Eficiencia Mini Split 120v vs 240v

El problema no es , en términos generales, la eficiencia en el sentido de SEER o calificaciones similares. El uso de 240 V en lugar de 120 V permite un uso más eficiente del cable (el cable de 12 AWG puede manejar 20 A a 120 V o 20 A a 240 V) y, en algunos casos, motores más eficientes. Incluso un voltaje más alto hace que sea económico enviar electricidad a largas distancias, pero ese es realmente un problema diferente.

Así que la gran pregunta es, ¿cuánta energía necesitas? Si un dispositivo solo necesita algo del orden de 1500 W, un circuito de 120 V es lo suficientemente bueno y tiene la ventaja de que nosotros (en los EE. UU.) los tenemos "en todas partes". Si un dispositivo necesita más de 2000 W, un circuito de 240 V casi siempre tiene sentido. Por ejemplo, un electrodoméstico de 5000 W utilizará 21 A cuando esté en funcionamiento, un disyuntor de 30 A y, por lo general, un cable de cobre de 10 AWG. El mismo electrodoméstico con 120 V utilizará 42 A cuando esté funcionando, un disyuntor de 50 A y un cable de cobre de 6 AWG mucho más caro (o posiblemente de aluminio más grande pero más barato).

Pero, en términos generales, no necesita preocuparse demasiado por los 120 V frente a los 240 V, a menos que se encuentre en un edificio (raro, pero existen) solo de 120 V. En la mayoría de los casos, comience con:

• Capacidad: cuánta calefacción o refrigeración, según el clima y el tamaño del área que se calienta/enfría
• Eficiencia - medida en SEER o en kWh-utilizados estimados
• Costo: tenga en cuenta que, en muchos casos, el costo de la unidad es pequeño en comparación con el costo de vida útil de la energía para hacerla funcionar.

y es probable que se encuentre en un sistema pequeño (120 V) o un sistema grande (240 V) o en el medio donde puede elegir dependiendo de otros factores.

La eficiencia no tiene nada que ver con el voltaje. La mayoría de las unidades de 240 V serán más grandes que la mayoría de las de 120 V (aunque hay cierta superposición) y si compra una que es demasiado grande o demasiado pequeña para sus necesidades de refrigeración, sería ineficiente. Si puede encontrar una buena oferta en una máquina que sea del tamaño adecuado para su habitación/situación y sea de 120 V, está bien. Si ya tiene un circuito dedicado adecuado de 120 V en el lugar, mucho mejor, pero si no lo tiene, le costará lo mismo instalar el nuevo circuito, independientemente del voltaje.

A menos que su panel de interruptores esté lleno o casi lleno... ¡entonces podría estar mejor con una unidad de 120V!

La pérdida se debe a la diferencia de corriente que debe transportar el cableado.

En igualdad de condiciones*, un electrodoméstico de 240 V será más eficiente que uno de 120 V porque:

Power loss in wiring = (current)^2 x (resistance)

Para entregar la misma cantidad de energía al electrodoméstico, se necesita la mitad de la corriente en un electrodoméstico de 240V, porque:

Power to the appliance = (voltage) x (current)

Debido a que la corriente se reduce en un factor de 1/2, la pérdida de potencia en el cableado se reducirá en un factor de 1/4.

Pero, ¿cuánta diferencia hace esto?

Según el estudio RECS de la Agencia de Información de Energía de EE . UU. , el hogar promedio de EE. UU. usa alrededor de 2000 kWh para aire acondicionado por año.

Si asumimos que el aire acondicionado funciona 100 días al año durante un promedio de 10 horas al día (1000 horas en total), eso significa que la demanda promedio es de 2000 W cuando está funcionando, por lo que alrededor de 17 amperios para un aire acondicionado de 120 V. c, o 8 amperios para 240V a/c.

Supongamos que está cableado con 20' de cable 12 AWG en ambos casos, que tiene una resistencia de 0,032 ohmios ( fuente ).

Por lo tanto, la disipación de potencia total en el cable es 17^2 x 0.032= ~ 9 W para 120 V CA. Más de 1000 horas son 9 kWh, o $1,30 de electricidad a la tarifa residencial promedio de EE. UU. Para la corriente alterna de 240 V, la disipación es de aproximadamente 2 kWh, lo que le permite ahorrar $1,00 al año.

* Obviamente, todo lo demás no es igual, en cuyos detalles entran algunas de las otras respuestas. Sería difícil encontrar dos unidades de aire acondicionado donde la única diferencia fuera el voltaje de funcionamiento.

La eficiencia clasifica la capacidad de refrigeración frente a la potencia de entrada eléctrica.

La potencia no se basa solo en el voltaje sino en el producto del voltaje, la corriente y el ángulo de fase.

Entonces, siempre que la capacidad de enfriamiento cumpla o exceda las necesidades, elija el voltaje en función de otros parámetros, como el suministro disponible, es decir, 110 o 230, etc.

Los electrodomésticos de 220 V son generalmente más eficientes, tanto por la menor pérdida de energía a través de los cables como porque la electrónica de potencia moderna es más eficiente a 220 V que a 110 V por encima de, digamos, 0,5 kW. Véase, por ejemplo , aquí .

La diferencia debido a estos factores debe ser inferior al 5 o 7%. Si su cableado es bastante largo (digamos, 50 m / 150 pies de ruta de cable entre el panel de interruptores y el electrodoméstico), puede crecer hasta un 12-15%. De todos modos, las rutas de cable más largas no son prácticas por otras razones.

Por otra parte, hace unos años estaba en condiciones de usar una pequeña CA dividida de 100 V (japonesa) de segunda mano en un país de la UE de casi 220 V (no preguntes sobre el cumplimiento del código). Fue considerablemente más eficiente, incluso con una pérdida del transformador de ~5 %, en comparación con las unidades nuevas disponibles aquí.

Los mercados eran bastante diferentes (especialmente en lo que respecta a los precios del kWh) y lo que aquí era de máxima eficiencia se consideraba obsoleto en Japón.

ps siendo el tipo de persona que soy, desarmé la unidad externa y descubrí que tiene un rectificador de duplicación de voltaje en la entrada. Lo recableé para que funcionara directamente con 220 V y me deshice del transformador; tenía un zumbido audible.

La mayoría de las empresas de servicios públicos de EE. UU. no cobran a los clientes residenciales por un factor de potencia bajo, por lo que hay pocos incentivos para que los fabricantes de electrodomésticos lo mejoren. La UE tiene regulaciones PF en todos los aparatos eléctricos dependiendo de su nivel de consumo de energía.

California ha comenzado a cobrar a los clientes residenciales por un bajo factor de potencia. Todos los nuevos medidores de energía inteligentes que se están instalando tienen la capacidad de medir e informar el factor de potencia a través del consumo de VA además de los vatios reales de consumo. Es solo cuestión de tiempo antes de que todas las empresas de servicios públicos cobren a los clientes residenciales por un bajo factor de potencia.

Cuando una gran parte del consumo eléctrico en un área se debe al funcionamiento de los acondicionadores de aire, se trata de una pérdida de energía adicional significativa en los transformadores y cables de la línea de servicios públicos que actualmente no pagan los clientes residenciales en los EE. UU.

La mayoría de los acondicionadores de aire centrales de EE. UU. tienen un FP entre 0,75 y 0,90, según las condiciones de carga del acondicionador de aire. El condensador de marcha para iniciar el devanado mejora un poco el PF cuando su valor es correcto.

El factor de potencia de los minisplits puede ser muy bueno o muy pobre. Las unidades de 230 V CA en la UE tienen muy buen PF, ya que las normativas exigen que tengan un circuito de corrección de PF en su fuente de alimentación del inversor trifásico para realizar la conversión de entrada de CA a CC de alto voltaje para hacer funcionar el inversor. Dado que los minisplits de 120 V CA son prácticamente un producto del mercado estadounidense, a menudo no tienen el circuito de corrección del factor de potencia. Los minisplits de 120 V CA pueden estar en el rango de 0,60 a 0,65 para el factor de potencia con su simple conversión de CA a HV CC de filtro rectificador.

Los refrigeradores con compresor de velocidad variable de 120 VCA en EE. UU. tienen el mismo problema con un factor de potencia deficiente. La mayoría de ellos tienen PF en el rango de 0,60 a 0,65.

El mayor impacto actualmente, en los EE. UU., es cualquier persona que utilice un mini-split con un factor de potencia bajo en un generador o inversor de CA a batería en un RV o para energía de respaldo en el hogar. Una carga de factor de potencia deficiente provoca más pérdida de potencia en el generador o en el inversor de CA alimentado por batería.

A partir de las respuestas en este hilo, parece que la eficiencia mejorada de las bombas de calor mini split de 240 V CA frente a las de 120 V CA está parcialmente relacionada con la disminución de la pérdida de cables con 240 V, tal vez unos pocos dólares al año. Más importante es, en general, la menor eficiencia de las unidades reales de 120 V CA debido a la política energética de EE. UU. y la falta de incentivos de eficiencia en comparación con la UE, Japón, etc. Con suerte, eso cambiará en 2023 con la Ley de Reembolso de Hogares Eléctricos de Alta Eficiencia (HEEHRA). A partir de 2 semanas, muchas personas tendrán incentivos adicionales para elegir unidades de alto SEER, por lo que, en teoría, deberían estar disponibles más opciones de 120 VCA con alto SEER. El costo inicial más alto para las unidades con mayor eficiencia se cubrirá en parte con descuentos.