici de performanţă sezonieri

Indicii de performanţă sezonieri pot fi definiţi pentru agregatele de racire individuale sau pentru un ansamblu de agregate de răcire cu funcţionare discontinuă. PLV (American Integrated Performance Load Value) [2]

şi ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio, efficacité

frigorifique saisonnière européenne) [6] sunt exemple de indici pentru agregate de răcire individuale.

Mai general, pentru orice interval de timp dat se poate calcula un EIR global

unde:

Indicele EER sezonier global este inversul EIR.

Raportul dintre EER sezonier şi EER în sarcină totală este uneori cunoscut sub numele de “factor de sarcină parţială mediu”

SEER.

PLVav = SEER/EER

EXEMPLE

STUDIU DE CAZ 1

EWAP800-C18AJYNN

EWAD650-C21BJYNN

50 100 250 500 750 1000 1250 1500Capacitate de racire

2000kW

R-4

10a

R-4

07c

R-1

34a

Varianta non-inverter

EWAD190-650AJYNN

Inverter pompa de caldura

EWYD250-580BZ

Inverter Numai racire

EWAD330-520AJYNN/S

Multiple Scroll EWA/YQ080-260DAYNN

Seria -

KAZ

EUWA/Y5-24KAZW

MB-series

EWAP110-540MBYNN (incl. ERAP si

EWTP)

Seria -MB

EWAD120-600MBYNN

Mini-chiller

Inverter

EWA/YQ005-013AC

MICI MARIMEDIIMINI

:

EWAD620-C19C-

Chillere

racite

cu

aer

EWAD330-520BZ

Scroll compresor

12 -

195 kW 123 -

546 kW

Screw compresor Screw compresors

391 -

2196 kW

Centrifugal compresor

300 -

9000 kW

Gama de chillere

racite

cu apa

Scroll compresor

12 -

65 kW 123 -

546 kW

Screw compresor

334 to 1893 kW166 to 604 kW

Gama de chillere

cu condensator

la distanta

Screw compresor Screw compresor

500 650 800 1100 1250 1400 1550 1700Capacitate de racire

(kW)2000350 950 1850

EER = 3.50

EER = 3.35

EER = 3.65

EER = 3.20

EER = 3.05

EER = 3.00

Referinta: Evap.: temp. apa

intrare/iesire

12/7°C; Cond.: temp. exterioara

35°C

EFICIENTA EFICIENTA RIDICATA RIDICATA

EFICIENTAEFICIENTAPREMIUMPREMIUM

Eficienta

la incarcare

totala: EER

Legenda:

Noua

versiune

PREMIUM

Noua

versiune

EFICIENTA RIDICATA

EWAD-C-

ESEER = 4.15

ESEER = 4.30

500 650 800 1100 1250 1400 1550 1700Capacitate de racire

(kW)2000350 950 1850

ESEER = 4.00

ESEER = 3.85

ESEER = 3.60

ESEER = 4.45

Legenda:

Noua

versiune

PREMIUMNoua

versiune

EFICIENTA RIDICATA

EFICIENTA EFICIENTA RIDICATA RIDICATA

EFICIENTAEFICIENTAPREMIUMPREMIUM

Eficienta

la incarcare

partiala: ESEER

EWAD-C-

Referinta: Evap.: temp. apa

intrare/iesire

12/7°C; Cond.: temp. exterioara

35°C

I.2.4 Calcul de EIR reprezentativi

In practică, acest calcul este rareori posibil şi pentru aceasta este necesar să se selecţioneze EIR luând, spre exemplu, o valoare care să reprezinte punctul median al domeniului sau media celor două condiţii extreme.

I.2.5 Echipamente de răcire multiple

Pentru instalaţiile cu agregate de răcire multiple, valoarea EIR combinată trebuie să se calculeze pentru independent, reprezentând EIR-ul combinat al tuturor agregate de răcire în funcţiune (şi condiţiile de sarcină pentru fiecare

– de exemplu, un agregat

de răcire cu regim maxim şi un altul cu 50%). Este de reţinut faptul că acesta nu este obţinut prin media EER-urilor (deşi se utilizează media armonică), ci prin adunarea consumurilor şi prin determinarea consumului total combinat.

1.2.6 EXEMPLUL 1 Calcul pentru instalaţii

Aceeaşi teorie poate fi aplicată şi instalaţiilor complete. În acest caz, este convenabil să se împartă energia în două clase: energia auxiliară W (kWh), care este utilizată în principal pentru transferul de energie (ventilatoare şi pompe) şi pentru reglaj; şi consumul direct E (kWh), utilizat pentru generarea de căldură sau de frig de către aparate de răcire si echipamentele aferente. Consumul direct nu depinde numai de randamentul conversiei combustibilului sau a electricităţii în căldură (sau în frig), ci de asemenea de randamentul distribuţiei căldurii (sau frigului).

I.3 Aplicaţie practică I.3.1 Fundamentare

În mod ideal, teoria se aplică datelor caracteristice ale clădirii şi ale instalaţiei respective, modelului de utilizare real sau avut în vedere, precum şi climei locale. Acest lucru necesită informaţii detaliate despre performanţele agregatului de răcire[1]

– cu o plajă largă de condiţii şi de estimări detaliate ale necesarului de frig al clădirii -

obţinute, spre exemplu, prin simulare. Astfel de informaţiI detaliate sunt însă foarte rar disponibile şi din acest motiv sunt necesare simplificări. Se

descrie in continuare

ce anume trebuie făcut pentru a rămâne coerent în funcţie de diverse niveluri de informaţii disponibile.

[1] Fie pornind de la datele producătorilor, fie prin modelare detaliată. Constantele de timp caracteristice răcirii şi condiţionării aerului sunt în general astfel încât este dificil de definit eficienţa medie pentru perioade mult mai mici celei de zece minute şi pentru anumite echipamente, în timp ce variaţiile performanţelor cu sarcina sunt dificil de reprezentat pe perioade mai mari de o oră.

Simplificările privesc informaţiile referitoare la echipamentele de răcire şi la definiţiile recipientelor.

Aceste simplificări reduc în mod inevitabil rezoluţia calculului. Cu toate acestea, datele de bază au de fiecare dată un anumit grad de incertitudine, iar o rezoluţie teoretică înaltă nu implică neapărat rezultate mai exacte sau fiabile. Pentru numeroase aplicaţii, coerenţa abordării va fi mai mare decât gradul de exactitate aparentă.

Pentru scopuri de certificare a performanţelor energetice, vor fi necesare ipoteze standardizate.

Figura I.1 SR EN 15243, de mai

jos, prezintă o ierarhizare a simplificărilor;

Alegerea depinde de disponibilitatea datelor şi de efortul de calcul estimat necesar pentru scopul particular căutat.

I.3.2 Simplificări ale datelor referitoare la frecvenţa de sarcină

Când necesarurile de frig sunt calculate lunar sau anual, poate fi utilizat un ansamblu standardizat de frecvenţe de sarcină (sau de ponderări ale necesarului). Acestea pot fi generate în mai multe moduri, printre care simulările, pe computer, ale caracteristicilor clădirii, în condiţii meteorologice standardizate, care sunt probabil cele mai satisfăcătoare.

Aceste frecvenţe de necesaruri standardizate corespund cel mai bine celor ale clădirilor considerate, iar simulările sunt efectuate pentru o clădire similară cu o instalaţie condiţionare a aerului similar, pentru o utilizare similară şi situată într-un climat similar;

Deoarece randamentul agregatelor de răcire cu aer depinde de temperatura ambiantă, în mod ideal ar trebui ca frecvenţele necesarului să fie însoţite de temperaturi corespunzătoare ale aerului ambiant . Dacă nu este cazul, este posibil să se estimeze

temperaturile aerului ambiant pornind de la valorile corespunzatoare ale necesarului (cele două variabile sunt în general corelate, chiar dacă nu într-un mod perfect).

Consecinţele temperaturilor neadecvate sunt tratate în articolul referitor la simplificarile performanţelor agregatelor de răcire.

Proiectul EECCAC [7] calculează distribuţiile frecvenţei de sarcină prin simulări de energie a clădirilor pentru o gamă largă de instalaţii pe trei amplasări: Londra, Milano şi Sevillia. Aşa cum arată Roger Hitchin [8], sarcinile plasate pe o instalaţie de răcire pot varia în funcţie de tipul instalaţiei de răcire instalat, de meteorologie, de proiectarea clădirii şi de utilizarea sa.

I.3.3 Aproximarea datelor de performanţă ale echipamentului de răcire

În mod ideal, ar trebui evaluată performanţa agregatului de răcire la fiecare interval de timp al calculului necesarului de răcire. Acest lucru necesită o hartă de performanţă completă (şi fiabilă) pentru agregatul/agregatele de răcire instalat/instalate sau preconizate. Unii fabricanţi sunt în măsură să furnizeze aceste informaţii, dar aceste date nu sunt întotdeauna publice şi nici verificate în mod independent.

Daca nu există nici un fel de hartă completă a performaţelor, pot fi disponibile masurători în condiţii standardizate la «sarcină maximă»

şi în

anumite condiţii în sarcină parţială.

Proiectul EECCAC a condus la concluzia că cel puţin patru ponderări ale necesarului (toate insoţite de o temperatură ambiantă care reprezintă valoarea medie asociată acestor condiţii de sarcină) sunt necesare pentru a distinge agregatele de răcire ale căror performanţe sunt diferite. Caracteristicile nominale ale PLV utilizează de asemenea patru condiţii în sarcină parţială. Valorile sunt determinate de către proiectul EECCAC pentru o gamă de climate şi instalaţii. Pentru o instalaţie cu ventilo-

convector situata

la Londra aceste valori erau:

Tabel I.1 –

Exemple ale necesarului de calcul

Frecvenţa relativă de apariţie (% ore de

funcţionare)

Necesaul

de răcire

în

procent

al sarcinii

de proiectare

Ponderaţie relativă a necesarului (frecvenţa

apariţiei x necesar proporţional)

Temperat. ambiantă medie

asociată necesarului

60,8 % 25 % 42,3 % 16,1

34,9 % 50 % 48,5 % 20,1

4,2 % 75 % 8,7 % 24,6

0,2 % 100 % 0,5 % 27,6

Există mai multe surse de informaţie privind performanţa unui agregat de răcire în condiţii diferite de condiţiile standardizate de încercare la sarcină maximă. De exemplu, Eurovent propune integrarea în programul său de certificare, a încercărilor la sarcină parţială. Proiectul CEN/TS

14825 descrie încercările la

sarcină paţială, ca şi standardul italian UNI

10963 [9]. Standardul ARI

550.590 [2] defineşte patru

încercări la sarcină parţială pentru caracteristicile nominale ale VICP/IPLV (Valoare integrată la sarcină paţială), iar proiectul EECCAC propune încercări europene echivalente încercărilor ARI.

Condiţiile particulare de temperatură prescrise pentru încercările la sarcină parţială nu sunt adecvate pentru toate tipurile de climă şi nu pot fi aplicate fiecărui agregat de răcire individual dintr-o instalaţie cu agregate de răcire multiple, ţinând seama că aparatele de răcire functionează discontinu.

Producătorii pot fi în măsură să furnizeze informaţii suficiente pentru a face o extrapolare asupra temperaturilor regionale sau naţionale adecvate, atunci când acestea sunt cunoscute. Dacă acest lucru nu este posibil, trebuie să fie admise datele referitoare la temperaturile “false”. Un număr limitat de calcule asupra consecinţelor datorate utilizării temperaturilor ESEER –

care sunt reflexul

condiţiilor din Europa de Sud – pentru Marea Britanie sugerează că a fost comisă o eroare de ordinul a 5% până la 10%. Cum va fi mereu în acelaşi sens (cele mai bune randamente, reflectând temperaturi de vară inferioare celor din Marea Britanie), consecinţele asupra alegerii echipamentelor probabil că nu vor fi importante (cu avertismentul că agregatele de răcire cu capacitate de răcire liberă ar putea fi subevaluate).

Uneori sunt cunoscute doar performanţele la sarcină maximă în condiţii de încercare standardizate. Pentru unele agregate de răcire şi instalaţii frigorifice monobloc, aceste informaţii sunt disponibile la Eurovent Certification şi pot fi obţinute cel mai uşor pe site-ul www.ukepic.com. In aceste condiţii, valorile de performanţă în sarcină parţială trebuie să fie estimate cu ajutorul modelelor generice.

Există mai multe proceduri care permit realizarea acestor estimări.

Procedura utilizată înainte era cea din versiunea din 1989 a Standardului ARI 210/240

[2]

(Standardele ARI actuale impun încercări la sarcină parţială). Aceasta asociază PLV (raportul între sarcina parţială EER şi EER de proiectare) definit înainte ca PLR “raport de sarcină parţială” (raportul dintre sarcina medie pe agregat de răcire şi cea în ieşire prin proiectare) în felul următor:

PLV = 1 –

Cd.(1-

PLR)

Cd trebuie specificat de către fabricant sau este egal cu 0,25

Standardul italian UNI 10963 utilizează o relaţie puţin mai complicată :

PLV = PLR/(a.PLR + b)

Această relaţie necesită cunoaşterea performanţelor pentru două condiţii de încercare în scopul determinării coeficienţilor.

DIN V18599-7 [10] oferă sub formă de tabel valorile PLV în raport cu PLR pentru şapte tipuri de generatoare de frig pentru răcirea aerului (inclusiv instalaţiile frigorifice monobloc) şi şapte tipuri de agregate de răcire cu apă. Acest document furnizează de asemenea factorii de corecţie pentru diferite debite şi temperaturile de funcţionare, precum şi diferitele temperaturi exterioare (pentru

agregatele de răcire cu apă).

Trebuie amintit că energia auxiliară suplimentară este obţinută pentru evacuarea căldurii în cazul agregatelor de răcire cu apă.

Atunci când nu este disponibilă nici o informaţie despre agregatul de răcire (de exemplu în instalaţiile existente sau în timpul fazelor iniţiale ale proiectării), este necesar să se utilizeze o valoare de performanţă în sarcină maximă standardizată (implicită) şi să se aplice estimările generice la sarcină parţială, menţionate anterior.

După datele de la Eurovent Certification, EER-ul unui agregat de răcire cu aer, european, mediu, integrat într-o instalaţie de aer condiţionat, este egal cu circa 2,5. In jur de 80% din agregatele de răcire prezintă valori mai mari de 2,25; această valoare ar putea fi ipoteza standardizată (implicită). O valoare echivalentă pentru agregatele de răcire cu apă ar putea fi 3,40 (Energia auxiliară suplimentară pentru echipament de evacuare a căldurii va putea fi de asemenea obţinută pentru agregate de răcire cu apă).

Pentru instalaţiile frigorifice monobloc, limita dintre clasele de energie E şi F reprezintă un standard acceptabil. Acesta este:

Aer - aer

Monosplit şi multisplit: 2,40

Instalaţii frigorifice monobloc cu un singur circuit: 1,80

Alte instalaţii frigorifice monobloc: 3,20

Apă - aer

Monosplit şi multisplit: 2,50

Alte instalaţii frigorifice monobloc: 3,20

I.4 Exemple care ilustrează estimarea sezonieră EER

I.4.1 Generalităţi

Exemplul prezent ilustrează procesele pentru:

determinarea distribuţiilor frecvenţelor de sarcină;

determinarea EER a agregatelor de răcire multiple, plecând de la datele agregatelor de răcire individuale;

configurarea datelor de evaluare a agregatelor de răcire pe baza distribuţiei frecvenţelor de sarcină;

estimarea EER sezonier.

Principiile generale ilustrate aici sunt aplicabile oricărui ansamblu de agregate de răcire sau de aparate de încălzire în condiţii de sarcină parţială şi pentru orice dimensiune. In practică, este admis să se creeze procedeul în scheme logice precum tabelele.

I.4.2 Distribuţii ale frecvenţelor de sarcină

Fie plecând de la calcule de sarcină pentru o anumită clădire, fie plecând de la un standard naţional sau de la o ipoteză regională, există o frecvenţă de distribuţie a sarcinilor de răcire fracţionare diferită (cu 1 = sarcina maximă). Pentru calculele de energie este necesar să fie convertite într-un necesar de distribuţie de energie prin multiplicarea frecvenţei unei fracţiuni a sarcinii parţiale. Acest lucru generează o distribuţie de sarcină ponderată. In diagrama de mai jos distribuţia frecvenţelor pentru un birou situat în Marea Britanie este marcată printr-o linie punctată, iar distribuţia sarcinii ponderate este marcată printr-o linie continuă.

A Distribuţie

de sarcină

standardizată

B Frecvenţă

standardizată

C Sarcină

fracţionată

- - - - Frecvenţă____Sarcină

ponderată

Figura I.2 –

Distribuţie de sarcină normalizată

Pentru etape de calcul ulterioare, este practic să se convertească distribuţia de sarcină ponderată într-o distribuţie cumulată aşa cum este indicat în figura

urmatoare.

Figura I.3 –

Distribuţie de sarcină cumulată standardizată

A-Distribuţie

de sarcină

cumulată

standardizată; B-

Frecvenţă

standardizată; C-

Sarcină

fracţionată

- - - - Frecvenţă____Sarcină

ponderată

I.4.3 Performanţa unui echipament de răcire combinat

În acest exemplu, se presupune că două echipamente de răcire identice, fiecare capabil să furnizeze 75% din sarcina maximă, funcţionează în secvenţă, fiecare cu valori de performanţă de sarcină parţială egale cu:

Tabelul

I.2

% sarcină

parţială EER

100 2,8

75 2,7

50 2,5

25 2,0

Cu două echipamente de răcire există deci opt combinaţii pentru care poate fi calculat un EER[1].

Acestea din urmă sunt indicate în tabelul de mai jos. Exemplul de instalaţie fiind supradimensionat, trei din condiţii sunt pentru sarcini care depăşesc sarcina maximă.

Când cele două echipamente de răcire funcţionează, EER-ul combinat este determinat prin împărţirea necesarului corespunzator al fiecărui agregat de răcire la EER-ul adecvat, adunat la consumul total şi împărţind rezultatului la necesarul total.

[1] Dacă agregatul de răcire nu funcţionează în secvenţă, procedura trebuie să fie modificată în consecinţă.

Tabelul

I.3

Agregat

de răcire

1 sarcină

fracţională

Agregat

de răcire

2 sarcină

fracţională

EER pentru

Agregatul

de răcire

1

EER pentru

Agregatul

de răcire

2

EER combinate

0 0 N/A N/A N/A

0,25 0 2,0 N/A 2,00

0,5 0 2,5 N/A 2,50

0,75 0 2,7 N/A 2,70

1 0 2,8 N/A 2,80

1 0,25 2,8 2,0 2,59

1 0,5 2,8 2,5 2,69

1 0,75 2,8 2,7 2,76

1 1 2,8 2,8 2,80

I.4.4 Configurarea evaluărilor echipamentelor de răcire în funcţie de frecvenţa sarcinii

Fiecare din punctele de evaluare ale acestor echipamente de răcire configurează distribuţia frecvenţei sarcinii clădirii, aşa cum este prezentat în figura I.4 cu linii pline verticale.

A-

Benzi de energie

B-

Frecvenţă de sarcină cumulată

C-

Sarcină fracţională

Ponderarea pentru fiecare punct de evaluare este diferenţa de sarcini cumulate pentru fiecare din cele două condiţii limită (poate fi necesar să se interpoleze între valori cunoscute ale distribuţiei frecvenţei sarcinii pentru determinarea acestor valori).

Trebuie împărţit fiecare necesar ponderat cu EER corespunzător pentru a se determina consumul total şi apoi se poate obţine EER sezonier.

Procesul este ilustrat în tabelul I.4

de mai jos

Total (standardizat) de consum de energie = 0,3897

EER combinat sezonier = 1/0,3897 = 2,57

Agregat de răcire 1 sarcină fracţiona

lă

Agregat de răcire 2 sarcină fracţiona

lă

Necesar fracţiona

l al

clădirii

Ponderarea necesarului

pentru nivelul necesarului

EER combinat

Consumuri de energie

0 0 0 0 N/A 00,25 0 0,188 0,104 2,00 0,05200,5 0 0,375 0,238 2,50 0,09520,75 0 0,563 0,290 2,70 0,1074

1 0 0,750 0,234 2,80 0,08361 0,25 0,938 0,115 2,59 0,04441 0,5 1,125 0,019 2,69 0,00711 0,75 1,313 N/A 2,76 N/A1 1 1,500 N/A 2,80 N/A

I.5 Exemplu pentru calculul valorilor sarcinilor parţiale

Necesarul final de energie al echipamentelor de răcire cu compresie se calculează utilizând EER şi PLV, în relaţia:

av

aoutg,C,electrf,C, PLVEER

QQ

av

aoutg,C,electrf,C, PLVEER

QQ

EERraportul de eficienţă energetică evaluat din răcire, în kW/kW (a se vedea Tabelul I.8 până la I.11);

PLVav

valoarea sarcinii parţiale medii, (a se vedea Tabelul I.12);

SEER

raportul de eficienţă energetică

sezonier, în kW/kW;

QC,f,electr

necesarul de energie finală al unităţii de răcire prin compresie (electric), în kWh.

energia de răcire anuală de evacuare, în kWh.

av

aoutg,C,electrf,C, PLVEER

QQ

aoutg,C,Q

SEERPLVEER av

Tabelul I.5 –

Tipuri de reglare a sarcinii parţiale a unitaţilor de racire cu compresor răcit cu apă, evaluate cu metoda valorilor-indicilor

Răcire

de tip compresor

de răcire

a apei, tip de reglare

al sarcinii

parţiale

(1)Compresor

cu piston sau

cu spirală

cu reglare

în

două

puncte

(funcţionare

PORNIT/OPRIT)

(2)Compresor

cu piston sau

cu spirală

cu reglare

pe

mai

multe

paliere

(cel

puţin

4 paliere

de reglare

a puterii

în

combinaţii

de compresoare

multiple)

(3) Compresor

cu piston cu închidere

individuală

a cilindrului

(4) Compresor

cu piston sau

cu spirală

cu reglare

cu aer

cald

prin

bypass

(5) Compresor

cu şurub

cu supapă

de reglare

(6) Turbo-compresoare

cu comandă

de oprire

a fluxului

Tabelul I.6 -

Tipuri de reglare a sarcinii parţiale a unitaţilor de racire cu compresor răcit cu aer, evaluate cu metoda valorilor-indicilor

Agregate

de răcire

de tip compresor

de răcire

a aerului, tip de reglare

al sarcinii

parţiale

(A)Compresor

cu piston sau

cu spirală, cu reglare

în

două

puncte

şi

rezervor

tampon (funcţionare

PORNIT/OPRIT)

(B)Compresor

cu piston sau

cu spirală

cu reglare

pe

mai

multe

paliere

(cel

puţin

4 paliere

de reglare

a puterii

în

combinaţii

de compresoare

multiple)

(C) Compresor

cu şurub

cu supapă

de reglare

Tablelul I.7 -

Tipuri de reglare a sarcinii parţiale a instalţiilor de condiţionare a aerului din încăperi răcite cu aer, evaluate cu metoda valorilor-indicilor

Instalaţie

de condiţionare

a aerului

pentru

răcirea

aerului

din încăpere, tip de reglare

a sarcinii

parţiale

(D) Reglare

în

două

puncte

pentru

o instalaţie

cu zonă

unică, pulsat

(funcţionare

PORNIT/OPRIT)

(E) Reglare

în

două

puncte

pentru

o instalaţie

cu zone multiple, pulsat

(funcţionare

PORNIT/OPRIT) (dacă

este

posibil, cu reglarea

camerei

de evacuare

sau

cu închiderea

individuală

a cilindrului)

(F) Reglare

variabilă

continuă

pentru

instalaţii

cu zonă

unică, de exemplu

frecvenţă

comandată/pulsată, cu supapă

de expansiune

comandată

electronic (reglare

invertor)

(G) Reglare

variabilă

continuă

pentru

instalaţii

cu zone multiple, de exemplu

frecvenţă

comandată/pulsată, cu supapă

de expansiune

comandată

electronic (reglare

invertor)

Tabelul I.8 – Valori implicite pentru raportul randamentului de răcire EER pentru agregate de răcire cu apă de răcire

Agentul

de răcire

Valoare

standardizata

a raportului

de racire

EER

Apă rece la intrare /

temperaturi la ieşire, °C

Temperatura de ieşire a apei reci, °C

Temperatura

medie

de evaporare, °C

Domenii

normale

de putereCompresor cu

piston şi spirală

10

kW la 1500

kW

Compresor cu şurub

200

kW la 2000

kW

Turbo-

compresor

500

kW la

8000

kW

R134a27/33 6 0 4,0 4,5 5,2

14 8 4,6 5,3 5,9

40/45 6 0 3,1 2,9 4,114 8 3,7 3,7 4,8

R407C27/33 6 0 3,8 4,2 −

14 8 4,4 4,9 −

40/45 6 0 3,0 2,7 −14 8 3,6 3,3 −

R410A27/33 6 0 3,6 − −

14 8 4,2 − −

40/45 6 0 2,8 − −14 8 3,3 − −

R71727/33 6 0 − 4,6 −

14 8 − 5,4 −

40/45 6 0 − 3,1 −14 8 − 3,7 −

R2227/33 6 0 4,1 4,6 5,1

14 8 4,8 5,4 5,7

40/45 6 0 3,2 3,0 4,114 8 3,8 3,6 4,7

Tabelul

I.9 -

Valori

implicite

pentru

raportul randamentului

energetic de răcire

EER pentru

agregate

de răcire

cu aer

de răcireValoarea

standardizată

a EER

Agent de răcire

Apă rece la intrare/

temperaturi la ieşire,°C

Temperatură

medie

de evaporare

°C

Domenii

normale

de putere

Compresor cu piston şi spirală

10

kW la 1500

kW

Compresor cu şurub

200

kW la 2000

kW

R134a 6 0 2,8 3,014 8 3,5 3,7

R407C 6 0 2,5 2,714 8 3,2 3,4

R410A 6 0 2,4 –14 8 3,1 –

R717 6 0 – 3,214 8 – 3,9

R22 6 0 2,9 3,114 8 3,6 3,8

Tabelul I.10 -

Valori implicite pentru raportul randamentului energetic al instalaţiilor de condiţionare a aerului, cu aer rece <12

kW

Instalaţii

de condiţionare

a aerului

cu aer

rece

<

12

kW, conform Directivei

2002/31/EC, raport

al randamentului

energetic de răcire

EER

Tip de instalaţie EER Tip de reglare

a sarcinii

parţialeInstalaţii

compacte

de condiţionare

a aerului, montaj

la fereastră

sau

montaj

pe

perete2,6 pulsat

(reglare

PORNIT/OPRIT) (D)

Instalaţii

split 2,7pulsat

(reglare

PORNIT/OPRIT) (D)

reglarea

frecvenţei

Instalaţii

multi split 2,9

pulsat

(reglare

PORNIT/OPRIT) (E)

reglarea

frecvenţei

Tabelul I.11 -

Valori implicite pentru raportul randamentului energetic al instalaţiilor de condiţionare a aerului, cu aer rece >12

kW

Instalaţii de condiţionare a aerului, cu aer rece

>

12

kW, reglare

a EER

Tip de instalaţie EER TIp

de reglare

al sarcinii

parţiale

Instalaţii

VRF cu debit masic

variabil

de răcire 33,5 Minim o reglare

în

paralel

a frecvenţei

compresorului

(G)

Tabelul I.12 – Valori ale indicatorilor de sarcină parţială (tip de utilizare: clădiri de birouri şi comparabile)

TABEL I12 continuare

TABEL I12 continuare