bay40 ventilation rev1

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 1 จาก 21

หมวดท 2 : ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation)

1. หลกการของเทคโนโลย

ในระบบปรบอากาศ สวนสาคญในการทาใหการควบคมอณหภมของระบบปรบอากาศเปนไปอยางมประสทธภาพไดแกระบบการหมนเวยนของอากาศ หากระบบหมนเวยนอากาศทออกแบบและตดตงไมถกตอง อาจทาใหเกดการสญเสยพลงงานหรอคณภาพของอากาศไมเปนไปตามความตองการ โดยทวไประบบการหมนเวยนของอากาศทใชงานมอย 2 ระบบคอ

ระบบหมนเวยนอากาศภายในหองสาหรบระบบปรบอากาศแบบไมมทอสงลม ระบบนโดยสวนใหญจะเปนเครองปรบอากาศแบบแยกสวนหรอตตงในพนทปรบอากาศ โดยอากาศภายในพนทจะถกพดลมดดหมนเวยนมายงแผงคอลยเยนแลวสงกลบไปยงหองปรบอากาศอกครง สวนการระบายอากาศเพอเพมคณภาพอากาศภายในจะใชพดลมดดระบายอากาศออกไปทงยงนอกหอง และมการเตมอากาศใหมโดยอาศยการแทรกซมของอากาศตามจดตางๆ เชนขอบประต หนาตาง หรอการเปด-ปดประต

ระบบหมนเวยนอากาศภายในหองสาหรบระบบปรบอากาศแบบมทอสงลม ระบบนโดยสวนใหญจะใชกบระบบปรบอากาศขนาดใหญทใชเครองสงลมเยนและระบบทอสงลมเยน โดยอากาศภายในพนทปรบอากาศจะถกพดลมดดหมนเวยนมายงแผงคอลยเยนของเครองสงลมเยนผานทางทอลม ในขณะเดยวกนอากาศหมนเวยนจะมการเตมอากาศใหมจากภายนอกผสมเขาไปบางสวนเพอเพมคณภาพอากาศ แลวสงกลบไปยงหองปรบอากาศ

ระบบการสงจายลมเยน (Air Handling System)

ระบบปรบอากาศขนาดใหญสาหรบอาคารภาคธรกจซงใชระบบปรบอากาศแบบเครองทานาเยนนน จะมเครองสงลมเยนเปนอปกรณทใชในการสงผานความเยนจากนาเยนใหกบอากาศ นาเยนทได

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 2 จาก 21

จากเครองทานาเยนจะถกจายไปตามทอนาเยน (Chilled Water Supply) ไปยงระบบสงจายลมเยน (Air Handling Unit) หรอ AHU ทตดตงอยใกลกบพนทปรบอากาศ เครองสงลมเยนจะทาหนาทลดอณหภมอากาศเตมจากภายนอก (Fresh Air) และอณหภมอากาศทหมนเวยนไหลกลบ (Return Air) ใหอยในสภาวะทควบคมโดยอากาศจะถกดดดวยพดลม (Blower) ผานแผงคอลยนาเยน (Cooling Coil) ซงตดตงอยภายในเครองสงลมเยน โดยมวาลวควบคมปรมาณนาเยนตามความตองการของภาระการทาความเยน อากาศเยนทไหลผานแผงคอลยเยนจะไหลไปตามระบบทอสงลมเยน (Air Duct System) ไปยงพนทปรบอากาศ สวนประกอบของเครองสงลมเยน (Air Handling Unit)

แผงคอลยทาความเยน (Cooling Coil) วาลวปรบปรมาณลม (Damper) แผนกรองอากาศ (Air Filter) พดลมสงลมเยน (Blower) มอเตอรและสายพานขบพดลม (Motor and V-belt Drive) วาลควบคมปรมาณนาเยน (Motorized or Modulated Control Valve) วาลวปรบสมดลนา (Balancing Valve) วาลวควบคมการปด-เปด (Gate or Butterfly Valve) ตวกรอง (Strainer) เกจวดความดนนา (Pressure Gauge) เกจวดความดนลม (Manometer) เครองวดอณหภม (Thermometer) อปกรณควบคม (Control Unit) ฉนวน (Insulation)

นอกจากนเครองสงลมเยนแลว ในสวนของระบบหมนเวยนอากาศยงประกอบไปดวย

ทอสงลมเยน (Duct) ขอตอออน (Flexible Duct) หนากากอากาศภายนอก (Fresh Air Grille, FAG) หนากากลมเยน (Supply Air Grille, SAG) เพอชวยในการกระจายลมเยน หนากากลมกลบ (Return Air Grille, RAG) พดลมระบายอากาศ (Exhaust Fan) ฉนวน (Insulation)

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 3 จาก 21

ระบบทอลม (Air Distribution System) และการระบายอากาศ (Ventilation)

ระบบปรบอากาศทเปนระบบทอสงลมจะถกออกแบบระบบทอลมทงลมจาย และลมกลบจากเครองสงลมเยนไปยงจดทมการใชงาน โดยทอลมทใชจะทาจากสงกะสทมการหมฉนวนเพอปองการสญเสยความรอน ดงนนการกระจายลมเยนทดจงตองอาศยระบบทอลมในการชวยกระจายลมใหทวถงซงโดยทวไปความเรวลมทผานตวคนทเหมาะสมควรจะอยทประมาณ 0.25 เมตรตอวนาท

เนองจากการสงลมผานทอลม จะตองใชความดนลมทสงกวาการเปาลมเยนโดยตรง ผออกแบบระบบปรบอากาศจะตรวจสอบเรองความดนลมทพอเหมาะ รวมทงเรองความดงของเสยงพดลมวาจะตองไมดงเปนทรบกวนดวย ความยาวของทอลมทเหมาะสมไมควรเกนประมาณ 40-50 เมตร ความเรวของลมในทอลมประธานมกจะสงถง 7.5-10 เมตร/วนาท ดงนนโดยทวไปผออกแบบระบบทอลมจะเดนทอแยก (Branch) ขยายทอเพอลดความเรวลมลงเหลอไมเกน 4 เมตร/วนาทจนถงหวจายลมเยน ซงจะจายลมทมความเรวประมาณ 4-5 เมตร/วนาท การควบคมคณภาพอากาศ

ปรมาณลมทหมนเวยนในระบบปรบอากาศโดยทวไปจะอยในชวง 12-15 เทาของปรมาตรหอง/ชวโมงและปรมาณอากาศบรสทธทเขามาผสมจะอยในชวง 10-15% ของปรมาณลมหมนเวยนน ขนกบลกษณะ การใชงาน เชนความหนาแนนของคน และหากเปนรานอาหาร หรอหองประชมกจะมากขน นอกจากการนาอากาศบรสทธเขามาทวานแลว ยงมการระบายอากาศเสยทง (Exhaust Air) จากหองนา, หองครว, หองทมการสบบหร, Pantry, หองเกบของเพอปองกนกลนรบกวนปรมาณอากาศเสยจะนอยกวาปรมาณอากาศบรสทธอยบาง ทงนเพราะโดยทวไปหองปรบอากาศจะพยายามรกษาความดนใหภายในหองสงกวานอกหอง เปนการปองกนไมใหฝนและความชนเขาไปไดโดยงาย

ในการควบคมคณภาพอากาศในอาคาร (Indoor Air Quality) นอกจากการนาอากาศบรสทธเขามาผสมดงกลาวแลว ยงมการกรองอากาศโดยใชแผงกรองอากาศ (Air Filter) ซงตามเครองปรบอากาศทวไป ไมวาจะเปนเครองแบบหนาตาง แบบแยกสวน กมทงนน ในระบบปรบอากาศแผงกรองอากาศนจะอยท แผงคอลยเยน (FCU) หรอ เครองสงลมเยน (AHU) หรอ ในระบบทอลมกลบ เพอทาหนาทกรองฝนละอองในอากาศเมอฝนมาจบทแผงกรองอากาศแลว กจะตองเปลยนหรอถอดออกมาลาง แลวแตวาจะใชแผงกรองอากาศชนดไหน

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 4 จาก 21

ระบบการควบคมปรมาณการจายลมเยน ระบบการควบคมปรมาณการจายลมเยนของระบบปรบอากาศทใชงานกนสวนใหญจะมอย 2 ระบบคอ

ระบบปรบอากาศชนดปรมาตรอากาศคงท (Constant Air Volume System, CAV) โดยปรมาณลมเยนทสงออกจากชดสงลมเยน (Air Handling Unit ) เขาสบรเวณปรบอากาศโซนตาง ๆ มปรมาณลมเยนจายคงท ไมแปรเปลยนตามภาระความรอนทเกดขนในบรเวณปรบอากาศนน ๆ เพยงแตจะปรบเปลยนอณหภมลมเยนสงออกเพอคงสภาวะอณหภมหองใหเหมาะตามทตองการ ทงนโดยอาศยเทอรโมสแตทเปนตวควบคมอณหภมภายในบรเวณปรบอากาศ

รปท 1 ระบบปรมาณลมจายคงท (Constant Air Volume)

ระบบปรบอากาศชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยน (Variable Air Volume System, VAV) โดยปรมาณลมเยนทสงออกจากชดสงลมเยนเขาสบรเวณปรบอากาศโซนตาง ๆ สามารถแปรเปลยนไดตามภาระความรอนทเกดขนในบรเวณปรบอากาศโซนนน ๆ สวนอณหภมภายในบรเวณปรบอากาศแตละโซนควบคมใหคงท เมอภาระการทาความเยนสงขนอณหภมของหองจะสงขนกวาคาทตงไวทเทอรโมสตท เทอรโมสตทจะสงสญญาณไปยงชดควบคมกลองปรบปรมาณลม (VAV Box) ใหเปดวาลวปรบปรมาณลม (Damper) เพอปรบปรมาณลมใหมากขน เปนผลทาใหความดนสถตยในทอลมลดตากวาคาทกาหนด อปกรณควบคมจะสงสญญาณไปสงใหชดปรบความเรวรอบมอเตอร (Variable Speed Drive, VSD) เพอทาการปรบความเรวรอบของมอเตอรพดลมใหสงขนจนคาความดนสถตยกลบมาทคาเดม ในทางตรงกนขามหากภาระการทาความเยนลดลงกลองปรบปรมาณลม (VAV Box)

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 5 จาก 21

ใหปดวาลวปรบปรมาณลม (Damper) เพอปรบปรมาณลมใหนอยลง เปนผลทาใหความดนสถตยในทอลมเพมสงกวาคาทกาหนด อปกรณควบคมจะสงสญญาณไปสงใหชดปรบความเรวรอบมอเตอร (Variable Speed Drive, VSD) ทาการปรบความเรวรอบของมอเตอรพดลมใหลดลงจนคาความดนสถตยกลบมาทคาเดม

รปท 2 ระบบปรมาณลมจายแปรเปลยน (Variable Air Volume)

การเลอกใชระบบปรมาณลมจายแปรเปลยน (VAV) ในอาคารทมการปรบอากาศ อาคารทเหมาะสมทจะใชระบบ VAV ควรจะมลกษณะและการใชงานดงน

ควรเปนอาคารทมภาระการทาความเยนเปลยนแปลงเกอบตลอดเวลา เชนเปนอาคารทมผนงกระจกโดยรอบ มคนเขา-ออกมาก มการใชเปด-ปดไฟบอย หรอมการใชอปกรณไฟฟาทมความรอนในบางเวลาเปนตน ตวอยางของอาคารเหลานไดแก อาคารสานกงาน อาคารหองสมด หรอโรงภาพยนตร เปนตน

ควรเปนอาคารทมการควบคมอณหภมของโซนตางๆ พรอมกนทเดยวหลายๆ โซน เพราะเครองสงลมเยนชดหนงๆ จะมกลองควบคมปรมาณลมหลายๆ กลอง และแตละกลองจะควบคมการทางานดวยเทอรโมสตทชดหนง ถาตองการควบคมอณหภมโซนไหนแยกจากกนกตดตงกลองควบคมปรมาณลมสาหรบโซนนนๆ

ควรเปนอาคารทออกแบบใหมทอลมกลบไปยงเครองสงลมเยนรวมกน การออกแบบทอลมกลบหลายๆทางของระบบ VAV นนอาจทาใหความดนของลมในระบบสงหรอตาเกนไปได อาคารทเหมาะตอการใชทอลมกลบรวมไดแกอาคารสานกงาน และโรงเรยน สวนอาคารทไมเหมาะทจะใชไดแก โรงพยาบาล หองทดลอง หองครว เปนตน เพราะอาจมปญหาเรองการตดเชอหรอกลนลามไปทตางๆ

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 6 จาก 21

2. การประยกตใชงานเทคโนโลย เครองสงลมเยน (Air Handling Unit) เนองจากระบบปรบอากาศทใชเครองสงลมเยนมหลกเกณฑในการพจารณาการตดตงหองเครองสงลมเยนมดงน

หอง AHU มพนทประมาณ 4-5% ของพนทปรบอากาศ ทกๆพนทปรบอากาศ 400 ตารางเมตร ควรมหอง AHU 1 หอง หอง AHU ควรมผนงททอลมผานเขา/ออกไดอยางนอย 2 ดาน และผนงทง 2 ดานนควรอยตดกบพนททปรบอากาศ

สดสวนความกวางตอความยาวหอง AHU ไมเกน 1:2 สาหรบอาคารหลายชน หอง AHU ควรอยตรงกนทกชน

การตดตงระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยน

ระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศคงทนนมขอเสยคอถาปรมาณความตองการความเยนลดลงจะไมสามารถควบคมความชนภายในหองไดตามตองการ ความชนจะสงขนและควบคมใหอยในชวงความสบายหรอ Comfort Zone ทาไดชา และเมอมภาระความรอนจากแสงอาทตยจะทาใหโซนทตดหนาตางมอณหภมสงกวาโซนอนๆ สวนขอไดเปรยบของระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยน คอแทนทจะปรบอณหภมลมจายเพอใหไดตามความตองการแตจะใชวธปรบปรมาณลมจายโดยอณหภมคงท ซงหากความตองการปรมาณลมเยนลดลงพดลมทเครองสงลมเยนสามารถลดรอบลงไดทาใหประหยดพลงงาน หรอในกรณทมภาระความรอนจากภายนอก ระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยนจะรกษาอณหภมใหคงทไดในทกบรเวณทปรบอากาศ

สาหรบการจดระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยน ทอสงลมเยนประธานเดนออกจากชดสงลมเยนจากนนลมเยนจากทอสงลมเยนประธานจะจายเขาทอแยกยอย เพอสงลมเยนเขาสบรเวณปรบอากาศโซนตาง ๆ ตามพนทใชสอยโดยผานกลองปรบปรมาณลม (VAV Box) ภายในตว VAV Box จะมวาลวปรบปรมาณลมหรอแดมเปอร ซงสามารถปรบตวเองไดในลกษณะทปรมาณลมเยนทจายเขาสบรเวณปรบอากาศ แตละโซนสามารถปรบเปลยนไดตามภาระความรอนทเกดขนรวมในแตละโซนนน ๆ เทอรโมสตทของหองทตดตงในแตละโซนจะควบคมแดมเปอรใน VAV boxes ของแตละโซนตวมนเอง เพอคงอณหภมหองทตงไวใหไดตามทตองการ

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 7 จาก 21

รปท 3 ระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยนทม VAV Box

กรณทเครองสงลมเยน จายลมเยนไปยงหองปรบอากาศทมภาระการทาความรอนสมาเสมอ

เทาๆกนทกพนท เชน พนททไมมผนงตดกบภายนอกและไมมกระจก จะมแตภาระการทาความเยนทเกดจากภายในอาคารเปนหลก กรณนอาจไมจาเปนตองมกลองปรบปรมาณลม (VAV Box) โดยสามารถนาสญญาณอณหภมไปควบคมความเรวรอบของมอเตอรไดโดยตรงเลย

รปท 4 ระบบการสงจายอากาศเยนชนดปรมาตรอากาศแปรเปลยนทไมจาเปนตองม VAV Box

ลมระบายทง

ลมจากภายนอก

ลมกลบ

T T T

P

VSD

ลมระบายทง

ลมจากภายนอก

ลมกลบ T

VSD

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 8 จาก 21

ระบบสงจายลมเยนทมประสทธภาพ

ระบบสงจายลมเยนทมประสทธภาพจะประกอบไปดวยปจจยการออกแบบ ตดตงและเลอกใชอปกรณทประสทธภาพสงดงน

ระบบทอจายลม การตดตงระบบทอลมทงลมจายและลมกลบควรทจะตดตงทอทคอนขางตรง ลดจานวนทอโคงใหมากทสด และทอตรงไมควรยาวมากจนเกนไป เพอลดแรงดนตกครอมในระบบปรบอากาศ

หวจายลม ตดตงหวจายลมทมความดนตกครอมนอยและมการกระจายลมทด

ระบบปรบปรมาตรการไหลของลม (VAV) ตดตงระบบปรบปรมาณลมอตโนมต ซงจะควบคมปรมาณลมใหสมพนธกบภาระความเยนทตองการในแตละพนท

โถงสง ใชประโยชนจากโถงสงเพอระบายอากาศรอนออกจากอาคารโดยการลอยตวตามธรรมชาต

พดลมประสทธภาพสง เลอกใชมอเตอรและพดลมประสทธภาพสง

ระบบปรบปรมาณอากาศจากภายนอก ใชระบบตรวจวดปรมาณคารบอนไดออกไซด เพอควบคมปรมาณอากาศทเขามาใหมใหเหมาะสมกบจานวนคนภายในอาคาร

ระบบแลกเปลยนความรอน ใชความเยนของอากาศทระบายทงมาทาความเยนใหกบอากาศใหมทนามาเขาสระบบปรบอากาศ

การแบงพนทปรบอากาศ (Air Conditioning Zoning) การออกแบบพนทปรบอากาศทดควรพจารณาจดกลมพนทตามสภาพกจกรรมและการใชงานเพอใหเกดการใชพลงงานในระบบปรบอากาศอยางมประสทธภาพดงน

พนทสวนแพสซฟ เปนบรเวณสาหรบกจกรรมทวไปซงสามารถควบคมอณหภมใหสงกวาอณหภมปรบอากาศปกตไดประมาณ 1-2 oC โดยเพมความเรวลมเพอชดเชยใหรสกเยนสบายไดแก โถงทางเดน และสวนพกผอน

พนทสวนกงแพสซฟ เปนบรเวณทมกจกรรมซงตองการควบคมสภาวะการปรบอากาศใหอยในระดบปกตเชน พนทในสานกงาน

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 9 จาก 21

พนทสวนควบคม เปนบรเวณทเปนกจกรรมซงตองการสภาวะการปรบอากาศคงท เหมาะสมตลอดเวลาไดแก หองประชม และหองฝกอบรม

การควบคมความชนดวยระบบฮทไปป (Heat Pipe)

ระบบปรบอากาศทตองมการควบคมความชนสาหรบอาคารบางประเภทเชนหองผาตดในโรงพยาบาล มกจะตองมการออกแบบเปนพเศษเพอควบคมอณหภมและความชนใหอยในเกณฑทออกแบบ ซงหากเปนอาคารปรบอากาศโดยทวไปอาจไมจาเปนทตองควบคมความชนเนองจากไมมผลตอการใชงานมากนก สาหรบระบบการควบคมความชนในระบบปรบอากาศจะมความแตกตางไปจากระบบปรบอากาศทวไปคอจะตองมการตดตงชดรฮท (Reheat) เพอเพมอณหภมหลงจากทลมเยนผานแผงคอลยเยนในเครองสงลมเยน หากไมมการเพมอณหภมของลมเยนในสวนนจะทาใหอณหภมทจายไปยงพนทปรบอากาศจะเยนเกนไปถงแมความชนจะควบคมได การเพมอณหภมลมเยนหลงผานแผงคอลยเยนเปรยบเสมอนการเพมภาระใหกบระบบปรบอากาศซงโดยทวไปจะใชระบบฮทเตอรไฟฟาหรอระบบไอนาทาหนาทเพมอณหภม เนองจากระบบฮทเตอรมกจะใชพลงงานคอนขางมากดงนนการลดอณหภมของลมเยนกอนเขาแผงคอลยเยนจะเปนการชวยประหยดภาระการปรบอากาศและการรฮท

ในปจจบนไดมระบบการควบคมความชนดวยระบบฮทไปป (Heat Pipe) ซงเปนอปกรณถายเทความรอนประเภทหนงทสามารถถายเทความรอนไดอยางรวดเรวและมประสทธภาพ แมในสภาพอณหภมเปลยนแปลงเพยงเลกนอย หลกการทางานของฮทไปป ฮทไปปใชในการแลกเปลยนความรอนหรอสงถายความรอนไดโดยไมตองใชพลงงานจากภายนอก สวนประกอบของฮทไปปจะเปนทอโลหะทปดหวทายภายในเปนสญญากาศทมสารทางาน (Working Fluid) บรรจอยภายใน ซงมกจะเปนสารทาความเยน (Refrigerant) ฟรออน 22 หรอ 134a การทางานของฮทไปปอาศยหลกการเปลยนสถานะจากการระเหยและควบแนนรวมกบแรงโนมถวงของสารทางาน โดยไมใชพลงงานจากภายนอก (Passive) กลาวคอสารทางานในทอดานทตากวาเมอไดรบความรอนกจะระเหยเปนไอลอยขนอกดานทสงกวาแลวคายความรอนออก ทาใหไอของสารทางานมอณหภมลดลงถงจดควบแนน แลวกลายเปนของเหลวตกลงสดานทตากวาอกครง และดวยเหตนจงเรยกดานทอยตากวาวาดานระเหย (Evaporation Section) และเรยกดานทอยสงกวาวาดานควบแนน (Condensation Section) ดงแสดงในรปท 5

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 10 จาก 21

รปท 5 โครงสรางภายในฮทไปป

ขอดและประโยชนของฮทไปป (Heat Pipe)

เปนระบบทไมมชนสวนทเคลอนไหวทาใหไมมการสกหรอ ในกรณทควบคมความชนจะชวยประหยดพลงงานโดยลดภาระการปรบอากาศ และระบบเพมความรอนโดยใชไฟฟา (Electric Reheat) ลงได

ไมตองคอยดแลรกษา เพยงทาความสะอาดตามปกต ไมเปนอนตรายตอสงแวดลอม มอายการใชงานทยาวนาน

การประยกตฮทไปป (Heat Pipe) ในระบบปรบอากาศ

ฮทไปปจะถกนาไปใชประกอบกบแผงคอยลเยนในเครองปรบอากาศ โดยใหแผง ชดหนงอยหนาคอยล และอกชดอยหลงแผงคอลยเยน ชดทอยหนาคอยลจะทาหนาทลดอณหภมของอากาศกอนเขาคอยลเยนใหลดลง (Pre-cool) และชดทอยหลงคอยลเยนจะเพมอณหภมอากาศหลงคอยลใหสงกลบขนมาเทากบทลดลงไป (Reheat) โดยทชด Pre-cool รบความเยนมาจากชด Reheat และชด Reheat รบความรอนมาจากชด Pre-cool

A B

C D A ความรอนถกดดจากดานระเหย (Evaporation Section) B สารทาความเยนระเหยเปนไอ C สารทาความเยนถายเทความรอนใหกบสงแวดลอมดานควบแนน (Condensation Section) D สารทาความเยนควบแนนไหลกลบไปยงดานระเหย

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 11 จาก 21

รปท 6 ระบบฮทไปปสาหรบเครองสงลมเยน

ศกยภาพการประหยดพลงงาน

การตดตงระบบทมประสทธภาพและประหยดพลงงาน o การออกแบบระบบสงลมเยนทมประสทธภาพจะทาใหประหยดพลงงานลงได

โดยพนทปรบอากาศทมความตองการปรมาณลมเปลยนแปลงอยตลอดเวลาดวยวธการตดตงระบบ VAV ซงจะทาใหภาระการปรบอากาศลดลงเมอความตองการความเยนลดลง

o ตดตงอปกรณปรบรอบการทางานของมอเตอรของพดลมในเครองสงลมเยน เมอความตองการปรมาณลมเยนลดลง จะทาใหอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรซงถกควบคมดวยชดควบคมลดรอบของพดลมทสงลมเยนจากหองของเครองสงลมเยนทาใหการใชพลงงานของเครองสงลมเยนลดลงตามไปดวย ซงกาลงทใชของพดลมจะเปนไปตามกฎของพดลม

o ตดตงฮทไปปสาหรบบรเวณทตองการควบคมความชนและคณภาพอากาศจะทาใหประหยดพลงงานได เพราะจะชวยลดภาระในสวนของการปรบอากาศและภาระการเพมอณหภม

การใชงาน ตรวจสอบและควบคมอยางมประสทธภาพ o ตงเทอรโมสตทใหควบคมภาวะอากาศทอณหภม 25 องศาเซลเซยส o ปดมานกนการแผรงสของแสงแดดทจะผานกระจกเขาไปในอาคาร เชน ทดาน

ทศตะวนออกในชวงเวลาเชาและทศตะวนตกในชวงเวลาบาย o ปดไฟฟาแสงสวางและเครองใชตาง ๆ เมอใชงาน เพอลดภาระความรอนให

นอยลง o ลดปรมาณการเตมอากาศจากภายนอกเพอลดภาระการปรบอากาศ

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 12 จาก 21

o ทาความสะอาดแผงกรองอากาศ (Filter) โดยปกตความดนตกครอมแผงกรองอากาศไมควรเกน 1.2 นวนา หากความดนตกครอมสงกวานแสดงวาแผงกรองอากาศอดตน ภายหลงทาความสะอาดแลวความดนตกครอมไมควรเกน 0.5 นวนา

o ทาความสะอาดแผงคอลยทาความเยน (Cooling Coil) o อดจารบตลบลกปนของมอเตอรและพดลม o ตรวจสอบสภาพฉนวนวามการฉกขาดหรอหลดรอน o ตรวจสอบการรวของทอสงลมเยน o ทดสอบการทางานและปรบสมดลของระบบปรบอากาศทก ๆ ป เพอใหระบบ

ปรบอากาศทางานอยางมประสทธภาพอยตลอดเวลา o ตรวจสอบการทางานของวาลวระบายอากาศ เพอใหสามารถไลอากาศภายใน

ระบบทอนาไดด o ตรวจสอบและซอมแซมทอลมทชารด เพอแกไขไมใหมลมรว o ตรวจสภาพของฉนวนหมเครองทานาเยน เครองสงลมเยน ทอลมและทอนา

หากมการชารดหรอเสอมสภาพใหรบแกไข เพอใหความรอนจากภายนอกเขาไปในระบบนอยลง

กลมเปาหมายการประยกตใชเทคโนโลย ผออกแบบ ผรบเหมา สถาบนการศกษา และประชาชนทวไป

ผลกระทบตอสงแวดลอม

ไมมผลกระทบสงแวดลอมในทางตรงกนขาม อาศยหลกของการปองกนความรอนและเทคโนโลยทมประสทธภาพมาชวยใหการออกแบบทาใหลดการใชพลงงาน

3. ตวอยางขอมลดานเทคนคของเทคโนโลย ตวอยางรายละเอยดดานเทคนคของอปกรณปรบปรมาณลม (VAV)

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 13 จาก 21

1 = รายละเอยดทอลมดานเขา (Inlet) ซงประกอบไปดวย อตราการไหล, ขนาดพนททอลม, ความเรว, ความดนลมขาเขา 2 = รายละเอยดทอลมดานออก (Outlet) ซงประกอบไปดวย

ขนาดพนททอลม, ความเรว, ความดนขาออก 3 = ความดนสญเสย 4 = ระดบความดงของเสยง (Noise Level) 5 = ระบบควบคมอตราการไหล

1

2

3

4

5

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 14 จาก 21

4. กรณศกษา กรณศกษาท 1 การใชระบบปรบอากาศแบบปรมาณลมแปรเปลยนเพอปรบปรมาณลมเยนใหความเหมาะสมกบโหลดความเยน (VAV) และระบบปรบความเรวรอบทพดลม AHU สภาพเดม

ระบบปรบอากาศเดมของอาคารถกจายลมเยนแบบปรมาตรคงท (Constant Air Volume, CAV) จากเครองสงลมเยนมายงโซนตางๆ เนองจากภาระของระบบปรบอากาศบรเวณทเปนบรเวณกรอบอาคาร (Perimeter Zone) และบรเวณทเปนพนทภายใน (Core Zone) คอนขางไดรบผลกระทบแตกตางกนมาก เนองจากบรเวณกรอบอาคาร (Perimeter Zone) จะเปนบรเวณทมสวนของ Curtain wall เปนสวนใหญ ดงนนเครองสงลมเยน (AHU) เดมจะไดรบผลกระทบอนเนองมาจากผลของอณหภมทแตกตางของ 2 โซนดงกลาว นนคอ ถาบรเวณรมกระจกอณหภมพอเหมาะ แตในขณะเดยวกนอณหภมบรเวณภายในถดมาจะหนาวเยนเกนไป

สาหรบการประหยดพลงงานในระบบจายลมเยนแบบปรมาตรคงท (Constant Air Volume,

CAV) เทยบกบระบบจายลมเยนแบบปรมาตรแปรเปลยน (Variable Air Volume, VAV) อาจจะประหยดหรอไมประหยดขนอยกบโหลดและการพนท แตทสาคญคอการควบคมอณหภมในทตางๆจะดขน

ดงนนกรณศกษานจะเปรยบเทยบพลงงานไฟฟาทใชของระบบจายลมเยนแบบปรมาตร

แปรเปลยน (Variable Air Volume, VAV) ทควบคมปรมาณลมดวย Guide Vane และตวปรบความเรวรอบ (VSD) เพอใหเหนการประหยดพลงงานทชดเจนดงน

จากภาระการทาความเยนในแตละชวโมงในหนงวนดงแสดงไวในรปท 7 มการใชพลงงานไฟฟา

และเปอรเซนตของ Guide Vane ททางานไดแสดงไวในตารางท 1

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 15 จาก 21

รปท 7 ภาระทาความเยนของอาคารแหงหนงเปนระบบ VAV

ใช Guide Vane ในการควบคมปรมาณลม ระบบ VAV (Guide Vane) เครองสงลมเยน 1 เครอง มอเตอรขนาด 30 กโลวตต ทางาน 24 ชวโมง/วน

ชวงเวลา ความเรวรอบ (%)

พลงไฟฟา (%)

พลงไฟฟา (กโลวตต)

จานวนชวโมง (ตอวน)

พลงงานไฟฟา

(กโลวตต/ชวโมง)

1 35 42 13 8 104 2 50 50 15 3 45 3 80 72 22 3 66 4 90 85 26 2 52 5 78 70 21 3 63 6 35 42 13 5 65 395

หมายเหต : Guide Vane มชวงการควบคมความเรวรอบตาสดทรอยละ 35 ของพกด ตารางท 1 พลงงานไฟฟาทใชและเปอรเซนตของ Guide Vane

ขอเสนอแนะปรบปรง

หากเปลยนระบบควบคมปรมาณลมจาก Guide Vane มาเปนระบบปรบความเรวรอบ (VSD)

ดงแสดงไวในรปท 8 จะทาใหการใชพลงงานไฟฟาลดลงดงแสดงไวในตารางท 2

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 16 จาก 21

รปท 8 การใช VSD กบระบบปรบอากาศชนด VAV

ระบบ VAV (VSD)

ชวงเวลา ความเรวรอบ (%)

พลงไฟฟา (%)

พลงไฟฟา (กโลวตต)

จานวนชวโมง (ตอวน)

พลงงานไฟฟา

(กโลวตต/ชวโมง)

1 12 5 1.5 8 12 2 50 18 5 3 15 3 80 50 15 3 45 4 90 70 21 2 42 5 78 48 14 3 42 6 35 10 3 5 15 171

ตารางท 2 พลงงานไฟฟาทใชและเปอรเซนตของ VSD

ประหยดพลงไฟฟา = 5 กโลวตต (26-21กโลวตต) ประหยดพลงงานไฟฟา = 224 กโลวตตชวโมง/วน (395-171 กโลวตตชวโมง/วน)

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 17 จาก 21

กรณศกษาท 2

จากขอมลกรณศกษาการตดตงในตางประเทศและกรณศกษาในประเทศไทย การลดความชนดวยฮทไปปสามารถลดการใชพลงงานทใชในกระบวนการลดความชนของอากาศทเตมเขาสระบบปรบอากาศ ไดประมาณ 30%-50% เมอเทยบกบระบบลดความชนเดมททาใหอากาศเยนลงกวาปกต (Overcool) และใชพลงงานไฟฟาหรอพลงงานความรอนในการเพมอณหภมของอากาศในภายหลง (Reheat) ทงนศกยภาพการประหยดพลงงานสามารถแสดงใหเหนไดดงกรณตวอยางการตดตงระบบลดความชนดวยฮทไปปกบระบบปรบอากาศของโรงพยาบาล เพอตองการควบคมสภาวะอากาศในพนทหองผาตดใหอยท 22 oC 50% RH โดยระบบลดความชนดวยฮทไปปสามารถใหผลประหยดเมอเทยบกบระบบเดมทใชการทาความเยนและการใชขดลวดใหความรอนดวยไฟฟาขนาด 3.5 kW ดงน

รายละเอยด การปรบอากาศและควบคมความชน

ระบบเดมทตดตง

Heater ระบบทตดตง

Heat Pipe อากาศเขา (oFDB/oFWB) - 80.2 / 69.6 PRECOOL อากาศออก (oFDB/oFWB) - 70.5 / 66.6

ปรมาณการถายเทความรอน(Btu/h) - 11,807 (0.98 Ton)

กาลงไฟฟาทใช(kW) - - อากาศเขา(oFDB/oFWB) 80.2 / 69.6 70.5 / 66.6 COOLING COIL อากาศออก(oFDB/oFWB) 51 / 50 51 / 50

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 18 จาก 21

ขนาดทาความเยน(Btu/h) 66,511 (5.5 Ton) 54,704 (4.6 Ton) กาลงไฟฟาทใช(kW) 6.6 5.5 อากาศเขา(oFDB/oFWB) 51 / 50 51 / 50 REHEAT อากาศออก(oFDB/oFWB) 60.8 / 54.1 60.8 / 54.1 ขนาดทาความรอน(Btu/h) 11,807 (0.98 Ton) 11,807 (0.98 Ton) กาลงไฟฟาทใช(kW) 3.5 - กาลงไฟฟาทใชรวม(kW) 10.1 5.5

กาลงไฟฟาทประหยดได (kW) - 4.6 (46%)

พลงงานทประหยดไดเทากบพลงงานทลดลงในการทาความเยนและพลงงานทลดลงในการให

ความรอนกบอากาศ ซงรวมกนไดเทากบ 4.6 kW หรอคดเปนประมาณ 46% เมอเทยบกบระบบเดม

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 19 จาก 21

4. กรณศกษา หมวดท 2: ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning) : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) กรณศกษา เรองการใชอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรกบเครองสบนา ขอมลบรษท ศนยการคาฟวเจอรพารค รงสต สถานทตง 161 หม 2 ถ.พหลโยธน(วภาวด-รงสต) ต.ประชาธปตย อ.ธญบร จ.ปทมธาน 12130 รปแบบธรกจ ศนยการคา ชอผตดตอ คณบญฤทธ รกเกตกจ ผชวยผจดการฝายอาคารและสถานท เทคโนโลยทตดตง อปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรของเครองสบนาเยนในระบบปรบอากาศ เงนลงทน 405, 805 บาท (สาหรบมอเตอรขนาด 112.5 กโลวตต 1 ชด) ผลการประหยดพลงงาน พลงงานทประหยดได 63, 646 kWh/ป คดเปนคาใชจายดานพลงงานทประหยดได 129,201 บาท/ป ระยะเวลาคนทน 3.14 ป ความเปนมา อาคารศนยการคาฟวเจอรพาร รงสต มการใชพลงงานในระบบปรบอากาศทงหมดประมาณ 52% ของการใชพลงงานทงหมดภายในศนยฯ ระบบปรบอากาศเปนระบบรวมศนยโดยทานาเยนจากเครองทานาเยนและสงนาเยนไปยงสวนตางๆภายในอาคารดวยเครองสบนาเยนในระบบ PRIMARY/SECONDARY PUMP ซงประกอบดวยเครองสบนาเยน SECONDARY ขนาดพกด 75 กโลวตตจานวน 4 เครอง และ 112.5 กโลวตต จานวน 4 เครอง ดงนน ทางอาคารจงไดทาการตดตงอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรเขากบเครองสบนาเพอปรบอตราการไหลของนาเยนใหเหมาะสมกบภาระ ทาใหสามารถประหยดพลงงานสาหรบเครองสบนาเยนไดประมาณ 12%

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 20 จาก 21

การดาเนนการ อาคารไดทาการตดตงอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรเขากบเครองสบนาเยน SECONDARY ของระบบปรบอากาศ จานวน 6 ชด (ขนาดพกด 75 กโลวตต 3 ชด และ 112.5 กโลวตต จานวน 3 ชด)

รป VSD สาหรบเครองสบนาทไดตดตงแลวเสรจ การประเมนผล ผลการตรวจวดกาลงไฟฟาของเครองสบนาเยนขนาด 112.5 กโลวตต จานวน 1 เครอง กอนและหลงการตดตงอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรแสดงไดดงน

• กาลงไฟฟาเฉลยใชงานกอนตดตงอปกรณปรบความเรวรอบ = 103 กโลวตต

• กาลงไฟฟาเฉลยใชงานหลงตดตงอปกรณปรบความเรวรอบ = 89.24 กโลวตต

บทสรปและขอจากดในการดาเนนการ การใชอปกรณปรบความเรวรอบมอเตอรกบเครองสบนาเยนในระบบปรบอากาศ เมอลดรอบการทางานลงจะทาใหความดนของระบบลดลงดวย ดงนนจะตองคานงถงความดนทระบบตองการตองการเพอปองกนไมใหเกดปญหาอตราการไหลตาเกนไป สงผลใหเครองปรบอากาศทอยหางจากเครองสบนาเยนมากๆ ไมมนาเยนไปถงได ถงแมวาอตราการไหลรวมยงคงเกนความตองการของระบบอยกตามซงสงผลใหผลรวมการประหยดพลงงานลดตาลง นอกจากนการใชอปกรณปรบความเรวรอบกบเครองสบนาทมภาระโหลดสงสดหรอใกลเคยงกบคาพกดตลอดเวลาแลวจะไมทาใหเกดผลประหยดได

เอกสารเผยแพร ภาคอาคารธรกจ หมวดท 2 ระบบปรบอากาศ (Air Conditioning)

ชดการจดแสดงท 40 : ระบบการสงจายลมเยนของระบบปรบอากาศ (Ventilation) หนา 21 จาก 21

แหลงขอมลอางอง [1] คมอการจดการพลงงานแบบครบวงจร; วชระ มงวทตกล [2] ขอมลเทคโนโลยเชงลก “โครงการพฒนาประสทธภาพการใชพลงงานในภาคอตสาหกรรมและ

ธรกจ”; กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน [3] Heat Pipe Technology; http://www.heatpipe.com/ [4] รายละเอยดทางเทคนคของ VAV ; http://www.taylor-

engineering.com/downloads/articles/HPAC%20article%20on%20Specifying%20VAV%20Boxes.pdf