استانداردها و گواهی‌نامه‌های چیلر نقش مهمی در ارزیابی عملکرد، راندمان انرژی و انتخاب صحیح تجهیزات سرمایشی دارند. در بازارهای بین‌المللی، استانداردهای مختلفی مانند Eurovent در اروپا، GB 19577 در چین، ASHRAE 90.1 در آمریکا و EN 14511 برای ارزیابی و آزمون عملکرد چیلرها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در این مقاله با برنامه گواهی عملکرد Eurovent، شرایط آزمون چیلرها و شاخص‌های مهم بهره‌وری انرژی شامل EER، ESEER، COP و IPLV آشنا می‌شویم. همچنین نحوه محاسبه راندمان فصلی، کلاس‌های بهره‌وری انرژی و الزامات استانداردهای بین‌المللی بررسی می‌شود تا بتوانید هنگام انتخاب چیلر، علاوه بر ظرفیت سرمایشی، عملکرد واقعی و مصرف انرژی دستگاه را نیز ارزیابی کنید.
۱. برنامه صدور گواهی عملکرد Eurovent برای چیلرها
برنامه صدور گواهی عملکرد یوروونت (Eurovent Certification Program) یکی از برنامه‌های ارزیابی عملکرد تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید است. در این برنامه، چیلر به‌عنوان دستگاهی تعریف می‌شود که برای خنک‌کردن یک سیال طراحی شده و از اجزایی مانند کمپرسور، اواپراتور، کندانسور یکپارچه یا مجزا و تجهیزات کنترلی مناسب استفاده می‌کند.
برنامه گواهی Eurovent، چیلرهای استاندارد مورد استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید را پوشش می‌دهد. این دستگاه‌ها می‌توانند از انواع مختلف کمپرسور استفاده کنند، اما در این برنامه تنها چیلرهای دارای محرک الکتریکی (Electrically Driven Chillers) مشمول گواهی هستند.
شرایط استاندارد آزمون چیلرها در برنامه Eurovent
برای ارزیابی عملکرد چیلرها، کاربردهای مختلف در قالب شرایط استاندارد و آزمون‌هایی تعریف شده‌اند که شرایط بهره‌برداری را شبیه‌سازی می‌کنند. مهم‌ترین این شرایط عبارت‌اند از:
سرمایش از کف: دمای آب خروجی ۱۸ درجه سانتی‌گراد
تهویه مطبوع: دمای آب خروجی ۷ درجه سانتی‌گراد
آب‌نمک با دمای متوسط: دمای براین خروجی ۵- درجه سانتی‌گراد
آب‌نمک با دمای پایین: دمای براین خروجی ۱۵- درجه سانتی‌گراد
در این برنامه، تنها مبردهای مجاز در اتحادیه اروپا در نظر گرفته می‌شوند.
چیلرهای مشمول برنامه می‌توانند صرفاً برای سرمایش یا برای سرمایش و گرمایش طراحی شده باشند. همچنین، چیلرهای هیدرونیک صرفاً گرمایشی نیز به‌صورت اختیاری قابلیت آزمون و دریافت گواهی را دارند.
محدوده ظرفیت چیلرهای مشمول گواهی Eurovent
ظرفیت چیلرهای مشمول این برنامه با توجه به نوع کاربرد و سیستم دفع حرارت محدود شده است:
| نوع چیلر یا کاربرد | حداکثر ظرفیت |
|---|---|
| چیلر آب‌نمک با دمای متوسط | ۳۰۰ کیلووات |
| چیلر آب‌نمک با دمای پایین | ۲۰۰ کیلووات |
| چیلر هواخنک | ۶۰۰ کیلووات |
| چیلر آب‌خنک | ۱۵۰۰ کیلووات |
چیلرهایی با ظرفیت بالاتر نیز می‌توانند به‌صورت اختیاری و از طریق آزمون در آزمایشگاه سازنده وارد فرآیند گواهی شوند.
تجهیزات خارج از محدوده برنامه گواهی Eurovent
بر اساس اطلاعات این برنامه، تجهیزات زیر در محدوده گواهی مورد اشاره قرار نمی‌گیرند:
چیلرهای مجهز به سیستم Free Cooling
سیستم‌های سرمایش تبخیری
چیلرهای دارای سیستم بازیافت حرارت جزئی یا کامل
۲. شاخص‌های بهره‌وری انرژی چیلر در استاندارد Eurovent
برای ارزیابی عملکرد چیلر، صرفاً بررسی ظرفیت سرمایشی کافی نیست. میزان انرژی مصرفی دستگاه در شرایط مختلف کاری نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
در برنامه Eurovent، شاخص‌های بهره‌وری انرژی برای مقایسه عملکرد چیلرها استفاده می‌شوند. دو شاخص مهم در این زمینه عبارت‌اند از EER و ESEER.
نسبت بازده انرژی (EER) چیست؟
EER مخفف عبارت Energy Efficiency Ratio است و نسبت ظرفیت سرمایشی تولیدشده به توان الکتریکی مصرفی دستگاه را نشان می‌دهد.
به زبان ساده، این شاخص مشخص می‌کند چیلر در برابر هر واحد توان الکتریکی مصرفی، چه میزان ظرفیت سرمایشی تولید می‌کند.
فرمول محاسبه EER به شکل زیر است:
EER = Cooling Capacity / Electrical Power Input
هرچه مقدار EER بیشتر باشد، چیلر در شرایط آزمون مورد نظر، عملکرد انرژی بهتری دارد.
شاخص راندمان فصلی ESEER چیست؟
ESEER مخفف European Seasonal Energy Efficiency Ratio و به معنای نسبت بازده انرژی فصلی اروپا است.
چیلرها در طول سال معمولاً برای مدت محدودی در بار کامل کار می‌کنند و در بسیاری از ساعات، با بار سرمایشی جزئی فعالیت دارند. بنابراین، ارزیابی عملکرد دستگاه فقط در ظرفیت کامل نمی‌تواند تصویر دقیقی از مصرف انرژی آن در طول فصل کاری ارائه دهد.
شاخص ESEER با در نظر گرفتن عملکرد چیلر در بارهای مختلف و شرایط متفاوت دمایی، ارزیابی جامع‌تری از راندمان فصلی دستگاه ارائه می‌کند.
این شاخص از ترکیب مقادیر EER در بار کامل و بارهای جزئی ۷۵، ۵۰ و ۲۵ درصد، همراه با ضرایب وزنی متناسب با شرایط فصلی اروپا، محاسبه می‌شود.
امروزه یکی از اهداف مهم تولیدکنندگان چیلر، دستیابی هم‌زمان به مقدار بالای EER و ESEER است؛ زیرا این دو شاخص به‌ترتیب عملکرد دستگاه در بار کامل و شرایط بار جزئی را ارزیابی می‌کنند.
۳. کلاس‌های بهره‌وری انرژی چیلر در Eurovent
یکی از اهداف برنامه Eurovent، ساده‌سازی فرآیند انتخاب چیلر مناسب برای کاربردهای مختلف است. به همین منظور، کلاس‌های بهره‌وری انرژی تعریف شده‌اند تا امکان مقایسه عملکرد تجهیزات برای مهندسان، مشاوران و خریداران فراهم شود.
در اطلاعات ارائه‌شده برای این برنامه، چیلرها در دو گروه زیر طبقه‌بندی شده‌اند:
Eurovent Class A
Eurovent Class B
هر کلاس نشان‌دهنده سطح مشخصی از بهره‌وری انرژی است. حدود مرزی این کلاس‌ها بر اساس داده‌های عملکردی چیلرهای ارائه‌شده به Eurovent تعیین می‌شود و در جداول مربوط به برنامه گواهی قابل مشاهده است.
نکته مهم این است که این طبقه‌بندی داوطلبانه بوده و ارتباط مستقیمی با دستورالعمل‌های اجباری اتحادیه اروپا ندارد.
بنابراین، کلاس انرژی Eurovent را باید به‌عنوان ابزاری برای مقایسه عملکرد محصولات در چارچوب همان برنامه در نظر گرفت.
۴. نحوه محاسبه شاخص ESEER در چیلرها
همان‌طور که اشاره شد، چیلرها در طول سال به‌ندرت به‌صورت مداوم با ظرفیت کامل کار می‌کنند. به همین دلیل، شاخص ESEER برای ارزیابی عملکرد دستگاه در شرایط بار جزئی تعریف شده است.
در محاسبه این شاخص، مقادیر EER در چهار نقطه کاری با یکدیگر ترکیب می‌شوند:
EER در بار ۱۰۰ درصد
EER در بار ۷۵ درصد
EER در بار ۵۰ درصد
EER در بار ۲۵ درصد
فرمول محاسبه ESEER به شکل زیر است:
ESEER = A × EER@100% + B × EER@75% + C × EER@50% + D × EER@25%
ضرایب وزنی در رابطه فوق به شرح زیر هستند:
| ضریب | مقدار |
|---|---|
| A | ۰٫۰۳ |
| B | ۰٫۳۳ |
| C | ۰٫۴۱ |
| D | ۰٫۲۳ |
مجموع این ضرایب برابر با یک است. این ضرایب بر اساس دماهای کاری و شرایط متوسط اقلیمی اروپا تعیین شده‌اند.
مقادیر EER در بارهای مختلف، با ضرایب وزنی مربوط به هر نقطه کاری ترکیب می‌شوند و مقدار نهایی ESEER به دست می‌آید.
برای چیلرهایی که سیستم کنترل ظرفیت آن‌ها امکان کار دقیق در نقاط بار تعریف‌شده را فراهم نمی‌کند، روش محاسباتی مشخصی در برنامه گواهی در نظر گرفته شده است.
مقدار ESEER به همراه ظرفیت سرمایشی و توان مصرفی چیلر در شرایط استاندارد بار کامل، در دایرکتوری محصولات دارای گواهی Eurovent منتشر می‌شود.
۵. استاندارد GB 19577-2015 چین برای چیلرها
استاندارد GB 19577-2015 یکی از استانداردهای ملی چین در زمینه بهره‌وری انرژی چیلرها است. این استاندارد حداقل مقادیر مجاز بهره‌وری انرژی و سطوح راندمان چیلرهای آب‌خنک را مشخص می‌کند.
در این استاندارد، دو شاخص اصلی برای ارزیابی عملکرد انرژی چیلرها مورد استفاده قرار می‌گیرند:
COP (Coefficient of Performance): ضریب عملکرد
IPLV (Integrated Part Load Value): مقدار یکپارچه عملکرد در بار جزئی
بر اساس مقادیر این شاخص‌ها، چیلرها در سه سطح مختلف بهره‌وری انرژی طبقه‌بندی می‌شوند.
هدف از این طبقه‌بندی، تعیین سطح عملکرد انرژی تجهیزات و مشخص‌کردن حداقل الزامات بهره‌وری برای چیلرهای مشمول استاندارد است.
۶. استاندارد ASHRAE 90.1 آمریکا برای بهره‌وری انرژی چیلر
استاندارد ASHRAE 90.1 یکی از مراجع مهم در زمینه الزامات بهره‌وری انرژی ساختمان‌ها در ایالات متحده آمریکا است. این استاندارد حداقل سطوح مجاز بهره‌وری انرژی را برای تجهیزات مختلف، از جمله چیلرها، تعیین می‌کند.
در ارزیابی چیلرها بر اساس این استاندارد، شرایط آزمون و الزامات عملکردی با توجه به نوع دستگاه متفاوت است.
برای چیلرهای سانتریفیوژ، الزامات مربوط به شرایط غیراستاندارد مطابق بخش 6.4.1.2.1 تعدیل می‌شوند.
در مورد چیلرهای هواخنک، چیلرهای آب‌خنک با کمپرسور جابجایی مثبت و چیلرهای جذبی، شرایط آزمون استاندارد تعریف‌شده در روش مرجع اعمال می‌شود.
الزامات بار کامل و بار جزئی در ASHRAE 90.1
برای انطباق با این استاندارد، معمولاً لازم است الزامات مربوط به هر دو حالت زیر برآورده شوند:
Full Load (FL): عملکرد چیلر در بار کامل
IPLV.IP: عملکرد یکپارچه چیلر در بار جزئی
البته در شرایطی که مسیر جایگزین یا Path B مجاز باشد، الزامات مربوط به آن مسیر اعمال می‌شود.
شاخص IPLV چیست؟
IPLV مخفف Integrated Part Load Value است و شاخصی برای ارزیابی عملکرد چیلر در شرایط بار جزئی محسوب می‌شود.
این شاخص توسط مؤسسه AHRI توسعه داده شده و عملکرد انرژی چیلر را در شرایط مختلف بارگذاری بررسی می‌کند.
از آنجا که چیلرها در بسیاری از ساعات کاری با ظرفیت کمتر از ظرفیت نامی فعالیت می‌کنند، ارزیابی عملکرد در بار جزئی اهمیت زیادی دارد.
در نتیجه، بررسی هم‌زمان راندمان بار کامل و شاخص IPLV می‌تواند اطلاعات کامل‌تری برای مقایسه و انتخاب چیلر در اختیار طراحان و بهره‌برداران قرار دهد.
۷. استاندارد EN 14511 اروپا برای آزمون عملکرد چیلر
استاندارد EN 14511 یکی از استانداردهای مهم اروپایی برای تعیین روش‌های آزمون و ارزیابی عملکرد تجهیزات تهویه مطبوع، چیلرها و پمپ‌های حرارتی است.
این استاندارد روش‌های آزمون عملکرد تجهیزات زیر را مشخص می‌کند:
چیلرهای هواخنک
چیلرهای آب‌خنک
چیلرهای آب‌نمک
پمپ‌های حرارتی هوا به هوا
پمپ‌های حرارتی هوا به آب
پمپ‌های حرارتی آب به آب
محدوده کاربرد این استاندارد شامل تجهیزات دارای کمپرسور الکتریکی برای کاربردهای سرمایش و گرمایش فضا است.
استاندارد EN 14511 با تعریف شرایط و روش‌های مشخص آزمون، امکان ارزیابی و مقایسه عملکرد تجهیزات را فراهم می‌کند.
۸. مقایسه استانداردهای بین‌المللی چیلر
استانداردهای مختلف با هدف ارزیابی عملکرد، تعیین حداقل الزامات بهره‌وری انرژی و فراهم‌کردن امکان مقایسه تجهیزات سرمایشی تدوین شده‌اند.
در جدول زیر، مهم‌ترین استانداردهای بررسی‌شده در این مقاله خلاصه شده‌اند:
| استاندارد یا برنامه | محدوده جغرافیایی | شاخص‌ها و موضوعات اصلی |
|---|---|---|
| Eurovent | اروپا | گواهی عملکرد، EER، ESEER و کلاس‌های انرژی |
| GB 19577-2015 | چین | COP و IPLV و سطوح بهره‌وری انرژی |
| ASHRAE 90.1 | آمریکا | حداقل الزامات بهره‌وری، بار کامل و بار جزئی |
| EN 14511 | اروپا | روش‌های آزمون و ارزیابی عملکرد چیلرها و پمپ‌های حرارتی |
هر یک از این استانداردها از روش‌ها و شرایط مشخصی برای ارزیابی تجهیزات استفاده می‌کنند. بنابراین، هنگام مقایسه دو چیلر باید به استاندارد آزمون، شرایط کاری و شاخص عملکرد اعلام‌شده توجه داشت.
۹. اهمیت استانداردها و گواهی‌نامه‌ها در انتخاب چیلر
انتخاب چیلر صرفاً بر اساس ظرفیت سرمایشی یا قیمت اولیه نمی‌تواند تضمین‌کننده عملکرد مناسب دستگاه در طول عمر بهره‌برداری باشد.
شاخص‌هایی مانند EER، ESEER، COP و IPLV اطلاعات مهمی درباره میزان مصرف انرژی و عملکرد چیلر در شرایط مختلف کاری ارائه می‌کنند.
از سوی دیگر، استفاده از استانداردهای معتبر و برنامه‌های گواهی عملکرد مانند Eurovent امکان بررسی و مقایسه دقیق‌تر مشخصات فنی تجهیزات را فراهم می‌سازد.
در فرآیند انتخاب چیلر، توجه به موارد زیر اهمیت دارد:
ظرفیت سرمایشی مورد نیاز پروژه
نوع چیلر و سیستم دفع حرارت
راندمان انرژی در بار کامل
عملکرد دستگاه در بارهای جزئی
نوع مبرد و ملاحظات زیست‌محیطی
استاندارد آزمون و شرایط کاری اعلام‌شده
وجود گواهی عملکرد معتبر
در نهایت، انتخاب یک چیلر مناسب باید بر اساس نیاز واقعی پروژه، شرایط اقلیمی، ساعات بهره‌برداری و هزینه انرژی انجام شود. بررسی استانداردها و گواهی‌نامه‌های معتبر می‌تواند ریسک انتخاب تجهیزات نامناسب را کاهش داده و به افزایش بهره‌وری انرژی در بلندمدت کمک کند.