در سیستم‌های سرمایشی که به روش تراکمی کار می‌کنند، مثل کولر گازی، چیلر، یخچال، کولر خودرو و… گرما توسط مبرد از فضای داخلی که دمای کمتری دارد، به فضای بیرونی که دمای بیشتری دارد انتقال می‌یابد. این عمل مطابق قانون دوم ترمودینامیک، خودبه‌خود صورت نمی‌گیرد و نیازمند صرف انرژی است. این انرژی توسط کمپرسور اعمال می‌شود که خود با انرژی الکتریکی کار می‌کند. پس می‌توان گفت که انرژی الکتریکی صرف عمل سرمایش می‌شود. اما چطور می‌توان عملکرد سیستم‌های برودتی را مقایسه کرد؟ چطور می‌توان فهمید کدام یک نسب به سرمایی که ایجاد می‌کنند، برق کمتری مصرف می‌کنند؟ در این مقاله قصد داریم با معرفی ضریب عملکرد سیستم‌های برودتی، به این سوالات پاسخ دهیم.
فهرست مطالب
تعاریف اولیه
برای مقایسه عملکرد سیستم‌های برودتی از ضرایب مختلفی استفاده می‌شود، که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت، اما لازم است که قبل از آن با دو اصطلاح آشنا شویم:
توان برودتی:
توان برودتی مقدار انرژی گرمایی است که باید از یک محیط یا ماده، گرفته شود تا دمای آن به مقدار مشخصی کاهش یابد. این مقدار انرژی به عوامل مختلفی بستگی دارد. مثلاً در یک سردخانه بار برودتی به دمای نگه‌داری محصولات، دمای محصولات ورودی، ابعاد و جنس دیوار و سقف سردخانه و… بستگی دارد. برای آشنایی بیشتر با نحوه محسابه بار برودتی می‌توان مقاله آن را مطالعه کنید.
واحدر اندازه گیری آن تن تبرید، BTU بر ساعت یا کیلووات است.
توان الکتریکی:
توان الکتریکی به معنای برق مصرفی کمپرسور است، که معمولاً بر حسب کیلووات بیان می‌شود. نکته‌ای که در اینجا مهم است و معمولاً باعث اشتباه می‌شود از این قرار است. در اصطلاح بازار عمدتاً توان کمپرسور را با واحد اسب بخار بیان کرده و آنرا معادل تن تبرید فرض می‌کنند. یه عنوان مثال گفته می‌شود که کمپرسور 10 تن است که البته منظور 10 اسب بخار است. حال با تبدیل واحد اسب بخار به کیلووات تصور می‌شود که مقدار برق مصرفی کمپرسور به دست آمده است، در حالی که این تصور اشتباه است. قدرت اسب بخار کمپرسور در حقیقت مقدار توان خروجی آن است نه ورودی آن،که با توجه به راندمان کمپرسور توان ورودی از توان خروجی بیشتر خواهد بود. برای بدست آوردن مقدار توان الکتریکی مصرفی کمپرسور باید از کاتالوگ آن استفاده کرد.
ضریب COP
COP مخفف عبارت coefficient of performance به معنی ضریب عملکرد می‌باشد. این ضریب بیان‌گر عملکرد دستگاه‌های تبرید تراکمی است. نحوه محاسبه آن به این شکل است:
میزان گرمای منتقل شده، یا به عبارتی بار برودتی تقسیم بر کار انجام شده یعنی انرژی الکتریکی مصرفی.
واحد هر دو عبارت صورت و مخرج از واحدهای انرژی است مثل کیلووات یا BTU، در نتیجه این ضریب بدون واحد است. و هر قدر مقدار آن بیشتر باشد نشان‌گر آن است که سیستم می‌تواند با برق کمتر، سرمایش بیشتری تولید کند.
ضریب عملکرد سیستم‌های جذبی معمولاً بین 0.6 تا 1 و ضریب عملکرد سیستم‌های تراکمی از 2 تا 6 می‌تواند باشد. سازمان استاندار ایران مطابق جدول زیر سیستم‌ها را رتبه‌بندی می‌کند:
| ضریب عملکرد (COP) | رتبه انرژی |
COP>3.6 | A |
3.4<COP<3.6 | B |
3.2<COP<3.4 | C |
2.8<COP<3.2 | D |
2.6<COP<2.8 | E |
2.4<COP<2.6 | F |
2.4<COP | G |
EER
یکی دیگر از ضرایبی که برای مقایه نحوه عملکرد سیستم‌های برودتی استفاده می‌شود EER است. EER مخفف عبارت Energy Efficiency Ratio به معنی نسبت بازدهی انرژی می‌باشد. روش محاسبه آن به این شکل است:
نسبت توان برودتی به انرژی الکتریکی مصرفی، در یک شرایط کاری ثابت.
که این شرایط کاری معمولاً به طور استاندارد 95 درجه فارنهایت معادل 35 درجه سانتی‌گراد دمای بیرون و 80 درجه فارنهایت معادل 26.6 درجه سانتی‌گراد دمای داخلی، با رطوبت نسبی 50٪ در نظر گرفته می‌شود.
همان طور که می‌توان حدس زد هر قدر مقدار EER یک سیستم برودتی بیشتر باشد، عملرکرد آن بهتر است. تقسیم بندی برچسب انرژی بر حسب EER به شکل زیر انجام می‌گیرد:
نسبت بازدهی انرژی (EER) | رتبه انرژی |
EER>3.2 | A |
3.0<EER<3.2 | B |
2.8<EER<3.0 | C |
2.6<EER<2.8 | D |
2.4<EER<2.6 | E |
2.2<EER<2.4 | F |
2.2<EER | G |
SEER
مقیاس عملکرد دیگری که برای سیستم‌های برودتی استفاده می‌شود SEER است. که روش محاسبه آن بسیار شبیه EER است با این تفاوت که دمای هوای خارج بین 15 تا 37 درجه سانتی‌گراد برای کل فصل در نظر گرفته می‌شود. SEER مخفف seasonal energy efficiency ratio به معنی نسبت بازدهی انرژی است. این شاخص کاربرد بیشتری نسب به EER دارد چرا که شرایط فصلی کارکرد سیستم را نیز مد نظر قرار می‌هد. جدول برچسب انرژی بر حسب SEER مطابق زیر است.
نسبت بازدهی انرژی فصلی (SEER) | رتبه انرژی |
SEER>8.5 | A+++ |
6.1<SEER<8.5 | A++ |
5.6<EER<6.1 | A+ |
5.1<SEER<5.6 | A |
4.6<SEER<5.1 | B |
4.1<SEER<4.6 | C |
3.6<SEER<4.1 | D |
3.1<SEER<3.6 | E |
2.6<SEER<3.1 | F |
SEER<2.6 | G |
همان طور که از تعریف SEER می‌توان فهمید، هر قدر این عدد بزرگتر باشد مصرف انرژی کمتر و صرفه جویی در مصرف برق بیشتر خواهد بود. جدول زیر مقدار صرفه جویی در مصرف انرژی در طول یک سال را برای SEER های مختلف می‌بینید.
درصد کاهش مصرف برق | SEER |
20% | 10 |
33% | 12 |
38% | 13 |
47% | 15 |
50% | 16 |
56% | 18 |
60% | 20 |
62% | 21 |
جمع بندی
همان طور که در این مقاله دیدیم سیستم‌های تبریدی با مصرف انرژی الکتریکی، سرمایش مورد نیاز را تامین می‌کنند. اما مقدار مصرف همه آن‌ها یکسان نیست و سیستم‌های مختلف مصرف برق متفاوتی دارند. برای مقایسه مقدار برق مصرفی از واحدهای متفاوتی استفاده می‌شود. COP، EER و SEER سه مقیاس مهم در مورد بازدهی و عملکرد سیستم‌های برودتی هستند. امروزه بر روی اکثر دستگاه‌ها از جمله کولرهای آب و گازی برچسب انرژی مقدار مصرف و بازدهی سیستم را مشخص می‌کند. پس توصیه می‌شود هنگام خرید به این برچسب دقت کرده تا بتوانید در مصرف برق صرفه جویی کنید.
