Transcript การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer)

การประมาณภาระความเย็นของเครื่องปรับอากาศ
Cooling Load Estimation
พืน้ ฐานการปรั บอากาศ
(Basic Refrigeration
and fundamental)
ช่ วงความสบายของคน (Human
comforts)
อุณหภูมิ และความชื ้น 21.2-26.7 CDB
(70-80 DBF)/ 30-60 % RH
การไหลเวียนของอากาศ Air movement =
0.12-0.36 m/s (25-70 FPM)
คุณภาพอากาศ
ระดับเสียง
Indoor Design
Conditions
comfort zone
70°F
[21.2°C]
80°F
[26.7°C]
dry-bulb temperature
humidity ratio
A
Sensible versus Latent
Heat
60°F
sensible heat
[15.6°C]
212°F
[100°C]
latent heat
212°F
212°F
[100°C]
[100°C]
การถ่ ายเทความร้ อน (Heat
Transfer)
ความร้ อนถ่ายเทจากที่มีอณ
ุ หภูมิ
สูงสูท่ ี่มีอณ
ุ หภูมิต่ากว่า
ความร้ อนสามารถถ่ายเทจากวัตถุ
หนึง่ ไปสูอ่ ีกวัตถุหนึง่ ได้
ความร้ อนไม่มีการสูญสลายแต่
สามารถเปลี่ยนรูปแบบได้
Methods of Heat Transfer
convection
warm air
radiation
hot
water
conduction
cool air
Cooling Load
Components
roof
35 C (95 F)
25.5 C (78 F)
lights
glass solar
infiltration
people
equipment
glass
conduction
exterior
wall
floor
partition
wall
Load ความร้ อนมาจากไหน
??
Load จากภายนอกห้ องปรับอากาศ (External Load)
1. การนาความร้ อน (Conduction):
Roof/Wall/Glass/Partition/Ceiling/Floor
2. การแผ่
รังสีความร้อองปรั
น (Solar
Shaded
glass/ no
Load
จากภายในห้
บอากาศheat):
(Internal
Load)
shaded glass
3. คน (People)
4. แสงสว่ าง (Lights : Fluorescent/Incandescent)
5. อุปกรณ์ เครื่ องใช้ (Equipment & Appliances)
Load จากอากาศภายนอก
6. อากาศจากภายนอกรั่ วซึม (Infiltration) หรื ออากาศระบาย
(Ventilation)
Calculation Summary
Load Source
External
Roof
Walls
C onduction Glass
Solar Glass
Partitions, C eiling, Floor
Internal
Lights
People Sensible
People Latent
Appliance Sensible
Appliance Latent
Ventilation & Infiltration
Sensible Heat
Latent Heat
Total
Equation
Q
Q
Q
Q
Q
=
=
=
=
=
U
U
U
A
U
x
x
x
x
x
A x C LTD
A x C LTD
A x C LTD
SC x SHGF x C LF
A x TD
Q = 3.412 x Watt x Fu x Fs x C LF
Qs = No x Sens. H.G. x C LF
QL = No x Lat. H.G.
Qs = H.G. x C LF
QL = H.G. x C LF
Qs = 1.085 x C FM x (To - Ti)
QL = 4840 x C FM x (Wo - Wi)
Q = 4.5 x C FM x (ho - hi)
Cooling Load
Components
cooling load components
conduction through roof, walls, windows,
and skylights
solar radiation through windows, skylights
conduction through ceiling, interior
partition walls, and floor
people
lights
equipment/appliances
infiltration
ventilation
system heat gains
sensible latent
load
load
space
load
coil
load
ภาระจากภายนอกห้ องปรั บอากาศ
(External Loads)
sun
rays
1. ความร้ อนจากผนัง (Heat Gain
from Wall)
ความร้ อนจากการนาความร้ อน (Conduction Heat Gain)
Q=UxAx
Q(Delta
= U x T)
Ax
CLTD
สาหรับผนังด้ านใน (ผนัง, เพดาน, พืน้ )
สาหรับผนังด้ านนอก (กาแพง, หลังคา)
Q = Conduction heat gain through wall (W)
U = Heat Transfer Coefficient (W/(m2 . K)) (ตาราง
2)
A = พืน้ ที่ผนังด้ านในหรื อด้ านนอก (Area of wall : m2)
Delta T = อุณหภูมแิ ตกต่ าง (Temperature different :
C)
U-factor
thermal resistance (R)
wood stud
R
concrete block
gypsum
board
R
R
R
aluminum
siding
R
insulation
U=
Rtotal
siding
concreteblock
insulation
gypsumboard
R indoor-air film
R
1
outdoor-air film
total
0.25 [0.04]
0.61 [0.11]
2.00 [0.35]
13.00 [2.29]
0.45 [0.08]
0.68 [0.12]
16.99 [2.99]
U = 0.06
2F
[ Btu/hrFt
U = 0.33
W/m2K ]
2. ความร้ อนจากกระจก (Heat Gain from
Glass)
2.1 ความร้ อนจากการนาความร้ อน (Conduction Heat Gain
Q=UxAx
CLTD
Q = Conduction heat gain through wall
(W)
U = Heat Transfer Coefficient (W/(m2 .
K))
A = พืน้ ที่กระจก (Area of wall : m2)
CLTD = Cooling Load Temperature
Different : C (ตาราง 8)
การปรับแก้ ค่า
CLTD
CLTDCOR = (CLTD + LM).K + (25.5 –
T
)
+
(T
–
29.4)
R
O
โดย LM คือค่ าแก้ ไขสาหรั บเส้ นรุ้ งและเดือน (Latitude and Month)
จากตารางที่ 4
ค่ า K หลังคาสีขาวถาวร K=0.5 ส่ วนผนังสีขาว K=0.65 หลังคาหรื อผนังสี
เข้ มไม่ ต้องแก้ ไข (K=1) กรณีท่ ฝี ้ าเพดานบุฉนวนและมีพัดลมระบายอากาศใน
ฝ้าเพดาน ค่ า CLTDCOR ที่คานวณได้ จะลดลงอีก 25%
จากนัน้ สามารถคานวณภาระการทาความเย็นได้ คือ
Q=UxAx
CLTDCOR
2. ความร้ อนจากกระจก (Heat Gain
from Glass)
2.2 ความร้ อนจากการแผ่ รังสีความร้ อน (Solar Heat Gain)
sun rays
transmitted
energy
reflected
energy
glass
window
Q = A x SC x
SHGF x CLF
A = พืน้ ที่กระจก (Area of wall : m2)
SC = Shading Coefficient
(ม่ านหรื อมู่ล่ ี = 0.64, ติดฟิ ล์ มสะท้ อนแสง =
0.2-0.6)
SHGF = ค่ าความร้ อนจากรั งสีแสงอาทิตย์ สูงสุด
(ตาราง 5)
CLF = Cooling Load Factor (ตาราง
6,7)
Shading Devices
interior
blinds
exterior
fins
ภาระจากภายในห้ องปรับอากาศ
(Internal Loads)
equipment
people
lights
appliances
3. ความร้ อนจากคน (Heat Gain from
People)
Q = Qr x Number
of People
Qr = Sensible Heat + Latent
Heat (W)
(ขึน้ อยู่กับกิจกรรม ดังแสดงในตารางที่ 10)
4. ความร้ อนจากแสงสว่ าง
(Heat Gain from Lights)
Q = Watt x
Fo
Fo = Ballast Factor
Fo = 1 for Lamp without
Ballast
1.25 for Fluoresent
with Ballad
(Heat Gain from
Equipment)
Q = Q S x QL
QS = Sensible Heat from
equipment (W)
QL = Latent Heat from equipment
(W)
6. ความร้ อนจากอากาศภายนอก
(Heat Gained from
Infiltration)
Sensible
Latent
Heat
QS = 1210 VolOA(To- Heat
QL = 3010 VolOA(wo-
Ti) (W)
wi) (W)
Total
Q = QS+QL = 1.2 VolOA[1.0244(To-Ti) + 2501(woHeat
wi)] = 1.23 VolOA(ho-hi)
VolOA = อัตราปริมาณอากาศภายนอกที่ไหลเข้ าห้ อง
(mT3o/s)= อุณหภูมอิ ากาศภายนอกที่เข้ าห้ องปรั บอากาศ (C)
Ti = อุณหภูมภิ ายในห้ องปรั บอากาศ (C)
wo = อัตราส่ วนความชืน้ ของอากาศภายนอกที่เข้ าห้ องปรั บอากาศ (kgw/ kg
wi = อัตราส่ วนความชืน้ ของอากาศภายในห้ องปรั บอากาศ (kgw/
6. ความร้ อนจากอากาศภายนอก
(Heat Gained from
Infiltration)
ห้ องที่ ไม่ มี Ventilation fan
VolOA = (ACH/3600) x W x L x H
W = ความกว้ างห้ อง (เมตร)
L = ความยาวห้ อง (เมตร)
H = ความสูงห้ อง (เมตร)
 ACH (Air Chang/Hour) = 0.3 for tight door and
window
= 0.5 for medium leakage
= 0.6 for easy leakage
= 1.0 for one ventilation fan
ตัวแปรอื่น ๆ (Other Factors)
อากาศในท่ อลมรั่ว และ อื่นๆ ควรเผื่อการคานวน ~ 1020%
ในการคานวณ, มี 2 ปั จจัยที่สาคัญ.
เวลา : เลือก Peak load ในระหว่ างปี
ทิศทางตึก :เหนือ/ใต้ /ตะวันออก/ตะวัน ตก
ลักษณะ Load จากแสงแดด
เช้ า
เย็น
Exam
ple
อาคารชั ้นเดียวแห่งหนึ่งตั ้งอยู่ที่กรุงเทพฯ มีพื ้นที่ดงั แสดงในรูป หลังคาหน้ าจัว่ ทาด้ วยกระเบื ้องลอน มีฝ้าทาด้ วยยิปซัม
บอร์ ดหนา 12 มิลลิเมตร เหนือฝ้าปูฉนวน Fiber Glass หนา 1 นิ ้ว กาแพงทั ้งหมดก่ออิฐฉาบปูนหนา 10
เซนติเมตร มีประตู 3 บานทาด้ วยไม้ ขนาด 1.5 x 2.1 ตารางเมตร หน้ าต่างเป็ นกระจก ขนาดช่องละ 0.9 x 1.5
ตารางเมตร พื ้นเป็ นคอนกรี ตวางอยู่บนดิน ติดไฟฟลูออเรสเซนต์ขนาด 40 Watt จานวน 430 ดวง มีพนักงาน
ทางานอยู่ 85 คน เริ่มทางานตั ้งแต่ 8.00 น. และเลิกงานเวลา 17.00 น. อุณหภูมขิ องอากาศในฤดูร้อนเป็ น 35
CDB 28 CWB ต้ องการปรับอากาศให้ ได้ อณ
ุ หภูมภิ ายใน 24 CDB 55%RH จะต้ องใช้
เครื่ องปรับอากาศขนาดเท่าไร ??
35
C
24
m
9
m
24
C
6
m
สูง 3 m
15
m
N
32
C
Key factor concerns in air
conditioning systems
ปริมาณความเย็น (Cooling capacity) – ความสบาย
(Human Comfort)
Coil face area/ FPM/ External static
pressure
ประสิทธิภาพ (Energy Efficiency) – ค่ าใช้ จ่าย
(Operating costs)
เสียง (Noise level) - Quality of work
ความทนทาน (Reliability and Durability) - อายุการ
ใช้ งาน,การรับประกันและ การบริการ, ISO และมาตรฐานรับรอง
นายธีรชัย ตันติมงคลสุ ข
วิศวกรฝ่ ายการตลาด
Tel : 0 – 2704 – 9999 Ext. 8303
Mobile : 0 – 89792– 2294
Email : [email protected]