ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی چگونه محاسبه می شود؟

اگر تا به حال در مورد کنترل دما در محل کار، منزل یا انبار شرکت خودتان تحقیق یا پرس و جویی کرده باشید، احتمالا با اصطلاح «ظرفیت سیستم خنک کننده» یا «ظرفیت سیستم سرمایشی» آشنا هستید. ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی توانایی یک سیستم سرمایشی در حذف گرما از یک محیط معین را اندازه گیری می کند.

این ظرفیت معمولا با واحد تن (Ton) اندازه گیری می گردد. به عبارت ساده، هرچه تناژ یک سیستم سرمایشی بالاتر باشد، توانایی آن سیستم در حذف گرما و خنک سازی بیشتر است. اگر تصمیم دارید یک دستگاه خنک کننده مانند یک کولر گازی برای محل کار یا منزل خودتان خریداری کنید، باید بدانید که چه میزان ظرفیت سرمایشی برای شما مناسب تر است. اما ظرفیت یک سیستم سرمایشی به چه عواملی بستگی دارد؟ و با چه روش هایی می توان ظرفیت سنجی صحیحی از انواع سیستم های سرمایشی به دست آورد؟ در این مطلب با ما همراه باشید تا نگاهی دقیق تر به این موضوع بیندازیم.

عوامل تاثیرگذار در ظرفیت سیستم های سرمایشی

از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر ظرفیت سیستم های سرمایشی عبارتند از:

• قدرت و ابعاد دستگاه
• دمای آب (در مورد سیستم های سرمایشی که از آب استفاده می کنند)
• قدرت پمپ
• جنس مواد مورد استفاده در سیستم و میزان انتقال حرارت آنها

سیستم های سرمایشی انواع گوناگون و به تبع آن، ظرفیت های مختلفی دارند. اما عوامل متعددی می تواند بر ظرفیت خنک سازی این سیستم ها اثر بگذارد. ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی بر اساس عوامل قابل کنترل و غیر قابل کنترل در هر محیط انجام می شود.

محاسبه ظرفیت سیستم سرمایشی

در محیط های بزرگ تر مثل محیط های اداری و تجاری به سیستم های سرمایشی با ظرفیت بالاتر نیاز است. جهت قرارگیری بنا از نظر ساعات تابش خورشید و میزان نفوذ گرما نیز عامل بیرونی دیگری است که باید آن را برای تعیین ظرفیت سیستم سرمایشی خود در نظر بگیرید. اما عوامل دیگری نیز وجود دارند که می توانید با کنترل آنها از تمام ظرفیت سیستم سرمایشی خود استفاده کنید. یکی از اقدامات مفید در این زمینه، ممانعت از نشت هوا و مسدود سازی منافذ جریان هواست.

عایق بندی سطوح و پنجره ها، استفاده از سایه بان ها در بخش های مختلف ساختمان و استفاده از وسایل گرمازا در بازه های شبانه از دیگر راهکارهای موثر است که موجب می شود وسایل سرمایشی بتوانند با بالاترین ظرفیت خود کار کنند.

علاوه بر این ها، عوامل زیر در ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی نقش دارند:

• آب و هوای عمومی منطقه جغرافیایی (دما و رطوبت)
• تعداد افرادی که اغلب در محیط حضور دارند و آنجا را اشغال می کنند
• ارتفاع سقف
• وجود یا عدم وجود آشپزخانه
• شماره طبقه و ارتفاع ساختمان
• مصالح مورد استفاده برای دیوارها، درها و پنجره ها

روش های ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی

برای ظرفیت سنجی انواع سیستم های سرمایشی لازم است تا ابتدا تمام عوامل موثر بر دمای محیط را شناسایی کنید. سپس با توجه به آنها، بررسی کنید که کدام نوع سیستم سرمایشی با چه مقدار ظرفیت برای خنک کنندگی محیط لازم است. تن (تناژ)، BTU در ساعت و وات سه معیار رایج برای ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی هستند.

• ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی بر اساس Ton و BTU

در ادامه به بررسی ظرفیت سیستم های سرمایشی در دو واحد تن و بریتانیا می پردازیم. با ما همراه باشید.

• تن (Ton)

یک تن برابر با انرژی مورد نیاز برای یک تن یخ از آب مایع در دمای 32 درجه فارنهایت (صفر درجه سانتی گراد) در مدت 24 ساعت است. هر تن با دوازده هزار BTU برابری می کند که در پاراگراف بعدی آن را تعریف می کنیم.

• واحدهای حرارتی بریتانیا (BTU)

یک BTU معادل انرژی لازم برای افزایش دمای 1 پوند آب (0.45 کیلوگرم) به میزان یک درجه فارنهایت (0.55 درجه سانتی گراد) است که با انرژی آزاد شده از سوزاندن یک کبریت مساوی است. BTU واحد رایجی است که به طور اختصاصی برای ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی استفاده می گردد و آن را به صورت BTU بر ساعت (BTU/h) بیان می کنند.

• وات

واحد اندازه گیری دیگری که برای تعیین ظرفیت سیستم های سرمایشی کاربرد دارد، وات است. مقایسه این سه واحد به صورت زیر بیان می شود:

1 Ton = 12000 BTU در ساعت = حدود 3500 وات

هنگام انتخاب سیستم سرمایشی، حداقل با یکی از سه عددی که در بخش قبلی گفتیم مواجه خواهید شد. این اعداد روی جعبه یا در برگه مشخصات سیستم درج می شوند. بنابراین می توانید بر اساس آنها و محاسبه ظرفیت سرمایشی محیط مورد نظر، تصمیم آگاهانه ای در مورد انتخاب خودتان بگیرید.

ظرفیت سنجی انواع مختلف سیستم های سرمایشی

سیستم های سرمایشی برای منازل و بناهای کوچک غیر مسکونی انواع گوناگونی دارند که به طور کلی شامل موارد زیر می شود:

• تهویه مطبوع مرکزی (مانند اسپیلت ها)
• پمپ های حرارتی
• تهویه مطبوع از طریق پنجره ها
• سیستم های مینی اسپیلت بدون داکت
• کولرهای تبخیری
• خنک کننده های تابشی
• پنکه ها

انواع سیستم های سرمایشی و ظرفیت سنجی آنها

هر کدام از این دستگاه ها در محیط های گوناگون کاربرد دارند. شما می توانید برای سیستم های سرمایشی پیشرفته ظرفیت سنجی دقیق تری بر اساس BTU بر ساعت انجام دهید و با مقایسه عدد خودتان با اعدادی که روی جعبه یا بدنه دستگاه های خنک کننده یا چیلر درج می شوند، سیستم سرمایشی مناسب تری را انتخاب نمایید.

جدول راهنمای ظرفیت سنجی سرمایش ساختمان

یکی از ساده ترین روش های ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی برای یک فضای خاص، استفاده از جدول زیر است:

در نظر بگیرید که اطلاعات این جدول مرجع و بدون تاثیر عوامل دیگر هستند. مثلا اگر آب و هوای منطقه به گونه ای است که دمای هوا در روزهای زیادی از 40 درجه سانتی گراد بالاتر می رود، باید به عددی که به دست آوردید، 6000 BTU در ساعت اضافه کنید.

تامین سرمایش در منازل و ساختمان ها

انتخاب سیستم سرمایشی به تعداد افراد حاضر در محیط نیز بستگی دارد. به ازای هر فرد، به اندازه 600 BTU در ساعت بر ظرفیت سیستم سرمایشی خود بی افزایید. اگر ارتفاع سقف بیشتر از 3 متر است، برای ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی تقریبا به ازای هر 60 سانتی متر افزایش ارتفاع، ظرفیت سیستم سرمایشی 15 تا 20 درصد افزایش می یابد. اگر ارتفاع سقف بالاتر از معمول است، حدود 2000 BTU بر ساعت به ظرفیت اضافه کنید. آشپزخانه می تواند ظرفیت سیستم سرمایشی را تا 4000 BTU بر ساعت بالاتر ببرد. وجود وسایل الکتریکی مانند تلویزیون، لامپ، رایانه و پنکه نیز بر این عدد می افزاید. اگر پنجره ها به سمت شمال یا شمال شرق هستند، حدود 10 درصد از ظرفیت اولیه کم می شود. در غیر این صورت، باید 10 درصد به آن اضافه کنید.

به علت اینکه هوای گرم بالا می رود، فضاهایی که در طبقات بالاتر قرار دارند معمولا نیازمند سیستم های سرمایشی با ظرفیت بالاتر هستند. در بالاترین طبقات، ممکن است لازم باشد 25 درصد به ظرفیت سیستم سرمایشی اضافه کنید. جنس مصالح ساختمانی، عایق بندی سطوح و شکاف ها و نقاط نشت هوا نیز در تعیین ظرفیت اثرگذار است.

تاثیر ظرفیت سنجی در هزینه و مصرف انرژی

 شاید تصور کنید انتخاب یک سیستم سرمایشی با ظرفیت بیش از حد نیاز می تواند تمام مشکلات شما را حل کند، اما اینطور نیست. انتخاب سیستم سرمایشی قوی تر نیز مانند انتخاب سیستم ضعیف و نامناسب، می تواند هزینه های جانبی شما را بالا ببرد. ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی به شکل صحیح کمک می کند تا علاوه بر جلوگیری از هدررفت منابعی همچون آب و انرژی، در هزینه های تهویه مطبوع صرفه جویی کنید و مطلوب ترین نتیجه را بگیرید.

در کنار ظرفیت سنجی دقیق، رعایت چند نکته مهم دیگر می تواند به شما در کاهش این هزینه ها کمک کند. در سیستم های خنک کننده آبی با تنظیم دمای آب می توانید تا 25 درصد از مصرف برق را کاهش دهید. تنظیم دمای مبدل های حرارتی و حذف رسوبات آنها نیز در کاهش مصرف انرژی الکتریکی تاثیر چشمگیری می گذارد. استفاده از مدل های جدیدتر، خرید سیستم های سرمایشی کم مصرف، به حداقل رسانی اتلاف انرژی و نظارت و کنترل مداوم بر کارکرد دستگاه ها اهمیت بالایی دارد. در فصول گرم بهتر است اجازه دهید دمای محیط تا بالاترین میزان ممکن (برای افراد، تجهیزات و مواد) بالا برود و سپس از سیستم سرمایشی استفاده کنید.

شما می توانید بهبود کنترل و استفاده از هوای بیرون را مد نظر قرار دهید، از دستگاه های مجزا برای فضاهای مختلف بنا استفاده کنید و فقط در صورت لزوم از سیستم سرمایشی استفاده کنید تا هزینه های خود را به میزان چشمگیری کاهش دهید. همچنین در کنار ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی از سایر دستگاه های خنک کننده مانند پنکه در برخی نقاط استفاده کنید تا میزان مصرف انرژی برای خنک کنندگی محیط را کاهش دهید.

الزامات ظرفیت سنجی

گفتیم که سنجش ظرفیت سیستم های خنک کننده وابسته به عوامل متعدد، از جمله تغییرات دمایی است. هنگام بررسی این عوامل و محاسبه ظرفیت، لازم است تا به سوالاتی از این قبیل پاسخ و اقدامات لازم را انجام دهید:

• وضعیت دما و رطوبت ساختمان یا محیط مورد نظر در حال حاضر چگونه است؟
• تغییرات شدید دمایی در طول سال در چه زمان هایی اتفاق می افتند و میزان آنها چقدر است؟
• آیا نقاطی وجود دارند که دمای آنها سردتر یا گرم تر از سایر نقاط باشد؟
• آیا دما در طول روز تغییر می کند؟
• آب و هوای معمولی منطقه به چه شکل بر دمای محیط تاثیر می گذارد؟
• آیا منبع خنک کننده شما تنها یک سیستم واحد است؟
• آیا در کنار ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی می توانید از سایر منابع خنک کننده استفاده کنید؟
• ویژگی های محیط از قبیل ارتفاع سقف، تعداد افرادی که معمولا در آن حضور دارند و… چیست؟
• آیا فضاهای مورد نظر شما به خوبی عایق بندی شده‌اند؟

در کنار تمام این ها، مشورت با افراد متخصص و کارشناسان می تواند نتیجه بهتری به همراه داشته باشد. بنابراین برای محاسبه دقیق ظرفیت و انتخاب سیستم سرمایشی خود، بهتر است با متخصصین این حوزه نیز تماس بگیرید و از آنها راهنمایی های لازم را دریافت کنید.

اهمیت محاسبه صحیح ظرفیت سرمایشی

محاسبه ظرفیت خنک کنندگی ممکن است دشوار به نظر برسد و تعدادی از خریداران را برای انتخاب دستگاه های قوی تر وسوسه کند. در مقابل، خریدارانی که بودجه کمی دارند ممکن است ترجیح دهند به سراغ سیستم های سرمایشی با ظرفیت کمتر بروند. سیستم سرمایشی با ظرفیت کمتر نمی تواند دمای محیط را در میزان مطلوب خود حفظ کند. این امر موجب کارکرد بیشتر دستگاه و در نتیجه، فرسودگی سریع تر و کاهش عمر آن می شود. همچنین دستگاه های با ظرفیت کمتر از حد نیاز، مصرف برق شما را بسیار بالا می برند.

از طرفی، یک دستگاه خنک کننده بزرگ ممکن است فضا را سریع تر خنک کند، اما به علت ظرفیت بالاتر خود نیازمند چرخه های روشن و خاموشی مکرر است که این نیز می تواند فرسودگی دستگاه را بالا ببرد. هزینه تعمیر و نگهداری دستگاه های بزرگ تر بیشتر است و مصرف انرژی بیشتری دارند. علاوه بر این، در هیچ کدام از این دو حالت تهویه فضا به شکل مطبوع انجام نمی شود. بنابراین ظرفیت سنجی سیستم های سرمایشی به شکل درست و اصولی اهمیت خود را نشان می دهد.

نتیجه گیری

ظرفیت سنجی یک سیستم سرمایشی تحت تاثیر عوامل زیادی قرار دارد که برخی از آنها قابل کنترل و برخی دیگر غیر قابل کنترل هستند. محاسبه دقیق ظرفیت سرمایشی به شما کمک می کند تا بهترین و مناسب ترین دستگاه را انتخاب کنید و با جلوگیری از فرسودگی زودهنگام و افزایش طول عمر دستگاه، بیشترین بهره وری و صرفه جویی انرژی را در کنار ایجاد محیطی با دمای مطلوب تجربه نمایید.

منبع: ریواس جنوب

سوالات متداول

• چه عواملی بر ظرفیت سیستم‌های سرمایشی تأثیر می‌گذارند؟
  عوامل متعددی چون قدرت و ابعاد دستگاه، دمای آب، قدرت پمپ، و جنس مواد مورد استفاده در سیستم بر ظرفیت سرمایشی تأثیر می‌گذارند.
• چگونه می‌توان ظرفیت یک سیستم سرمایشی را محاسبه کرد؟
  ظرفیت سیستم‌های سرمایشی معمولاً با واحدهای تن (Ton) یا BTU در ساعت اندازه‌گیری می‌شود و بر اساس عواملی چون اندازه محیط، تعداد افراد حاضر در محیط، و ویژگی‌های جغرافیایی و ساختمانی محاسبه می‌شود.
• چه روش‌هایی برای ظرفیت‌سنجی سیستم‌های سرمایشی وجود دارد؟
  شناسایی و بررسی تمام عوامل موثر بر دمای محیط و مقایسه آن‌ها با مشخصات و واحدهای اندازه‌گیری مانند تن یا BTU موجود بر روی دستگاه‌های سرمایشی.
• چرا محاسبه صحیح ظرفیت سیستم سرمایشی مهم است؟
  برای جلوگیری از هدر رفت انرژی، افزایش طول عمر دستگاه و تأمین بهینه خنک‌سازی محیط، محاسبه دقیق ظرفیت سرمایشی ضروری است.