إذا تساءلت يومًا عما يعنيه القول بأن أحد الأجهزة الكهربائية يعمل بشكل أفضل من جهاز آخر ، هناك بالفعل طريقة يتم بها قياس هذه الأجهزة من حيث كفاءتها و فعالية. ال معامل الأداء تشرح الصيغة استخدام كلمة "أفضل" عند الحديث عن أداء الأجهزة والأجهزة الأخرى.
معامل صيغة الأداء
يمكنك حساب معامل الأداء بقسمة كمية الطاقة التي ينتجها النظام على كمية الطاقة التي تدخلها في النظام. ينطبق معامل صيغة الأداء هذا عبر الحقول. هذه الصيغة مشابهة جدًا لـ صيغة الكفاءة، وهو عمل مخرجات النظام مقسومة على العمل الذي تم وضعه في النظام ، مما يتيح لك بسهولة مقارنة معامل الأداء مقابل. نجاعة.
نظرًا لأن الشغل هو نقل الطاقة من مكان وشكل إلى آخر ، إذا كان بإمكانك تمثيل التغير في طاقة نظام ما باستخدام الشغل ، فإن الصيغتين متساويتان.
يوضح معامل مشاكل مثال الأداء إلى أي مدى يمكن أن يكون مفيدًا. إذا كنت تستخدم أربعة أطنان من الماء لتسخين حلقة أرضية مغلقة لمضخة حرارية جوفية تنتج 35600 وحدة حرارية بريطانية / ساعة (وحدات حرارية بريطانية في الساعة) بينما تستهلك 2700 واط من الطاقة ، يمكنك حساب معامل الأداء.
تحويل وحدات Btu / hr إلى واط ، وهو مقياس للطاقة ، يمكنك اتباع دليل مضخة الحرارة الجوفية أو العثور على التحويل عبر الإنترنت. واحد Btu / hr يساوي 0.293 watts.
هذا يعني أن 35900 وحدة حرارية بريطانية / ساعة تعادل ما يقرب من 10518 واط. على الرغم من أن الطاقة تمثل الطاقة مقسومة على الوقت ، يمكنك افتراض أن الوقت اللازم لإدخال الطاقة والإخراج هو نفسه لهذه المشكلة. بقسمة 10518 على 2700 كما يتضح من معامل صيغة الأداء ، تحصل على 3.89. لكل واط من الطاقة أو جول من مدخلات الطاقة في النظام ، تنتج المضخة 3.89 واط من الطاقة أو جول من الطاقة.
من خلال أمثلة مثل هذا المثال ، يمكنك مقارنة معامل الأداء عبر الأنظمة وحتى عبر الحقول. يتيح ذلك للمهندسين مقارنة كفاءة الأنظمة المختلفة مثل المقارنات بين السيارات الهجينة والسيارات العادية أو الكهربائية.
مثال معامل أداء التبريد
يمكن أن يتخذ معامل الأداء العديد من الأشكال الفريدة أو التي تستند بطبيعتها إلى مبادئ تخصصات محددة. تمثل فعالية الثلاجات أو مكيفات الهواء طريقة واحدة لمقارنة معامل الأداء كـ سج/ دبليوفي ل سج الحرارة التي تطلقها الثلاجة سج ومدخلات العمل في النظام دبليوفي. يمنحك هذا طريقة لمقارنة الثلاجات عندما تريد توفير المال أو الطاقة لأغراض محددة.
يدرس العلماء والمهندسون المواد الكيميائية المستخدمة في الثلاجات للتبريد ، والمعروفة باسم المبردات ، لمعرفة كيفية صنع أكثر الأجهزة كفاءة في استخدام الطاقة. باستخدام الثلاجة والمضخة الحرارية ، يمكنك معرفة معامل أداء المبرد.
يمكنك استخدام حسابات تقيس الحرارة المنبعثة من أجزاء الثلاجة مثل المبخر (الذي يعمل كخزان بارد للماء) والمكثف (خزان ساخن). كما يتضمن أيضًا الضغط الناتج عن التبادل الحراري حيث يتم ضغط الأمونيا أثناء تحولها من غاز إلى سائل.
يمنحك تقسيم الحرارة المستخرجة من المبخر عن طريق العمل الذي يقوم به الضاغط معامل الأداء للثلاجة. يمكنك أيضًا تقسيم الحرارة المنقولة من المكثف إلى العمل الذي يقوم به الضاغط للحصول على معامل أداء المضخة الحرارية.
الصيغة المحددة للثلاجات تتعلق أيضًا بـ معامل كارنو للأداء، والتي يجب أن تساوي الحد الأقصى لمعامل الأداء للثلاجة. تم إعطاؤه بواسطة تيج/(Tح-تج) ل تيج درجة حرارة الخزان البارد والمبخر و تيح كمقياس للمكثف الساخن.