คู่มือการวิเคราะห์การใช้พลังงานในระบบปรับอากาศขนาดใหญ่

คู่มือการวิเคราะห์การใช้พลังงานในระบบปรับอากาศขนาดใหญ่คู่มือการวิเคราะห์การใช้พลังงานในระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ อ. ชอบ ลายทอง

เหตุผลในการประหยัดพลังงานในระบบปรับอากาศเหตุผลในการประหยัดพลังงานในระบบปรับอากาศ • เป็นระบบที่ใช้พลังงานไฟฟ้ามาก • ความต้องการใช้ระบบปรับอากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว • การปรับเปลี่ยนโครงสร้างไฟฟ้าที่สูงขึ้น • กฎหมายเกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงานมีผลบังคับใช้

เป้าหมายของการปรับอากาศเป้าหมายของการปรับอากาศ เพื่อให้ผู้ที่อยู่ในห้องปรับอากาศ มีความรู้สึกสบายซึ่งจะต้องคำนึงถึงตัวประกอบดังนี้ • อุณหภูมิของอากาศ • ความชื้นของอากาศ • ความเร็วของอากาศ • คุณภาพของอากาศ • ปริมาณของอากาศหมุนเวียน • การควบคุมเสียง

หลักการเบื้องต้นในการทำความเย็นหลักการเบื้องต้นในการทำความเย็น • ระบบทำความเย็นแบ่งออกเป็น 2 ระบบ - ระบบทำความเย็นแบบความดันไอ - ระบบทำความเย็นแบบดูดซึม สำหรับระบบปรับอากาศที่ทำงานโดยใช้ระบบความดันไอ จะมี 4 กระบวนการ คือ • การระเหย • การอัด • การควบแน่น • การขยายตัว

รูปวัฎจักรการทำความเย็นแบบกดดันไอ (Vapor Compression Refrigeration Cycle)

ตารางแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิควบแน่นและความดันควบแน่นของสารทำความเย็นตารางแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิควบแน่นและความดันควบแน่นของสารทำความเย็น

อุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้ในระบบปรับอากาศ 1. หอผึ่งเย็น 2. เครื่องสูบน้ำ 3. เครื่องส่งลมเย็น และ เครื่องจ่ายลมเย็น 4. ระบบไฟฟ้า 5. ระบบควบคุมอัตโนมัติ 6. ระบบท่อน้ำและอุปกรณ์ 7. ระบบกระจายลมเย็น 8. ระบบอุปกรณ์ป้องกันการสั่นสะเทือน 9. ระบบบำบัดน้ำหล่อเย็น 10. อื่น ๆ

การจำแนกประเภทของระบบปรับอากาศ การจำแนกประเภทของระบบปรับอากาศ 1. แบบรวมศูนย์ - ชนิดระบายความร้อน (WCWC) - ชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศ (ACWC) 2. แบบชุด (WCP) 3. แบบแยกส่วน

รูประบบปรับอากาศแบบ WATER COOLED WATER CHILLER (WCWC)

ระบบปรับอากาศแบบ AIR COOLED WATER CHILLE (ACWC)

ระบบปรับอากาศแบบ WATER COOLED PACKAGE (WCP)

ระบบปรับอากาศแบบ SPLIT TYPE AIR CONDITIONER

แสดงการจ่ายลม, การหมุนเวียนอากาศ และการควบคุมอุณหภูมิ โดยอัตโนมัติของเครื่องส่งลม (AHU)

แสดงการจ่ายลม, การหมุนเวียนอากาศ และการควบคุมอุณหภูมิ โดยอัตโนมัติของเครื่องปรับอากาศแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ (WCP)

แสดงการจ่ายลม, การหมุนเวียนอากาศ และการควบคุมอุณหภูมิ โดยอัตโนมัติของเครื่องจ่ายลม (FCU)

การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ นอกจากพิจารณาถึงองค์ประกอบที่ทำให้ได้ตามเป้าหมาย ของการปรับอากาศแล้ว ยังต้องพิจารณาองค์ประกอบอื่นด้วย 1. องค์ประกอบทางเศรษฐกิจ - เงินลงทุน - ค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน - ค่าใช้จ่ายการบำรุงรักษา

การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ 2. ลักษณะเฉพาะของระบบปรับอากาศ - โครงสร้างและส่วนประกอบต่างๆ ของระบบ - การออกแบบและการติดตั้ง - การดูแลและควบคุมการใช้งาน - การบำรุงรักษา - อายุการใช้งาน - ความยืดหยุ่นต่อการปรับปรุงในอนาคต

การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ การเลือกใช้ระบบปรับอากาศ 3. องค์ประกอบอื่นๆ - ประเภทของธุรกิจ - ขนาดพื้นที่การใช้งาน - ความต้องการของเจ้าของโครงการ - ทำเลที่ตั้งของโครงการ

เครื่องทำความเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำเครื่องทำความเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำ

เครื่องทำความเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศเครื่องทำความเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศ

การคำนวณภาระการทำความเย็นแบบง่ายการคำนวณภาระการทำความเย็นแบบง่าย วิธีที่ 1 การคำนวณภาระความเย็นแบบ Zone Cooling loadโดยจะ พิจารณาถึง Peak load ของแต่ละห้องในอาคาร วิธีที่ 2 การคำนวณภาระความเย็นแบบ Block Cooling load โดย จะพิจารณาถึง Peak load ของทั้งอาคาร

การคำนวณภาระความเย็นแบบ Zone Cooling load รายละเอียดการคำนวณ 1. ภาวะอากาศอากาศภายนอกที่ใช้ออกแบบ 2. ภาวะอากาศภายในห้อง 3. ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายนอกอาคาร 4. ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร 5. ภาระความร้อนจากการหมุนเวียนอากาศ 6. กำหนดเดือนและเดือนที่ได้รับภาระความร้อนสูงสุด

ตัวอย่างการคำนวณของห้องประชุมในสำนักงานแห่งหนึ่งตัวอย่างการคำนวณของห้องประชุมในสำนักงานแห่งหนึ่ง • - มีพื้นที่ผนังทึบภายนอกอยู่ทางทิศตะวันออก 40 ft2 • ผนังทึบภายนอกมีค่า U = 0.42 Btu/hr ft2 0F เป็นผนังกลุ่ม D คือ ผนังก่ออิฐ • - มีพื้นที่หน้าต่างภายนอกอยู่ทางทิศตะวันออก 110 ft2 • หน้าต่างภายนอกมีค่า U = 0.89 Btu/hr ft2 0F, SC = 0.21 เป็น • กระจก Single Glazed Reflective, มี interior Shading • - มีพื้นที่ห้องขนาด 250 ft2 , (U = 0.40 Btu/hr. ft2 0F )

ตัวอย่างการคำนวณของห้องประชุมในสำนักงานแห่งหนึ่งตัวอย่างการคำนวณของห้องประชุมในสำนักงานแห่งหนึ่ง • - ความสูงฝ้า 10 ft (U = 0.29 Btu/hr. ft2 0F ) • - มีพื้นที่ผนังภายใน 300 ft2 , U = 0.29 Btu/hr. ft2 0F ) • - มีพื้นที่กระจกภายใน 150 ft2, U = 1.10 Btu/hr. ft2 0F ) • - ห้องประชุมสามารถใช้ประชุมได้ 6 คน • มีโคมไฟแสงสว่างแบบหลอดฟลูออเรสเซนต์ 40 วัตต์ • จำนวน 10 หลอด

ความร้อนที่ผ่านผนังทึบภายนอกความร้อนที่ผ่านผนังทึบภายนอก Qwall = U x A x CLTD Qwall คือ ปริมาณการถ่ายเทความร้อนรวมที่ผ่านผนังทึบภายนอก (Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของผนัง Btu/hr ft2 0F A คือ พื้นที่ผิวของผนังที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2) CLTD คือ Cooling Load Temperature Difference for Wall Group (0F) ได้จากเอกสาร “Cooling and Heating Load Calculation Manual ของ ASHRAE GRP 158”* Qwall = (0.42) (40) (17) = 285 Btu/hr

ความร้อนที่ผ่านผนังกระจกภายนอกความร้อนที่ผ่านผนังกระจกภายนอก Qwindow = [U x a x CLTD] + [A x SC x SHGF x CLF] Qwindow คือ ปริมาณการถ่ายเทความร้อนรวมที่ผ่านผนังกระจกภายนอก (Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของกระจก (Btu/hr ft2 0F ) SC คือ สัมประสิทธิ์การบังแดดของกระจก (Shading Coefficient) ไม่มีหน่วย A คือ พื้นที่ผิวของกระจกที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2) CLTD คือ Cooling Load Temperature Difference (0F) จากเอกสาร “Cooling and Heating Load Calculation Manual ของ ASHRAE GRP 158”* SHGF คือ Maximum Solar Heat Gain Factor (Btu/hr. ft2)

ความร้อนที่ผ่านผนังกระจกภายนอกความร้อนที่ผ่านผนังกระจกภายนอก CLF คือ Cooling Load Factor (กรณีมีหรือไม่มี interior Shading) ไม่มีหน่วย จากเอกสาร “Cooling and heating Load Calculation Manual ของ ASHRAE GRP 158”* Qwindow = [(0.89) (110) (4)] + [(110) (0.21) (227) (0.62)] = [392] + [3,251] = 3,643 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนที่ผ่านผนังภายใน Qpartition = U x A x T Qpartition คือ ปริมาณการถ่านเทความร้อนรวมที่ผ่านผนัง partitionภายใน(Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของผนัง partition ภายใน (Btu/hr ft2 0F ) A คือ พื้นที่ผิวของผนัง partition ที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2) T คือ อุณหภูมิแตกต่างระหว่างภายในและภายนอกห้อง (0F ) Qpartition = (0.29) (300) (10) = 870 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนที่ผ่านกระจกภายใน Qglass = U x A x T Qglass คือ ปริมาณการถ่ายเทความร้อนรวมที่ผ่านกระจกภายใน (Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของกระจกภายใน (Btu/hr ft2 0F) A คือ พื้นที่ผิวของกระจกภายในที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2) T คือ อุณหภูมิแตกต่างระหว่างภายในและภายนอกห้อง (0F) Qglass = (1.10) (150) (10) = 1,650 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนที่ผ่านเพดาน Qceiling = U x A x T Qceiling คือ ปริมาณการถ่ายเทความร้อนรวมที่ผ่านเพดาน (Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของเพดาน (Btu/hr ft2 0F ) A คือ พื้นที่ผิวของเพดานที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2 ) T คือ อุณหภูมิแตกต่างระหว่างภายในฝ้าเพดานและภายในห้อง ( 0F ) Qceiling = (0.29) (250) (10) = 725 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนที่ผ่านพื้น Qfloor = U x A x T Qfloor คือ ปริมาณการถ่ายเทความร้อนรวมที่ผ่านพื้นภายใน (Btu/hr) U คือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของพื้นภายใน (Btu/hr ft2 0F) A คือ พื้นที่ผิวของภายในที่มีการถ่ายเทความร้อนรวม (ft2 ) T คือ อุณหภูมิแตกต่างระหว่างภายในและภายนอกห้อง (0F) Qfloor = (0.40) (250) (10) = 1,000 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนจากคนภายในห้อง Qpeople = จำนวนคน x (Sensible heat + Latent heat) Qpeople คือ ปริมาณความร้อนจากคนภายในห้อง (Btu/hr) (Sensible heat + Latent heat) คือ ปริมาณความร้อนสัมผัสและปริมาณความร้อน แฝงจากคนภายในห้อง ขึ้นอยู่กับลักษณะการ ทำกิจกรรมของคนภายในห้อง อ้างอิงได้จากเอกสาร “Cooling and Heating Load Calculation Manual ของ ASHRAE GRP 158” Qpeople = 6 x (510) = 3,060 Btu/hr

ภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคารภาระความร้อนที่ได้รับจากภายในอาคาร ความร้อนจากอุปกรณ์ไฟแสงสว่าง Qlighting = จำนวนวัตต์ของหลอดไฟ x 3.41 Qlighting คือ ปริมาณความร้อนจากอุปกรณ์ไฟแสงสว่าง (Btu/hr) Qlighting = (40 x 10) (3.41) = 1,364 Btu/hr

ภาระความร้อนจากการหมุนเวียนอากาศ (Ventilation Load) Qventilate = 4.5 x (จำนวนคน x ventilation rate) x H Qventilate คือ ปริมาณความร้อนจากการหมุนเวียนอากาศ (Btu/hr) Ventilation rate คือ อัตราการหมุนเวียนอากาศเข้ามาในห้องต่อจำนวนคน ขึ้น อยู่กับลักษณะของพื้นที่ใช้งาน (cfm/No. People) อ้างอิงจากเอกสาร “Cooling and Heating Load Calculation Manual ของ ASHRAE GRP 158”* H คือ ผลต่างค่า Enthalpy ของอากาศระหว่างภาวะอากาศภายนอก และภายในที่ใช้ออกแบบ(หาค่าได้จากแผนภูมิ plychrometric) Qventilate = 4.5 x (6 x 15) x (48.2 - 29.3) = 7,655 Btu/hr

รวมภาระความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในห้องรวมภาระความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในห้อง จะได้ว่า = 285+3,643+870+1,650+725+1,000+3,000+1,364+7,655 = 20,252 Btu/hr คิด Safety factor 10 % = 20,252 + (0.10 x 20,252) = 20,462 Btu/hr ติดเครื่องปรับอากาศ ขนาด 20,462 Btu/hr

การใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้นการใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้น ก่อนการเดินเครื่อง ระหว่างการเดินเครื่อง และหลังการเดินเครื่องจะต้องสังเกตุตรวจตรา ดังต่อไปนี้ 1. สภาพภายนอกทั่วไปของเครื่องจักรและอุปกรณ์ - ความสะอาด / ความสกปรก - การรั่วซึม - การแตกร้าว - มีกลิ่นไหม้ - ความร้อน / ความเย็นที่สัมผัสได้

การใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้นการใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้น 2. มาตรวัดต่างๆ - มาตรวัดอุณหภูมิ - มาตรวัดความดัน - มาตรวัดอัตราการไหล - มาตรวัดระดับ - มาตรวัดความชื้น - มาตรวัดทางไฟฟ้า - ข้อมูลวัดจาก Chiller

การใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้นการใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้น 3. การทำงานของอุปกรณ์ควบคุม - เทอร์โมสตัท - สวิทซ์ความดัน - สวิทซ์ควบคุมการไหล - สวิทซ์ลูกลอย - สวิทซ์ความชื้น - วาล์วควบคุมต่างๆ - Magnetic relay และ Contactor ต่างๆ

การใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้นการใช้งานและการแก้ไขข้อขัดข้องเบื้องต้น 4. เสียงและความสะเทือนของเครื่องจักร 5. แนวทางของ 5W1H - ใครสังเกตุตรวจตรา (Who) - สังเกตเห็นอะไร (What) - สังเกตเห็นที่ไหน (Where) - สังเกตเห็นเมื่อไหร่ (When) - ทำไมจึงเกิดสิ่งผิดปกติ (Why) - ทำอย่างไรกับสิ่งผิดปกติ (How)

ตารางที่ 1 วิธีการเดินเครื่องปรับอากาศแต่ละประเภท

ตารางที่ 1 วิธีการเดินเครื่องปรับอากาศแต่ละประเภท ACWC = AIR COOLED WATER CHILLER WCP = WATER COOLED PACKAGED SPLIT = SPLIT TYPE AIR CONDITIONER

การใช้งานเครื่องปรับอากาศเพื่อการอนุรักษ์พลังงานการใช้งานเครื่องปรับอากาศเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน 1. การสังเกตตรวจตรา 2. การหาความรู้เพิ่มเติม 3. การฝึกอบรม 4. การเขียนหรือจดบันทึกข้อมูล 5. การซ่อมแซมและบำรุงรักษา 6. การปรับแต่งการใช้งานเครื่องปรับอากาศ 7. ปรับปรุงแก้ไข หลังการใช้งาน

ตารางที่ 2 การเปิดใช้งานข้อขัดข้องสาเหตุและการแก้ไขเครื่องทำน้ำเย็น

คู่มือการวิเคราะห์การใช้พลังงานในระบบปรับอากาศขนาดใหญ่

คู่มือการวิเคราะห์การใช้พลังงานในระบบปรับอากาศขนาดใหญ่

Presentation Transcript