Mistä COP ja EER syntyvät?
EER = Q₀ / PelJäähdytysteho / kompressorin sähköteho
COP = Qh / PelLauhduttimen lämpöteho / kompressorin sähköteho
EER kertoo, kuinka monta kilowattia jäähdytystä saadaan yhdellä kilowatilla sähköä. Jos EER = 3,5, kompressorin käyttämä 1 kW sähkötehoa vastaa noin 3,5 kW höyrystimellä vastaanotettua kylmätehoa.
Lämmityksen COP käyttää osoittajana lauhduttimessa luovutettua lämpötehoa. Se on jäähdytyksen EER-arvoa suurempi, koska lauhduttimessa luovutetaan sekä höyrystimellä vastaanotettu lämpö että kompressorin kylmäaineeseen tekemä työ.
Log p-h -kuvassa nämä energiat näkyvät vaakasuuntaisina ominaisentalpiaeroina: Q₀ ∝ (h₁ − h₄), kompressorityö ∝ (h₂ − h₁) ja Qh ∝ (h₂ − h₃).
Entropia ja isentrooppinen hyötysuhde
Entropia s auttaa kuvaamaan prosessin häviöitä. Ihanteellinen adiabaattinen puristus olisi isentrooppinen: entropia ei muuttuisi ja piste 2s löytyisi pisteen 1 kanssa samalta entropiakäyrältä.
ηis = ihanteellinen puristustyö / todellinen puristustyö(h₂s − h₁) / (h₂ − h₁)
Arvo 0,80 tarkoittaa, että ihanteellinen entalpiannousu on 80 % todellisesta entalpiannoususta. Samoilla paineilla todellinen kylmäainetyö on tällöin noin 1 / 0,80 = 1,25 kertaa ihanteellinen.
—
Moottorin hyötysuhde ja sähköteho
Log p-h -kaavion kompressorityö kuvaa kylmäaineeseen siirtyvää ominaisenergiaa. Sähköverkosta otettava teho on suurempi, jos moottorissa ja taajuusmuuttajassa syntyy häviöitä.
Pel = Pkylmäainetyö / ηmotor
Moottorin hyötysuhde 1,00 vastaa tässä opetustarkastelussa suoraan kylmäainetyöhön perustuvaa tehoa. Kun arvoa pienennetään, sama kylmäainetyö vaatii enemmän sähköä ja sekä EER että COP pienenevät.
Mitä alijäähtyminen tekee?
Alijäähtyminen pienentää paisuntaventtiilille tulevan nesteen entalpiaa. Paisunta on käytännössä isoentalpinen, joten myös pisteen 4 entalpia pienenee. Tällöin höyrystimelle jää suurempi entalpiaero ja yhdellä kilogrammalla kylmäainetta voidaan vastaanottaa enemmän lämpöä.
Vaikutus EER:ään riippuu siitä, tarkastellaanko vakiojäähdytystehoa vai vakio massavirtaa sekä siitä, millä tavalla alijäähtyminen käytännössä tuotetaan.
Miksi väljä tai vuotava kompressori voi käydä kuumana?
Vuotavat venttiilit tai sisäinen väljyys päästävät osan kuumasta korkeapainekaasusta takaisin matalapainepuolelle. Kaasu laajenee ja joutuu uudelleen puristettavaksi: hyödyllinen massavirta pienenee, kompressorin jäähdytys heikkenee ja kuumakaasun lämpötila voi nousta. Samalla sähköä kuluu työhön, joka ei tuota vastaavaa kylmätehoa.
Kuumakaasun lämpötilaan vaikuttavat samanaikaisesti myös tulistus, paineensuhde, kompressorin jäähdytys, kylmäaine ja öljyn kunto. Korkea lämpötila ei yksin todista kompressorin väljyyttä; näkymä havainnollistaa vaikutusketjua eikä korvaa mittauksia.
