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Calcola il COP, i kW per tonnellata di refrigerazione e l’EER di un gruppo frigorifero dalla potenza frigorifera e dalla potenza elettrica misurate nello stesso istante.
COP di raffrescamento
5,275
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Valido solo per questo punto di funzionamento. Gli indici nominali a carico parziale (IPLV, NPLV, SEER) combinano più punti di funzionamento.
COP = kW frigoriferi ÷ kW elettricikW/ton = kW elettrici ÷ tonnellate di refrigerazioneEER = COP × 3,412
1055 kW di potenza frigorifera (300 tonnellate frigorifere) con 200 kW elettrici corrispondono a un COP di 5,275, 0,6667 kW per tonnellata frigorifera o un EER di 18 Btu/Wh.
Suggerimento: Definisci se pompe e ventilatori della torre di raffreddamento rientrano nel perimetro prima di confrontare i valori. Includerli riduce il COP indicato per lo stesso gruppo frigorifero.
COP, kW per tonnellata di refrigerazione ed EER esprimono lo stesso rapporto in tre unità. Il COP indica i kW frigoriferi per kW elettrico. I kW per tonnellata indicano la potenza elettrica richiesta per ogni tonnellata di refrigerazione. Nell’accezione nordamericana, l’EER esprime i Btu/h frigoriferi per watt elettrico. Un gruppo frigorifero e le sue pompe che producono 300 tonnellate, pari a 1055 kW, con 200 kW elettrici hanno un COP di 5,275, 0,6667 kW/ton e un EER di 18.
La cifra è significativa solo se si specificano le apparecchiature incluse e il punto di funzionamento. Lo stesso gruppo frigorifero presenta un COP di 5,556 da solo e di 4,444 includendo pompe e ventilatori della torre. Entrambi i valori cambiano anche con il carico e la temperatura di condensazione.
COP = potenza frigorifera (kW) ÷ potenza elettrica (kW)
Entrambi i termini sono in kW, quindi il COP è adimensionale. Un valore più alto è migliore. Misura la produzione frigorifera con un contatore di energia termica nel circuito dell’acqua refrigerata o ricavala dalla portata e dalle temperature di mandata e ritorno. La verifica del contatore termico descrive questo passaggio.
kW/ton = potenza elettrica (kW) ÷ produzione frigorifera (tonnellate) = 3,517 ÷ COP
Una tonnellata di refrigerazione equivale a 12 000 Btu/h, ossia 3,5168525 kW: è la potenza che scioglie una «short ton» statunitense di ghiaccio in 24 ore. Un valore più basso è migliore. Le specifiche nordamericane e ASHRAE 90.1 lo usano per gruppi frigoriferi condensati ad acqua.
EER (Btu/Wh) = COP × 3,412
Un watt equivale a 3,412 Btu/h. AHRI e ASHRAE 90.1 classificano i gruppi frigoriferi condensati ad aria con questa unità: un EER di 10,964 equivale a un COP di 3,21. Le schede europee sono diverse. Nella EN 14511 l’EER rapporta i kW frigoriferi ai kW elettrici e ha lo stesso valore numerico del COP. Un EER EN 14511 di 3,2 equivale a un COP di 3,2, non di 0,94. Controlla l’unità prima di convertire.
Ogni risultato descrive un punto di funzionamento. L’efficienza varia con il carico, la temperatura dell’acqua refrigerata e quella dell’acqua del condensatore o dell’aria esterna. Gli indici di carico parziale ponderano più punti. L’IPLV di AHRI 550/590 pondera le efficienze al 100, 75, 50 e 25% del carico rispettivamente con pesi dell’1, 42, 45 e 12%. L’NPLV usa gli stessi pesi alle condizioni di progetto del sito. In Europa, il Regolamento (UE) 2016/2281 definisce indici stagionali: SEER per gruppi frigoriferi di climatizzazione e SEPR per quelli di processo.
Se disponi di dati per intervallo, calcola il COP di un periodo dai totali di energia: kWh frigoriferi divisi per kWh elettrici. Non fare la media dei COP dei singoli intervalli. Considera un’ora con 800 kW frigoriferi e 160 kW elettrici (COP 5), seguita da un’ora con 50 kW frigoriferi e 25 kW elettrici (COP 2). La media dei due COP è 3,5; il COP effettivo delle due ore è 850 ÷ 185 = 4,59. A basso carico o durante il free cooling, denominatori piccoli fanno variare molto i valori puntuali: escludi gli intervalli in cui i compressori sono spenti.
L’errore di temperatura domina spesso l’incertezza del COP. Un circuito di acqua refrigerata con mandata a 7 °C e ritorno a 12 °C ha una ΔT di soli 5 K. Un errore di 0,1 K in questa differenza causa un errore del 2% nella potenza frigorifera e quindi nel COP. Usa una coppia di sonde abbinate, installate in pozzetti su un tratto rettilineo di tubo e immerse alla profondità corretta.
300 tonnellate di refrigerazione equivalgono a 1055 kW frigoriferi. Il gruppo assorbe 180 kW e le pompe dell’acqua refrigerata altri 20 kW. Il COP di questo perimetro è 1055 ÷ 200 = 5,275, pari a 0,6667 kW/ton o a un EER di 18.
COP di raffrescamento 5,275 Apri nella calcolatrice
Una produzione frigorifera di 1000 kW con 180 kW misurati ai morsetti del gruppo frigorifero dà un COP di 5,556. Equivale a 0,633 kW/ton o a un EER di 18,96 Btu/Wh. Confronta questo valore con le prestazioni dichiarate dal produttore alle stesse condizioni.
COP di raffrescamento 5,556 Apri nella calcolatrice
Aggiungi 45 kW per le pompe dell’acqua refrigerata e del condensatore e per i ventilatori della torre. Il COP dell’impianto è 1000 ÷ 225 = 4,444, ossia 0,791 kW/ton. Il gruppo frigorifero non è cambiato: è cambiato soltanto il perimetro, riducendo il risultato del 20%. Specifica il perimetro per ogni COP comunicato.
COP di raffrescamento 4,444 Apri nella calcolatrice
Efficienza del gruppo frigorifero nelle tre unità, in funzione dei kW per tonnellata di refrigerazione.
| kW/ton | COP | EER (Btu/Wh) |
|---|---|---|
| 0,45 | 7,815 | 26,67 |
| 0,5 | 7,034 | 24 |
| 0,55 | 6,394 | 21,82 |
| 0,6 | 5,861 | 20 |
| 0,65 | 5,411 | 18,46 |
| 0,7 | 5,024 | 17,14 |
| 0,8 | 4,396 | 15 |
| 0,9 | 3,908 | 13,33 |
| 1 | 3,517 | 12 |
| 1,2 | 2,931 | 10 |
| 1,5 | 2,345 | 8 |
A pieno carico, un gruppo frigorifero centrifugo nuovo e di grandi dimensioni, condensato ad acqua, raggiunge circa 0,50–0,56 kW/ton, ossia un COP di 6,3–7,0. Un modello nuovo condensato ad aria presenta un EER di circa 10–11 Btu/Wh, ossia un COP di 2,9–3,2, perché cede calore all’aria esterna. I criteri federali statunitensi per gli acquisti (FEMP) richiedono 0,501 kW/ton per un gruppo centrifugo da almeno 600 tonnellate e un EER di 10,964 per un modello condensato ad aria da almeno 150 tonnellate. I COP misurati dell’impianto, comprese pompe e ventilatori, sono spesso molto inferiori a questi valori nominali.
Esprimono lo stesso rapporto, invertito e in unità diverse: kW/ton = 3,517 ÷ COP. Un COP di 6 equivale a 0,586 kW/ton.
Il compressore deve portare il calore a una temperatura di condensazione più alta. In un gruppo condensato ad aria dipende dall’aria esterna. In uno condensato ad acqua dipende dall’acqua del condensatore proveniente dalla torre, la cui temperatura di approccio aumenta con la temperatura di bulbo umido. Come indicazione, ogni aumento di 1 K della temperatura di condensazione riduce il COP di circa il 2–3%.
Misura la potenza elettrica del gruppo frigorifero e delle pompe e dei ventilatori compresi nel perimetro. Misura la produzione frigorifera con un contatore di energia termica oppure dalla portata e da sonde abbinate di temperatura di mandata e ritorno, registrate nello stesso intervallo della potenza. Consulta la guida al monitoraggio delle prestazioni dei gruppi frigoriferi.
Uno ZEM misura la potenza elettrica del gruppo frigorifero e di ciascuna pompa o ventilatore incluso nel perimetro. Una coppia di sonde TES misura le temperature di mandata e ritorno dell’acqua refrigerata sul lato frigorifero.
