Transcript 1 หลักการและการอนุรักษ์พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ

หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความ
เย็นและปรับอากาศ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
1
ระบบทาความเย็น
หลักการทางานของระบบทาความเย็น
• ระบบการทาความเย็น
1. ระบบทำควำมเย็นโดยปล่อยสำรทำควำมเย็นให้ระเหยตัว
2. ระบบคอมเพรสเซอร์อดั ไอ
3. กำรทำควำมเย็นโดยใช้น้ ำแข็ง
4. กำรทำควำมเย็นโดยใช้น้ ำแข็งแห้ง
5. กำรทำควำมเย็นโดยใช้กำรระเหยตัวของน้ ำ
6. กำรทำควำมเย็นโดยใช้เทอร์โมอิเล็กทริ ก
7. กำรทำควำมเย็นระบบสตรี มเจ็ต
8. วงจรกำรทำควำมเย็นแบบแอบซอร์ปชัน
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
2
1. ระบบทาความเย็นโดยปล่อยสารทาความเย็นให้ ระเหยตัว
(expendable refrigerant cooling system)
- เป็ นแบบที่ใช้ได้ดีกบั กำรขนส่ งอำหำรที่ตอ้ งกำรควบคุมอุณหภูมิให้ต่ำอยูเ่ สมอ
- ปล่อยให้สำรทำควำมเย็นเหลวระเหยตัวเป็ นแก๊สภำยในบริ เวณหรื อเนื้อที่ที่
ต้องกำร
- โดยไนโตรเจนเหลวในถังเก็บภำยใต้ควำมดันประมำณ 14.6 kg/cm2
- ฉี ดผ่ำนวำล์วควบคุม (liquid control valve)
- ลดควำมดันของไนโตรเจนเหลวลง
- ไปยังหัวฉี ด ซึ่ งจะฉี ดไนโตรเจนเหลวให้เป็ นฝอย เข้ำไปยังบริ เวณหรื อเนื้อที่ที่
ต้องกำรทำควำมเย็นโดยตรง
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
3
2. ระบบคอมเพรสเซอร์ อดั ไอ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
4
3. การทาความเย็นโดยใช้ นา้ แข็ง
- น้ ำแข็งหลอมละลำยกลำยเป็ นน้ ำ จะดูดควำมร้อนจำกอำกำศรอบ ๆ ทำให้
อำกำศเย็นลงและมีควำมหนำแน่นสู งขึ้น
- จึงไหลลงสู่ ตอนล่ำงของตูเ้ ย็น ไปดูดรับปริ มำณควำมร้อนจำกอำหำรหรื อ
ของที่แช่ภำยในตูเ้ ย็นอีกทีหนึ่ ง
นา้ แข็งจะดูดความร้ อนจากเนือ้ สั ตว์
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
5
4. การทาความเย็นโดยใช้ นา้ แข็งแห้ ง (dry ice refrigeration)
- น้ ำแข็งแห้งจะเปลี่ยนสถำนะจำกของแข็งกลำยเป็ นแก๊ส ซึ่ งเรี ยกว่ำกำรระเหิ ด ที่
ควำมดันบรรยำกำศ
- โดยน้ ำแข็งแห้งจะมีอุณหภูมิต่ำถึง – 78.33 C และดูดซับควำมร้อนและรักษำ
อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ เช่น ไอศกรี ม ให้คงคุณภำพขณะทำกำรขนส่ ง
รถไอศกรีม นา้ แข็งแห้ งดูดความร้ อนได้ มากกว่ า
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
6
คอนเดนเซอร์
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
7
6. การทาความเย็นโดยใช้ เทอร์ โมอิเล็กทริก
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
8
ระดับนา้ ทะเล
ระดับนา้ ทะเล
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
9
7. การทาความเย็นระบบสตรีมเจ็ต
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
10
8. วงจรการทาความเย็นแบบแอบซอร์ ปชัน
ลิเทียมโพรไมท์ จะละลายตา่
เพราะอุณหภูมิสูง
นา้ จะถ่ ายเทความร้ อนให้
ลิเทียมโพรไมท์
ไม่ นิยมเพราะค่ า COP ต่า
แต่ เป็ นมิตรกับสิ่ งแวดล้ อม
เพราะไม่ ต้องใช้ ไฟฟ้ า
ใช้ Heat pump แทนได้
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
11
ชนิดของเครื่องทาความเย็น
 เครื่องทาความเย็นแบบอัดไอ (compression refrigeration)
กำรคำนวณของวัฏจักรกำรทำควำมเย็น
วิธีกำรเพิ่มประสิ ทธิ ภำพของระบบทำควำมเย็น
 เครื่องทาความเย็นแบบดูดซึม (absorption refrigeration)
กำรคำนวณของวัฏจักรกำรทำควำมเย็นแบบดูดซึ ม
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
12
เครื่องทาความเย็นแบบอัดไอ (compression refrigeration)
ของเหลว
แก๊ส(Vapor)
ลดแรงดัน
ของเหลว+แก๊ส
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
13
P2,3
3
ความร้ อนออก
2
Condensor
ความดัน
งานป้ อนเข้ า
P1,4
ความร้ อนเข้ า
4
h 3,4
1 งานของ
คอมเพรสเซอร์
อัตราการทาความเย็น
(อิแวปพอเรเตอร์ )
h1 - h 4
เอนทัลปี
h2 - h 1
h1
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
h2
14
วิธีการเพิม่ ประสิ ทธิภาพของระบบทาความเย็น
การลดความดันด้ านควบแน่ น
- ค่ า COP ของระบบการทาความเย็นจะมีค่าสู งสุ ด เมื่ออัตราส่ วนของการอัดมีค่า
ตา่ ด้ วยเหตุนีจ้ ึงต้ องทาให้ ความดันขณะควบแน่ น มีค่าตา่ สุ ดเท่ าที่เป็ นไปได้
การเลือกคอมเพรสเซอร์ ที่มีประสิ ทธิภาพที่สุด
- ควรพิจารณาภาพรวมทั่ว ๆ ไปของความเหมาะสมและสอดคล้ องกับข้ อกาหนด
ความต้ องการเพือ่ นาไปใช้ ประโยชน์
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
15
ความร้ อนแฝง
ดูดความร้ อน
ความร้ อนแฝง
คายความร้ อน
การเปลีย่ นสถานะของนา้
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
16
ระบบปรับอากาศ หลักการทางานของระบบปรับ
อากาศ
การปรับอากาศคืออะไร
Nega ความร้ อนจะวิง่ เข้ า
Posi ความร้ อนจะวิง่ ออก
อุณหภูมิ
(1) กำรทำให้อำกำศ
เย็นลง-ร้อนขึ้น
ความชื้นสู ง อุณหภูมิตา่
เหงือ่ จะไม่ ระเหย
ควำมชื้น
(2) กำรลด-เพิ่มควำม
ชื้นในอำกำศ
ควำมดันอำกำศ
(1) กำรลด-เพิ่ม
ควำมดันอำกำศ
กำรปรับอำกำศ
air conditioning
กำรถ่ำยเทอำกำศ
(3) กำรปรับกำรถ่ำยเทอำกำศ
(ควำมเร็ว ทิศทำง)
ปริมาณออกซิเจนกับ
ระดับควำมสะอำด
(4) กำรฟอกอำกำศ
คาร์ บอนไดออกไซด์
(ฝุ่ นละออง ก๊ำซ แบคทีเรี ย ภายในห้ อง
กลิ่น เป็ นต้น)
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
ใช้ ระบบหมุนเวียนอากาศ
17
ชนิดของเครื่องปรับอากาศ
 ประเภทของวิธีปรับอากาศ
 ประเภทของวิธีปรับอำกำศ
 ชนิดของวิธีปรับอากาศและการเปรียบเทียบ
 วิธีปรับอากาศแบบ unitary แบบใหม่
กำรปรับอำกำศแบบเป่ ำจำกพื้น
กำรปรับอำกำศแบบเป่ ำจำกพำร์ ทิชนั่
กำรปรับอำกำศแบบ task & ambient
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
18
ประเภทของวิธีปรับอากาศ
วิธีปรับอำกำศสำมำรถแบ่งเป็ นประเภทด้วยเกณฑ์ต่ำงๆ ได้ดงั ต่อไปนี้
1. กำรแบ่งประเภทตำมชนิ ดตัวกลำงขนถ่ำยควำมร้อน
2. กำรแบ่งประเภทตำมตำแหน่งของแหล่งควำมร้อน
3. กำรแบ่งประเภทว่ำแหล่งควำมร้อน-แหล่งควำมเย็นสำมำรถจ่ำยได้อย่ำง
ต่อเนื่องหรื อไม่
4. กำรแบ่งประเภทด้วยวิธีควบคุม
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
19
ระบบปรับอากาศชนิดระบายความร้ อนด้ วยนา้
เครื่องสู บ
นา้ หล่อ
เย็น
นา้ หล่อเย็น
คอมเพรสเซอร์
สารทา
ความเย็น
เครื่องสู บนา้ เย็น
อิแวปพอเรเตอร์
คอนเดนเซอร์
นา้ เย็น
เครื่องส่ งลมเย็น
อากาศเย็น
ระบบจ่ ายลม
หอผึง่ นา้
อุปกรณ์ ขยายตัว
ระบบทานา้ เย็น
ลมกลับ
ลมจ่ าย
ตัวปรับอุณหภูมิ
พืน้ ทีป่ รับอากาศ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
20
ระบบปรับอากาศชนิดระบายความร้ อนด้ วยอากาศ
คอมเพรสเซอร์
คอนเดนเซอร์
ชนิดระบำยควำมร้อนด้วย
อำกำศ
เครื่ องสู บน้ ำเย็น
น้ ำเย็น
อิแวปพอเรเตอร์
เครื่ องส่ งลมเย็น
อำกำศเย็น
ระบบ
จ่ำยลม
อุปกรณ์ขยำยตัว
ระบบทำน้ ำเย็น
ลมกลับ
ลมจ่ำย
ตัวปรับอุณหภูมิ
พื้นที่ปรับอำกำศ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
21
นา้ มีค่าความจุความร้ อนกว่ าอากาศ 1,000 เท่ า
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
22
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
23
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
24
AHU
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
25
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
26
ทาให้ อากาศเย็นเคลือ่ นที่ขนึ้
อากาศเย็นจะดึงความร้ อน
ออกจากนา้
Cooling Tower
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
27
วิธีการตรวจวัด และวิเคราะห์ ประสิ ทธิภาพของ
ระบบปรับอากาศ
 ภาระการปรับอากาศและวิธีคานวณ
การไหลของพลังงานความร้ อนในระบบปรับอากาศ
วิธีปรับอากาศแบบเก็บความร้ อน
ดัชนีประเมินอุปกรณ์ ปรับอากาศ
กลวิธีอนุรักษ์ พลังงานในการปรับอากาศ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
28
ภาระการปรับอากาศและวิธีคานวณ
•ภาระในอาคาร
•ภาระเครื่องปรับอากาศ
•ภาระแหล่งความร้ อน
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
29
แนวคิดของภาระภายในอาคาร
QGR (กระจก : ส่องผ่ำน)
QGT (กระจก : ถ่ำยเทผ่ำน)
QGT (กระจก: ถ่ำยเทผ่ำน)
Qt (ลมเข้ำออกตำมช่อง)
Qt (ลมเข้ำออกตำมช่อง)
QW (ตัวกำแพง)
QW (ตัวกำแพง)
(ปริ มำณควำมร้อนสูญเสี ยในอำคำร) (ปริ มำณควำมร้อนได้รับในอำคำร)
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
30
กรณี ที่ คำนวณภำระปรั บอำกำศนั้น จะเป็ นกำรคำนวณปริ มำณ
“กำรได้รับควำมร้อน” (heat gain) หรื อ “กำรสู ญเสี ยควำมร้อน” (heat loss)
ออกมำ จะอธิ บำยเกี่ยวกับรู ปแบบของภำระปรับอำกำศและกฎกำรคำนวณ
ดังต่อไปนี้
ภำยนอกอำคำร
ภำยในอำคำร
กระจก
สะท้อนกลับ
สะท้อนกลับ
แผ่รังสี ควำมร้อน
พำควำมร้อน
แผ่รังสี
แทรกผ่ำน
กระบวนการของแสงอาทิตย์ทสี่ ่ องไปยังหน้ าต่ างกระจก
จนกลายเป็ นการได้ รับความร้ อน
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
31
ภำระควำมร้อนซ้ ำบนแผนภูมิไซโครเมตรี ก
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
32
การคานวณโดยใช้ ไซโครเมตริกชาร์ ท พิจารณาทีอ่ ากาศแห้ ง 1 กิโลกรัม
บอกสภาวะอากาศ
4
9 8
7
5
3
6
1
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
2
33
คุณสมบัติต่ำง ๆ ของอำกำศชื้ นสำมำรถทรำบได้จำกไซโครเมตริ กชำร์ ท ที่จะแสดง
ควำมสัมพันธ์ของอำกำศชื้นที่เกิดกำรผสมกันระหว่ำงอำกำศและไอน้ ำตำม กระบวนกำร
ทำงควำมเย็นและควำมร้อน
คุณสมบัติและกำรเปลี่ยนแปลงระหว่ำงกำรผสมของไอน้ ำ และอำกำศสำหรับกำรทำ
ควำมร้อน ทำควำมเย็น และกำรผสมกัน
คุณลักษณะของไอน้ ำดูได้จำกไซโครเมตริ กชำร์ ท (Psychrometric Chart)
สั ดส่ วนของไอนา้
100%
75%
ความชื้นสั มพัทธ์
50%
25%
อุณหภูมิของอากาศ
กรำฟนี้แสดงให้เห็นว่ำอำกำศที่ร้อนสำมำรถจุไอน้ ำได้มำก
 อุณหภูมิกระเปำะแห้ง : วัดอุณหภูมิได้โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบธรรมดำ
(เส้นแนวนอนของชำร์ท)
 อุณหภูมิกระเปำะเปี ยก : วัดอุณหภูมิได้โดยใช้ผำ้ ชุปน้ ำคลุมที่หลอดแก้ว
(เส้นทะแยงของชำร์ท)
 อุณหภูมิของจุดกลัน่ ตัว : คือค่ำของอุณหภูมิที่ทำให้ไอน้ ำเริ่ มกลัน่ ตัว และยัง
แสดงค่ำปริ มำณของไอน้ ำในอำกำศ
ความชื้นสั มบูรณ์ : คือมวลของไอนา้ ต่ อหนึ่งหน่ วยปริมาตรอากาศ
(กรัม/ลบ.ม.) (ไม่ แสดงในชาร์ ท)
ความชื้นจาเพาะ : คือ มวลของไอนา้ ต่ อมวลของอากาศแห้ งหนึ่งหน่ วย
(กรัม/กิโลกรัม) (เส้ นแนวตั้งทางขวามือของชาร์ ท)
ความชื้นสั มพัทธ์ : คือ อัตราส่ วนของความดันระหว่ างไอนา้ ในอากาศ
และไอนา้ ทีจ่ ุดอิม่ ตัวทีอ่ ุณหภูมิเดียวกัน (ตามเส้ นโค้ งของชาร์ ท)
ชาร์ ท)
คือปริมาณพลังงานความร้ อนในอากาศ (ตามเส้ นโค้ ง ของ
มี 2 องค์ ประกอบคือ
ความร้ อนสั มผัส (Sensible Heat) : การเปลีย่ นแปลงอุณหภูมิ
ของ กระเปาะแห้ งของอากาศทีค่ วามชื้นคงที่
ความร้ อนแฝง (Latent heat) : การเปลีย่ นแปลงปริมาณ
ความชื้นในอากาศทีอ่ ุณหภูมิกระเปาะแห้ งคงที่
สถานะไอนา้ อิม่ ตัว
อุณหภูมิห้อง
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
38
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
39
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
40
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
41
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
42
ความร้ อนทีอ่ ยู่ในอากาศ ณ สภาวะนั้น
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
43
h1
hM
P1
h2
ความร้ อนแฝง
W
M
P2
ความร้ อนสัมพัทธ์
A vertical line is drawn Tthrough point 1. Point M is at the intersection of this
vertical line with a horizontal line drawn through point 2. The difference in the
enthalpy of point 1 and that of point M is associated with the difference in the
values of the humidity ratio only. This term is often referred to as the latent
component. Alternatively, the difference in the enthalpy at point M and that at
point 2 is referred as the sensible component since this difference is due to the
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
44
1. ภำระที่มำจำกกระจกหน้ำต่ำง (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
2. ภำระจำกโครงสร้ำงอำคำร (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
3. ภำระจำกผนังกั้นภำยใน (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
4. ภำระควำมชื้นซึ ม (ภำระควำมร้อนแฝง)
5. ภำระจำกลมเข้ำออกตำมช่อง (ภำระควำมร้อนสัมผัสและภำระควำมร้อนแฝง)
6. ภำระที่เกิดภำยในอำคำร (ภำระควำมร้อนสัมผัสและภำระควำมร้อนแฝง)
7. ภำระควำมร้อนสะสมจำกกำรปรับอำกำศแบบเป็ นช่วงๆ
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
45
ภาระเครื่องปรับอากาศ
ภำระเครื่ องปรับอำกำศนี้เป็ นข้อมูลพื้นฐำนของกำรประเมินควำมจุของ
เครื่องปรับอากาศ
1. ภำระควำมร้อนจำกพัดลม (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
2. ภำระควำมร้อนผ่ำนท่อลม (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
3. ภำระอำกำศภำยนอก (ภำระควำมร้อนสัมผัสและภำระควำมร้อนแฝง)
4. ภำระควำมร้อนซ้ ำ (ภำระควำมร้อนสัมผัส)
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
46
ภาระแหล่งความร้ อน
ภำระที่ประกอบด้วยภำระภำยในอำคำรและภำระเครื่ องปรับอำกำศข้ำงต้น
บวกด้วย “ภำระควำมร้ อ นของปั๊ ม” “ภำระควำมร้ อนถ่ ำยเทผ่ำนผนังท่ อ ” “ภำระ
ควำมร้ อนสะสมของอุปกรณ์ ” เรี ยกว่ำ “ภำระแหล่งควำมร้ อน” ซึ่ งภำระนี้ จะเป็ น
ปั จจัยในกำรกำหนด capacity ของอุปกรณ์แหล่งควำมร้อน
1. ภำระควำมร้อนของปั๊ ม (ควำมร้อนสัมผัส)
2. ภำระควำมร้อนถ่ำยเทผ่ำนผนังท่อ (ควำมร้อนสัมผัส)
3. ภำระควำมร้อนสะสมของอุปกรณ์ (ควำมร้อนสัมผัส)
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
47
การเดินเครื่องด้ วยภาระเต็มพิกดั กับภาระไม่ เต็มพิกดั
เมื่ อ ตรวจสอบสภำพกำรเดิ น เครื่ อ งของระบบเครื่ อ งปรั บ อำกำศใน
อำคำรสำนักงำน จะพบว่ำ 80 [%] ของเวลำเดินเครื่ องรวมทั้งปี จะเดินเครื่ องด้วย
ภำระไม่เกิน 35 [%] กล่ำวคือ เดินเครื่ องด้วย “ภำระไม่เต็มพิกดั ”
สมมติวำ่ เดินเครื่ องด้วยภำระไม่เต็มพิกดั ที่ 35 [%] กล่ำวกันประสิ ทธิ ภำพ
จะลดลงประมำณ 30 [%] ดังนั้น กำรเดิ นเครื่ องระบบปรั บ อำกำศอย่ำงอนุ รั ก ษ์
พลังงำน จะต้องพยำยำมลด “กำรเดิ นเครื่ องด้วยภำระไม่เต็มพิกดั ” ให้เหลื อน้อย
ที่ สุ ด เท่ ำ ที่ จ ะท ำได้ และ “เดิ น เครื่ อ งด้ว ยภำระเต็ม พิ กัด ” อย่ำ งต่ อ เนื่ อ งเพื่ อ ให้
ประสิ ทธิ ภำพกำรเดินเครื่ องมีค่ำสู ง
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
48
อำกำศ
ปั๊ม
น้ ำระบำยควำมร้อน
ปั๊ม
คูลลิ่งทำวเวอร์
ได้รับควำมร้อน
น้ ำเย็น
เครื่ องทำควำมเย็น แหล่งควำมเย็น
พัดลม
เครื่ องปรับอำกำศ คอยล์น้ ำเย็น
1. กำรไหลของพลังงำนควำมร้อนในกำรปรับอำกำศเย็น
อำกำศภำยนอก
กำรไหลของพลังงำนควำมร้อนในกำรปรับอำกำศเย็น
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
49
พลังงานทีใ่ ช้ ในระบบปรับอากาศ
15-18% คอนเดนเซอร์
อุปกรณ์ ขยายตัว
(<1% สาหรับ
อุปกรณ์ ขยายตัว
แบบ
อิเล็คทรอนิกส์ )
ที่มำ :
คอมเพรสเซอร์
64-68%
อิแวปพอเรเตอร์
15-18%
โครงกำรใช้พลังงำนอย่ำงมีประสิ ทธิ ภำพ, สหรำชอำณำจักร
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
50
โดยทั่วไปมักเข้ าใจว่ าการใช้ ระบบปรั บอากาศ เพื่อดูดซับความ
ร้ อนออกจากพืน้ ที่ปรับอากาศ ต้ องใช้ พลังงานในการปรั บอากาศ
เท่ ากับความร้ อนทีต่ ้ องดูดซับออกไป
ที่จ ริ งแล้ ว เปรี ย บได้ กับ คานงัด กล่ าวคือ ระบบสามารถดูดซั บ
ความร้ อนได้ มากกว่ าพลังงานทีใ่ ช้
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
51
หำกต้องกำรดูดซับควำมร้อนในพื้นที่ปรับอำกำศ 300 กิโลวัตต์ควำมร้อน
(85 ตันควำมเย็น) และใช้พลังงำนที่ป้อนให้กบั ระบบปรับอำกำศเพียง 100
กิโลวัตต์ ไฟฟ้ ำในกำรขับคอมเพรสเซอร์ โดยต้องเพิ่มพลังงำนบำงส่ วนให้กบั พัด
ลมและปั๊ มสำหรับระบบน้ ำเย็น
เครื่องทานา้ เย็นทางานเหมือนกับการวางตาแหน่ งคาน 3 ต่ อ 1
3
1
ความร้ อนทีถ่ ูกขัยออก
400 กิโลวัตต์
V
I
คนยกของหนัก 3 เท่ า ของแรงทีอ่ อก
ด้ วยสั ดส่ วนความยาวคาน 3 ต่ อ 1
= 300 กิโลวัตต์ จากอาคาร
+ 100 กิโลวัตต์ จากพลังงาน
ไฟฟ้ า
พลังงานไฟฟ้าสาหรับ
คอมเพรสเซอร์ 100 กิโลวัตต์
ความร้ อนจากอาคาร
300 กิโลวัตต์
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
53
ค่ำสมรรถนะกำรทำควำมเย็น (COEFFICIENT OF PERFORMANCE,
COP) จะแสดงถึงค่ำประสิ ทธิภำพ ในกำรทำควำมเย็นของเครื่ องปรับอำกำศ ซึ่ งจะ
แสดงในรู ปอัตรำส่ วนพลังงำนควำมร้อนที่ดูดซับออกไปต่อพลังงำนไฟฟ้ ำที่ตอ้ งใช้
จำกตัวอย่ำงข้ำงต้น ค่ำ COP คือ 3:1
ค่ำ COP สำมำรถวัดได้จำกพลังงำนควำมร้อนที่ถูกดูดซับผ่ำนอีแวปพอเร
เตอร์ ซึ่ งขึ้นกับปริ มำณอำกำศ อุณหภูมิ ควำมชื้นสัมพัทธ์ของอำกำศที่เข้ำและออก
จำกคอยล์หรื ออีแวปพอเรเตอร์ และพลังงำนที่จ่ำยให้กบั คอมเพรสเซอร์
อากาศเย็นและแห้ งที่ ผ่ าน
คอยล์
คอมเพรสเซอร์
อัตราการ
ไหล
คอนเดนเซอร์
อีแวปพอเรเตอร์
I
ค่าสมรรถนะการทาความเย็น
(Coefficient of Performance COP)
S
อากาศร้ อน, มีความชื้น
ไหลเข้ าคอยล์
พลังงานไฟฟ้ า (kW)
=
พลังงานความร้ อนที่ถูกดูดซับผ่านอีแวปพอเรเตอร์
พลังงานที่คอมเพรสเซอร์ ใช้
ค่ำ COP สูงจะแสดงถึงประสิ ทธิภำพของระบบปรับอำกำศที่ดี
สำหรับค่ำ COP ที่พิจำรณำเฉพำะพลังงำนที่ใช้ในคอมเพรสเซอร์เป็ น
เพียงค่ำที่แสดงประสิ ทธิภำพของกำรทำควำมเย็นเท่ำนั้น
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ของสมรรถนะของทั้งระบบ (System COP, (SCOP))
จะต้องรวมพลังงำนที่จ่ำยให้กบั พัดลม และเครื่ องสูบน้ ำด้วย
SCOP ที่มีค่ำสูงทำให้ระบบปรับอำกำศใช้พลังงำนน้อย
ตัวอย่ างการคานวณ COP
• สารทาความเย็น R-134a ทางานทีอ่ ุณหภมิกลายเป็ นไอ 20
 F และอุณหภมิควบแน่ น 100  F
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
57
ตัวอย่ างการคานวณ COP
จะได้ ว่า
hA = 44.23 Btu/lb
hC = 104.61 Btu/lb
hB = 44.23 Btu/lb
hD = 117.25 Btu/lb
COP = (hC – hB)/(hD-hC)
= (104.61-44.23)/(117.25-104.61)
= 60.38/12.64
= 4.78
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
58
COP คงที่หรือไม่ ใน 1 วัน
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
59
นอกจำกนั้นยังมี
ค่ำอัตรำส่ วนของประสิ ทธิ ภำพพลังงำน (Energy Efficiency Ratio, E.E.R)
ซึ่ งมีหน่วยเป็ น บีทีย-ู ชัว่ โมงต่อวัตต์ จะใช้แสดงค่ำประสิ ทธิ ภำพกำรทำควำมเย็น
ของเครื่ องชนิ ดไดเร็ คเอ็กแพนชัน่ (Direct Expansion Unit) หรื อเครื่ องปรับอำกำศขนำด
เล็ก
ค่ากิโลวัตต์ตอ่ ตันความเย็น
จะใช้แสดงค่ำประสิ ทธิ ภำพกำรทำควำมเย็นของเครื่ องปรั บอำกำศขนำดใหญ่
เช่น ระบบน้ ำเย็น (Chiller)
ตัวอย่ างการคานวณ EER
ได้ ทาการวัดค่ าตัวแปรต่ างๆ ของเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่ วน
ได้ ผลดังตาราง
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
61
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
62
ตัวอย่ างการคานวณ EER
ตัวอย่ างการคานวณ ทีเ่ วลา 10:30
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
63
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
64
EER คงที่หรือไม่ ใน 1 วัน
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
65
แอร์ เบอร์ 5
เวอร์ ชั่นใหม่ เบอร์ 5 เปลีย่ นเป็ น 11
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
66
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
67
ตัวอย่ างการคานวณ kW/ตัน
ได้ ทาการวัดค่ าตัวแปรต่ างๆ ของเครื่องทาน้าเย็น
ได้ ผลดังตาราง
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
68
end
หลักการและการอนุรักษ์ พลังงานในระบบความเย็นและปรับอากาศ
69