Con-En Con Engineering Co.,Ltd. Con-En ศูนย์เพิ่มศักยภาพบริษัท คอน เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด สมัครอบรม
วันที่ 3 · 1.5 ชม.

3.5การอนุรักษ์พลังงานสำหรับระบบปรับอากาศ

11 หัวข้อย่อย · ประมาณ 15 นาที

อ่านจบแล้วคุณจะ

  • รู้จักอุปกรณ์และหลักการทำงานของระบบปรับอากาศ
  • ทราบปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของระบบปรับอากาศ
  • เข้าใจวิธีตรวจวัดและประเมินประสิทธิภาพพลังงานของระบบปรับอากาศ
สีกล่องในหน้านี้ ต้องจำ ตัวอย่างคำนวณ

สรุป 1 นาที 5 เรื่องที่ต้องจำ · ปัดหรือกดลูกศรดู · กดการ์ดเพื่อไปอ่าน

1/5 · หัวข้อย่อย 1

ปรับอากาศควบคุม 5 อย่าง: อุณหภูมิ · ความชื้น · ความสะอาด · การกระจายลม · ปริมาณลม

ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 5-1–5-22/5 · หัวข้อย่อย 3

เครื่องทำน้ำเย็นระบายความร้อนด้วยน้ำ ประสิทธิภาพสูงกว่าระบายด้วยอากาศ

ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 5-63/5 · หัวข้อย่อย 6

TR = GPM × ΔT (°F) ÷ 24

ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 5-19–5-244/5 · หัวข้อย่อย 8

ตั้งน้ำเย็นสูงขึ้นทุก 1 °F ประหยัดประมาณ 2–4%

ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 5-32–5-355/5 · หัวข้อย่อย 10

เพิ่มอุณหภูมิน้ำเย็นแทบไม่ต้องลงทุน คืนทุนเร็วมาก

ที่มา: ตำรา ตอน 3 หน้า 5-43–5-54
1

ปรับอากาศคือควบคุม 5 อย่างของอากาศ

อุณหภูมิ
ความชื้น
ความสะอาด
การกระจายลม
ปริมาณลม

2 วัตถุประสงค์

สร้างสภาวะสบายแก่ผู้อยู่อาศัย · ควบคุมสภาวะอากาศในกระบวนการผลิต

ประเทศไทย (ร้อนชื้น)

หน้าที่หลัก = ทำความเย็นและลดความชื้น โดยใช้สารทำความเย็นดึงความร้อนในพื้นที่ปรับอากาศไประบายทิ้งภายนอก · ระบบปรับอากาศใช้พลังงานสูงมาก

ปรับอากาศควบคุม 5 อย่าง: อุณหภูมิ · ความชื้น · ความสะอาด · การกระจายลม · ปริมาณลม

ที่มา: ตำรา ผู้รับผิดชอบด้านพลังงาน (ผชร.) ตอน 3 หน้า 5-1–5-2 หัวข้อ 5.1

2

แผนภูมิไซโครเมตริก: อ่านค่าอากาศชื้น

อากาศรอบตัว = อากาศแห้ง + ไอน้ำ · แผนภูมิไซโครเมตริก (Psychrometric Chart) ใช้อ่านสมบัติ แสดงกระบวนการปรับอากาศ และประเมินภาระการทำความเย็น

อุณหภูมิกระเปาะแห้งแกนนอน วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ธรรมดา
ความชื้นสัมพัทธ์ความดันไอจริง ÷ ความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน (เส้นโค้ง)
เอนทาลปีพลังงานความร้อนในอากาศ = ความร้อนสัมผัส + ความร้อนแฝง
ความร้อนสัมผัส · ความร้อนแฝงสัมผัส: เปลี่ยนอุณหภูมิที่ความชื้นคงที่ · แฝง: เปลี่ยนความชื้น (ระเหย/ควบแน่น) ที่อุณหภูมิคงที่

อ่านภาระจากแผนภูมิ · ตัวอย่างในตำรา

คอยล์เย็นทำความเย็นและลดความชื้น อากาศ 30 °C ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) 70% ออกเป็น 15 °C RH 93%

  1. เอนทาลปีลดลง 38.5 kJ/kg = ภาระการทำความเย็นต่ออากาศ 1 kg

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-4 ตารางที่ 5.2-1

ความร้อนแฝง = เปลี่ยนความชื้นที่อุณหภูมิกระเปาะแห้งคงที่

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-2–5-5 หัวข้อ 5.2

3

ระบบปรับอากาศรวมศูนย์: 4 วงจร

ลองตอบก่อนอ่าน

เครื่องทำน้ำเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ กับแบบระบายด้วยอากาศ ลองเดาว่าแบบใดประสิทธิภาพสูงกว่า

โรงงานและอาคารใหญ่นิยมระบบรวมศูนย์ (Central) เครื่องทำน้ำเย็นระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งประสิทธิภาพสูงกว่าแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ · หน่วยทำความเย็นใช้วัฏจักรอัดไอ 4 อุปกรณ์: เครื่องระเหย (คอยล์เย็น) · คอมเพรสเซอร์ · คอนเดนเซอร์ · วาล์วลดความดัน

วงจรสารทำความเย็น (ในเครื่องทำน้ำเย็น)·วงจรน้ำหล่อเย็น → หอระบายความร้อน·วงจรน้ำเย็น → เครื่องส่งลมเย็น·วงจรลมเย็น → ห้องปรับอากาศ
เครื่องทำน้ำเย็นระบายความร้อนด้วยน้ำ ประสิทธิภาพสูงกว่าระบายด้วยอากาศ

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-6 หัวข้อ 5.3 · หน้า 5-10–5-11 หัวข้อ 5.4

4

อุปกรณ์หลัก: เครื่องทำน้ำเย็น ปั๊ม หอระบายความร้อน เครื่องส่งลมเย็น

~500 ตันความเย็น (TR) · หอยโข่งประสิทธิภาพสูง เช่น 0.6 kW/TR
~300 TR · สกรูปานกลาง เช่น 0.8 kW/TR
~100 TR · ลูกสูบต่ำ เช่น 1.0 kW/TR
เครื่องส่งลมเย็น AHU ภาพตัด เห็นแผงกรองอากาศ คอยล์ทำความเย็นพร้อมถาดน้ำทิ้ง และพัดลมแรงเหวี่ยงขับด้วยมอเตอร์ผ่านสายพาน แผงกรองอากาศคอยล์ทำความเย็นถาดน้ำทิ้งพัดลมมอเตอร์
เครื่องสูบน้ำมีทั้งระบบน้ำเย็นและน้ำหล่อเย็น · Positive Displacement ความดันสูง อัตราไหลต่ำ · Rotor Dynamic (หอยโข่ง) ความดันต่ำถึงปานกลาง อัตราไหลสูง
หอระบายความร้อนลดอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นด้วยการระเหย · น้ำระเหยและหยดน้ำติดลมไป (Drift Loss) ต้องเติมน้ำ · ไหลสวนทาง (Counter Flow) หรือไหลตั้งฉาก (Cross Flow)
เครื่องส่งลมเย็นพัดลม คอยล์ แดมเปอร์ แผงกรองในตัวเดียว · ใหญ่เรียก เครื่องส่งลมเย็น (Air Handling Unit: AHU) (Air Handling Unit) · เล็กเรียก แฟนคอยล์ยูนิต (Fan Coil Unit: FCU) (Fan Coil Unit) · ท่อลมส่ง (Supply) ท่อลมกลับ (Return)
เครื่องทำน้ำเย็น 3 แบบวางเรียง: หอยโข่ง สกรู และลูกสูบ แต่ละแบบมีถังคอนเดนเซอร์และอีวาพอเรเตอร์ซ้อนกันหอยโข่งสกรูลูกสูบ
หอระบายความร้อน 2 แบบผ่าด้านข้าง: ไหลสวนทางทรงกลม และไหลตั้งฉากทรงเหลี่ยมไหลสวนทางไหลตั้งฉาก
เครื่องทำน้ำเย็นใหญ่ใช้หอยโข่ง 0.6 · กลางใช้สกรู 0.8 · เล็กใช้ลูกสูบ 1.0 kW/TR

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-12–5-16 หัวข้อ 5.5

5

วัดสมรรถนะเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน

เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ชุดคอยล์เย็นติดผนังและชุดคอนเดนซิ่งพร้อมท่อน้ำยา
ความเย็น (TR)=5.707 × 10⁻³ × ลมผ่านคอยล์ (m³/min) × (hเข้า − hออก) (kJ/kg)

สัมประสิทธิ์สมรรถนะ (Coefficient Of Performance: COP) = ความเย็น (kW (กิโลวัตต์)) ÷ กำลังไฟฟ้า (kW) · อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน (Energy Efficiency Ratio: EER) = 3.415 × COP (Btu/h ต่อ W) · 1 TR = 12,000 Btu/h · วัดลมหลายจุดทั่วช่องลมกลับหรือลมจ่ายแล้วเฉลี่ย × พื้นที่ · วัดอุณหภูมิและความชื้นลมจ่าย ลมกลับ แล้วอ่านเอนทาลปีจากแผนภูมิ · วัดกำลังไฟฟ้าคอมเพรสเซอร์และพัดลม · ทุกค่าวัดในเวลาเดียวกัน

ตัวอย่างคำนวณทีละขั้น · ตัวอย่างที่ 1 ในตำรา

เครื่องแบบ Split · ลมผ่านช่อง 0.5 m/s พื้นที่ 0.9 m² · ลมจ่าย 15.8 °C 78.7% RH (h 38.1 kJ/kg) · ลมกลับ 21.1 °C 58.2% RH (h 54.8 kJ/kg) · กำลังไฟฟ้า 2.4 kW

  1. ลม = 0.5 × 60 × 0.9 = 27.0 m³/min
  2. ความเย็น = 5.707×10⁻³ × 27.0 × (54.8 − 38.1) = 2.6 TR = 30,879 Btu/h = 9.05 kW
  3. EER = 30,879 ÷ 2,400 = 12.9 · COP = 9.05 ÷ 2.4 = 3.77

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-19

EER = 3.415 × COP · 1 TR = 12,000 Btu/h

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-16–5-19 หัวข้อ 5.6.1 · หน้า 5-22 หัวข้อ 5.6.3.2

6

วัดสมรรถนะเครื่องทำน้ำเย็น

ความเย็น (TR)=น้ำเย็น (GPM) × (Tเข้า − Tออก) (°F) ÷ 24

วัดอัตราไหลน้ำเย็น (มิเตอร์หรือ Ultrasonic Flow Meter) · อุณหภูมิน้ำเย็นเข้าและออก · กำลังไฟฟ้า (Clamp On Power Meter) · ทุกค่าวัดพร้อมกัน และควบคุมภาระให้คงที่ (ใช้ Manual แทน Automatic) · เครื่องส่งลมเย็นวัดทางด้านน้ำเย็นแม่นกว่าด้านอากาศ · หอระบายความร้อนวัดทางด้านน้ำ

ตัวอย่างคำนวณทีละขั้น · ตัวอย่างที่ 2 ในตำรา

น้ำเย็นไหล 480 GPM เข้า 55 °F ออก 45 °F · กำลังไฟฟ้า 120 kW

  1. ความเย็น = 480 × (55 − 45) ÷ 24 = 200 TR = 2,400,000 Btu/h = 702.7 kW
  2. EER = 2,400,000 ÷ 120,000 = 20.0 · COP = 702.7 ÷ 120 = 5.85
  3. 120 ÷ 200 = 0.6 kW/TR

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-20

TR = GPM × ΔT (°F) ÷ 24

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-19–5-24 หัวข้อ 5.6.2–5.6.3

7

มาตรการอนุรักษ์พลังงานในระบบปรับอากาศ

อุณหภูมิอิ่มตัวด้านความดันต่ำ (เครื่องระเหย) สูงขึ้นCOP ดีขึ้น · คอมเพรสเซอร์เย็นลง ขนาดเล็กลงได้
อุณหภูมิอิ่มตัวด้านความดันสูง (คอนเดนเซอร์) ต่ำลงCOP สูงขึ้น ความสามารถทำความเย็นเพิ่ม
ส่งน้ำเย็นแบบปริมาตรแปรเปลี่ยน (VWV)วาล์ว 2 ทาง อัตราไหลตามภาระ ลดรอบปั๊ม · ระบบปริมาตรคงที่ (วาล์ว 3 ทาง) ใช้พลังงานมาก
ส่งลมเย็นแบบปริมาตรแปรเปลี่ยน (ระบบปริมาณลมแปรผัน (Variable Air Volume: VAV))ภาระลด ลดรอบพัดลมและปริมาณลม
ท่อความร้อน (Heat Pipe)คุมทั้งอุณหภูมิและความชื้น แทนวิธีทำให้เย็นจัดแล้วอุ่นซ้ำ (Overcool and Reheat) ไม่ต้องใช้ขดลวดความร้อน
อาคาร · อุปกรณ์ · การควบคุม · บำรุงรักษาทิศอาคาร ฉนวน อุดรอยรั่ว ชุดปิดประตู บังแดด อากาศภายนอกไม่เกินต้องการ · มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง ปรับรอบปั๊มและพัดลม แบ่งโซน · ตั้งอุณหภูมิไม่เย็นเกิน ไม่เดินเมื่อไม่จำเป็น ตั้งเวลา 365 วัน
เครื่องส่งลมเย็นผ่าด้านข้าง เรียงจากกรองอากาศ คอยล์ท่อความร้อน คอยล์เย็น คอยล์ท่อความร้อนอีกส่วน และพัดลมกรองอากาศท่อความร้อนคอยล์เย็นท่อความร้อนพัดลม
เพิ่มอุณหภูมิเครื่องระเหย หรือลดอุณหภูมิคอนเดนเซอร์ ⇒ COP สูงขึ้น ท่อความร้อนแทน Overcool and Reheat ไม่ต้องใช้ขดลวดความร้อน

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-25–5-32 หัวข้อ 5.7

8

ตรวจวินิจฉัย: เครื่องทำน้ำเย็นและปั๊ม

ลองตอบก่อนอ่าน

ห้องเย็นพอแล้ว ถ้าขยับค่าน้ำเย็นที่เครื่องทำน้ำเย็นให้อุ่นขึ้นอีกเล็กน้อย ลองเดาว่าค่าไฟเป็นอย่างไร

น้ำเย็นตั้งอุณหภูมิน้ำเย็นให้สูงที่สุดเท่าที่ทำได · ทุก 1 °F ที่สูงขึ้น ประหยัดประมาณ 2–4%ภาระต่ำกว่า 80% ปรับขึ้นครั้งละ 1 °F แล้วดูอุณหภูมิห้อง
ภาระเครื่องอัดแบบแรงเหวี่ยงประสิทธิภาพสูงสุดที่ภาระ 80–90% (kW/TR ต่ำสุด)ตั้งภาระใกล้ 90%
Coolerน้ำเย็นออกไม่ควรสูงกว่าอุณหภูมิอิ่มตัวของสารทำความเย็นเกิน 4 °Fล้าง Cooler · ปรับน้ำเย็น · เติมสารทำความเย็น
อัตราไหลออกแบบ ΔT 10 °F: น้ำเย็น 2.4 GPM/TR · น้ำระบายความร้อน 3.0 GPM/TRลดรอบปั๊มได้มาก แต่ไม่ควรเกิน 30%
น้ำหล่อเย็นน้ำระบายความร้อนเข้าเครื่องไม่ควรสูงกว่า 90 °Fเปิดหอเพิ่ม · ปรับปรุงหอ
kW/TRแต่ละเครื่องควรใกล้กันหรือใกล้พิกัดใช้เครื่อง kW/TR สูงให้น้อยลง
ลัดวงจรไม่เปิดวาล์วน้ำเย็นของเครื่องที่ไม่ใช้งาน น้ำเย็นไป AHU จะอุ่นขึ้น ลดความชื้นได้น้อยปิดวาล์ว แล้วหรี่วาล์วหรือลดรอบปั๊ม
ตั้งน้ำเย็นสูงขึ้นทุก 1 °F ประหยัดประมาณ 2–4% น้ำเย็นออกแบบ 2.4 GPM/TR · น้ำระบายความร้อน 3.0 GPM/TR (ΔT 10 °F)

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-32–5-35 หัวข้อ 5.8 รายการตรวจข้อ 1–22

9

ตรวจวินิจฉัย: หอระบายความร้อน และเครื่องส่งลมเย็น

หอระบายความร้อนแบบเหลี่ยม พัดลมด้านบน ช่องลมเข้าด้านข้าง และท่อน้ำ
พิกัดหอหอระบายความร้อนควรมากกว่าพิกัดเครื่องทำน้ำเย็นประมาณ 20–30%เปิดหอมากกว่าจำนวนเครื่องทำน้ำเย็นอย่างน้อย 1 ชุด
น้ำออกหอไม่ควรสูงกว่าอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศเข้าเกิน 4 °Fปรับน้ำ เพิ่มลม กระจายน้ำทั่ว ล้างฟิลเลอร์
ถาดน้ำระดับน้ำในถาดหอแบบเหลี่ยมสูงกว่า 1/3 ของความสูงถาด · รูน้ำไม่ตันปรับสมดุลน้ำ · ตรวจตามแผน
หอไม่เปิดพัดลมน้ำทั้งหมดควรผ่านหอที่เปิดพัดลมปิดวาล์วน้ำของหอที่ไม่เปิดพัดลม
AHUกรองอากาศ ครีบ คอยล์สะอาด · น้ำกลั่นตัวออกปกติ · ผิวคอยล์ต่ำกว่าจุดน้ำค้างล้างตามแผน · กำจัดตะกรันในคอยล์
อัตราไหล AHUน้ำเย็น 2.4 GPM/TR (ΔT 10 °F) · ลม 300–400 CFM/TRปรับน้ำ · เปลี่ยนพู่เลย์เพิ่มรอบพัดลม
พื้นที่อุณหภูมิแต่ละจุดต่างกันไม่เกิน 2 °F · ความชื้นสัมพัทธ์ที่ออกคอยล์ควรมากกว่า 80%ย้ายตัวควบคุม · ปรับการกระจายลม
น้ำออกจากหอไม่ควรสูงกว่ากระเปาะเปียกของอากาศเข้าเกิน 4 °F ลมผ่าน AHU ประมาณ 300–400 CFM/TR

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-36–5-39 หัวข้อ 5.8 รายการตรวจข้อ 23–47

10

มาตรการตัวอย่างในตำรา

เปลี่ยนเครื่องปรับอากาศประสิทธิภาพสูง (มาตรการที่ 1)

เครื่องเล็กอายุประมาณ 8–10 ปี · วัดได้ 5.25 TR ใช้ไฟ 6.5 kW = 1.24 kW/TR · เครื่องใหม่ 1.10 kW/TR ลดลง 11.29% · 7,000 ชม./ปี ตัวประกอบ 75% ⇒ ประหยัด 3,852.71 kWh (กิโลวัตต์ชั่วโมง หรือ หน่วย)/ปี · 11,558.13 บาท/ปี · ลงทุน 20,000 บาท คืนทุน 1.73 ปี

เพิ่มอุณหภูมิน้ำเย็น (มาตรการที่ 3)

น้ำเย็นออก 48 → 50 °F · 1,200 GPM ภาระ 500 TR เท่าเดิม · ไฟ 400 → 391 kW · 0.80 → 0.78 kW/TR · 3,500 ชม./ปี ตัวประกอบ 80% ⇒ ประหยัด 28,000 kWh/ปี · 84,000 บาท/ปี · ค่าตรวจวัด 25,000 บาท คืนทุน 0.30 ปี

น้ำเย็นสูงขึ้น 1 °FkW/TR ลดประมาณ 2–4% (มาตรการที่ 3)
น้ำระบายความร้อนต่ำลง 1 °FkW/TR ลดประมาณ 1–3% (มาตรการที่ 4)

มาตรการที่ 3 ตำราปัด kW/TR หลังปรับเป็น 0.78 (391 ÷ 500 = 0.782) จึงได้ 28,000 kWh/ปี · ถ้าไม่ปัด (400 − 391) × 3,500 × 0.8 = 25,200 kWh/ปี

เพิ่มอุณหภูมิน้ำเย็นแทบไม่ต้องลงทุน คืนทุนเร็วมาก

ที่มา: ตำรา ผชร. ตอน 3 หน้า 5-43–5-54 หัวข้อ 5.10 มาตรการที่ 1 3 4

★

ตัวเลขที่ต้องจำในหัวข้อนี้

0.6 · 0.8 · 1.0kW/TR หอยโข่ง · สกรู · ลูกสูบ
3.415 · 12,000EER = 3.415 × COP · 1 TR = 12,000 Btu/h
GPM × ΔT ÷ 24ความเย็นของเครื่องทำน้ำเย็น (TR)
2–4% · 1–3%ต่อ 1 °F: น้ำเย็นสูงขึ้น · น้ำระบายความร้อนต่ำลง
2.4 · 3.0 GPM/TRน้ำเย็น · น้ำระบายความร้อน (ΔT 10 °F)
80–90%ภาระเครื่องอัดแรงเหวี่ยงที่ kW/TR ต่ำสุด
90 °F · 4 °Fน้ำหล่อเย็นเข้า · น้ำออกหอเทียบกระเปาะเปียก
20–30%หอระบายความร้อนใหญ่กว่าเครื่องทำน้ำเย็น
300–400 CFM/TRลมผ่าน AHU
2

จำลองอุปกรณ์ในโรงงาน

จำลองอุปกรณ์ที่บทนี้สอน ในโรงงานที่สร้างจากเนื้อหาที่อบรม · ห้องเครื่องทำน้ำเย็นและหอผึ่งเย็นของเครื่องทำน้ำเย็น

ภาพโรงงานจำลอง ห้องของบทนี้สว่าง

ลองปรับเอง · เปลี่ยนค่าแล้วเห็นผลทันที

วัดสมรรถนะเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน

สถานการณ์จำลอง 2 เรื่อง · เลือกทางแก้แล้วเห็นผลเป็นตัวเลขจากตำรา

ที่มา: คู่มือผู้รับผิดชอบด้านพลังงานสามัญ (โรงงาน) พ.ศ. 2567 (พพ.) ตอนที่ 3 การจัดการพลังงานความร้อน บทที่ 5 · หน้า 5-1 ถึง 5-144 (หน้าไฟล์ 344–487)

หัวข้อก่อนหน้า3.6 การอนุรักษ์พลังงานสำหรับระบบทำความเย็นหัวข้อถัดไป 3.1 เครื่องมือวัดทางความร้อน