615431 Air Conditioning615431 Air ConditioningDuct System DesignDuct System Design

615431615431 Air ConditioningAir ConditioningDepartment of Mechanical Engineering Department of Mechanical Engineering Faculty of Engineering and Industrial Faculty of Engineering and Industrial TechnologyTechnologySilpakornSilpakorn UniversityUniversity

Duct Designหนาที่ของทอลม คือ การสงลมจากเครื่องสงลมไปยัง

บริเวณปรับสภาวะอากาศ การออกแบบทอลมในทางปฏิบัติตองคํานึงถึงบริเวณที่สามารถเดินทอลมได การสูญเสียเสียดทาน ความเร็วลม ระดับเสียง และการไดรับความรอนหรือสูญเสียความเย็นของทอลมดวย

การออกแบบระบบโดยทั่วไป

ทอลมสงและทอลมกลับจะแบงออกเปนชนิดตางๆ ตามความเร็วลม และความดันลมภายในทอลม สําหรับทอลมสงนั้น การแบงชนิดตามความเร็วลมภายในทอ จะแบงออกเปน 2 ชนิด คือ• ระบบความเรว็ต่าํ• ระบบความเรว็สูง

ในการปรับอากาศเพือ่การคาหรือที่พักอาศัยระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกนิ 2,500 ฟุตตอนาที ปกตจิะอยูระหวาง 1,200 – 2,200 ฟุตตอนาทีระบบความเร็วลมสูง ความเร็วลมจะเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ขึน้ไป

ในการปรับอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

ระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกนิ 2,500 ฟุตตอนาที ปกตจิะอยูระหวาง 2,200 – 2,500 ฟตุตอนาที

ระบบความเร็วลมสูง ความเร็วลมจะเกิน 2,500 – 5,000 ฟุตตอนาที

สําหรับทอลมกลับของระบบลมสง ที่มีความเร็วต่ําและความเร็วสูง จะคิดวาเปนระบบความเร็วลมต่ําหมด ดังนี้

ในการปรับอากาศเพื่อการคาหรือที่พักอาศัย ระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกิน 2,000 ฟุตตอนาที ปกติจะอยูระหวาง 1,500– 1,800 ฟุตตอนาที

ในการปรับอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม ระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ปกติจะอยูระหวาง 1,800– 2,200 ฟุตตอนาที

สวนการแบงชนิดของทอลมตามความดันลมภายในทอ จะแบงออกเปน 3 ชนิด คือ ระบบความดันลมต่ํา ความดันลมจะอยูระหวาง 0 - 3 ¾ in. wgระบบความดันลมกลาง ความดันลมจะอยูระหวาง 3 ¾ - 6 ¾ in. wgระบบความดันลมสูง ความดันลมจะอยูระหวาง 6 ¾ - 12 ¼ in. wg

ความดันลมทั้ง 3 ชนดิ ที่กลาวมาขางตนนัน้ เปนความดันรวม (Total Pressure) โดยรวมการสูญเสียตางๆที่เกิดขึน้เนือ่งจากลมไหลผานเครื่องสงลมเย็น ผานทอลม และผานหัวจายลม

Fan (Blower)Fan (Blower)

พัดลมพัดลม

กําลงัของพัดลม

6356/)()(

FTPQWPQW

=Δ= หนวย SI

Fan’s Law

2

1

2

1

rpmrpm

QQ

=

2

2

1

2

1 )(rpmrpm

PP

=

3

2

1

2

1 )(rpmrpm

WW

=

หนวยอังกฤษ

พัดลมแบบ Centrifugal Fan แบง Class ตามการใชงานได 4 Class ดังนี้

Class I ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP) <= 3 ¾ in. wg

Class II ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP) <= 6 3/4in. wg.

Class III ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP) <= 12 ¼ in. wg.

Class IV ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP) > 12 1/4in. wg. (นิ้วน้ํา)

ใบพัดลมแบบ Forward Curve Blade (FC) เหมาะกับการใชงานที่ตองการปริมาณลมมาก Total Static Pressure (TSP) ต่ําขณะใชงาน รอบของพัดลมจะมีคาต่ํากวาแบบอื่น

ขอดี คอื ราคาถูก ทนทาน เพราะความสึกหรอนอย เนื่องจากใชงานที่รอบพดัลมต่ํา ทําใหสามารถใชเพลาและตลับลกูปน (Bearing) เล็กลง

สวนขอเสีย คือ หากเลือกใชพัดลมจากคา Operating Point ใน Fan Curve ไมดี อาจทําใหเกิดอาการลมพัดไมสม่ําเสมอ (Surge หรือ Paralleling)

ที่มอเตอรอาจเกิดการ Overload ได หากคา Total Static Pressure (TSP) ลดลงมาก

ไมเหมาะกับระบบที่มีฝุน

มีประสิทธิภาพและ TSP ต่ํา

เหมาะกับระบบ HVAC

ใบพัดลมแบบ Backward Curve Blade (BI) เหมาะกับการใชงานที่มีคา Total Static Pressure (TSP) สูง

ขอดี คอื พดัลมแบบนี้จะมีประสิทธิภาพการใชงาน (Efficiency) สูง

มอเตอรจะไมเกิดการ Overload ถึงแมวาคา Total Static Pressure จะลดลง

สวนขอเสีย คือ ราคาแพงเนื่องจากตองมีโครงสรางที่แข็งแรง เพลาและตลับลกูปน (Bearing) มีขนาดใหญขึ้น

ทํางานที่ความเร็วในการหมุนสูง ทําใหมีเสียงดัง

เหมาะกับระบบกําจัดฝุน หรือระบบระบายอากาศเฉพาะจุด

ใบพัดลมแบบ Air Foil (AF) จะมีลกัษณะคลายกบัแบบ Backward Curve (BC) แตดัดแปลงใหใบเปน 2 ชั้น คลายปกเครื่องบิน สวนใหญจะใชกับงานที่ตองการปรมิาณลมมาก และ Total Static Pressure (TSP) สูง เนื่องจากมีประสิทธิภาพดีกวาแบบอื่นๆ แตก็มีราคาแพงขึ้นมากเชนกัน

ลักษณะการใชงานพัดลม แบงเปน 2 แบบคือ SWSI และ DWDI

SWSI (Single Width - Single Inlet) คือ ลักษณะของพัดลมที่มีโกรงพัดลมเปนชั้นเดียว และทางเขาของลมจะเขาเพียงทางเดียว

โกรงพัดลมชั้นเดียว

Forward curve

โกรงพัดลมชั้นเดียว

Backward curveCentrifugal Fan ลักษณะ SWSI

DWDI (Double Width - Double Inlet) คือ ลักษณะของพัดลมเปน 2 ชิ้นติดกัน และทางเขาของลมจะเขาทั้งสองขาง เหมาะกับงานที่มีปรมิาณลมมาก และพัดลมอยูในหองพัดลม (Fan Room) ที่ไมตองการตอกลอง Plenum เขาทางดานดูด (โดยใชหองพัดลมเปน Plenum)

Centrifugal Fan ลักษณะ DWDI

โกรงพัดลมเปน 2 ชัน้ (แบบ Forward Curve)

โกรงพัดลมเปน 2 ชั้น (แบบ Backward Curve)

In - Line Fan โดยทั่วไปจะแบงออกเปน 2 ประเภท คือ มอเตอรอยูดานนอก เหมาะสําหรับการระบายอากาศที่คอนขางสกปรกหรือมอีุณหภูมิสูง เชน การระบายอากาศจากหองครัว หรือใชในกรณีความเร็วของพดัลมไมเทากับความเร็วของมอเตอร สามารถปรับรอบได (เปนแบบ Belt Drive ) และจะตองติดตั้ง Belt Guard ดวย มอเตอรอยูดานใน เหมาะสําหรับการระบายอากาศจากพื้นที่ทั่วไป หรือมอีุณหภูมิไมสูงมากเพื่อจะไดเปนการระบายความรอนของมอเตอรดวย โดยมีความเร็วของพดัลมเทากับความเร็วของมอเตอร (เปนแบบ Direct Drive)

มอเตอรอยูดานนอกมอเตอรอยูดานใน

เว็บไซตแนะนําเกีย่วกับพัดลมและการตดิตั้งพัดลม

http://www.iecm.co.th/iso_knowledge_ac.htm

Fan Performance and Selection

สิ่งที่ตองทราบคือ

1. CFM

2. Total Pressure

เลอืกจาก Fan Characteristic Curve

Backward-Curved Blade Fans

พัดลมชนิดนี้ใชมากในระบบ HVAC โดยเฉพาะเมื่อตองการประหยัดแรงมาของพัดลม โดยมากใชในระบบในระบบต่ํา กลาง และสูง

Forward-Curved Blade Fanปกติใชในระบบที่มีความดันต่ํา เชน เตาเผา การใชงาน สวนใหญใชความเร็วต่ําซึง่ทําใหประสทิธิภาพต่ําลงไปดวย

Vaneaxial Fan

ใชในระบบ HVAC ที่ตองการแนวเสนตรง

Fan Installation

πHWD 4

=

ความดันสถิตยของพัดลม FSP (Fan Static Pressure) คือความดันที่พัดลมตองสรางขึ้นเพือ่ใหอากาศไหลผานระบบในปริมาณที่ตองการ ภายใตความดันสถิตยของระบบที่ออกแบบไว สามารถหาไดจาก ผลตางของความดันรวมของพัดลม (FTP, Fan Total Pressure) และความดันจลนของอากาศที่ทางออก (VPoutlet)

( ) ( )inletinletoutletoutlet

outlet

VPSPVPSPFTPVPFTPFSP

+−+=−=

ดังนั้น

inletinletoutlet VPSPSPFSP −−=

Q=300cfm

SPoutlet = +0.68 in.wg.SPinlet = -8.83 in.wg.

VPinlet = +1.25 in.wg.

..26.8)25.1()83.8()68.0( wginFSPVPSPSPFSP inletinletoutlet

=−−−+=−−=

จงหาความดันสถิตยของระบบดังรูป

พัดลมทีจ่ะนํามาใชกับระบบนี้ ตองสรางความดันสถิตยไดไมนอยกวา 8.26 in.wg. ที่อัตราการไหล 300 cfm

Fan’s Law แสดงใหทราบถึงผลกระทบของขนาดเสนผานศูนยกลางของพดัลม (size) และความเร็วรอบที่มีตอสมรรถนะการทํางานของพัดลม

3

2

1

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

sizesize

rpmrpm

QQ

2

2

1

2

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

sizesize

rpmrpm

SPSP

5

2

1

3

2

1

2

1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

sizesize

rpmrpm

WW

พัดลมทาํงานที่ความเร็วรอบ 1180 rpm ที่ 13 hp ลาํเลียงอากาศ 10,000 cfm ที่ความดันสถิตย 12 in.wg จงหาสมรรถนะของพัดลมตัวนี้ ถาความเร็วรอบในการทํางานเพิ่มเปน 1400 rpm

จงหาสมรรถนะคือหา Q, SP และ Power

cfmQQsize

sizerpmrpm

QQ 11864

1400118010000

22

3

2

1

2

1

2

1 =⇒=⇒⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

..89.161400118012

2

2

2

2

2

1

2

2

1

2

1 wginSPSPsize

sizerpmrpm

SPSP

=⇒⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⇒⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

hpWWsize

sizerpmrpm

WW 71.21

1400118013

2

3

2

5

2

1

3

2

1

2

1 =⇒⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⇒⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

การพิจารณาบริเวณที่จะเดินทอลม

การพิจารณาบริเวณที่จะเดินทอลมทั้งทอลมสงและทอลมกลับ เปนสิ่งสําคัญอยางหนึ่งในการออกแบบทอลม เพราะจะทําใหทราบแนวทางการเดินทอลม อีกทั้งยังอาจทําใหทราบระบบของทอลมทีจ่ะใช

การเปรียบเทียบ First Cost และ Operating Cost ในการเดินระบบทอลม

การสูญเสียความเยน็ในทอลมAspect Ratio Duct friction RateType of fittings

1. การสูญเสียความเยน็ในทอลม

กรณทีี่มีทอลมที่ยาวมาก อาจมีความรอนที่เล็ดรอดเขาสูทอ ทําใหสูญเสียความเยน็ในทอ ในการประมาณคาความรอน ตองคิดถึงความรอนในสวนนี้ดวย ทําใหเครื่องทําลมเย็นมีขนาดใหญขึน้ โดยที่

• ทอที่มี Aspect Ratio สูง จะไดรับความรอนมากกวาทอที่มี Aspect Ratio ต่ํา

• ลมความเร็วต่ํา จะไดรับความรอนมากกวาลมความเร็วสูง

• ฉนวน ยิ่งหนามาก ความรอนที่ทอไดรับจะนอยลง

แนะนาํทอที่มี aspect ratio ต่ํา ความเร็วลมสูงแตไมเกิดเสียงดัง

2. Aspect Ratio1

2

3

4

5

6

25.0

625.0

)()(3.1ba

abde +=

ตารางที่ 12.1 เปนทอที่มอีัตราแรงเสียดทานขนาดเดียวและพื้นที่กับทอกลม

ขอแนะนํา ควรใชทอกลมหรือทอเหลี่ยมที่มีขนาด aspect ratio ใกลเคียง 1 เพื่อใหอัตราแรงเสียดทานนอยที่สุด

แนวการเดินทอลมแนวการเดินทอลมก็มีตัวแปรตางๆ ที่เขามาเกี่ยวของ

อยูหลายอยางดวยกัน คือ1. ชวงเปลี่ยนขนาดทอลมใชชวงเปลี่ยนขนาดทอลม เพื่อลดหรือเพิ่ม

ขนาด แตขนาดพื้นที่หนาตัดคงเดิม แตในการลด ไมควรลดขนาดมากกวา 20% ของขนาดเดิม

2. ของอ ขอตอ3. ทอแยก4. การกลั่นตัวเปนหยดน้ําบนผิวทอลม5. การควบคุมปริมาณลม

1. ชวงเปลี่ยนขนาดทอลม

การเปลี่ยนขนาดทอลมจะใชเพื่อเปลี่ยนรูปทรงทอลม หรือใชเพื่อเพิ่มหรือลดพื้นที่ทอลม เมื่อรูปทรงของทอลมเหลี่ยมเปลี่ยนไป แตพื้นที่หนาตัดยังคงเดิม ควรใชความชัน 1 นิ้ว ใน 7 นิ้ว สําหรับดานตางๆ ที่มีการเปลี่ยนรูปทรง ถาไมสามารถใชความชันนี้ได อยางมากที่สุดไมเกิน 1 นิ้ว ใน 4 นิ้ว ปกติแลวทอลมจะตองถูกลดขนาดลงเพื่อเลี่ยงสิ่งกีดขวาง แตก็ไมควรลดขนาดลงเกินกวา 20 % ของพื้นที่ทอลมก อนลดขนาด ใ นส วนของ พื้น ที่ท อลม เพิ่ ม ขึ้ น ก็เชนเดียวกัน

2. ของอ ขอตอของอสําหรับทอลมเหลี่ยม จะมีแบบตางๆ เชน full

radius elbow, shot radius vane elbow และ vaned square elbow สวนของอสําหรับทอกลมจะมีแบบตางๆ เชน smooth elbow, 3-piece elbow เปนตน

3. ทอแยกทอแยกมีอยูหลายชนิดดวยกัน เชน ทอแยกแบบ full

radius elbow นิยมใชกันมาก แบบ square elbow take-off ไมนิยมใชเพราะราคาแพง และ pressure drop สูง เปนตน

5. การควบคุมปริมาณลมในระบบทอลมความเร็วต่ํา การควบคุมลมใหผานหรือแยกเขา

ในแตละทอตางๆ ตองใช splitter damper ในทอลมระบบความเร็วลมสูง จะใช volume damper หรือ pivot type damper ในระบบความเร็วลมสูงควรติด volume damper ไวที่ปลายหัวจายลมทุกหัวดวย เพื่อควบคุมปริมาณลมที่สงออกจากหัวจายลม

4. การกลั่นตัวเปนหยดน้ําบนผิวทอลมเปนสิ่งที่ตองคํานึงถึง เพราะผิวทอลมอาจจะเปยกหรือมีหยด

น้ําเกาะ ในกรณีที่ผิวทอลมมีอุณหภูมิต่ํากวาอุณหภูมิจุดน้ําคางของอากาศที่ลอมรอบทอลม

โครงสรางและการติดตัง้ทอโครงสรางและการติดตัง้ทอลมลม

คุณสมบัติของทอสงลมทั่วไปคุณสมบัติของทอสงลมทั่วไป

รูปรางที่มีความแข็งแรงรูปรางที่มีความแข็งแรง ไมยบุตัวไมยบุตัว

ใชในการสงลมใชในการสงลม((ควบคุมการรัว่ไดควบคุมการรัว่ได))

การสั่นสะเทือนนอยการสั่นสะเทือนนอย

เสียงเสียง การปรากฏแกสายตาการปรากฏแกสายตา ไมวาจะเปนไมวาจะเปน ความเสียหายความเสียหาย การทนตอสภาพอากาศการทนตอสภาพอากาศ อุณหภูมิอุณหภูมิ การการ

เปลี่ยนแปลงเปลี่ยนแปลง ลมลม การกัดกรอนการกัดกรอน ทอฝงดินทอฝงดิน

SupportingSupportingseismic restrainseismic restrainthermal conductivity thermal conductivity การสูญเสียความรอนการสูญเสียความรอน การกลั่นตัวของหยดน้ําการกลั่นตัวของหยดน้ํา

ชนิดและหนาที่ของทอสงลมในระบบปรับอากาศชนิดและหนาที่ของทอสงลมในระบบปรับอากาศ

ทอสงลมเย็นทอสงลมเย็น เชนเชน ทอสงทอสงลมเยน็ลมเยน็ ( (Supply air duct)Supply air duct) ทอลมกลับทอลมกลับ(Return air duct)(Return air duct)

ทอระบายอากาศทอระบายอากาศ เชนเชน ทอทอดูดอากาศดูดอากาศ ( (Exhaust air duct)Exhaust air duct) ทอลมทอลมบริสุทธิ์บริสุทธิ์(Fresh air duct)(Fresh air duct) ทอดูดควันทอดูดควัน(Smoke exhaust (Smoke exhaust duct)duct)

ทอดูดอากาศเสียทอดูดอากาศเสีย เชนเชน ทอดูดทอดูดควันอาหารควันอาหาร ( (Kitchen exhaust Kitchen exhaust duct)duct) ทอดูดอากาศเสียทอดูดอากาศเสีย(Exhaust duct) (Exhaust duct) ทอดูดสารเคมีทอดูดสารเคมี (Chemical exhaust duct) (Chemical exhaust duct) เปนตนเปนตน

ชนิดของวัสดทุี่ใชทําทอลมทั่วไปชนิดของวัสดทุี่ใชทําทอลมทั่วไป

แผนเหล็กอาบสังกะสีแผนเหล็กอาบสังกะสี

แผนเหล็กแผนเหล็ก

แผนแผน Stainless steel Stainless steelแผนแผน PVC PVCไฟไฟเบอรกลาสเบอรกลาส

อลูมิเนียมอลูมิเนียม

อื่นๆอื่นๆ

ขอมูลของอุปกรณในงานขอมูลของอุปกรณในงานทอลมของทอลมของระบบปรับอากาศระบบปรับอากาศ

ตัวทอลมตัวทอลม Galvanized steel sheet Galvanized steel sheet, insulation, , insulation, addhesiveaddhesive, tape, , tape, hinghing, rivet, screw, bushing, , rivet, screw, bushing, sealant, angle, fasten belt, sealant, angle, fasten belt, escutchenescutchen, fire , fire seal,seal,การหิว้แขวนการหิว้แขวน Block out Block outMain EquipmentMain EquipmentFilterFilterHeaterHeaterหัวจายลมหัวจายลมsound attenuatorsound attenuator

การตอทอลมกบัอุปกรณหลกัการตอทอลมกบัอุปกรณหลกั

รูปของทอลมชนิดตางๆ

ทอลมที่ทําจากโรงงานทอลมที่ทําจากโรงงาน Flexible air DuctFlexible air Duct

ทอเมนและทอแยกทอเมนและทอแยก ทอสงลมเย็นทอสงลมเย็น

Air Duct & FittingsAir Duct & Fittings Air Duct & FittingsAir Duct & Fittings

Recommend slope

1:7 for high Vel.

1:4 for low Vel.

ตารางที่ 12.6 – 12.9 แสดงภาพของอ ขอตอ ทอแยก ชนิดตางๆ

Galvanized steel sheet (Roll)Galvanized steel sheet (Roll)

ปองกันการสูญเสยีพลังงานความรอนปองกันการสูญเสยีพลังงานความรอน

ปองกันการปองกันการเกิดควบแนนเกิดควบแนน ( (Condensation)Condensation)

ชวยซับเสียงหรือลดชวยซับเสียงหรือลดเสยีงไดเสยีงได

การหุมฉนวนการหุมฉนวน มีมี 22 วิธีวิธี

การหุมภายนอกการหุมภายนอก ใชฉนวนยางใชฉนวนยาง หรือประเภทใยแกวหรือประเภทใยแกว

การหุมภายในการหุมภายใน เพื่อผลทางการซับเสียงหรือลดเสียงดวยเพื่อผลทางการซับเสียงหรือลดเสียงดวย ใชฉนวนใชฉนวนยางหรือใยแกวที่มีความหนาแนนสูงยางหรือใยแกวที่มีความหนาแนนสูง

ฉนวน (insulations)

ทอหุมฉนวนภายนอกและภายในทอหุมฉนวนภายนอกและภายใน สวนประกอบของฉนวนใยแกวสวนประกอบของฉนวนใยแกว(Fiberglass)(Fiberglass)

หุมภายนอกหุมภายนอกใชใยแกวที่มีความหนาแนนต่ําใชใยแกวที่มีความหนาแนนต่ํา 11--22 ปอนดตอลบปอนดตอลบ..ฟุตฟุต หนาหนา11--22นิ้วนิ้ว ที่ปดทับดวยที่ปดทับดวย Aluminum foil Aluminum foil เพื่อปองกันไอน้ําเพื่อปองกันไอน้ํา

หุมภายในหุมภายในใชใยแกวที่มีความหนาแนนสูงใชใยแกวที่มีความหนาแนนสูง22--33 ปอนดตอลบปอนดตอลบ..ฟตุฟตุ เพื่อลดโอกาสเพื่อลดโอกาสเสนใยหลุดไปตามลมเสนใยหลุดไปตามลม อาจปดทับดวยอาจปดทับดวย Aluminum foilAluminum foilหรือเคลือบหรือเคลือบผิวฉนวนดวยกาวเหนียวผิวฉนวนดวยกาวเหนียว หนาหนา11--22นิ้วนิ้ว เพื่อประโยชนในการชวยซับเสียงเพื่อประโยชนในการชวยซับเสียง หรือหรือตัดตอนเสียงจากเครื่องไมใหเดินทางไปสูหองที่ใชงานตัดตอนเสียงจากเครื่องไมใหเดินทางไปสูหองที่ใชงาน

การกระจายลมภายในหอง

การกระจายลมสําหรับบุคคล อณุหภมูิภายในหอง ไมควรตางกันเกนิ 2°F และ 3°F สําหรับหองรวม

คาความสบายของคน เกิดขึน้เมื่อ

ลมเย็นที่ผานตัวมีความเร็ว 15 – 30 fpm และกระทบคนดานหนาหรือดานหลังจะดีที่สุด แตไมควรเกนิ 60 fpm

หนากากลมหนากากลม(Air Grilles)(Air Grilles)

แบงตามหนาที่และตําแหนงแบงตามหนาที่และตําแหนง

1.1. สงกระจายลมเย็นสงกระจายลมเย็น Ceiling diffuser , Register , Slot Ceiling diffuser , Register , Slot diffuser , Nozzlediffuser , Nozzle

2.2. ลมกลับลมกลับ Return Air Grille Return Air Grille 3.3. ควันหรืออากาศเสยีควันหรืออากาศเสยี Exhaust Air Grille Exhaust Air Grille 4.4. อากาศบริสุทธิ์อากาศบริสุทธิ์ Fresh Air GrilleFresh Air Grille

Diffuser คือหัวจายลมแบบกระจายรอบตัวGrille หัวจายลมหรือแผงลมกลับ หรือแผงดูดอากาศบริสุทธิ์ มักเจาะติดไวที่ผนังหรือเพดานOutlet Vel. คือความเร็วลมเฉลี่ยที่ออกจากหวัจายลม วัดที่คอหัวจายลมPrimary Air คืออากาศแรกที่ออกจากหัวจายลมRegister คือ Grille ที่ติดใบปรับทิศทางReturn Grille คือแผงลมกลับ นําลมเย็นที่ใชแลวภายในหองกลับไปสูเครื่องสงลมเย็นSecondary Air คือลมในหองที่ไหลไปรวมกับ primary airTemp. Diff. คืออุณหภูมิที่แตกตางระหวางหอง กับ primary air

หัวจายลม (Diffuser)

1. แบบบารปรับ เหมาะสําหรับลมจายดานขาง อาจเรียกวา Register

2. แบบสลอต ลักษณะคลายแอรราว

3. แบบติดเพดาน มีทั้งแบบกลม แบบเหลีย่ม ซึ่งอาจมี damper ดวยหรือไมก็ได

การติดตั้งควรติดใหเหมาะสม ไมควรติดใกลกับหัวจายลมเย็นมากเกินไป หางจากบริเวณครัวหรือหองน้ําเพื่อปองกันกลิ่น ความดันในหองปรับอากาศ ควรสูงกวาภายนอกหอง สวนหองน้ําควรมีความดันที่ต่ํากวาเพื่อปองกันกลิ่นที่อาจเลด็รอดออกมา

การปรบัระบบการกระจายตัว โดยปกติจะไมทํากันบอย นอกจากจะมสีาเหตุที่แนชัด

ถาเอาพื้นที่เปนเกณฑ กําหนดใหใช 16 m2 ตอ 1 ตันความเย็น โดยที่ 1 ตัน เทากับ 400 cfm

ดาดฟา ใช กําหนดใหใช 12 m2 ตอ 1 ตันความเย็น

หองดานทิศตะวันตก ใช กําหนดใหใช 14 m2 ตอ 1 ตันความเย็น

ถาใชที่นั่งเปนเกณฑ เชน โรงภาพยนตร หรือหองประชุม กําหนดใช 10 ที่นั่งตอตัน

Round ceiling diffuserRound ceiling diffuserหัวจายลมชนิดกลมหัวจายลมชนิดกลม Square Ceiling Square Ceiling

diffuserdiffuser หัวจายลมชนิดหัวจายลมชนิดสี่เหลีย่มสี่เหลีย่ม

ตัวอยาง Linear Slot Diffuser ขนาด 4 Slots

Light troffer

Return Air GrilleReturn Air Grille

Register แบบตางๆ

โครงสรางของทอสงลมโครงสรางของทอสงลมที่ทําดวยแผนเหล็กที่ทําดวยแผนเหล็กอาบสังกะสีอาบสังกะสี

การแบงการแบง Class Class ทอทอลมลม ตามความดันตามความดัน Class Class ของทอลมของทอลม ((ความดันความดัน,,ความเร็วความเร็ว))

การแบงชนดิของทอสงลมเย็นตามความเร็วลม หรือตามแรงดัน Static

╬ Low velocity มีStatic pressure1/2 - 2 w.g.╬ Medium velocity มีStatic pressure 2-3 w.g.╬ High velocity มีStatic pressure mm 3 w.g. & over

ความแข็งแรงของทอลมความแข็งแรงของทอลม

ขนาดทอลมขนาดทอลมความหนาผนงัทอลมความหนาผนงัทอลม

การเสริมแรงการเสริมแรงชวงการเสริมแรงชวงการเสริมแรง

ตะเข็บตามขวาง

ตะเข็บตามยาว

Crossbreak

Beading

ขนาดทอลม ความหนาแผนเหล็ก

การเสรมิความแข็งแรงชวงการเสริมแรง

มาตรฐานของแผนเหลก็ชบุสังกะสีมาตรฐานของแผนเหลก็ชบุสังกะสี

►►ในใน SMACNA SMACNA ใชใช standard standard U.S.gageU.S.gage

►►แผนเหล็กชุบสังกะสีในบานเราใชแผนเหล็กชุบสังกะสีในบานเราใช B.W.G.B.W.G.

►►ความหนาของความหนาของstandard standard U.S.gageU.S.gage จะหนากวาหรือเทากับจะหนากวาหรือเทากับB.W.G.B.W.G.

►►การใชงานตองเปรียบเทียบกับความหนาการใชงานตองเปรียบเทียบกับความหนา

ชนดิชนดิ หนาทีข่องรอยตอหรอืตะเขบ็หนาทีข่องรอยตอหรอืตะเขบ็

1.1. ยึดตอทอลมแตละสวนยึดตอทอลมแตละสวน2.2. ปองกันการรั่วของลมปองกันการรั่วของลม3.3. ชวยในชวยในการเสริมแรงการเสริมแรง ((ReinforcementReinforcement) ) ใหกับทอลมใหกับทอลม►► ชนิดของรอยตอหรือตะเข็บชนิดของรอยตอหรือตะเข็บ1.1. ตามขวางตามขวาง ((ตั้งฉากกับการไหลของลมตั้งฉากกับการไหลของลม))2.2. ตามยาวตามยาว ((ตามการไหลของลมตามการไหลของลม))

ชนิดและรูปแบบของรอยตอตามขวางชนิดและรูปแบบของรอยตอตามขวาง

►► Class Class ความดันลมความดันลม

►► ขนาดของทอขนาดของทอ

►► ความหนาของแผนโลหะที่ทําทอลมความหนาของแผนโลหะที่ทําทอลม

►► ชวงของรอยตอตามขวางชวงของรอยตอตามขวาง

ดานที่ไมมีการเสริมแรง

การเสริมแรงระหวางรอยตอทอรอยตอหรือตะเข็บธรรมดา

รอยตอหรือตะเข็บเสริมแรง

ปลายของreinforcement member ของทอที่มีpressure class ตัง้แต 4” w.g. ขึ้นไปตองยึดดวย rod ตามรูป

ชวงระยะการReinforcement ตามที่กาํหนดไว สําหรับทอลมแตละขนาด

ชวงการReinforcement ไมจาํเปนตองตรงกบัดานที่ประชิดกนั

ชวงระหวา

งตะเขบ็รอย

ตอ

ชวงการเสริ

มแรงชวงก

ารเสริมแรง

รอยตอ-ตะเข็บตามขวาง

ตะเข็บ-ตะเข็บตามยาว,ตอแผน

ตะเข็บตามข

วาง(เสริมแรง

)

ตะเข็บตามยาว

เสริมแรง (ไม

ใชตะเข็บ)

รอยตะเขบ็และการเสริมแรงของทอลม

การปองกนัลมรั่วการปองกนัลมรั่ว การทดสอบรั่วการทดสอบรั่ว

►► การใชสายตาตรวจสอบกรรมวิธีการอุดปองกันลมรั่วก็เพียงพอที่จะพิสูจการใชสายตาตรวจสอบกรรมวิธีการอุดปองกันลมรั่วก็เพียงพอที่จะพิสูจนนไดวาไดวา โครงสรางทอลมมีการอุดดีแลวหรือไมโครงสรางทอลมมีการอุดดีแลวหรือไม ภายใตสภาวะตางๆภายใตสภาวะตางๆ อาจอาจยอมรับการรั่วไดยอมรับการรั่วได เพราะไมมีทอลมใดที่ปองกันรั่วเพราะไมมีทอลมใดที่ปองกันรั่วไดสมบูรณไดสมบูรณ

►► การทดสอบรั่วที่ทอลมเปนคาใชจายที่เกิดขึ้นในการติดตั้งการทดสอบรั่วที่ทอลมเปนคาใชจายที่เกิดขึ้นในการติดตั้ง ไมแนะนําสําหรับไมแนะนําสําหรับทอลมที่มีโครงสรางทอลมที่มีโครงสราง 33”” w.gw.g. . และต่ํากวาวาจะตองทดสอบรอยรั่วและต่ํากวาวาจะตองทดสอบรอยรั่ว เพราะทราบกันวามีผลตอตนทุนเพราะทราบกันวามีผลตอตนทุน

Friction Rateจาก แผนภูมิ 12.5 ซึ่งมีหนวยเปนนิ้วน้ําตอ 100 ฟุตของความยาว ซึ่งรวม equivalent length ของขอตอ ทอแยก ของอ ที่อยูในทอลมนั้นๆ ดวย

ขอตอ ทอแยกตางๆ มีคา ∆P ตามตาราง 12.6 – 12.9 หรือ ตาราง 12.8 – 12.12 ของ Mcquistion

ใน ตาราง 12.8 – 12.12 คาในตารางอยูในรูป C0 ดังนั้น คา ∆P จะสามารถหาไดจากสมการ (หนวยเปนนิ้วน้ํา)

2

0 4005⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Δ

VCP

Assumptions

•ทอทําจาก Galvanized Duct

•อุณหภูมิลมเย็น 70°F

•ความดัน 29.92 นิ้วน้ํา

•สถานที่ สูงไมเกิน 2000 ฟตุจากระดับน้ําทะเล

วธิกีารออกแบบทอลม

หลักการทั่วไปในการออกแบบทอลม คือ พยายามเดินแนวทอลมใหงายที่สุดเทาที่จะทําได และพยายามใหระบบทอลมนั้นสมมาตร ตําแหนงที่จะจายลมออกมาควรตั้งอยูในตําแหนงที่จะทําใหการกระจายลมภายในหองเปนไปไดดีที่สุด จากนั้นจึงคอยเดินทอลมไปยังตําแหนงจายลม แนวทอลมที่เ ดินตองไม ไปชนกับสิ่ ง กีดขวางใดๆ ยกเวนในกรรี ที่หลีกเลี่ยงไมไดแลว

Friction Chart

ในแตละหนาตัดของทอลม ในกรณีที่มีลมผานจะเกดิความสูญเสียความดันของลม เรียกวา Duct Friction Loss ซึ่งขึน้อยูกับ

1. Air Velocity

2. Duct Size

3. Interior Surface Roughness

4. Duct Length

ซึง่สามารถคํานวณการสูญเสียไดตามสมการ

82.1

22.1 100003.0 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Δ

Vd

LfP

โดยที่

∆P = การสญูเสียในทอ, นิ้วน้ํา (in.wg)

F = ความหยาบของผิวใน (gulvanized duct) ใชคา 0.9

L = ความยาวของทอลม, ft

D = equivalent duct diameter, นิ้ว

V = ความเร็วลมในทอ, fpm

Equivalent Duct Diameter

จากแผนภูมิ ที่กลาวมาขางตน จะทราบ Equivalent Duct Diameter ซึ่งเปนเสน ศก ของทอกลมที่มีพท เทากับทอเหลี่ยม เมื่อทราบ Equivalent Duct Diameter สามารถนําไปหาคาขนาดของทอเหลี่ยมได ตามตาราง 12.1 หรือ 12.8(Mcquiston)

Air Velocityควรคํานึงระดับเสียงดัง ตามความเหมาะสม หรือใชคาตามตาราง 12.12

Friction Rate

อัตราเสียดทานที่ปรากฏในแผนภูมิ 12.5 หรือ 12.21ม 12.23(Mcquiston) อยูในรูปนิ้วน้ําตอความยาว 100ft ในการหา Loss สามารถหาไดจาก

ratefrictionLengthEquivTotalLoss __._ ×=

วิธีวัดคาความยาวใหรวม Minor Loss ไปดวย

Velocity Pressureแสดงในรูปที่ 12.5 หรือใชคาตามตาราง 12.13

Fan Conversion Loss and Gain

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

22

400040001.1 fd VVLoss

Vd = ความเร็วลมในทอ (fpm)

Vf = ความเร็วลมจากพัดลม (fpm)

Loss = นิ้วน้ํา

Vd > Vf

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

22

4000400075.0 df VV

GainVd < Vf

Duct System Element Friction Lossตาราง 12.8 เปนการสูญเสียสําหรับทอกลม ตาราง 12.9 เปนการสูญเสียสําหรับทอเหลี่ยมในเทอมของ equiv. length

ตาราง 12.6, 12.7 แสดงคาการสูญเสียของของอ ซึ่งมี R/Dratio (12.6) และ L/D สําหรบตาราง 12.7

ในการออกแบบทอลมระบบความเร็วต่ํา

1. Velocity Reduction Method การออกแบบระบบทอลมโดยวิธีนี้ ทําไดโดยเลือกความเร็วเริ่มตนที่ Fan Discharge จากนั้นลดความเร็วลมลงขณะที่ทอลมไดสงลมออกไปยังหัวจายจุดตางๆ ความเร็วเริ่มตนที่เลือกมานี้ไมควรเกินที่กําหนด

ปกติวิธีนี้ ไมคอยนิยมใชนัก เพราะตองใชความรูและประสบการณมากสักหนอย แตอาจจะใชไดในกรณีที่เดินทอลมงายๆ เมื่อใดที่ใชวิธีนี้ก็ควรคิด Splitter Damper ในทอลมดวย เพื่อใหสามารถแบงลมใหไดตามที่ตองการ

2. Equal Friction Method วิธีนี้สามารถใชออกแบบไดทั้งทอลมสง ทอลมกลับ และทอดูดอากาศบริสุทธิ์ หลักการของวิธีนี้ก็คือ ให Friction Loss ตอฟุตความยาวเทากันตลอดทั้งระบบ Equal Friction Method ระบบนี้เปนวิธีที่ดีกวาแบบ Velocity Reduction Method เพราะไมจําเปนตองสมมาตรแนวการเดินทอลมหลัก

การใชวิธีนี้ทําโดยเลือกความเร็วลมเริ่มตนในทอหลักซึ่งอยูใกลพัดลม ความเร็วลมนี้ควรใชตามคาแนะนํา โดยระบบเสียงอยูในเกณฑไมมากเกินไป จากความเร็วลมเริ่มแรกนี้และจากปริมาณลม นําไปหาคา Friction Rate จากคานี้ก็นําไปใชกับระบบทั้งระบบ

LPΔ

วิธี Equal Friction Method

ในการออกแบบลมจาย 18 จุดใน สนง แหงหนึ่ง ตองการลมจายแตละจุด 300 cfm โดยปริมาณลมสงรวม 5400 cfm (18x300cfm) ถาความดันลมจายที่หัวจายเปน 0.15 in.wg และของอ มีคา R/D = 1.25 จงหา

1. Initial Duct Vel., area, size และ friction rate ในสวนของทอลมจากพัดลม ถึงทอแยกที่ 1

2. ขนาดของทอลมที่เหลือ

3. Total Equivalent Length ของทอลมที่มี resistance มากที่สุด

4. Total Static Pressure Require ของพัดลม

เลือกความเร็วเริ่มตนที่ 1700 fpm………Ans. (เลือกมาเลย)

ดังนั้น ทอมีขนาด = 3.18 ft2............... Ans.

ดังนั้น Circular Equivalent Diameter =

เปดตาราง 12.1 หรือ ตาราง12.8 (Mcquiston) จะไดขนาดทอ 22” x 22”………………. Ans.

17005400

inchesft 2401.2418.3==

×π

จากรูป 12.5 หรือ 12.21 (Mcquiston) ได friction rate = 0.145

ปล standard friction rate ไมควรเกิน 0.1

0.145

เปดจากตาราง 12.14 ที่ CFM Cap. จะได Duct Area (%) ทําใหเปนตารางฟุต และเปดตารางที่ 12.1 หรือ12.8 (Mcquiston) เพื่อหาคา Duct Size โดยมีหลักเลือกวา Duct ควรมีการลดขนาดไมมากนักในแตละชวง โดยพยายามหลีกเลี่ยงการลดขนาดทั้งดานกวางและดานตั้งพรอมกัน

ถาไมมีตาราง 12.14 ใหใชคา Friction rate ที่ 0.145 เทากนัทุกชวงเพื่อหา diameter จากรูป 12.12 (Mcquiston) และตาราง 12.8 เพื่อหาขนาด

การเขียน Duct Size นยิมเขียนขนาดที่มากกอน และ ขนาดมากเปน width ขนาดที่นอย เปน Depth

1. Total Equivalent Length ของทอลมที่ม ีresistance มากที่สุด

ตารางที่ 12.9 ประมาณระหวาง 24”x24” และ 20”x20”

ตารางที่ 12.9 ประมาณที่ 24x10 และ 20x10

Total Static Pressure Require ของพัดลม

Loss = Total Equiv. Length x friction rate

= ..33.0100145.0229 wgin=×

Total static pressure require คือการรวม operating pressure (โจทยกาํหนด 0.15 นิ้วน้ํา) ที่หัวจาย และ loss ที่เกิดในทอลม และตองคํานึงถึง velocity regain ที่ first section และ Last section ดวย

inchesregain 12.04000590

4000170075.0

22

=⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

ดังนั้น Fan discharge = 0.33+0.015-0.12 = 0.36 นิ้วน้ํา

3. Static Regain Method เหมาะกับทอลมความเร็วสูง (สูงกวา 2000 fpm) หลักการงายๆ คือ เลือกขนาดทอลมใหได Regain อันเนื่องมาจากการลดความเร็วลมลง ณ แตละส วน ที่ มีการแยกของทอลม หักล างพอดี กับ Friction Loss ที่จะเกิดในทอลมสวนถัดมา ดังนั้น Static Pressure จึงคงเทาเดิมกับกอนที่มีการแยกทอ วิธีการทําจะทําไดโดยเลือกความเร็วเริ่มตนแรกที ่พัดลม จากนั้นเลือกขนาดทอลมแรก สําหรับขนาดทอลมสวนที่เหลือทําโดยใชแผนภูมิ L/Q Ratio และแผนภูมิ Low Velocity Static regain

วิธี Static Regain Method

ในการออกแบบลมจาย 18 จุดใน

สนง แหงหนึ่ง ตองการลมจายแตละจุด

300 cfm โดยปริมาณลมสงรวม

5400 cfm (18x300cfm) ถาความดันลมจายที่หัวจายเปน 0.15in.wg และของอ มีคา R/D = 1.25 จงหา

1. Duct Size

2. Total Static Pressure Require ของพัดลม

1. เลือกความเร็วลมในทอหลัก 1700 fpm ดังนั้น จะได Q = 5400 cfm พื้นที่ ทอ 3.18ft2 และเลอืกขนาดทอจากรปู 12.1 ไดทอขนาด 22”x22” และได equiv. dia. = 24.1” จากรปู 12.8 ได friction rate = 0.145

2. ความยาวทอหลัก = 25’ + 35’ + ของอ (12’) = 72’

3. Friction loss ได 72x0.145/100 = 0.104 นิ้วน้ํา

ไดขนาดทอหลกัแลว 22”x22”

ชวง A-B

1. มี 3600 cfm ความยาว 20 ft จากแผนภูมิ 12.7 ได L/Q ratio = 0.135

0.135

2. หาคาความเร็วจากแผนภูมิ 12.8 ที่ V = 1700 fpm (v กอน take off) และ L/Q = 0.135 ได V after take off = 1510 cfm

3. ไดคาความเร็ว สามารถหาคาพื้นที่ไดจาก Q/V = 3600/1510 = 2.38 ft2

4. นําคาพื้นที่ไปหาขนาดของ Duct จากรปู 12.1

5. Fan discharge pressure = 0.104 + 0.15 = 0.25 นิ้วน้ํา

Duct Sizer

เปนอุปกรณที่ชวยในการหาขนาดของทอ โดยไมจําเปนตองเปดตาราง

ปล มันเปนวิธี Equal Friction Method นั่นเอง

http://spreadsheetcreations.com/duct_sizing.htm

Program Excell สําหรับการคํานวณ DuctThe duct sizes listed in the chart provided are based on a fraction drop of .10 inches per 100 feet of lineal duct. This "Equal-Friction" method of duct sizing should be adequate for normal residential furnace heating and air conditioning applications. Larger volumes or higher static pressures should be dealt with on an individual job basis.

ตัวอยางโปรแกรมสําเร็จรูปของ www.elitesoft.com

Rhvac - Residential HVAC Loads and Duct Sizes

Static Pressure Cal.

การออกแบบระบบทอความเร็วสูง

สิ่งที่เกิดขึ้นคือขนาดทอจะเล็กลง แตพัดลมจะตัวใหญขึ้น

ปล หลกัการออกแบบ คลายกับวิธีความดันสถิตกลบัคือ (Static Regain Method นั่นเอง

การไดรับความรอนของทอและการรั่วของลมเย็นภายในทอ

ในกรณีที่ไมไดหุมฉนวน ความรอนจากภายนอกอาจแทรกเขาไปทําใหลมเย็นในทอมีอุณหภูมิสูงขึ้น ใชแผนภูมิ 12.11

สําหรับทอลมที่ aspect ratio ไมเทากับ 2:1 หรือมีฉนวนหุม ใหใชคาแกตามที่ระบุ

การติดตัง้ทอลมการติดตัง้ทอลม

การยึดติดกับโครงสรางการยึดติดกับโครงสราง (Figure 4(Figure 4--22))การหิ้วแขวนการหิ้วแขวน(Figure 4(Figure 4--4) /(Table 44) /(Table 4--1)1)

การรองรับทอลมการรองรับทอลม(Figure 4(Figure 4--6)/(Table 46)/(Table 4--3)3)การยึดทอในแนวดิ่งการยึดทอในแนวดิ่ง แบบตางๆแบบตางๆ

การยึดติดกับโครงสรางการยึดติดกับโครงสราง (Figure 4(Figure 4--22))

การหิ้วแขวนการหิ้วแขวน(Figure 4(Figure 4--4)4)

การรองรับทอลม(Figure 4-6)

•การใชflexible duct ยาวมากที่สุดได 10 ฟุต•ระวังรัศมีการดัดโคง และการเกิดความเคนที่รอยตอ

ผิดไมดีนัก

การยึดทอในแนวดิ่งการยึดทอในแนวดิ่ง

การยึดทอในแนวดิ่งการยึดทอในแนวดิ่ง การยึดทอในแนวดิ่งการยึดทอในแนวดิ่ง

การปรับทิศทางลมใหเหมาะสมการปรับทิศทางลมใหเหมาะสม

การติดตั้งCeiling diffuserการติดตั้งCeiling diffuser

ขอตอออน