شاخص SEER در سیستم های خنک کننده و تفاوت آن با EER و IEER

زمانی که صحبت از مصرف برق می شود، سیستم های خنک کننده و بخصوص کولرهای گازی را به عنوان یکی از فاکتورهای پرمصرف برق می شناسند. در قدیم، هر زمان که فردی قصد خرید این محصولات را داشت، اولین دغدغه این بود که سیستمی را انتخاب نماید که بیشترین بهره وری را داشته و در مقابل نیز دارای مصرف برق کمتری باشد. بنابراین با توجه به موضوعی که به آن اشاره شد، قصد داریم تا در این مقاله از سری مقالات سایت شرکت کارا فناور اطلس پارسی، نکاتی درباره شاخص SEER در سیستم های خنک کننده که مربوط به بهره وری فصلی سیستم های خنک کننده است و همچنین تفاوت آن با EER و IEER، برای شما عزیزان بیان نماییم.

شاخص EER

شاخص EER مخفف Energy Efficiency Ratio بوده و نحوه اندازه گیری شاخص EER از تقسیم ظرفیت برودتی سیستم های خنک کننده بر حسب BTU بر مقدار قدرت الکتریکی مورد نیاز مصرفی برای تولید این برودت بر حسب وات یا Watts است.

برای مثال، بسته به اندازه اتاق شما یک سیستم تهویه مطبوع پنجره ای استاندارد ممکن است دارای ظرفیت BTU 10.000 باشد. اگر این واحد از 1200 وات انرژی الکتریکی استفاده کند، EER آن 8.3 محاسبه می شود، زیرا مجموع BTU/h  10.000 تقسیم بر 1200 وات برابر با 8.3 است.

نحوه اندازه گیری شاخص  EER

اندازه گیری شاخص  EER معمولاً با دمای بیرونی 95 درجه فارنهایت (35 درجه سانتی گراد) و دمای داخلی (هوای برگشتی) 80 درجه فارنهایت (26.67 درجه سانتی گراد) و رطوبت نسبی 50 درصد محاسبه می‌ شود.

چرا رتبه بندی EER مهم است؟

هر چه رتبه EER بالاتر باشد، سیستم بازده انرژی بیشتری دارد. EER عامل مهمی است که هنگام خرید یک سیستم خنک کننده (چیلر، برج خنک کننده، …) باید در نظر گرفته شود، زیرا می تواند به طور قابل توجهی بر هزینه اجرای سیستم در طول عمر آن تأثیر بگذارد. هرچه EER بیشتر باشد، هزینه اجرای سیستم کمتر است.

معمولاً EER برای بازده دستگاه برای سرمایش استفاده می شود و COP برای بازده دستگاه در گرمایش یا حالت Heat pump دستگاه استفاده می شود که این مورد طبق فرمول ذیل قابل محاسبه می باشد.

در نتیجه فرمول مستقیم تبدیل COP به EER به صورت ذیل است:

فرمول محاسبه EER و COP طبق نظریه سیکل کارنو:

(Integrated Energy Efficiency Ratio (IEER

در صنعت HVACR، اصطلاحات EER و IEER هر دو برای نشان دادن سطح بهره وری انرژی یک سیستم استفاده می شوند. شاخص EER مخفف عبارت Energy Efficiency Ratio است، در حالی که IEER مخفف Integrated Energy Efficiency Ratio نشان دهنده نسبت بهره وری انرژی یکپارچه است.

نسبت بهره وری انرژی (EER)

بیایید با EER شروع کنیم. نسبت بهره وری انرژی (EER) مقداری است که کارایی یک سیستم را در حداکثر ظرفیت بار نشان می دهد. این نشانگر خوبی از توانایی سیستم برای تولید یک محیط مطلوب، حتی در گرم ترین روز است. با این حال، بار کامل تنها نشان دهنده حدود 2٪ از ساعات کار یک واحد معین در یک برنامه خنک کننده معمولی است. بر این اساس، اگرچه دانستن آن مفید است، اما می‌ تواند گمراه‌ کننده باشد، زیرا تنها بخش کوچکی از ساعات کلی واحد را به خود اختصاص می‌ دهد.

با در نظر گرفتن این محدودیت، نسبت بهره وری انرژی یکپارچه (IEER) اخیراً برای پرداختن به راندمان واقعی تجهیزات HVAC که در سطوح مختلف بار کار می کنند، توسعه یافته است. این نسبت برای هر دو بازده بار کامل و بازده بارهایی با ظرفیت کمتر است. این کار را با وزن دادن مقادیر EER در ظرفیت های بار مختلف و جمع کردن آنها با یکدیگر انجام می دهد. وزن‌های IEER در فرمول بر اساس تعداد تقریبی ساعت‌ هایی است که یک واحد در هر نقطه بارگذاری در طول عمر خود صرف می‌ کند.

نحوه محاسبه شاخص IEER

همانطور که در مثال زیر نشان داده شده است و نحوه محاسبه شاخص IEER را مشخص می کند، IEER رتبه بندی EER را در چهار درصد بار مختلف در بر می گیرد.

مطابق با فرمول بالا، بیشتر وزن در نقاط 75% و 50% بار با ظرفیت کمتر وجود دارد که در مجموع 85.5% از ساعات کار را تشکیل می دهند. به عبارت دیگر، یک واحد بیشتر، عمر خود را صرف کار در بار جزئی می کند. به همین دلیل است که فناوری‌ هایی که عملکرد بار با ظرفیت کمتر را افزایش می‌ دهند، مانند تعدیل کردن کنترل فن کندانسور، فشرده‌ سازی نسبت حجم متغیر (VVR) و کمپرسورهای سرعت متغیر، بسیار حیاتی هستند. علاوه بر این، با توجه به اینکه وزارت انرژی ایالات متحده EER را با IEER در استانداردهای بهره وری جدید جایگزین کرده است، بازده انرژی بار با ظرفیت کمتر از اهمیت بیشتری برخوردار است.

خوشبختانه، بیشتر مردم مجبور نیستند این نسبت‌ های کارایی را روزانه محاسبه کنند. بنابراین، اگر فرمول را فراموش کردید، فقط به یاد داشته باشید که EER با یک ظرفیت بار محاسبه می‌شود، در حالی که IEER ظرفیت‌های بار مختلف را ادغام می‌کند.

Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER)

در ایالات متحده، راندمان تهویه مطبوع اغلب با نسبت بهره وری انرژی فصلی (SEER) رتبه بندی می شود که شاخص SEER توسط موسسه تهویه مطبوع، گرمایش و تبرید، یک انجمن تجاری، در استاندارد سال 2008 AHRI 210/240 به عنوان عملکرد دستگاه تهویه مطبوع تعریف شده است که رتبه بندی تجهیزات تهویه مطبوع و پمپ حرارتی را به یک استاندارد برای مقایسه عملکرد تنظیم کرده است، نسبت بهره وری انرژی فصلی اروپا (ESEER) است.

رتبه بندی SEER

رتبه بندی SEER یک واحد، ظرفیت خنک کننده در طول یک فصل سرمایش معمولی تقسیم بر کل انرژی الکتریکی ورودی در همان دوره است. هرچه رتبه SEER واحد بالاتر باشد، در زمینه انرژی کارآمدتر است. در ایالات متحده، SEER نسبت سرمایش در واحدهای حرارتی بریتانیا (BTUs) به انرژی مصرف شده بر حسب وات – ساعت (W.hr) است.

نحوه محاسبه شاخص SEER

نحوه اندازه گیری شاخص SEER به صورت ذیل می باشد. همچنین نحوه تبدیل EER به SEER در ذیل آورده شده است:

نسبت بهره وری انرژی فصلی (SEER) نیز نوعی بازده مانند COP یا EER است که بر حسب BTU/W.h بیان می شود، اما به جای اینکه در یک شرایط عملیاتی واحد ارزیابی شود، عملکرد حرارتی سیستم خنک کننده کلی مورد انتظار را برای آب و هوای یک سال معمولی در یک مکان مشخص نشان می دهد. بنابراین SEER با همان دمای داخلی یعنی 80 درجه فارنهایت محاسبه می‌شود، اما در محدوده‌ ای از دمای بیرون از 65 درجه فارنهایت (18 درجه سانتی‌گراد) تا 104 درجه فارنهایت (40 درجه سانتی‌گراد)، با درصد مشخصی از زمان مشخص می باشد. برای محاسبه  SEER _Ratingباید EER در دماهای C40، C32.7، C 25.4 و C18 محاسبه شود.

تفاوت بین SEER و EER

تفاوت SEER و EER بیان می کند که رتبه بندی SEER کارایی کلی سیستم را به صورت فصلی و EER نشان دهنده کارایی انرژی سیستم در یک شرایط عملیاتی خاص است. صرفه جویی قابل توجهی در انرژی را می توان از سیستم های کارآمدتر به دست آورد. به عنوان مثال، با ارتقاء از SEER از 9 به 13 مصرف برق 30٪ کاهش می یابد.

با وجود دستگاه های موجود در حال کار که به خوبی نگهداری می شوند، وقتی تعویض آنها را بررسی می کنیم و می بینیم تعویض آنها به دستگاه جدید با SEER بیشتر مقرون به صرفه تر می باشد. با این حال، راندمان تهویه مطبوع می تواند به طور قابل توجهی در طول زمان کاهش یابد.

واحدهای AC مسکونی منبع زمینی با رتبه بندی SEER تا 75 وجود دارد. با این حال، بازده موثر پمپ حرارتی منبع زمینی به دمای زمین یا منبع آب مورد استفاده بستگی دارد. آب و هوای گرم دارای دمای آب زیرزمینی یا سطحی بسیار بالاتری نسبت به آب و هوای سرد است و بنابراین قادر به دستیابی به چنین بازدهی نخواهند بود. فناوری های مختلفی وجود دارد که به رتبه بندی SEER و EER اجازه می دهد در آینده نزدیک بیشتر افزایش یابد. برخی از این فناوری‌ ها عبارتند از کمپرسورهای دوار، اینورترها، موتورهای بدون جاروبک DC، درایوهای با سرعت متغیرو سیستم‌های یکپارچه مانند آنچه در تهویه مطبوع با انرژی خورشیدی یافت می‌ شود.

یک چرخه تبرید می تواند به عنوان یک پمپ حرارتی برای انتقال گرما از فضای باز به یک خانه گرمتر عمل کند. یک پمپ حرارتی با رتبه SEER بالاتر برای حالت خنک کننده نیز معمولاً در حالت گرمایش کارآمدتر است که با استفاده از HSPF رتبه بندی می شود. هنگامی که یک پمپ حرارتی در حالت گرمایش کار می کند، معمولاً کارآمدتر از بخاری مقاومت الکتریکی است. این به این دلیل است که یک بخاری فضایی می تواند تنها انرژی الکتریکی ورودی را مستقیماً به انرژی گرمایی خروجی تبدیل کند، در حالی که یک پمپ حرارتی گرما را از فضای باز منتقل می کند.

در حالت گرمایش، ضریب عملکرد، نسبت گرمای ارائه شده به انرژی مصرفی واحد است. یک بخاری با مقاومت ایده آل که 100٪ الکتریسیته ورودی خود را به گرمای خروجی تبدیل می کند، COP = 1، معادل 3.4 EER دارد. پمپ حرارتی با کاهش دمای بیرون کارآمدتر می شود و عملکرد آن ممکن است با یک بخاری مقاومتی قابل مقایسه باشد. برای یک پمپ حرارتی با حداقل راندمان سرمایش SEER 13، این معمولاً کمتر از -10 درجه فارنهایت (-23 درجه سانتیگراد) است.

دماهای پایین تر ممکن است باعث شود که یک پمپ حرارتی کمتر از راندمان یک بخاری مقاومتی کار کند، بنابراین پمپ های حرارتی معمولی اغلب شامل کویل های بخاری یا گرمایش کمکی از LP یا گاز طبیعی برای جلوگیری از عملکرد کم راندمان چرخه تبرید هستند. پمپ های حرارتی “اقلیم سرد” برای بهینه سازی راندمان زیر 0 درجه فارنهایت (-18 درجه سانتیگراد) طراحی شده اند.

از سال 2023 پمپ‌ های حرارتی به بازار عرضه می‌ شوند که گرما را از دمای هوای بیرون تا 40- درجه فارنهایت (4.4- درجه سانتیگراد) استخراج می‌ کنند. در مورد آب و هوای سرد، پمپ های حرارتی آب یا منبع زمینی اغلب کارآمدترین راه حل هستند. آنها از دمای نسبتاً ثابت آب زیرزمینی یا آب در یک حلقه مدفون بزرگ برای تعدیل تفاوت دما در تابستان و زمستان و بهبود عملکرد در طول سال استفاده می کنند. چرخه پمپ حرارتی در تابستان برعکس می شود تا به عنوان یک تهویه مطبوع عمل کند.

Heating Seasonal Performance Factor (HSPF)

ضریب عملکرد فصلی گرمایش (HSPF) اصطلاحی است که در صنعت گرمایش و سرمایش استفاده می شود. HSPF به طور خاص برای اندازه گیری کارایی پمپ های حرارتی منبع هوا استفاده می شود. HSPF به عنوان نسبت گرمای خروجی (اندازه‌گیری شده BTU) در طول فصل گرما به برق مصرفی اندازه‌گیری شده در وات-ساعت (W.hr) تعریف می‌شود. بنابراین دارای واحدهای BTU/watt-hr است.

هر چه رتبه HSPF یک واحد بالاتر باشد، در مصرف انرژی دارای بازده بیشتری می باشد. یک بخاری با مقاومت الکتریکی، که بازده انرژی بالاتری ندارد دارای HSPF برابر3.41 است. بسته به سیستم، HSPF ≥ 9 را می توان بازده بالا و شایسته دریافت بازده بالای انرژی ایالات متحده در نظر گرفت.

شرکت کارا فناور اطلس پارسی (بادران تهویه صنعت)

تلفن تماس: ۰۲۱۲۶۷۰۹۹۱۸ / ۰۲۱۲۶۷۰۹۳۶۸ / ۰۲۱۲۲۶۴۵۸۹۰ / ۰۲۱۲۶۶۰۲۷۷۶ 
تماس فوری / واتس اپ: ۰۹۲۱۳۶۰۲۶۹۰

وب سایت رسمی: Badrantahvieh.net
ایمیل: badran.tahvieh@gmail.com
گروه تلگرام: Cooling tower

سوالات تکمیلی