การหาประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศ

EER/SEER

ค่าแสดงประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศ

ต้องการแอร์ประหยัดไฟ ควรดูที่อะไรบ้าง

ฉลากเบอร์ 5 : แอร์ที่ติดฉลากเบอร์ 5 จะเป็นแอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ทำให้ประหยัดไฟ

ค่า BTU : เลือกแอร์ที่มี BTU เหมาะสมกับขนาดห้อง จะทำให้ไม่สิ้นเปลือง

ค่า EER/SEER : เพื่อตรวจสอบค่าประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศแต่ละเครื่อง

ความแตกต่างระหว่าง EER กับ SEER

EER (Energy Efficiency Ratio) คือ ค่าที่ใช้วัดประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศ

SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) คือ ค่าที่ใช้วัดประสิทธิภาพในการใช้พลังงานตามฤดูกาลของเครื่องปรับอากาศ

แต่ SEER จะนำค่าการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ ซึ่งมีผลต่อการทำงานของเครื่องปรับอากาศมาพิจารณาร่วมด้วย ทำให้มีความใกล้เคียงกับสภาพการใช้พลังงานจริงมากขึ้นกว่าการกำหนดแบบ EER

                                                                                            ที่มา http://www.newkee-engineering.com/

อัตราส่วนประสิทธิภาพของพลังงานตามฤดูกาล

ประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศมักถูกคิดเป็น อัตราส่วนประสิทธิภาพของพลังงานตามฤดูกาล  Seasonal energy efficiency ratio (SEER)) ซึ่งถูกกำหนดโดย 'สถาบันเครื่องปรับอากาศ, เครื่องทำความร้อน และเครื่องทำความเย็น' ในมาตรฐาน AHRI 210/240 ปี 2008 ของมัน ชื่อว่า "การจัดอันดับความสามารถของเครื่องปรับอากาศและอุปกรณ์ปั๊มความร้อนที่ใช้แหล่งที่มาเป็นอากาศ" มาตรฐานที่คล้ายกันคืออัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานตามฤดูกาลของยุโรป (ESEER)

ค่า SEER ของแต่ละเครื่องหมายถึงค่าความเย็นที่ส่งออกมาในระหว่างฤดูกาลหนึ่งๆหารด้วยพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่ใส่เข้าไปในช่วงเวลาเดียวกัน. SEER ยิ่งสูง, ประสิทธิภาพพลังงานก็ยิ่งดี. ในสหรัฐอเมริกา, SEER เป็นอัตราส่วนของความเย็นมีหน่วยเป็น British thermal unit (BTU) ต่อพลังงานที่บริโภคเข้าไปมีหน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมง. ค่าสัมประสิทธิ์ของการปฏิบัติงาน: coefficient of performance (COP)) เป็นการวัดประสิทธิภาพที่ไม่มีหน่วยและเป็นสากลมากกว่าซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป

ตัวอย่าง, พิจารณาเครื่องปรับอากาศขนาด 5,000 BTU ต่อชั่วโมง (1,500 วัตต์) ที่มี SEER = 10 BTU/W·h, ทำงานรวม 1,000 ชั่วโมงในช่วงฤดูร้อนประจำปี (เช่น 8 ชั่วโมงต่อวันเป็นเวลา 125 วัน)

ความเย็นส่งออกทั้งหมดประจำปีจะเป็น

5000 BTU/h × 8 ชั่วโมง/วัน× 125 วัน/ปี = 5,000,000 BTU/ปี

ด้วย SEER=10 BTU/W·h, การใช้พลังงานไฟฟ้าประจำปีจะเท่ากับ:

5,000,000 BTU/ปี หารด้วย 10 BTU/W·h = 500,000 W·ชั่วโมง/ปี

การใช้พลังงานเฉลี่ยอาจจะถูกคำนวณขึ้นง่ายๆโดย

พลังงานเฉลี่ย = (BTU/h)/(SEER) = 5000/10 = 500 W = 0.5 กิโลวัตต์

หากค่าไฟฟ้าของคุณคือ 5 บาทต่อหน่วย(1 หน่วย=กิโลวัตต์· h) ดังนั้น ค่าใช้จ่ายของคุณต่อชั่วโมงในการใช้งานคือ 0.5 กิโลวัตต์ * 5 บาท/กิโลวัตต์·h = 2.50 บาท/ชั่วโมง

ความสัมพันธ์ของ SEER กับ EER และ COP

อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน  Energy Efficiency Ratio (EER)) ของอุปกรณ์ให้ความเย็นใดๆคืออัตราส่วนของ"การส่งออก" ของพลังงานความเย็น (หน่วยเป็นบีทียู) กับพลังงานไฟฟ้าที่"ใส่เข้าไป" (หน่วยเป็น วัตต์.ชม) ที่อุณหภูมิที่กำหนด. EER โดยทั่วไปถูกคำนวณโดยใช้อุณหภูมิภายนอกที่ 95 °F และอุณหภูมิภายใน (จริงๆแล้วเป็นอากาศที่ไหลย้อนกลับ)ที่ 80 °F และที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50%

SEER มีความสัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์ของการปฏิบัติงาน (COP) ที่ใช้กันทั่วไปในอุณหพลศาสตร์ : thermodynamics) ที่มีความแตกต่างหลักที่ว่า COP ของอุปกรณ์ให้ความเย็นเป็นแบบไม่มีหน่วย เพราะเศษและส่วนจะแสดงในหน่วยเดียวกันและหักล้างกันเอง. SEER ใช้หน่วยผสม ดังนั้นจึงไม่ได้มีความรู้สึกทางกายภาพในทันทีและสามารถหาได้จากการคูณ COP (หรือ EER) กับปัจจัยการแปลงจาก BTU/h ให้เป็นวัตต์ ดังนั้น

SEER = 3.41214 × COP (ดูBritish thermal unit)

  SEER นอกจากนี้ยังเป็น COP (หรือ EER) ที่แสดงในรูปของ BTU/W·h อีกด้วย แต่แทนที่จะถูกประเมินที่สภาวะการดำเนินงานเพียงจุดเดียว มันแสดงความหมายถึงประสิทธิภาพที่คาดหวังโดยรวมสำหรับสภาวะอากาศของปีโดยทั่วไปในสถานที่ที่กำหนด SEER จึงถูกคำนวณด้วยอุณหภูมิในร่มเดียวกัน แต่ในช่วงของอุณหภูมิภายนอกจาก 65 °F (18 °C) ถึง 104 °F (40 °C) ด้วยร้อยละที่กำหนดแน่นอนของเวลาในแต่ละ 8 ถังกระจาย 5 °F (2.8 °C) ไม่มีค่าเผื่อสำหรับสภาพอากาศที่แตกต่างกันในความจุนี้  ซึ่งมีความตั้งใจเพื่อชี้ให้เห็นว่า EER ถูกกระทบได้อย่างไรโดยช่วงของอุณหภูมิภายนอกตลอดฤดูการให้ความเย็น

EER ทั่วไปสำหรับเครื่องทำความเย็นกลางสำหรับที่อยู่อาศัย = 0.875 × SEER. SEER จะมีค่าสูงกว่า EER สำหรับอุปกรณ์เดียวกัน

วิธีการรายละเอียดเพิ่มเติมสำหรับการแปลง SEER ให้เป็น EER ใช้สูตรนี้

EER = -0.02 × SEER² + 1.12 × SEER. โปรดทราบว่าวิธีการนี้จะใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองที่เป็น benchmark เท่านั้นและไม่เหมาะสมสำหรับสภาพภูมิอากาศทั้งหมด

SEER = 13 จะอยู่ที่ประมาณเทียบเท่ากับ EER = 11 และ COP = 3.2 ซึ่งหมายความว่า 3.2 หน่วยของความร้อนจะถูกย้ายออกจากภายในบ้านต่อหนึ่งหน่วยของพลังงานที่ใช้ในการเปิดใช้เครื่องปรับอากาศ

ค่าสูงสุดตามทฤษฎี

SEER และ EER ของเครื่องปรับอากาศเครื่องหนึ่งจะถูกจำกัดโดยกฎของอุณหพลศาสตร์. กระบวนการทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้คือ Carnot cycle COP ของเครื่องปรับอากาศที่ใช้ Carnot cycle คือ

เมื่อ  คืออุณหภูมิในห้องและ  คืออุณหภูมินอกห้อง อุณหภูมิทั้งสองจะต้องได้รับการวัดโดยใช้ระดับอุณหภูมิของอุณหพลศาสตร์ที่มีพื้นฐานที่ศูนย์สัมบูรณ์เช่นอุณหภูมิเป็น Kelvin หรือ Rankine. EER จะคำนวณได้จากการคูณ COP ด้วย 3.412 BTU/W⋅h ตามที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น

สมมติว่าอุณหภูมินอกห้อง = 95 °F (35 °C) และอุณหภูมิในห้อง = 80 °F (27 °C) สมการข้างต้นจะให้ (เมื่ออุณหภูมิถูกแปลงเป็นเคลวินหรือแรนกิ้น) COP = 36 หรือ EER = 120 ตัวเลขนี้จะเป็นประสิทธิภาพมากขึ้นประมาณ 10 เท่ามากกว่าเครื่องปรับอากาศที่ใช้ในบ้านทั่วไปที่มีอยู่ในปัจจุบัน

EER ที่สูงสุดจะลดลงเมื่อความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของอากาศภายในและภายนอกเพิ่มขึ้นและในทางกลับกัน. ในอากาศแบบทะเลทรายที่อุณหภูมิภายนอกคือ 120 °F (49 °C) COP สูงสุดจะตกลงมาถึง 13 หรือ EER ที่ 46 (สำหรับอุณหภูมิในร่ม 80 °F (27 °C))

SEER สูงสุดสามารถคำนวณได้โดยการเฉลี่ยค่าสูงสุดของ EER ในช่วงอุณหภูมิที่คาดไว้ตลอดฤดูกาล

                                                                                            ที่มา https://th.wikipedia.org/wiki

การวิเคราะห์สมรรถนะของเครื่องปรับอากาศแบบหน่วยเดียว

รายการเครื่องมือวัดที่จำเป็น

ได้แก่ Power Meter หรือ kW Meter, Thermometer (เครื่องมือวัดอุณหภูมิ), Anemometer (เครื่องมือวัดความเร็ว

อากาศ), Hygrometer (เครื่องมือวัดความชื้นสัมพัทธ์) และPsychometric Chart (แผนภูมิอากาศ)

โดยมีแนวทางการเก็บข้อมูล มีดังนี้

1 บันทึกค่าความเร็วลมผ่านหน้าตัดของช่องลมกลับ ในหน่วย m/s โดยควรวัดหลาย ๆ จุดให้ทั่วทั้งหน้าตัดแล้วหาเป็นค่าเฉลี่ย

2 วัดขนาดพื้นที่หน้าตัดของช่องลมกลับ แล้วนำไปคูณกับค่าความเร็วลมเฉลี่ยเพื่อหาปริมาณลมหมุนเวียนผ่านคอยล์เย็นได้

3 บันทึกค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของลมจ่าย (Supply Air) เพื่อนำไปหาค่าเอนทาลปีของลมจ่าย (he) จากแผนภูมิ Psychometric

4 บันทึกค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของลมกลับ (Return Air) เพื่อนำไปหาค่าเอนทาลปีของลมกลับ (hi) จากแผนภูมิ Psychometric

5 บันทึกค่าการใช้กำลังไฟฟ้าของพัดลมเป็น kW ด้วย Power Meter

เครื่องวัดความเร็วลม(Anemometer)

(ที่มา  http://www.nanasupplier.com/)

เครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ (Hygrometer)

(ที่มา  http://www.measuretronix.com/)

ไซโครเมตริกชาร์ท(Psychometricchart )

(ที่มา  http://mte.kmutt.ac.th/)

ตารางค่าเอนธาลปีของอากาศ

หาปริมาณลมเย็นหมุนเวียนผ่านเครื่องปรับอากาศโดยใช้เครื่องมือวัดความเร็วลม

หาอุณหภูมิ(C) และความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ของอากาศทางด้านลมส่ง

หาอุณหภูมิ(C) และความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ของอากาศทางด้านลมกลับ

สมรรถนะการทำความเย็นประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศแสดงในรูปของค่าสมรรถนะการทำความเย็น (Coefficient of Performance, COP) ซึ่งนิยามด้วย อัตราส่วนของพลังงานความร้อนที่ถูกดูดซับโดยคอยล์เย็น (ปริมาณความเย็นที่ทำได้) ต่อพลังงานไฟฟ้าที่ระบบใช้

Cop=QL/Ecomp

QL = อัตราการทำความเย็น, kW

Ecomp = ความต้องการไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศ, kW

ค่า COP สูงแสดงถึงประสิทธิภาพที่ดีของระบบปรับอากาศ สำหรับค่า COP ที่พิจารณาเฉพาะพลังงาน

ที่ใช้ในคอมเพรสเซอร์ เป็นเพียงค่าที่แสดงประสิทธิภาพของการทำความเย็นเท่านั้น ส่วนค่าสมรรถนะของทั้ง

ระบบ (System COP, SCOP) จะต้องรวมพลังงานที่จ่ายให้กับพัดลมและเครื่องสูบน้ำด้วย ค่า SCOP สูงหมายถึงระบบปรับอากาศที่ใช้พลังงานน้อย

ในทางปฏิบัติ สมรรถนะของระบบปรับอากาศยังสามารถแสดงได้ในรูปของ ค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน (Energy Efficiency Ratio, EER) และค่ากิโลวัตต์ต่อตันความเย็น (kW/TR) โดยค่า EERซึ่งมีหน่วยเป็น บีทียูต่อชั่วโมง/วัตต์ นิยมใช้แสดงค่าประสิทธิภาพการทำความเย็นของเครื่องชนิดไดเร็คเอ็กส์แพนชั่นหรือเครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก ส่วนค่ากิโลวัตต์ต่อตันความเย็น นิยมใช้แสดงค่าประสิทธิภาพการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ เช่น ระบบน้ำเย็น

แอร์ส่วนใหญ่นิยมบอกขนาดเป็นบีทียู (BTU)   เป็นคำย่อมาจากภาษาอังกฤษว่า   British  thermal   units   ความหมายของ  1  บีทียู ก็คือ     ปริมาณความร้อนที่เพิ่มอุณหภูมิของน้ำ  1  ปอนด์ (0.45  กิโลกรัม)  ขึ้น  1  องศาฟาเรนไฮต์  (0.56 องศาเซลเซียส)   

     EER  ย่อมาจาก  energy  efficiency  rating  คือ อัตราส่วนของ บีทียูกับ กำลังวัตต์

การหาค่าEER = บีทียู/ชั่วโมง ÷กำลังไฟฟ้า(วัตต์)

ตัวอย่าง  มีแอร์ขนาด 40,488.84 btu  และกำลังไฟฟ้าที่ ใช้มีค่า 3,534.60 w

จากสูตร EER = บีทียู/ชั่วโมง ÷กำลังไฟฟ้า(วัตต์)

               EER=  40,488.84btu  ÷  3,534.60 w

               EER= 11.45

ค่า COP หรือค่า Coefficient of Performance (COP)

C.O.P มาจาก คำว่า COEFFICIENT OF PERFORMANCE แปลเป็นไทย ว่า "ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่อง " ที่มาคือ COOLING CAPACITY(Kw) / POWER INPUT จะได้ C.O.P.

มีการหาโดยใช้สูตร

1 WATT = 3.412 บีทียู

 COP = EER / 3.142

จากสูตร COP = EER / 3.142

               COP =11.45/3.142

               COP = 3.644

เพราะฉะนั้นเครื่องปรับอากาศตัวนี้จะมีค่า EER=11.45  และ COP= 3.644