Объяснение мощности охлаждения портативного кондиционера: БТЕ, потребляемая мощность и расход воздуха

На каждом листе спецификаций портативного кондиционера появляются три цифры, и их обычно считают так, как будто они описывают одно и то же: мощность охлаждения в БТЕ в час, потребляемая мощность в ваттах, и расход воздуха в кубических метрах в час. Это не так. Одно измеряет тепло, отведенное из комнаты, одно измеряет электрическую энергию, потребляемую из розетки, а одно измеряет объем воздуха, прогоняемого через корпус. Путаница между ними приводит либо к завышенным розничным объявлениям, либо к предложениям, которые нельзя сравнить построчно.

В этой статье разделены три величины, приведены коэффициенты пересчета, необходимые для нормализации предложений от разных заводов, и показано, где цифры перестают быть взаимозаменяемыми.

1. Три цифры, три разные физические величины

Мощность охлаждения — это скорость потребления энергии: джоули в секунду, выраженные либо в БТЕ в час, либо в киловаттах. Потребляемая мощность — это также скорость потребления энергии, но измеренная у розетки, и она всегда меньше мощности охлаждения в работающей машине с парокомпрессионным циклом. Расход воздуха — это объемная скорость, и она ничего не говорит напрямую о тепле, только о том, сколько воздуха проходит через змеевик и как далеко выбрасывается струя.

По умолчанию сравнимой между поставщиками является только первая строка. Два завода могут оба напечатать «12 000 БТЕ», измеряя по разным стандартам при разных температурах окружающей среды.

2. БТЕ в час и их метрические эквиваленты

Одна БТЕ — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на один градус Фаренгейта, примерно 1055 джоулей. В кондиционировании воздуха единица измерения всегда БТЕ в час, а приведенные ниже преобразования достаточно точны для работы со спецификациями:

• 1 кВт охлаждения = 3 412 БТЕ/ч
• 1 БТЕ/ч = 0,2931 Вт охлаждения
• 1 тонна охлаждения = 12 000 БТЕ/ч = 3,517 кВт
• 1 кВт = 1 000 Вт; 1 кВт = 860 ккал/ч

Устройство, рекламируемое как «3,5 кВт», может быть настоящей моделью на 12 000 БТЕ при 3,517 кВт или моделью на 11 900 БТЕ при 3,49 кВт. Запрашивайте исходные данные испытаний и их стандарт, а не округленное значение.

Полная мощность и фактическая мощность — это не одно и то же число

Одноканальные портативные устройства забирают воздух для охлаждения конденсатора из комнаты и выбрасывают его наружу. Вытесненный воздух заменяется инфильтрацией при температуре наружного воздуха, что добавляет нагрузку обратно в помещение. Полная мощность, измеренная без учета этого (в стиле ASHRAE 128), выше, чем сезонно скорректированная цифра на этикетке США (DOE SACC), и обе отличаются от рейтинга EN 14511, используемого для европейской энергетической этикетки. Разрыв обычно достигает 20–30% в жарком климате, поэтому устройство, честно оцененное в 9 000 БТЕ SACC, может появиться в спецификации конкурента как 12 000 БТЕ.

3. Потребляемая мощность, EER и стоимость эксплуатации устройства

EER — это самый простой показатель эффективности, и единственный, который можно пересчитать из технического описания без лаборатории:

EER = мощность охлаждения (кВт) ÷ потребляемая мощность (кВт)

Стоимость эксплуатации следует напрямую: кВт·ч = потребляемая мощность (кВт) × часы в день × дни. Устройство мощностью 1,35 кВт, используемое восемь часов в день в течение девяноста дней, потребляет 1,35 × 8 × 90 = 972 кВт·ч; при 0,25 евро/кВт·ч это около 243 евро за сезон. Альтернативное устройство мощностью 1,15 кВт потребляет 828 кВт·ч, или около 207 евро, что составляет экономию в 36 евро на устройство. В парке из 1000 арендованных устройств разница составляет 36 000 евро — обычно намного больше, чем разница в цене покупки между вариантами.

Потребляемая мощность также определяет размер электрической цепи: I = P ÷ (V × коэффициент мощности). Нагрузка 1350 Вт при 230 В с коэффициентом мощности 0,95 потребляет 6,2 А, что оставляет запас на розетке 16 А, но недостаточно для трех устройств на одной цепи. Та же нагрузка при 115 В потребляет около 12,4 А, что близко к пределу непрерывной работы ветви цепи 15 А.

4. Расход воздуха в м³/ч: Охват, воздухообмен и шум

Расход воздуха — это спецификация, которая чаще всего опускается в розничной торговле и чаще всего является причиной разочарования от продукта. Сначала переведите: 1 м³/ч = 0,5886 CFM, поэтому 420 м³/ч — это около 247 CFM, а 320 м³/ч — около 188 CFM.

Расход воздуха определяет, как быстро комнатный воздух проходит через змеевик. Полезная полевая проверка — это воздухообмен в час, ACH = расход воздуха (м³/ч) ÷ объем комнаты (м³). Устройство мощностью 420 м³/ч в комнате объемом 45 м³ обеспечивает 9,3 воздухообмена в час, что достаточно для равномерного смешивания; устройство мощностью 320 м³/ч достигает 7,1, что приемлемо, но с более медленным восстановлением после открытия двери. Ни одна из этих цифр не описывает вентиляцию свежим воздухом.

Физика также ограничивает заявленную мощность. Общее отведенное тепло равно плотности воздуха, умноженной на объемный расход, умноженный на разницу энтальпии, при этом плотность принимается равной 1,2 кг/м³. Для устройства мощностью 3,5 кВт при расходе 420 м³/ч требуемое снижение энтальпии составляет 25 кДж/кг, что близко к пределу компактного змеевика; при расходе 320 м³/ч те же 3,5 кВт потребуют 33 кДж/кг, чего не может обеспечить ни один портативный змеевик такого размера. Поэтому высокая цифра БТЕ в сочетании с низким расходом воздуха либо снижается в реальном использовании, либо измеряется в условиях, которых продукт никогда не увидит.

Расход воздуха и шум идут рука об руку. Как правило, каждое увеличение скорости вентилятора на 20% добавляет около 3–5 дБ(А), что является явно слышимым шагом на логарифмической шкале. Вот почему существуют трехскоростные вентиляторы: высокая настройка продается в выставочном зале, низкая настройка — это то, что клиент использует ночью. Одна цифра шума, указанная без скорости вентилятора, расстояния и стандарта испытаний, является рекламой, а не спецификацией.

5. Чтение двух предложений бок о бок

Дисциплина, которая устраняет большинство недоразумений, — это переписывание каждого предложения в четыре одинаковые колонки: мощность в кВт с ее стандартом испытаний, потребляемая мощность при номинальных условиях, расход воздуха при каждой скорости и рыночная конфигурация. Два опубликованных семейства платформ иллюстрируют, почему только заголовочная мощность недостаточна:

Возьмем верхнюю границу диапазона Платформы B, 9 000 БТЕ/ч или 2,64 кВт. При расходе 320 м³/ч это требует снижения энтальпии на 24,7 кДж/кг; при расходе 420 м³/ч Платформы A та же мощность требует только 18,9 кДж/кг, что является гораздо более комфортным рабочим режимом. Если предложение составляет 12 000 БТЕ/ч на корпусе 320 м³/ч, арифметика показывает, что змеевик не может поддерживать его в условиях EN 14511, и отчет об испытаниях должен быть запрошен до утверждения образца.

Больший корпус также означает меньшее количество единиц на контейнер: при разнице в объеме упаковки 15% загрузка 40-футового высококубического контейнера уменьшается примерно на 60–70 единиц, что является транспортными расходами, которые должны быть возмещены за счет цены или производительности.

6. Следующий шаг: Поддержка выбора и оптовый запрос

Мощность, потребляемая мощность и расход воздуха становятся решением о покупке только тогда, когда они связаны с комнатой, климатом и рынком. Отправьте размер комнаты, высоту потолка, ориентацию остекления, целевую температуру окружающей среды и рынок назначения, и команда по выбору предоставит рекомендацию по мощности с базовым расчетом, а не страницу из каталога.

• Поддержка выбора — расчет мощности по комнатам, рекомендация по одноканальному или двухканальному устройству и примечание о классе климата для указания.
• Технические документы — техническое описание, чертеж размеров и стандарты испытаний, лежащие в основе каждой заявленной цифры, доступные до получения образца.
• Оптовый запрос — MOQ, на условиях FOB, спецификация упаковки и вилки/напряжения, подготовленная для каждого проекта, а не опубликованная как прейскурантная цена.

Для начала, отправьте размер вашей комнаты и рынок назначения и укажите, какой конвенции мощности должна соответствовать этикетка. Эта одна деталь предотвращает большинство споров по спецификациям после отгрузки.