Холодильний коефіцієнт пристрою – що це, формула

Ви могли спостерігати таке явище, коли одна холодильна установка, наприклад, чилер, охолоджує краще за іншого при тій же витраті електрики. Чому так відбувається? Все справа в особливому показнику ефективності. Холодильний коефіцієнт – це головна характеристика будь-якого холодильного обладнання – від домашнього холодильника до промислової системи.

Холодильний коефіцієнт – це важливий параметр

Холодильний коефіцієнт пристрою – це показник, який говорить нам, скільки холоду виробляє пристрій на кожну одиницю спожитої енергії.

Уявіть кондиціонер – він споживає 1000 ват електрики і видає 3000 ват холоду. Виходить, на кожен ват електрики припадає 3 вати холоду. Це і є холодильний коефіцієнт, і в даному випадку він дорівнює 3.

Цікавий факт: цей показник майже завжди більше одиниці. Як так виходить? Холодильник не створює холод, він перекачує тепло, тобто, забирає його зсередини і викидає назовні. А на перекачування тепла потрібно менше енергії, ніж саме це тепло містить.

Формула холодильного коефіцієнта і її застосування

Формула холодильного коефіцієнта виглядає так:

ε = Q₀ / A

Розшифровка проста:

·         ε – сам холодильний коефіцієнт

·         Q₀ - кількість відведеного тепла (холодопродуктивність)

·         A – витрачена робота компресора

А тепер розберемо на прикладі. Наприклад, ваш холодильник відводить 300 ват тепла і витрачає на це 100 ват електрики. Використовується формула холодильного коефіцієнта: 300 / 100 = 3.

Ось типові значення для різного обладнання:

Від чого залежить холодильний коефіцієнт пристрою

Холодильний коефіцієнт пристрою залежить від багатьох факторів. Головний – різниця температур. Чим холодніше потрібно зробити всередині і чим спекотніше зовні, тим гірший коефіцієнт.

Якість компресора теж важлива. Нові інверторні компресори дають коефіцієнт на 30-40% вищий за старі. Вони плавно змінюють швидкість роботи, а не вмикаються-вимикаються ривками.

І ще впливає тип холодоагенту. Сучасні фреони ефективніші за старі. R600a (ізобутан) дає кращий холодильний коефіцієнт – це особливо помітно в побутових холодильниках.

Практичне значення холодильного коефіцієнта

Знаєте що? Холодильний коефіцієнт пристрою прямо впливає на ваші рахунки за електрику. Установка з коефіцієнтом 3 споживає на третину менше електрики, ніж модель з коефіцієнтом 2.

Давайте порахуємо – холодильник працює цілодобово, а тому при коефіцієнті 2 він з'їдає 50 кВт·год на місяць. При коефіцієнті 3 – тільки 33 кВт·год. Тобто, економія приблизно 17 кВт·год щомісяця.

А тепер про кондиціонери. Модель з коефіцієнтом 3,5 охолодить кімнату, споживши 1 кВт. Модель з коефіцієнтом 2,5 споживе 1,4 кВт. Різниця – 40%.

Як підвищити ефективність роботи холодильного обладнання

Чи можна покращити холодильний коефіцієнт у вже працюючого обладнання? Так, але в розумних межах.

1.       Перше – це чищення. Запилений конденсатор (решітка ззаду) знижує коефіцієнт на 20-30%. Чистіть його кожні 3-4 місяці. Використовуйте пилосос або м'яку щітку.

2.       Друге – правильна температура. Пристрій має працювати при комфортному для себе показнику термометра. Якщо занадто спекотно – ефективність системи падає, а коефіцієнт знижується.

3.       Третє – герметичність. Залежить від типу холодильної машини. Як правило, треба перевіряти ущільнювачі дверей. Поганий ущільнювач – це постійна втеча холоду. Компресор працює більше, коефіцієнт падає.

4.       Розташування теж важливе. Якщо поруч гаряче обладнання, наприклад, опалювальні батареї, то система працює на 15-20% гірше. Їй важко віддавати тепло в гаряче повітря. Залиште мінімум 10 см до стіни для вентиляції.

Порівняння з іншими показниками ефективності

Холодильний коефіцієнт це не єдиний спосіб оцінити ефективність. Є ще COP і EER. По суті, це одне і те ж, просто в різних одиницях виміру.

COP використовують частіше для теплових насосів. EER – американський стандарт для кондиціонерів. Але принцип той же: скільки корисної роботи на одиницю витраченої енергії.

Ось що цікаво – формула холодильного коефіцієнта пов'язана з ККД теплового двигуна. Якщо тепловий двигун перетворює тепло на роботу, то холодильник робить навпаки – витрачає роботу на перенесення тепла.

До речі, теоретичний максимум холодильного коефіцієнта розраховується за формулою холодильного коефіцієнта Карно:

ε_max = T_хол / (T_гор - T_хол)

Де T – абсолютні температури в кельвінах. Реальні машини досягають тільки 40-60% від цього максимуму.

Сучасні технології і майбутнє холодильних машин

Виробники постійно працюють над покращенням холодильного коефіцієнта. З'являються магнітні холодильники – без компресора і холодоагенту. Їх коефіцієнт може досягати 10-15.

Термоакустичні холодильники використовують звукові хвилі для перенесення тепла. Поки вони дорогі, але дуже ефективні. І працюють майже безшумно.

Квантові холодильники поки тільки в лабораторіях. Але вони можуть дати коефіцієнт 20 і вище. Правда, до побутового застосування ще далеко.

FAQ: часті питання про холодильний коефіцієнт

Чому коефіцієнт більше одиниці?

Холодильник не порушує законів фізики, він просто переміщує тепло, а не створює холод. На переміщення одного джоуля тепла витрачається менше джоуля роботи. Це як перенести відро води – енергія перенесення менша за енергію, що міститься у воді.

Який коефіцієнт вважається хорошим?

Для побутового холодильника хорошим вважається коефіцієнт 2,5-3,5. Для кондиціонера – 3-4. Промислові установки можуть мати коефіцієнт 5-6, але вони працюють в оптимальних умовах.

Чи змінюється коефіцієнт з часом?

Так, поступово знижується. Зношується компресор, витікає холодоагент, забиваються теплообмінники. За 10 років коефіцієнт може впасти на 20-30%. Регулярне обслуговування уповільнює цей процес.

Чи можна визначити коефіцієнт без приладів?

Точно – ні. Але приблизно оцінити можна за лічильником електрики і паспортною холодопродуктивністю. Або порівняти споживання вашого холодильника з паспортними даними – якщо споживає більше, коефіцієнт впав.

Чи впливає завантаження на холодильний коефіцієнт?

Так, порожній холодильник працює неефективно. Оптимальне завантаження – 60-80%. Продукти служать акумуляторами холоду, стабілізують температуру. Але не забивайте повністю – повітря має циркулювати.

Що ефективніше: один великий холодильник чи два маленьких?

Один великий ефективніший при однаковому сумарному об'ємі. У великого краще співвідношення об'єму до поверхні, менші втрати через стінки. Два холодильники виправдані, тільки якщо другий вмикається рідко.