chapter - air conditioning and refrigeration (thai)

21
เครื่องมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศ แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 1 เครื่องทําความเย็นและระบบเครื่องปรับอากาศ 1. บทนํา ...................................................................................................................................... 1 2. ประเภทของเครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศ ..................................................................... 3 3. การประเมินสมรรถภาพเครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศ .................................................... 9 4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพ .............................................................................. 12 5. รายการตรวจสอบทางเลือก ....................................................................................................... 17 6. ตารางงาน .............................................................................................................................. 19 7. เอกสารอางอิง ......................................................................................................................... 21 1. บทนํา หัวขอนี้จะอธิบายพอสังเขปถึงรูปแบบหลักๆ ของเครื่องทําความเย็นและระบบเครื่องปรับอากาศ 1.1 การทําความเย็นและการปรับอากาศคืออะไร เครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศจะถูกใชทําใหผลิตภัณฑหรือหรือสภาพแวดลอมของอาคารเย็นลง ระบบทําความเย็น และระบบปรับอากาศ (R) จะถายเทความรอนจากอางเก็บพลังงานต่ําที่เย็นกวาไปยังอางเก็บพลังงานสูงที่อุนกวา (ดูรูปที1) อางเก็บอุณหภูมิสูง อางเก็บอุณหภูมิต่ํา R งานทเตมเขาไป ความรอนที่ถูกดูดซับ ความรอนที่ถกกําจัดออก รูปที1. แผนผังแสดงรูปแบบของการทําความเย็น

Upload: heibladerh

Post on 03-Dec-2014

96 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 1

เครื่องทําความเย็นและระบบเครื่องปรับอากาศ

1. บทนํา ......................................................................................................................................1

2. ประเภทของเครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศ.....................................................................3

3. การประเมินสมรรถภาพเครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศ ....................................................9

4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมปีระสิทธิภาพ ..............................................................................12

5. รายการตรวจสอบทางเลือก.......................................................................................................17

6. ตารางงาน ..............................................................................................................................19

7. เอกสารอางอิง .........................................................................................................................21 1. บทนํา

หัวขอนี้จะอธิบายพอสังเขปถึงรูปแบบหลักๆ ของเครื่องทําความเย็นและระบบเครื่องปรับอากาศ

1.1 การทําความเย็นและการปรับอากาศคืออะไร

เครื่องทําความเย็นและเครื่องปรับอากาศจะถูกใชทําใหผลิตภัณฑหรือหรือสภาพแวดลอมของอาคารเย็นลง ระบบทําความเย็นและระบบปรับอากาศ (R) จะถายเทความรอนจากอางเก็บพลังงานต่ําที่เย็นกวาไปยังอางเก็บพลังงานสูงที่อุนกวา (ดูรูปที่ 1)

อางเก็บอุณหภูมิสูง

อางเก็บอุณหภูมิตํ่า

R งานที่เติมเขาไป

ความรอนที่ถูกดูดซับ

ความรอนที่ถูกกําจัดออก

รูปท่ี 1. แผนผังแสดงรูปแบบของการทําความเย็น

Page 2: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 2

ในระบบทําความเย็นจะมีวงจรการถายเทความรอนอยูหลายรูปแบบ ดังแสดงในรูปที่ 2 พลังงานความรอนจะเคลื่อนที่จากซายไปขวาในขณะที่มันถูกดึงออกมาจากชองวางและถูกขับดันไปสูภายนอกโดยผานวงจรการถายเทความรอน 5 รูปแบบ

วงจรอากาศภายใน ในวงจรทางซายมืออากาศภายในจะถูกขับเคล่ือนโดยพัดลมอากาศผานมาทางขดลวดทําความเย็น ซึ่งเปนที่ที่มีการถายเทความรอนไปสูน้ําเย็น อากาศที่เย็นแลวจึงไปทําใหพ้ืนที่ภายในอาคารเย็นลง

วงจรน้ําเย็น จะถูกขับเคลื่อนโดยเครื่องสูบน้ําน้ําที่ไหลกลับมาจากขดลวดทําความเย็นไปยังเครื่องทําระเหยเพื่อถูกทําใหเย็นอีกครั้ง

วงจรสารทําความเย็น จะใชสารทําความเย็นแบบเปลี่ยนเฟส เครื่องอัดอากาศของเครื่องทําความเย็นจะสูบความรอนจากน้ําเย็นไปยังน้ําควบแนน

วงจรน้ําควบแนน น้ําจะดูดความรอนจากเครื่องควบแนนของเครื่องทําความเย็นและเครื่องสูบน้ําควบแนนจะสงมันไปที่หอหลอเย็น

วงจรหอหลอเย็น พัดลมของหอหลอเย็นจะขับเคลื่อนอากาศผานชองการไหลแบบเปดของน้ําควบแนนรอน แลวถายเทความรอนไปสูภายนอก

1.2 ระบบปรับอากาศ

ระบบปรับอากาศที่ใชอยูจะมีหลายทางเลือกดวยกัน โดยขึ้นอยูกับการใชงาน ดังนี้ การปรับอากาศ (สําหรับพื้นที่หรือสําหรับเครื่องจักร) เครื่องปรับอากาศแบบแยกสวน หนวยขดลวดพัดลมในระบบขนาดใหญ หนวยควบคุมจัดการอากาศในระบบขนาดใหญ

1.3 ระบบทําความเย็น (สําหรับกระบวนการ)

ระบบทําความเย็นตอไปนี้จะมีใชอยูในกระบวนการทางอุตสาหกรรม (เชน โรงงานทําความเย็น) และการใชงานภายในอาคารทั่วๆไป (เปนหนวยโมดูล เชน ตูเย็น)

หนวยที่มีกําลังผลิตนอย ซึ่งมีรูปแบบการขยายเหมือนกับตูเย็นทั่วไปภายในอาคาร โรงงานทําน้ําเย็นสวนกลาง ซึ่งมีน้ําเย็นเปนตัวทําความเย็นทุติยภูมิ สําหรับชวงอุณหภูมิทั่วไปที่มากกวา 5๐C และยัง

สามารถนําไปใชทําใหเกิดการกอตัวของน้ําแข็งไดดวย

รูปท่ี 2. รูปแบบทั่วไปของวงจรการถายเทความรอนในระบบทําความเย็น (Bureau of Energy Efficiency, 2004)

Page 3: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 3

โรงงานที่ใชน้ําเกลือ ซึ่งมีอุณหภูมิตํ่ากวาเปนตัวทําความเย็นทุติยภูมิ สําหรับการใชงานที่มีอุณหภูมิตํ่ากวาศูนย โดยจะมีทั้งแบบกําลังผลิตของหนวยโมดูล เชนเดียวกับกําลังผลิตของโรงงานสวนกลาง

โรงงานที่มีกําลังผลิตถึง 50 TR (ตันของเครื่องทําความเย็น) นั้นถูกจัดใหมีกําลังผลิตนอย สวนโรงงานที่มีกําลังผลิต 50 – 250 TR จะถูกจัดวาเปนหนวยขนาดใหญ

บริษัทขนาดใหญอาจมีหนวยทําความเย็นอยูจํานวนมาก ซึ่งโดยมากแลวจะมีเครื่องสูบน้ําเย็น เครื่องสูบน้ําควบแนน และหอหลอเย็น โดยถือวาเปนกําลังผลิตภายนอก บริษัทเดียวกันอาจจะมีเครื่องทําความเย็น และเครื่องปรับอากาศ อยู 2 – 3 ระดับ เชน จะเปนการรวมกันของ การปรับอากาศใหมีสภาพที่สบาย (20 - 25๐C) ระบบน้ําเย็น (8 - 10๐C) ระบบน้ําเกลือ (การใชงานที่ตํ่ากวาศูนย)

2. ประเภทของการทําความเย็นและการปรับอากาศ

หัวขอนี้จะอธิบายหลักการ 2 ประการของโรงงานทําความเย็นซึ่งมีใชอยูในปจจุบัน ไดแก การทํา ความเย็นแบบบีบอัดไอน้ํา (VCR) และการทําความเย็น (VAR) ระบบ VCR จะใชพลังงานเชิงกลในการทําใหเกิดแรงขับสําหรับการทําความเย็น ในขณะที่ระบบ VAR จะใชพลังงานความรอนเปนแรงขับสําหรับการทําความเย็น 2.1 ระบบทําความเย็นแบบบีบอัดไอน้ํา

2.1.1 รูปรางลักษณะ

วงจรการทําความเย็นแบบบีบอัดจะมีขอดีตรงที่ของไหลที่ถูกบีบอัดสูงมาก ณ อุณหภูมิคาหนึ่งนั้นจะเย็นลงก็ตอเมื่อยอมใหมีการขยายไดอีก ถาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมีคาสูงเพียงพออากาศที่ถูกบีบอัดนี้จะรอนมากกวาแหลงทําความเย็นภายนอก (ตัวอยางเชน อากาศภายนอก) และกาซที่ขยายตัวจะเย็นลงมากกวาคาอุณหภูมิที่กําหนดไว ในกรณีเชนนี้อากาศจะถูกใชไปในการทําใหพื้นที่วางเย็นลงไปแลวกําจัดความรอนไปยังสภาพแวดลอมที่มีอุณหภูมิสูงกวา

วงจรการทําความเย็นแบบบีบอัดไอน้ําจะมีขอดีอยู 2 ประการ อยางแรกคือมีความตองการใชพลังงานความรอนไปเปลี่ยนของเหลวใหเปนไอน้ํา เพราะฉะนั้นจึงสามารถขจัดความรอนในพื้นที่วางที่มีการปรับอากาศได อยางที่สองก็คือ ธรรมชาติของการแบงแบบความรอนเทากันจะยอมใหมีการถอนความรอนออกโดยไมมีการเพิ่มอุณหภูมิของของไหลที่ใชทํางานตออุณหภูมิของอะไรก็ตามที่กําลังถูกทําใหเย็นนั่นหมายความวาการถายเทความรอนจะอยูในอัตราที่สูง เพราะวาถาหากอุณหภูมิของของเหลวที่ใชงานอยูมีคาใกลเคียงกับสภาพแวดลอมก็จะทําใหมีอัตราการถายเทความรอนลดลง

วงจรการทําความเย็น แสดงไวแลวในรูปที่ 3 และรูปที่ 4 และถูกแยกยอยออกมาอีกตามขั้นตอนตางๆ ดังนี้ 1 – 2. สารทําความเย็นที่เปนของเหลวซึ่งอยูในเครื่องทําระเหยนั้น จะดูดกลืนความรอนจากสภาพแวดลอม เชน

อากาศ น้ํา หรือของเหลวบางสวนในกระบวนการ ในระหวางขั้นตอนนี้มันจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเปนกาซและที่ทางออกจากเครื่องทําระเหยนั้น จะเปนการดงไอดวยเล็กนอย

2 – 3. ไอรอนยิ่งยวด (ไอดง) จะเขาไปยังเครื่องอัดอากาศซึ่งจะเพิ่มความดันอุณหภูมิก็จะเพิ่มขึ้นดวย เพราะวาสัดสวนของพลังงานที่ใสเขาไปในกระบวนการบีบอัดนั้น จะถูกถายเทสารทําความเย็นตอไป

Page 4: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 4

3 – 4. กาซรอนยิ่งยวดแรงดันสูง จะผานมาจากเครื่องอัดอากาศไปยังเครื่องควบแนน สวนแรกเริ่มของกระบวนการหลอเย็น (3 – 3a) จะลดความรอนยิ่งยวดของกาซกอนที่จะกลายเปนของเหลว (3a – 3b) การหลอเย็นสําหรับกระบวนการนี้ทําไดโดยใชอากาศหรือน้ํา การลดอุณหภูมิลงอีกจะมีขึ้นที่ระบบทอและอางรับของเหลว (3b – 4) ซึ่งสารของเหลวทําความเย็นก็จะถูกทําใหมีอุณหภูมิตํ่ากวาอุณหภูมิอิ่มตัวในขณะที่มันเขาไปยังอุปกรณลดความดัน

4 - 1 ของเหลวยิ่งยวด ซึ่งมีแรงดันสูงนี้จะผานอุปกรณลดแรงดัน ซึ่งจะลดทั้งแรงดันและการควบคุมการไหลเขาสูเครื่องทําระเหย

รูปท่ี 3. รูปแบบของการอัดไอในวัฏจักรของการทําความเย็น

รูปท่ี 4. รูปแบบของการอัดไอในวัฏจักรของการทําความเย็นซึงรวมการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน (Bureau of Energy Efficiency, 2004)

เคร่ืองควบแนน

เคร่ืองทําระเหย

ดานที่มีแรงดันสูง

ดานที่มีแรงดันต่ํา

เคร่ืองอัดอากาศ อุปกรณลด

1 2

3

4

Page 5: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 5

เครื่องควบแนนจะตองสามารถกําจัดความรอนที่เขามาในเครื่องทําระเหยและเครื่องอัดอากาศไดหรือกลาวไดวา (1 – 2) + (2 – 3) จะตองเหมือนกับ (3 – 4) โดยไมมีการสูญเสียหรือไดรับความรอนเพิ่มในอุปกรณลดแรงดัน 2.1.2 ประเภทของสารทําความเย็นที่ใชในระบบการอัดไอ

สารทําความเย็นหลายชนิดไดถูกนํามาใชในระบบการอัดไอ อุณหภูมิการหลอเย็นที่ตองการจะเปนตัวกําหนดทางเลือกของสารเหลานี้ สารทําความเย็นที่มักจะถูกนํามาใชนั้นจะอยูในกลุมของคลอริเนต ฟลูออโรคารบอน (CFCs หรือที่เรียกวา ฟรีออน) ไดแก R–11, R–12, R–21, R–22 และ R–502 คุณสมบัติของสารทําความเย็นเหลานี้สรุปไวในตารางที่ 1 และสมรรถภาพของมันก็แสดงไวในตารางที่ 2 ดังตอไปนี้

ตารางที่ 1. คุณสมบัติของสารทําความเย็นที่มักจะถูกนํามาใช (ดัดแปลงมาจาก Arora, C.P., 2000)

ความจุความรอน * สารทําความเย็น จุดเดือด **

(oC) จุดเยือกแข็ง

(oC) แรงดันไอ *

(kPa) ปริมาตรไอ * (m3 / kg) ของเหลว

(kJ / kg) ไอ

(kJ / kg)

R – 11 -23.82 -111.0 25.73 0.61170 191.40 385.43

R – 12 -29.79 -158.0 219.28 0.07702 190.72 347.96

R – 22 -40.76 -160.0 354.74 0.06513 188.55 400.83

R – 502 -45.40 --- 414.30 0.04234 188.87 342.31

R – 7 (แอมโมเนีย)

-33.30 -77.7 289.93 0.41949 808.71 487.76

* ที่ -10 oC ** ที่แรงดันบรรยากาศมาตรฐาน (101.325 kPa)

ตารางที่ 2. สมรรถภาพของสารทําความเย็นที่มักจะถูกนํามาใช (ดัดแปลงมาจาก Arora, C.P., 2000)

สารทําความเย็น แรงดันการระเหย (kPa)

แรงดันการควบแนน (kPa)

อัตราสวนแรงดัน

ความจุความรอนของไอ (kJ / kg)

COP**carnot

R – 11 20.4 125.5 6.15 155.4 5.03

R – 12 182.7 744.6 4.08 116.3 4.70

R – 22 295.8 1192.1 4.03 162.8 4.66

R - 502 349.6 1308.6 3.74 106.2 4.37

R - 717 236.5 1166.5 4.93 103.4 4.78

* ที่ -15 oC อุณหภูมิของเครื่องทําระเหย, และ 30 oC อุณหภูมิของเครื่องควบแนน ** COP carnot = คาสัมประสิทธิ์ของสมรรถภาพ = Temp.Evap. / (Temp.Cond. -TempEvap.)

ทางเลือกของสารทําความเย็นและอุณหภูมิหลอเย็นที่ตองการและโหลด จะเปนตัวกําหนดทางเลือกของเครื่องอัดไอ เชนเดียวกับการออกแบบของเครื่องควบแนน เครื่องทําระเหยและอุปกรณเสริมอื่น ๆ (น้ํา กําลังไฟฟา ฯลฯ) ก็มีอิทธิพลตอการเลือกสวนประกอบตางๆ เชนกัน

Page 6: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 6

2.2 ระบบทําความเย็นแบบดูดซับไอ

2.2.1 รูปรางลักษณะ

ระบบทําความเย็นแบบดูดซับไอ จะประกอบไปดวย

เครื่องดูดซับ เปนการดูดซับไอของสารทําความเย็นโดยการใชตัวดูดซับที่เหมาะสมจะทําใหมีสารทําความเย็นที่ละลายเขมขนไดภายในตัวดูดซับนั้น

เครื่องสูบ จะสูบสารละลายเขมขนและเพิ่มแรงดัน จนถึงคาแรงดันของเครื่องควบแนน เครื่องกําเนิด การกลั่นของไอจากสารละลายเขมขนจะทิ้งสารละลายของไอไวสําหรับการนํามาใชหมุนเวียน

เครื่องทําความเย็นแบบดูดซับนี้ เปนเครื่องจักรที่ผลิตน้ําเย็นไดโดยการใชความรอน เชน ไอน้ํา น้ํารอน กาซ น้ํามัน ฯลฯ น้ําเย็นจะถูกผลิตขึ้นหลักการที่วา ของเหลว (ซึ่งก็คือสารทําความเย็นที่ระเหยไดที่อุณหภูมิตํ่า) จะดูดซับความรอนจากสิ่งแวดลอมโดยรอบเมื่อมันระเหยน้ําบริสุทธิ์จะถูกนํามาใชเปนสารทําความเย็นและลิเธียมโปรไมค จะถูกนาํมาใชเปนสารดูดซับ

ความรอนสําหรับระบบทําความเย็นแบบดูดซับ จะถูกนํามาจากความรอนเหลือทิ้งจากกระบวนการ หรือจากชุดเครื่องกําเนิดดีเซล เปนตน ในกรณีนี้ระบบดูดซับตองการใชพลังงานไฟฟาสําหรับการเดินเครื่องสูบเทานั้น อาจเปนการประหยัดกวาเพื่อผลิตความรอน/ไอน้ําในการเดินระบบดูดซับ ทั้งนี้จะขึ้นอยูกับอุณหภูมิที่ตองการและคาใชจายดานกําลังงาน

เคร่ืองควบแนน เคร่ืองกําเนิด

เคร่ืองทําระเหย

เคร่ืองดูดซับดานที่เย็น

ดานที่รอน

รูปท่ี 5: รูปแบบอยางงายของระบบทําความเย็นแบบดูดซับไอ

Page 7: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 7

หลักการของระบบทําความเย็นแบบดูดซับ มีรายละเอียด ดังนี้ (ไมทราบแหลงที่มาของรูปภาพประกอบ)

เคร่ืองระเหย

สารทําความเย็น (น้ํา) จะระเหยที่อุณหภูมิประมาณ 4๐C ภายใตสภาวะสูญญากาศที่ความดัน 754 mmHg ในเครื่องทําระเหย

น้ําเย็นจะไหลผานทอหลอดแลกเปลี่ยนความรอนในเครื่องระเหย แลวถายเทความรอนไปใหสารทําความเย็นที่ระเหยอยู

สารทําความเย็นที่ระเหยอยูนั้น (ไอ) จะเปลี่ยนกลับมาเปนของเหลวอีกครั้งในขณะที่ความรอนแฝงจากกระบวนการระเหยนี้ จะทําใหน้ําเย็นลง (ในรูปภาพจะลดลงจาก 12๐C เปน 7๐C) และน้ําเย็นนี้จะถูกนําไปใชสําหรับการหลอเย็น

เคร่ืองดูดซับ ในการที่จะรักษาการระเหยไวใหไดนั้น ไอของสารทําความเย็นจะตองถูกปลอยมาจากเครื่องระเหย และตองเติมสารทําความเย็น (น้ํา) ดวย ไอของสารทําความเย็นจะถูกดูดซับเขาไปในสารละลายลิเธียมโปรไมค ซึ่งเปนวิธีที่สะดวกสําหรับการดูดซับไอของสารทําความเย็น ความรอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการดูดซับจะถูกกําจัดออกจากระบบอยางตอเนื่องโดยนํ้าหลอเย็น การดูดซับยังชวยรักษาสภาวะสุญญากาศภายในเครื่องระเหยอีกดวย

เคร่ืองกําเนิดแรงดันสูง ในขณะที่สารละลายลิเธียมโบรไมคกําลังเจือจางลง ความสามารถในการดูดซับของไอของสารทําความเย็นก็จะลดลงดวย การที่จะรักษาใหกระบวนการดูดซับดําเนินตอไปน้ัน จะตองทําใหสารละลายลิเธียมโบรไมค เขมขนขึ้นอีกครั้ง

เครื่องทําความเย็นแบบดูดซับ จะไดรับการติดตั้งระบบทําใหสารละลายเขมขนมาดวย เรียกวา เครื่องกําเนิดสื่อทําความรอน เชน ไอน้ํา น้ํารอน กาซ หรือ น้ํามัน จะทําหนาที่ทําใหสารละลายมีความเขมขนขึ้น สารละลายที่เขมขนนี้จะกลับไปสูเครื่องดูดซับเพื่อทําการดูดซับไอของสารทําความเย็นอีกครั้ง

Page 8: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 8

เคร่ืองควบแนน

ในการที่จะทําใหวัฏจักรของการทําความเย็นมีความสมบูรณและทําใหแนใจวาการทําความเย็นจะเกิดขึ้นอยางตอเนื่องนั้น จะตองทําในสองสิ่งตอไปนี้ 1. ทําใหไอของสารทําความเย็นมีความเขมขนและ

กลายเปนของเหลว ซึ่งทําไดในเครื่องกําเนิดแรงดันสูง

2. เติมน้ําควบแนนเขาสูเครื่องระเหย เพื่อใหเปนตัวทําความรอน (น้ํา)

เครื่องควบแนนจึงถูกติดตั้งเขากับระบบเพื่อทําหนาที่ทั้งสองดังกลาวนี้

ระบบทําความเย็นแบบดูดซับที่ใช Li – Br – น้ํา เปนตัวทําความเย็นนี้จะมีคาสัมประสิทธิ์สมรรถนะ (COP) อยูในชวง 0.65 – 0.70 และสามารถทําน้ําเย็นไดในอุณหภูมิ 6.7๐C และมีอุณหภูมิน้ําหลอเย็น 30๐C และยังมีระบบที่ทําน้ําเย็นได 3๐C อีกดวย ระบบที่ใชแอมโมเนียจะทํางานที่ความดันบรรยากาศและสามารถทํางานในอุณหภูมิตํ่าได (ตํ่ากวา 0๐C) เครื่องดูดซับสามารถทํางานไดระหวาง 10 – 1500 ตัน ถึงแมวาระบบดูดซับจะมีราคาแพงกวาระบบบีบอัด แตก็มีคาใชจายในการปฏิบัติงานต่ํากวามากถามีการใชความรอน

2.2.2 การหลอเย็นแบบระเหยในระบบทําความเย็นแบบดูดซับไอ

การปรับอากาศเปนการกําหนดควบคุมความช้ืนไดมากถึง 50% สําหรับความสบายตัวของคนหรือกระบวนการและในหลายๆ โอกาส การปรับอากาศก็สามารถถูกทดแทนไดโดยการใชการระเหยไอน้ําเย็น ซึ่งใชพลังงานนอยกวา

หลักการงายๆ ของวิธีการนี้ จะเหมือนกับวิธีที่ใชกับหอระบายความรอนอากาศจะถูกนําเขามาใกลน้ําเพื่อใหเย็นลงจนมีอุณหภูมิใกลเคียงกับอุณหภูมิกระเปาะเปยก อากาศเย็นอาจถูกนําไปใชเพื่อความสบายตัวหรือวิธีการที่ไดผลดีมาก ขอเสียของระบบนี้คืออากาศจะมีความชื้นมาก แตอยางไรก็ตามมันก็เปนวิธีการที่ไดผลดีมากสําหรับการระบายความรอนที่มีคาใชจายนอย ระบบทางการพาณิชยขนาดใหญจะใชแผนที่เตมิดวยเซลลูโลสปดไวและฉีดพนดวยน้ํา การควบคุมอุณหภูมิสามารถทําไดโดยการควบคุมอัตราการไหลของอากาศและการไหลเวียนของน้ํา มีความเปนไปไดมากที่จะนําการระเหยไอน้ําเย็นนี้มาใชในการใหความสบายตัวในภูมิภาคที่แหง หลักการนี้ไดถูกนําไปใชในกระบวนการบางอยางของอุตสาหกรรมสิ่งทอดวย

อากาศเย็น อากาศรอน

พรมน้ํา

รูปท่ี 6. แผนผังของการระเหยไอน้ําเย็น (ดัดแปลงมาจาก: Munters (2001))

Page 9: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 9

3. การประเมินสมรรถภาพของการทําความเย็นและการปรับอากาศ

หัวขอนี้จะอธิบายวา จะทําการประเมินสมรรถภาพของการทําความเย็น/การปรับอากาศไดอยางไร

3.1 การประเมินสมรรถภาพของเครื่องทําความเย็น 3.1.1 TR

เราเริ่มตนดวยความหมายของ TR TR: คือ ผลกระทบของความเย็นที่ผลิตขึ้นโดยวัดปริมาณเปนตันของการทําความเย็น เรียกไดอีกอยางหนึ่งวา “ระบบตอ

ตันของเครื่องทําความเย็น TR = Q x⋅Cp x⋅ (Ti – To) / 3024

โดยที ่ Q คือ อัตราการไหลของมวลของน้ํายาทําความเย็นในหนวย กิโลกรัม / ช่ัวโมง Cp คือ ความรอนจําเพาะของน้ํายาทําความเย็น ในหนวย กิโลแคลอรี/กิโลกรัม องศาเซลเซียส Ti คืออุณหภูมิน้ํายาทําความเย็นที่เขาสูเครื่องระเหย (เครื่องทําความเย็น) ในหนวย องศาเซลเซียส To คืออุณหภูมิน้ํายาทําความเย็นที่ออกจากเครื่องระเหย (เครื่องทําความเย็น) ในหนวย องศาเซลเซียส 1 TR ของการทําความเย็น = 3024 กิโลแคลอรี/ช่ัวโมง ของความรอนที่ถูกขับออก

3.1.2 ปริมาณการใชความรอนจําเพาะ

ปริมาณการใชความรอนจําเพาะ kw/TR เปนตัวบงช้ีที่สําคัญของสมรรถนะของระบบทําความเย็นจากการวัดภาระของการทําความเย็นในหนวย TR และ kw ของกําลังที่ใสเขาไป คาอัตราสวน kw/TR จะถูกใชเปนตัวบงช้ีสมรรถภาพดานพลังงาน

ในระบบการหลอเย็นดวยน้ําจากสวนกลาง นอกเหนือจากหนวยอัดอากาศแลว กําลังงานก็จะถูกใชโดยเครื่องสูบน้ําหลอเย็น (ทุติยภูมิ) โดยเครื่องสูบน้ําควบแนน (สําหรับการขับความรอนออกไปยังหอหลอเย็น) และโดยพัดลมในหอหลอเย็น ถาจะใหมีประสิทธิผลแลว ปริมาณการใชพลังงานจะเปนผลรวมของ

− เครื่องอัดอากาศ kW − เครื่องสูบน้ําเย็น kW − เครื่องสูบน้ําควบแนน kW − พัดลมของหอหลอเย็น kW สําหรับหอเหนี่ยวนําหรือผลักดันกระแสลม

คา kw/TR หรือปริมาณการใชความรอนจําเพาะ สําหรับคา TR ที่ผลิตไดจะเปนผลรวมของ − เครื่องอัดอากาศ kW/TR − เครื่องสูบน้ําเย็น kW/TR − เครื่องสูบน้ําควบแนน kW/TR − พัดลมของหอหลอเย็น kW/TR

3.1.3 คาสัมประสิทธ์ิของสมรรถภาพ

คาสัมประสิทธิ์ของสมรรถภาพทางทฤษฎี (Carnot), (COPCarnotเปนการวัดมาตรฐานของประสิทธิภาพในการทําความเย็นของระบบทําความเย็นในอุดมคติ) จะขึ้นอยูกับสองคาอุณหภูมิหลักของระบบ ไดแก อุณหภูมิของเครื่องทําระเหย Te และ อุณหภูมิของเครื่องควบแนน Tc. โดยคํานวณคา COP ไดดังนี้

COPCarnot = Te / (Tc - Te)

Page 10: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 10

สมการนี้บงบอกวาจะไดคา COPCarnot ที่สูงกวาก็ตอเมื่อมีคาอุณหภูมิเครื่องระเหยสูงกวาและมีอุณหภูมิเครื่องควบแนนต่ํากวา แตทวาคา COPCarnot เปนเพียงอัตราสวนของอุณหภูมิโดยไมคํานึงถึงชนิดของเครื่องอัดอากาศ ดังนั้น คา COP มักจะถูกคํานวณไดดังนี้

ผลกระทบของการหลอเย็น (kW) COP =

กําลังที่ใสใหเคร่ืองอัดอากาศ (kW)

โดยที่ผลกระทบของการทําความเย็น คือความแตกตางของคาความจุความรอนในเครื่องระเหยและแสดงหนวยเปน kW.

รูปท่ี 7: ผลกระทบของอุณหภูมิการควบแนนและอุณหภูมิการระเหยภายในเครื่องทําความเย็น (Bureau of Energy Efficiency, 2004)

3.2 การประเมินสมรรถภาพของเครื่องปรับอากาศ

สําหรับหนวยปรับอากาศแลว การไหลของอากาศที่หนวยขดลวดพัดลม (FCU) หรือหนวยจัดการควบคุมอากาศ (AHU) สามารถวัดคาไดโดยการใชเครื่องวัดอัตราเร็วของลม อุณหภูมิที่กระเปาะแหงและกระเปาะเปยกจะถูกวัดคาที่จุดเขาและจุดออกของ AHU และ FCU และโหลดของเครื่องทําความเย็นในหนวย TR ซึ่งหาคาไดจาก

( )3024

h h ρ Q TR outin −××=

โดยที ่ Q คือการไหลของอากาศ ในหนวย ลูกบาศกเมตร / ช่ัวโมง ρ คือความหนาแนนของอากาศ ในหนวย กิโลกรัม / ลูกบาศกเมตร hin คือความจุความรอนของอากาศเขา ในหนวย กิโลแคลอรี / กิโลกรัม hout คือความจุความรอนของอากาศออก ในหนวย กิโลแคลอรี / กิโลกรัม

การใชแผนภูมิแสดงประสิทธิภาพ จะชวยใหสามารถคํานวณคา hin และ hout จากกระเปาะแหงและกระเปาะเปยกได ซึ่งจะถูกวัดคาระหวางการทดลอง โดยการหมุนแผนภูมิการวัดกําลังที่เครื่องวัดอากาศเครื่องสูบ พัดลมของ AHU พัดลมของหอหลอเย็น ก็ทําไดโดยการใชเครื่องวิเคราะหโหลดแบบพกพาได

Page 11: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 11

การประมาณคาโหลดของการปรับอากาศ ทําไดโดยการคํานวณคาโหลดความรอน คาความรอนสัมผัสและความรอนแฝง โดยขึ้นอยูกับปจจัยตางๆ ของอากาศเขาและอากาศออก อากาศผานการไหลของอากาศ จํานวนคน และประเภทของวัสดุที่เก็บไว แนวทางและรูปแบบโหลดของ TR สําหรับการปรับอากาศ มีดังนี้ หองทํางานขนาดเล็ก = 0.1 TR/ตารางเมตร หองสํานักงานขนาดกลาง = 0.06 TR/ตารางเมตร

ซึ่งสามารถจุคนได 10 – 30 คน cy โดยใชระบบปรับอากาศสวนกลาง

หองสํานักงานขนาดใหญ และมีหลายช้ันรวมกัน = 0.04 TR/ตารางเมตร โดยใชระบบปรับอากาศสวนกลาง

3.3 ขอควรพิจารณาเมื่อทําการประเมินสมรรถภาพ

3.3.1 ความถูกตองแมนยําของการวัดการไหลและอุณหภูมิ

ในการประเมินสมรรถภาพภาคสนาม มีความจําเปนตองใชอุปกรณที่ถูกตองแมนยํา เพื่อวัดอุณหภูมิเขาและอุณหภูมิออกของน้ําหลอเย็นและน้ําควบแนน ซึ่งนิยมนับไดถึง 0.1๐C การวัดการไหลของน้ําหลอเย็นสามารถทําไดโดยการใชเครื่องมือวัดการไหลแบบอัลตราโซนิก (ความถี่เหนือเสียง) ไดโดยตรง หรือกําหนดไดโดยขึ้นอยูกับปจจัยตางๆ ของหนาที่เครื่องสูบและยังตองการใหมีการตรวจสอบน้ําเย็นอยางเพียงพอและระบบสวนใหญก็ถูกออกแบบมาใหมีคาอยูในชวง 0.68 ลูกบาศกเมตร/ช่ัวโมง ตอ TR (3 gpm/TR) ของการไหลของน้ําเย็น การไหลของน้ําควบแนน สามารถวัดไดดวยมาตรวัดการไหลของน้ําแบบไมสัมผัสนั้นไดโดยตรงหรือการใชปจจัยหนาที่ตางๆ ของเครื่องสูบ การตรวจสอบน้ําควบแนนตองมีเพียงพอและหนวยสวนใหญก็จะถูกออกแบบมาใหมีคาเทากับ 0.91 ลูกบาศกเมตร/ช่ัวโมง ตอ TR (4 gpm/TR) ของการไหลของน้ําควบแนน

3.3.2 คาโหลดบางสวนรวมกัน (IPLV)

ถึงแมวาคาอัตราสวน kw/TR จะสามารถใชเปนคาอางอิงเริ่มแรกได แตก็ไมควรคิดวาคานี้เปนคาที่ถึงที่สุดแลว เนื่องจากคานี้จะขึ้นอยูกับระดับความสามารถของอุปกรณ 100% และขึ้นอยูกับสภาวะของการออกแบบ ซึ่งถือวาเปนสิ่งที่วิกฤติที่สุด สถานการณเหลานี้อาจเกิดขึ้นไดเพียงเปอรเซ็นตตางๆ ของเวลากับใชงานของอุปกรณตลอดทั้งป ดวยเหตุนี้เองจึงจําเปนตองขอมูลซึ่งจะสะทอนวาเครื่องมือตางๆ ทํางานอยางไร โดยมีโหลดบางสวนหรือภายใตเงื่อนไขที่ตองการกําลังผลิตนอยกวา 100% ในการแกไขปญหานี้ คาเฉลี่ยของ kw/TR โดยมีการกําหนดคาโหลดบางสวน ซึ่งเรียกวา คาโหลดบางสวนรวมกัน (IPLV)

คา IPLV เปนคาอางอิงที่เหมาะสมที่สุด แมวาจะไมใชคาที่ดีที่สุดก็ตาม ทั้งนี้เพราะวาถูกนํามาจาก 4 จุด ภายในวัฏจักรของการปฏิบัติงาน คือ คา 100%, 75%, 50% และ 75% ของกําลังการผลิต สิ่งนี้จึงแสดงวาทําไมจึงมีความสําคัญที่จะตองเตรียมการวิเคราะหเฉพาะสําหรับแตละกรณี ซึ่งจะอางถึง 4 จุดตางๆ ที่ไดกลาวมาแลว เชนเดียวกับการสรางรูปแบบของการทํางานของเครื่องและเปลี่ยนความรอนในระหวางปนั้นๆ

Page 12: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 12

4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมปีระสิทธิภาพ

หัวขอนี้จะไดกลาวถึงโอกาสตางๆ ในการอนุรักษพลังงานในโรงงานทําความเย็น

4.1 การทําใหเคร่ืองแลกเปล่ียนความรอนในกระบวนการมีประโยชนสูงสุด

มีแนวโนมที่จะทําใหมีขอบเขตความปลอดภัยสูงในการปฏิบัติงาน ซึ่งจะมีผลกระทบตอแรงดันในการดูดของเครื่องอัดอากาศ/คาที่ต้ังไวของเครื่องระเหย ตัวอยางเชน ขอกําหนดการหลอเย็น 15๐C นั้นจะตองการน้ําเย็นซึ่งมีอุณหภูมิ 10๐C อุณหภูมิที่ดานตัวทําความเย็นก็จะตองมีคาต่ํากวานั้น (ประมาณ -5๐C ถึง + 5๐C) อุณหภูมิของสารทําความเย็นจะเปนตัวกําหนดแรงดันในการดูดของสารทําความเย็น ซึ่งก็จะเปนตัวกําหนดสภาวะหนาที่ที่ดานขาวของเครื่องอัดสารทําความเย็น ดังนั้นการใหคาแรงขับสูงสุด/ตํ่าสุด (ความแตกตางของอุณหภูมิ) สามารถชวยใหเครื่องอัดอากาศมีคาแรงดันในการดูดสูงสุดได ซึ่งก็จะเปนการลดปริมาณการใชพลังงาน การทําเชนนี้จะตองมีการกําหนดพื้นที่การแลกเปลี่ยนความรอนที่เหมาะสมของการแลกเปลี่ยนความรอนและการระเหยในกระบวนการเชนเดียวกับการวัดความตองการดานอุณหภูมิไดอยางสมเหตุสมผลเพื่อใหไดคาสูงสุดเทาที่จะเปนไปได การมีอุณหภูมิของเครื่องระเหยเพิ่มขึ้น 1๐C จะสามารถประหยัดการใชพลังงานไดเกือบ 3% คากําลังการผลิต TR ของเครื่องจักรเดียวกันก็จะเพิ่มขึ้นพรอมกับคาอุณหภูมิของเครื่องระเหย ตามที่ใหมาในตารางตอไปนี้

ตารางที่ 3. คาทั่วไปที่แสดงถึงผลกระทบจากการผันแปรอุณหภูมิของเคร่ืองระเหยตอปริมาณการใชพลังงานของเครื่องอัดอากาศ (National Productivity Council, unpublished)

อุณหภูมิของเครื่องระเหย (0C) กําลังผลิตของเครือ่งทําความเย็น* (ตัน)

ปริมาณการใชพลงังานเฉพาะ*

การเพิ่มของ kW / ตัน (%)

5.0 67.58 0.81 - 0.0 56.07 0.94 16.0 -5.0 45.98 1.08 33.0

-10.0 37.20 1.25 54.0 -20.0 23.12 1.67 106.0

* อุณหภูมิเคร่ืองควบแนน 400C

การที่จะจัดพื้นที่การถายเทความรอนอยางเหมาะสมนั้น คาสัมประสิทธิ์ของการถายเทความรอนในดานสารทําความเย็น จะมีคาอยูในชวง 1400 – 2800 watt/m2k พ้ืนที่การถายเทความรอนดานสารทําความเย็นจะมีคา 0.5 m2/TR หรือมากกวาในเครื่องทําระเหย

เครื่องควบแนนในโรงงานทําความเย็นเปนอุปกรณที่สําคัญมากซึ่งจะมีผลกระทบตอกําลังการผลิต TR และความตองการใชพลังงาน สําหรับสารทําความเย็นใดๆ อุณหภูมิการควบแนนและความดันของเครื่องควบแนนจะขึ้นอยูกับพื้นที่ของการแลกเปลี่ยนความรอน ความมีประสิทธิผลของการแลกเปลี่ยนความรอนและชนิดของการระบายความรอน การมีอุณหภูมิการควบแนนที่ตํ่ากวาจะหมายความวาเครื่องอัดอากาศจะตองทํางานระหวางความแตกตางของคาอุณหภูมิตํ่ากวาเนื่องจากแรงดันปลอยจะถูกตั้งคาไวคงที่โดยการออกแบบและสมรรถภาพของเครื่องควบแนน

ในทางปฏิบัติ ทางเลือกของเครื่องควบแนนจะอยูระหวางการหลอเย็นดวยอากาศ การหลอเย็นดวยอากาศรวมกับการพนฉีดน้ําและการหลอเย็นดวยการแลกเปลี่ยนความรอน เปลือกหุมและทอแลกเปลี่ยนความรอนที่มีขนาดใหญกวาจะถูกใชเปนเครื่องควบแนนและติดตั้งดวยทอหลอเย็นที่ดี ซึ่งจะทํางานที่มีคาแรงดันปลอยตํ่าและปรับปรุงคากําลังผลิต TR ของโรงงานทําความเย็น

Page 13: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 13

ถาสารทําความเย็น R22 ถูกนํามาใชในเปลือกและทอหลอดทําความเย็นดวยน้ําของเครื่องควบแนนแลว แรงดันปลอยก็จะมีคา 15 กก./ซม.2 ถาสารทําความเย็นชนิดเดียวกันนี้ถูกนําไปใชในเครื่องควบแนนที่หลอเย็นดวยอากาศแลว คาแรงดันปลอยก็จะมีคาเทากับ 20 กก./ซม.2 ซึ่งแสดงใหเห็นวาจะตองการภาระแรงบีบอัดเพิ่มขึ้นเทาใดและก็จะสงผลใหโรงงานประหยัดการใชพลังงานเพิ่มขึ้นไดเกือบ 30%

ทางเลือกที่ดีที่สุดทางเลือกหนึ่งในระหวางการออกแบบก็คือการเลือกเปลือกหุมและทอของเครื่องควบแนนขนาดใหญ (0.65 m2/TR และมากกวา) โดยมีระบบหลอเย็นดวยน้ํามากกวาที่จะใชทางเลือกอื่นที่มีราคาถูกกวา เชน เครื่องควบแนนโดยใชอากาศหลอเย็นหรือเครื่องควบแนนที่ใชการฉีดพนน้ําภายใตแรงดันบรรยากาศ

ผลกระทบจากอุณหภูมิของเครื่องควบแนนในการประหยัดพลังงานของโรงงานทําความเย็น แสดงไวในตารางตอไปนี้

ตารางที่ 7. คาทั่วไปที่แสดงถึงผลกระทบจากการผันแปรอุณหภูมิของเคร่ืองควบแนนตอปริมาณการใชพลังงานของเครื่องอัดอากาศ (National Productivity Council, unpublished)

อุณหภูมิของเครื่องระเหย (0C) กําลังผลิตของเครือ่งทําความเย็น* (ตัน) ปริมาณการใชพลงังานเฉพาะ* การเพิ่มของ kW / ตัน (%) 26.7 31.5 1.17 - 35.0 21.4 1.27 8.5 40.0 20.0 1.41 20.5 * เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบที่ใช R-22 เปนสารทําความเย็น

อุณหภูมิเคร่ืองระเหย -100C

4.2 การบํารุงรักษาพื้นผิวของเคร่ืองแลกเปล่ียนความรอน

ทันทีที่ไดซื้อเครื่องวัดอากาศมา การบํารุงรักษาที่มีประสิทธิภาพจะเปนกุญแจสําคัญของการทําใหการใชพลังงานเกิดประโยชนสูงสุด การถายเทความรอนนี้สามารถปรับปรุงไดโดยการแยกสวนของสารหลอล่ืนและสารทําความเย็นไดอยางเหมาะสม การที่ขดลวดสามารถละลายน้ําแข็งไดอยางรวดเร็วและการเพิ่มอัตราเร็วของตัวทําความเย็นทุติยภูมิ (อากาศ น้ํา ฯลฯ) อยางไรก็ตาม การเพิ่มอัตราเร็วจะทําใหเกิดแรงดันตกมากในระบบการสงจาย และเครื่องสูบและพัดลมจะใชพลังงานมากขึ้น เพราะฉะนั้นจึงตองการการวิเคราะหอยางระมัดระวังเพื่อที่จะกําหนดอัตราเร็วที่ทําใหเกิดประโยชนสูงสุด

หากทอในเครื่องควบแนนมีความสกปรก ก็จะทําใหเครื่องอัดอากาศทํางานหนักขึ้น เพื่อใหไดกําลังผลิตตามที่ตองการ ตัวอยางเชน ถามีคราบสะเก็ดหนา 0.8 มม. อยูภายในทอของเครื่องควบแนนก็จะทําใหมีการใชพลังงานเพิ่มขึ้นถึง 35% เชนเดียวกัน เครื่องระเหยที่สกปรก (เนื่องจากมีเศษตกคางของน้ํามันหลอล่ืนหรือไสกรองอากาศ) ก็จะทําใหมีการใชพลังงานเพิ่มมากขึ้น สิ่งอื่นๆ ที่มีความสําคัญเทาเทียมกันก็คือ การเลือกการกําหนดขนาดและการบํารุงรักษาของหอหลอเย็นอยางเหมาะสม การลดอุณหภูมิของน้ําที่ไหลคืนมาจากหอหลอเย็นได 0.55๐C จะชวยลดการใชพลังงานลงได 3%

ตารางที่ 8. คาทั่วไปที่แสดงถึงผลกระทบของการบํารุงรักษาที่ไมดีตอปริมาณการใชพลังงานของเครื่องอัดอากาศ (National Productivity Council)

สภาวะการณ อุณหภูมิการระเหย (0C)

อุณหภูมิการควบแนน

(0C)

กําลังผลิตของเครือ่งทําความเย็น* (ตัน)

ปริมาณการใชพลงังานเฉพาะ (kW/ตัน)

การเพิ่มของ kW / ตัน (%)

ปกต ิ 7.2 40.5 17.0 0.69 - เคร่ืองควบแนนสกปรก 7.2 46.1 15.6 0.84 20.4 เคร่ืองระเหยสกปรก 1.7 40.5 13.8 0.82 18.3 เคร่ืองควบแนนและเครื่องระเหยสกปรก 1.7 46.1 12.7 0.96 38.7

* ระบบที่ใชเครื่องอดัอากาศแบบลูกสูบขนาด 15 ตัน ปริมาณการใชพลังงานจะต่ํากวาระบบอืน่ๆ ที่มักจะใชอยูในประเทศอินเดยี อยางไรก็ตาม คาเปอรเซ็นตการเปลี่ยนแปลงของการใชพลังงานจะเปนตัวบงบอกถึงผลกระทบจากการบํารุงรักษาที่ไมดี

Page 14: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 14

4.3 การมีหลายขั้นตอนเพื่อประสิทธิภาพ การทํางานของเครื่องอัดอากาศที่มีประสิทธิภาพนั้น จะตองรักษาอัตราสวนการบีบอัดใหมีคาต่ําไวเพื่อลดแรงดัน

การปลอยและลดอุณหภูมิ สําหรับการทํางานที่มีอุณหภูมิตํ่าซึ่งเกี่ยวของกับคาอัตราสวนการบีบอัดสูงและมีขอกําหนดชวงอุณหภูมิที่กวาง ก็มักจะนิยม (เนื่องจากมีขอจํากัดในการออกแบบ) และมีความประหยัดมากกวาโดยการใชเครื่องจักแบบลูกสูบและมีหลายขั้นตอนหรือเครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยง/แบบเกลียว

ระบบหลายขั้นตอนจะมีอยูสองแบบ ซึ่งจะใชไดกับเครื่องอัดอากาศทุกชนิด ไดแก ระบบรวมและระบบตอเนื่อง โดยการใชเครื่องอัดอากาศและลูกสูบหรือแบบหมุน เครื่องอัดอากาศแบบสองขั้นตอนจะเปนที่นิยมใชสําหรับโหลดที่มีอุณหภูมิระหวาง -20๐C ถึง -58๐C และใชเครื่องแบบแรงเหวี่ยงสําหรับอุณหภูมิประมาณ -43๐C

ในการทํางานแบบหลายขั้นตอน เครื่องอัดอากาศขั้นตอนแรกซึ่งถูกออกแบบมาใหรับกับโหลดในการหลอเย็นได จะปอนเขาสูการดูดของเครื่องอัดอากาศในตอนที่สอง หลังจากมีการหลอเย็นของกาซในระหวางกระบวนการแลว สวนหนึ่งของของเหลวแรงดันสูงจากเครื่องควบแนนจะถูกไหลบาและใชทําใหของแหลมเย็นเยือก เพราฉะนั้นเครื่องอัดอากาศตัวที่สองจะตองรับโหลดของเครื่องระเหยและกาซฉับพลันได สารทําความเย็นชนิดเดียวจะถูกใชในระบบและเครื่องอัดอากาศทั้งสองจะชวยกันทําการบีบอัดเทาๆ กัน เพราะฉะนั้นการใชเครื่องอัดอากาศทั้งสองใหทํางานรวมกันซึ่งมีอัตราสวนการบีบอัดที่ตํ่า ก็จะทําใหมีอัตราสวนการบีบอัดที่สูงได

สําหรับอุณหภูมิในชวง -46๐C ถึง -101๐C นั้น มักจะใชระบบแบบตอเนื่องมากกวา ในระบบนี้ระบบจะถูกแยกเปนสองสวนและใชสารทําความเย็นที่แตกตางกันจะถูกเชื่อมตอกันโดยแตละเครื่องก็จะผลักดันความรอนไปสูอีกเครื่องหนึ่ง ขอดีหลักๆ ของระบบนี้ คือการที่สารทําความเย็นมีอุณหภูมิตํ่าและมีอุณหภูมิในการดูดสูงและมีปริมาตรจําเพาะต่ํานั้น จะถูกเลือกนํามาใชในขั้นตอนที่ตํ่าเพื่อใหเขากับขอกําหนดความตองการใชอุณหภูมิตํ่า

4.4 การปรับกําลังผลิตใหเขากับโหลดของระบบ

ในระหวางการปฏิบัติงานที่มีโหลดเพียงบางสวนนั้น อุณหภูมิของเครื่องระเหยจะเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิของเครื่องควบแนนจะลดลง ซึ่งจะเปนการเพิ่มคา COP ไดดี แตในขณะเดียวกันการเบี่ยงเบนจากคาในการปฏิบัติงานตามที่ออกแบบมาและจากความจริงที่วามีการสูญเสียทางกลจะทําใหไดสัดสวนของกําลังงานทั้งหมดที่มีคามากขึ้น ซึ่งจะลบลางผลของการมีคา COP เพิ่มขึ้น สงผลใหคาประสิทธิภาพของโหลดบางสวนนี้ลดลง

เพราะฉะนั้นการพิจารณาการทํางานโดยมีโหลดเพียงบางสวนนี้จึงมีความสําคัญ เพราะวาการใชงานเครื่องทําความเย็นสวนใหญจะมีโหลดที่ผันแปรได โดยโหลดอาจจะผันแปรไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความตองการในการหลอเย็นของกระบวนการ การปรับกําลังผลิตของการทําความเย็นใหเขากับโหลดจึงเปนสิ่งที่ทําไดยาก ซึ่งตองใชความรูเกี่ยวกับสมรรถภาพของเครื่องอัดอากาศและการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดลอม ตลอดจนความรูอยางละเอียดเกี่ยวกับโหลดของการหลอเย็น

4.5 การควบคุมกําลังการผลิตและประสิทธิภาพของพลังงาน

กําลังการผลิตของเครื่องอัดอากาศสามารถถูกควบคุมไดโดยหลายวิธี การควบคุมกําลังการผลิตของเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ ผานการถอนโหลดจากกระบอกสูบจะสงผลใหมีการปรับทีละนอย (ตามขั้นตอน) เมื่อเปรียบเทียบกันแลว การปรับแบบตอเนื่องจะเกิดขึ้นในเครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงผานการควบคุมในกังหันและผานวาลวเลื่อนในเครื่องอัดอากาศแบบเกลียว เพราะฉะนั้นการควบคุมอุณหภูมิจึงตองมีการออกแบบระบบอยางระมัดระวัง โดยปกติแลวเมื่อใชเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบในการใชงานกับโหลดที่เปลี่ยนแปลงไดอยางหลากหลายนั้น ก็จะตองการใหควบคุมเครื่องอัดอากาศโดยการเฝาตรวจสอบอุณหภูมิของน้ําที่ไหลกลับคืน (หรือน้ํายาทําความเย็นทุติยภูมิ) มากกวาอุณหภูมิของน้ําที่ไหลออกจาก

Page 15: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 15

เครื่องทําความเย็น การทําเชนนี้จะชวยปองกันไมใหมีการเปด-ปด วงจรมากเกินไป หรือไมใหมีการใสโหลดหรือทําโหลดออกจากเครื่องอัดอากาศบอยครั้งโดยไมจําเปน อยางไรก็ตาม ถาไมมีการผันแปรของโหลดมากเกินไป ก็ยังควรที่จะเฝาตรวจสอบอุณหภูมิของน้ําที่ออกจากเครื่องทําความเย็น ซึ่งจะเปนขอดีของการปองกันการทํางานที่มีอุณหภูมิของน้ําต่ํามากๆ โดยเฉพาะอยางยิ่งเมื่อมีการไหลลดลงในขณะที่มีโหลดลดลง และควรจะเฝาตรวจสอบอุณหภูมิของน้ําที่ไหลออกจากเครื่องทําความเย็นแบบแรงเหวี่ยงและแบบเกลียวดวย

การปรับคากําลังการผลิตโดยผานการควบคุมความเร็วเปนทางเลือกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด อยางไรก็ตาม เมื่อมีการควบคุมความเร็วของเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบนั้น ก็ควรจะทําใหแนใจวาระบบหลอล่ืนจะไมไดรับผลกระทบ ในกรณีของเครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงนั้นก็มักจะควบคุมความเร็วประมาณ 50% ของกําลังการผลิตเพื่อปองกันไมใหเกิดการกระเพื่อม ถาต่ํากวา 50% การควบคุมใบพัดทางเลี่ยงของกาซก็สามารถถูกนํามาใชเพื่อปรบัคากําลังการผลิตได

เครื่องอัดอากาศแบบเกลียว ซึ่งปฏิบัติงานโดยมีโหลดบางสวนนั้นมักจะมีประสิทธิภาพสูงกวาเครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงหรือแบบลูกสูบ ซึ่งก็ทําใหเครื่องอัดอากาศชนิดนี้มีความนาใชและเหมาะสมกับสถานการณที่มีโหลดเพียงบางสวนอยูเสมอ สมรรถภาพของเครื่องอัดอากาศแบบเกลียวจะทําใหเกิดประโยชนสูงสุดไดโดยการเปลี่ยนอัตราสวนปริมาตรในบางกรณี สิ่งนี้อาจสงผลใหไดประสิทธิภาพสูงกวาเมื่อมีโหลดเต็มกําลัง เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องอดัอากาศแบบลูกสูบและแบบแรงเหวี่ยง เชนเดียวกันความสามารถของเครื่องอัดอากาศแบบเกลียวในการทนทานตอกากตะกอนของน้ํามันและสารทําความเย็นก็ทําใหนิยมใชเครื่องอัดอากาศชนิดนี้ในบางสถานการณ

4.6 การทําความเย็นแบบหลายขั้นตอนสําหรับความตองการของโรงงาน การเลือกระบบการทําความเย็น ยังขึ้นอยูกับชวงของอุณหภูมิที่โรงงานตองการ สําหรับการใชงานที่แตกตางกัน

ซึ่งก็ตองการใชอุณหภูมิตางๆ กันนั้น โดยทั่วๆ ไปแลวจะเปนการประหยัดกวาถาใหมีหลายๆ หนวยมาดวยกัน (มีหลายๆ หนวยกระจายไปทั่วทั้งโรงงาน) แทนที่จะใชระบบสวนกลางเพียงแหงเดียว ขอดีอีกประการหนึ่งก็คือ ความยืดหยุนและความเช่ือถือได การเลือกใชชุดหลายๆ หนวยรวมกันนั้น จะขึ้นอยูกับระยะทางที่ตองเขาไดกับโหลดของการหลอเย็นชุดหนวยรวมกันที่ศูนยกลางของโหลดนี้จะชวยลดการสูญเสียจากการสงจายภายในระบบแมวาชุดหนวยรวมกันจะมีขอดีหลายอยางระบบสวนกลางในโรงงานก็ยังคงมีการใชพลังงานนอยกวา เพราะวาเมื่อมีโหลดลดลงนั้นปริมาณการใชพลังงานก็จะลดลงอยางมากดวย เนื่องจากมีพ้ืนผิวของเครื่องควบแนนและเครื่องระเหยที่กวาง

มีอุตสาหกรรมจํานวนมากที่ใชเครื่องอัดอากาศเปนแถวๆ ที่สวนกลางเพื่อใหไดตามคาโหลดที่ตองการโดยปกติแลวเครื่องทําความเย็นจะปอนเขาสูสวนหัวเดียวกัน ซึ่งจะมีทอสาขาแยกไปตามสวนตางๆ ในโรงงาน ในสถานการณเชนนี้ การปฏิบัติงานโดยมีโหลดเพียงบางสวนจะตองการเอาใจใสเปนพิเศษเพื่อใหไดการทํางานที่มีประสิทธิภาพโหลดของการหลอเย็นและโหลดของเครื่องทําความเย็นแตละเครื่องจะตองไดรับการตรวจสอบอยางใกลชิด การทําใหเครื่องทําความเย็นหนึ่งเครื่องทํางานอยางเต็มที่จะมีประสิทธิภาพมากกวาการใหเครื่องทําความเย็นสองเครื่องทํางานโดยมีโหลดเพียงบางสวน ระบบสงจายควรจะไดรับการออกแบบมาเพื่อใหเครื่องทําความเย็นแตละเครื่องสามารถปอนใหทอสาขาไดและจะตองมีวาลวแยกเพื่อใหแนใจวาน้ําเย็น (หรือน้ํายาทําความเย็นอื่นๆ) จะไมไหลผานเครื่องทําความเย็นที่ไมไดทํางาน ควรมีการติดตั้งวาลวตางๆ แกทอสาขาเพื่อแยกสวนตางๆ ที่ไมตองการการหลอเย็นออก การทําเชนนี้จะชวยลดแรงดันตกภายในระบบและลดปริมาณการใชพลังงานในระบบสูง เครื่องอากาศแตละเครื่องควรจะไดโหลดอยางเต็มที่ กอนที่จะใหเครื่องอัดอากาศเครื่องที่สองเริ่มทํางาน ในบางกรณีก็จะเปนการประหยัดกวาถาจัดใหมีเครื่องทําความเย็นแบบแยกสวนที่มีกําลังผลิตนอยกวาซึ่งสามารถใชงานแบบควบคุมการเปด-ปดได เพื่อใหตอบสนองกับความตองการสูงสุดได โดยมีเครื่องทําความเย็นขนาดใหญกวาเพื่อใหไดตามความตองการโหลดพื้นฐาน

Page 16: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 16

การควบคุมการไหลมักจะถูกใชในการตอบสนองความตองการที่ผันแปร ในกรณีเชนนี้ควรมีการเปรียบเทียบความประหยัดที่ทําไดเมื่อลดอัตราการไหลกับการถายเทความรอนที่ลดลงในขดลวดเนื่องจากการลดอัตราเร็ว ในบางกรณีการทํางานที่ปกติและเครื่องอัดอากาศมีระยะเวลาที่ทํางานโดยไมมีโหลด (หรือเวลาปดเครื่อง) ไดนานขึ้นก็อาจทําใหสามารถประหยัดไดมากขึ้น

4.7 การเก็บกักน้ําเย็น จะเปนการประหยัดไดมากถาหากมีการจัดใหมีการกักเก็บน้ําเย็นโดยมีการหุมฉนวนความเย็นอยางดี ทั้งนี้ จะ

ขึ้นอยูกับธรรมชาติของโหลด เชนเดียวกัน ชุดเก็บกักควรจะถูกเติมใหเต็มเพื่อใหไดตามขอกําหนดของกระบวนการและเครื่องทําความเย็นจะไดไมจําเปนตองทํางานอยางตอเนื่อง โดยปกติแลวระบบนี้จะมีความประหยัดถาการผันแปรของอุณหภูมิมีเพียงเล็กนอยและยอมรับได ระบบนี้มีขอดีเพิ่มเติมคือการที่ยอมใหเครื่องทําความเย็นสามารถทํางานไดในชวงเวลาที่ตองการใชไฟนอยเพื่อลดคาใชจายในความตองการใชไฟมาก การไดรับขอเสนอของอัตราธรรมเนียมภาษีที่ตํ่าจากผูผลิตไฟบางราย สําหรับการทํางานในเวลากลางคืนก็ถือวาเปนขอดีอีกประการหนึ่งของการใชชุดเก็บกักนี้ ประโยชนเพิ่มเติมอื่นๆ คือ การที่มีอุณหภูมิแวดลอมต่ํากวาในเวลากลางคืนจะชวยลดอุณหภูมิของเครื่องควบแนนและจึงเปนการชวยเพิ่มคา COP

ถาไมสามารถทนตอการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได ก็อาจเปนการไมประหยัดที่จะจัดใหมีชุดเก็บกักน้ําเย็น เนื่องจากน้ํายาทําความเย็นทุติยภูมิจะถูกเก็บกักไวที่อุณหภูมิตํ่ากวาความตองการใชในการไดความรอนมา คาใชจายที่เพิ่มเติมมาจากการหลอเย็นใหมีอุณหภูมิตํ่ากวาที่ตองการนี้อาจเปนการลบลางประโยชนที่ไดมาการแกไขนั้นก็เปนแบบเฉพาะกรณี ตัวอยางเชน ในบางกรณีอาจมีความเปนไปไดที่จะใชเครื่องแลกเปลี่ยนความรอนขนาดใหญโดยมีคาใชจายนอยกวาการใชงานเครื่องทําน้ําเย็นที่อุณหภูมิตํ่าเพื่อใหไดประโยชนจากการใชชุดเก็บกักน้ําเย็น แมวาจะไมสามารถยอมรับการผันแปรของอุณหภูมิได ระบบการเก็บน้ําแข็งซึ่งจะเก็บน้ําแข็งมากกวาน้ําก็มักจะเปนวิธีการที่ประหยัด 4.8 รูปแบบของการออกแบบระบบ

ในการออกแบบโรงงานโดยรวม การนําวิธีการที่ดีมาใชก็จะชวยใหเกิดประสิทธิภาพดานพลังงานไดอยางมาก ขอพิจารณาบางสวนไดแก การออกแบบหอหลอเย็นโดยมีใบพัด FRP และมีการอัดฟลม อุปกรณกําจัดการทับถมของ PVC ฯลฯ การใชน้ําที่ทําใหหายกระดางแลวสําหรับเครื่องควบแนนแทนที่จะใชน้ําดิบ การใชฉนวนที่มีความหนาประหยัดแกทอน้ําเย็นและเครื่องแลกเปลี่ยนความรอน โดยการพิจารณาคาใชจายของการได

ความรอนมาและมีการนําวิธีการตางๆ มาใช เชน การใชความรอนอินฟาเรดสําหรับการเฝาตรวจสอบเทาที่จะทําได โดยเฉพาะอยางยิ่งในกระบวนการภาคอุตสาหกรรมเคมี/ปุย ขนาดใหญ

การใชการหุมเคลือบหลังคา/ระบบหลอเย็นและเพดานที่ไมถูกตองเทาที่จะทําไดเพื่อลดโหลดของการทําความเย็น การนําความรอนกลับมาใชใหม โดยใชอุปกรณที่มีประสิทธิภาพ เชน เครื่องแลกเปลี่ยนความรอนแบบอากาศสูอากาศ

เพื่อทําใหอากาศเย็นลงกอนโดยการแลกเปลี่ยนความรอนทางออมและการควบคุมความชื้นสัมพัทธิ์โดยผานการแลกเปลี่ยนความรอนทางออมมากกวาที่จะใชทอของเครื่องทําความรอนหลังจากการทําความเย็น

การใชระบบที่ปรับเปลี่ยนปริมาตรได การใชฟลมปองกันแสงอาทิตยสําหรับการสะทอนความรอน การใชโหลดแสงสวางในพื้นที่ปรับอากาศใหเกิดประหยัดสูงสุด การใชการเปลี่ยนอากาศจํานวนหลายๆ ครั้งในพื้นที่ปรับอากาศเพื่อใหเกิดประโยชนสูงสุด เปนเพียงตัวอยางสวนหนึ่งเทานั้น

Page 17: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 17

5. รายการตรวจสอบทางเลือก

หัวขอนี้จะแสดงรายการทางเลือกตางๆ ที่สําคัญที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพดานพลังงาน

การหุมฉนวนความเย็น ใหหุมฉนวนของทอนําความเย็นโดยใชความหนาของฉนวนที่ประหยัดเพื่อลดการเกิดความรอน และใหเลือกใชการหุมฉนวนที่เหมาะสม (ถูกตอง)

สรางสิ่งหุมหอ ทําใหปริมาตรของการปรับอากาศเกิดประโยชนสูงสุด โดยวิธีการตางๆ เชน ทําเพดานหลอก และการแยกพื้นที่วิกฤตสําหรับการปรับอากาศโดยใชมานปรับอากาศ

การลดโหลดความรอนใหนอยที่สุด จะชวยลดโหลดของการปรับอากาศโดยวิธีการตางๆ เชน การหลอเย็นหลังคา การทาสีหลังคา การใชระบบแสงที่มีประสิทธิภาพ การทําอากาศใหเย็นกอน โดยการใชเครื่องแลกเปลี่ยนความรอนแบบอากาศสูอากาศ ระบบปริมาตรอากาศที่เปลี่ยนแปลงได การตั้งคาอุณหภูมิ โดยเครื่องควบคุมอุณหภูมิของพื้นที่ปรับอากาศ การใชฟลมปองกันแสงแดด และอื่นๆ

การลดโหลดความรอนในกระบวนการ จะชวยลดโหลดความรอนในกระบวนการใหมีนอยที่สุด ในหนวยของกําลังผลิตของ TR เชนเดียวกับระดับการทําความเย็น นั้นคืออุณหภูมิที่ตองการ โดย

− การทําใหการไหลเกิดประโยชนสูงสุด − พ้ืนที่ถายเทความรอนเพิ่มขึ้นเพื่อรองรับน้ํายาทําความเย็นที่มีอุณหภูมิสูงกวา − หลีกเลี่ยงการสูญเปลา เชน การเกิดความรอน การสูญเสียน้ําเย็น และการไหลที่ไมเกิดประโยชน − การทําความสะอาดบอยๆ/การกําจัดคราบสะเก็ดของเครื่องแลกเปลี่ยนความรอนทั้งหมด

ในขณะที่กําลังทําความเย็นใหแกพ้ืนที่ปรับอากาศ − ตองแนใจวาการบํารุงรักษาสวนประกอบตางๆ ของโรงงานที่ปรับอากาศ เปนไปตามขอแนะนําของผูผลิต − ตองแนใจวามีประมาณน้ําเย็นและการไหลของน้ําหลอเย็นเพียงพอ และหลีกเลี่ยงการไหลทางออม โดยการ

ปดวาลวของเครื่องมือที่ไมไดใชงาน − ลดการทํางานโดยมีโหลดบางสวนใหนอยที่สุด โดยการปรับคาโหลดใหเขากับกําลังการผลิตของโรงงาน

และใชวิธีการปรับความเร็วในการขับเคลื่อน สําหรับโหลดที่ผันแปรของกระบวนการ − พยายามทําใหปจจัยตางๆ ของเครื่องควบแนนและเครื่องระเหย ใหไดประโยชนสูงสุด เพื่อลดปริมาณการใช

พลังงานเฉพาะใหนอยที่สุดและมีกําลังผลิตไดสูงสุด − นําระบบ VAR มาใชเปนวิธีการแกไขโดยไมให CFC

เครื่องปรับอากาศไมไดทํางานเกินกําลัง ตรวจสอบฟวสหรือเครื่องตัดไฟหากเครื่องปรับอากาศไมทํางาน เปลี่ยนหรือลางแผนกรองอากาศและทําความสะอาดเครื่องควบแนนและขดลวดเครื่องอัดอากาศอยางสม่ําเสมอ เพื่อให

เครื่องปรับอากาศใหความเย็นอยางมีประสิทธิภาพ ทําความสะอาดเครื่องควบคุมอุณหภูมิอยางสม่ําเสมอและเปลี่ยนหากจําเปน ถาเครื่องอัดอากาศทํางานไมดีใหเรียกชางทันที ควรใหชางตรวจสอบเสียงดังที่เกิดจากเครื่องปรับอากาศ แผนกรองอากาศที่ดีจะยืดอายุการใชงานของเครื่องปรับอากาศเพราะสวนประกอบสําคัญ เชน สวน ประกอบของ

เครื่องเปาลม ขดลวดทําความเย็น และอุปกรณภายในอื่นๆ จะสะอาด ทํางานอยางมีประสิทธิภาพมากกวาและอายุการใชงานนานกวา

หลีกเลี่ยงการเปดประตูหนาตางบอยๆ ถาประตูเปดทิ้งไวจะทําใหเครื่องปรับอากาศใชพลังงานเปนสองเทา

Page 18: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 18

ระวังไมใหแสงแดด และความรอนเขามาในบริเวณที่ปรับอากาศ โดยเฉพาะในตอนบาย คนสวนใหญเช่ือวาการตั้งเครื่องควบคุมอุณหภูมิใหตํ่ากวาที่ตองการจะทําใหเครื่องปรับอากาศเย็นเร็วขึ้น ซึ่งไมเปน

จริง แตจะทําใหเครื่องทํางานนานขึ้น นอกจากนี้ยังทําใหหองหนาวเย็นโดยไมจําเปนและสูญเสียพลังงานดวย อุณหภูมิที่ลดลงแตละองศา สงผลใหบริโภคพลังงานเพิ่มขึ้นรอยละ 3-4 ดังนั้นเมื่อรูสึกวาอุณหภูมิกําลังสบายแลวใหต้ังเครื่องควบคุมอุณหภูมิไวในระดับนั้น แลวไมตองเปลี่ยนแปลงอีก

เมื่อออกแบบและติดตั้งเครื่องปรับอากาศแลว ไมควรทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงภาวะความรอนหลักขึ้น เพราะจะทําใหสูญเสียพลังงาน

การอุดตันของทอระบายน้ํามักเกิดจากตะไครน้ําในทอ อากาศรอบในที่ทําใหเกิดสภาพแวดลอมช้ืนและเย็นเหมาะกับการเจริญเติบโตของเชื้อราตางๆ ขึ้น ถาปลอยทิ้งไวเช้ือราเหลานี้จะแพรกระจายเต็มทอ เช้ือราเหลานี้จํากัดไดโดยใชยาฆาเชื้อ (ปรึกษาผูแทนจําหนาย) ตองทําใหแนใจไดวาดานหนาของขดลวดทําความเย็นหรือขดลวดระเหยมีความสะอาดเพื่อใหอากาศผานไดสะดวก

ถามีทอสงอากาศกลับอยูในบริเวณที่รอน เชน หองใตหลังคาหรือโรงรถ ตองแนใจวาทอเหลานี้ไมแตก แยก หลุด หรือดูดอากาศรอนเขาไป

แอรแบบติดหนาตางควรเอียงลงทางดานนอกเล็กนอย สวนที่ขจัดความชื้น (ที่ซึ่งน้ํามารวมกัน) คือขดลวดดานหนาซึ่งอยูในบาน โดยปกติแลว จะมีทอระบายน้ําซึ่งทําใหน้ําไหลไปดานหลังเครื่อง ถาทอระบายน้ําอุดตัน น้ําจะไหลกลับและรั่วซึมดานใน ใหชางทําความสะอาดตองแนใจวา ไดขันเกลียวแนนแลว

ใชฝาเพดานเพื่อลดความรอนเหมือนในโรงแรมและคลับตางๆ จะชวยลดความรอน ติดตั้งผามาน มูล่ี ฟลมกันแดดที่หนาตางชวยลดความรอนที่จะเขามาในหอง การใชฉนวนกันความรอนขนาด 50 มม. โดย Thermocole จะชวยลดความรอนที่จะเขามาในหอง

ตรวจสอบทอที่รั่วหรือแตก ควรอุดรอยรั่วทุกแหงดวยกาวคุณภาพดี (ไมควรใชเทปพันทอ) ตรวจสอบเครื่องทําความเย็นตามคําแนะนําของบริษัทผูผลิต ควรตรวจสอบอยางนอยทุกไตรมาส ควรตรวจสอบการรั่วของสารทําความเย็นเปนประจํา ตรวจความดันของเครื่องอัดอากาศ ตรวจความดันและระดับน้ํามันเครื่องทั้งหมด ตรวจสอบแอมปและแรงดันไฟของมอเตอรทั้งหมด ตรวจมอเตอรหมุนเครื่อง ตัวเช่ือมและอุปกรณปองกันไฟฟากระตุกทุกอัน ตรวจกาซรอนและการทํางานของเครื่องระบายกาซ ใชเครื่องอานอุณหภูมิบอกความรอนความเย็นเพื่อใหเครื่องทําความเย็นทํางานอยางมีประสิทธิภาพสูงสุด อานอุณหภูมิที่ทอปลอยน้ําออก

“ กฎหัวแมมือ “ บางสวนไดแก ความสามารถในการทําความเย็นจะลดลง 6% หากอุณหภูมิของการควบแนนลดลง 3.5๐C การที่อุณหภูมิของการควบแนนลดลง 5.5๐C จะทําใหการใชพลังงานของเครื่องอัดอากาศ ลดลง 20 – 25% การที่น้ําหลอเย็นที่ชองทางเขามีอุณหภูมิลดลง 0.55๐C จะทําใหเครื่องอัดอากาศใชพลังงานลดลง 3% การเกิดคราบสะเก็ดขึ้น 1 มม.ในทอของเครื่องควบแนน จะทําใหใชพลังงานเพิ่มขึ้นถึง 40% การที่เครื่องระเหยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 5.5๐C จะทําใหการใชพลังงานเครื่องอัดอากาศลดลงไดถึง 20 – 25%

Page 19: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 19

6. ตารางงาน

หัวขอนี้จะรวมถึงตารางงานตอไปนี้ ขอกําหนดจําเพาะของการทําความเย็นและระบบปรับอากาศ สมรรถภาพของการทําความเย็น

ตารางงาน 1: ขอกําหนดจําเพาะของการทําความเย็นและระบบปรับอากาศ

เครื่องจกัรอางอิง

หมายเลข

สวน

เครื่องอัดอากาศของการทําความเย็น หนวย 1 2 3 4

1. ผูผลิต 2. ประเภท 3. กําลังผลิต (ของการหลอเย็น) TR 4. เครื่องทําความเย็น:

A. จํานวนทอ -- B. เสนผานศูนยกลางของทอ m C. พื้นที่ถายเทความรอนทั้งหมด m2 D. การไหลของน้ําเย็น m3/hr E. ความแตกตางของอุณหภูมิน้ําเย็น °C

5. เครื่องควบแนน: A. จํานวนทอ B. เสนผานศูนยกลางของทอ C. พื้นที่ถายเทความรอนทั้งหมด m D. การไหลของน้ําควบแนน m3/hr E. ความแตกตางของอุณหภูมิน้ําควบแนน °C

6. เครื่องสูบน้ําเย็น: A. จํานวน -- B. กําลังผลิต m3/hr C. เฮดที่เกิดขึ้น mWC D. กําลังที่ระบุ kW E. ประสิทธิภาพที่ระบุ %

7. เครื่องสูบน้ําควบแนน: A. จํานวน -- B. กําลังผลิต m3/hr C. เฮดที่เกิดขึ้น mWC D. กําลังที่ระบุ kW E. ประสิทธิภาพที่ระบุ %

Page 20: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 20

ตารางงาน 2: สมรรถภาพของโรงงานทําความเย็น เครื่องอัดอากาศทําความเย็นอางอิง

หมายเลข ปจจัยกําหนดอางองิ หนวย 1 2 3 4

1. การไหลของน้ําเย็น (ใชมาตรวัดการไหลหรือประเมินโดยระดับความแตกตาง)

m3/hr

2. กําลังที่ใสเขามอเตอรเคร่ืองสูบน้ําเย็น kW

3. แรงดันดูดเขาเครื่องสูบน้ําเย็น kg/cm2g

4. แรงดันปลอยออกจากเครื่องสูบน้ําเย็น kg/cm2g

5. ความแตกตางของอุณหภูมิน้ําเย็นเขาและอุณหภูมิของเครื่องทําความเย็น °C

6. อุณหภูมิของน้ําเย็นที่ชองปลอยออกจากเครื่องทําความเยน็ °C

7. อุณหภูมิของน้ําเควบแนนที่ชองเขา °C

8. แรงดันดูดเขาเครื่องสูบน้ําควบแนน kg/cm2

9. แรงดันปลอยออกจากเครื่องสูบน้ําควบแนน kg/cm2

10. อุณหภูมิของน้ําควบแนนที่ชองปลอยออก °C

11. อุณหภูมิของสารทําความเย็นในเครื่องทําความเยน็ (เคร่ืองระเหย) °C

12. แรงดันของสารทําความเย็น kg/cm2 ( หรือ psig)

13. อุณหภูมิของสารทําความเย็นที่ชองเขาเครื่องควบแนน °C

14. แรงดันของสารทําความเย็น kg/cm2 (หรือ psig)

15. ความสามารถในการหลอเย็นจริง [(1)*(6-5)/3024]

TR

16. คา COP [11/(10-11)]

--

17. กําลังที่ใสเขามอเตอรเคร่ืองอัดอากาศ kW

18. ปริมาณการใชพลังงานเฉพาะ kW/TR

19. กําลังที่ใสเขาพัดลม CT kW

20. กําลังที่ใสเขาเครื่องสูบน้ําเย็นที่กําลังทาํงาน kW

21. กําลังที่ใสเขาเครื่องสูบควบแนนที่กําลังทํางาน kW

22. ปริมาณการใชพลังงานเฉพาะทัง้หมดในระบบ

[(2+17+19+20)/15] kW/TR

Page 21: Chapter - Air Conditioning and Refrigeration (Thai)

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: เคร่ืองทาํความเย็นและเครือ่งปรับอากาศ

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 21

7. เอกสารอางอิง American Society Heating Refrigeration and Air Conditioning. ASHRAE Hand Book. 2001

Arora, C.P. Refrigeration and Air Conditioning. Second edition. Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd. 2000.

Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India. HVAC and Refrigeration Systems. In: Energy Efficiency in Electrical Utilities, chapter 4. 2004

Compare India. www.compareindia.com

Munters. Pre-Cooling of Gas Turbines – Evaporative Cooling. 2001. www.munters.com/home.nsf/FS1?ReadForm&content=/products.nsf/ByKey/OHAA-55GSWH

National Productivity Council, Ministry of Industries, India. Technology Menu on Energy Efficiency.

Plant Services Magazine. www.plantservices.com

US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy. www.eere.energy.gov

ลิขสิทธิ:์ สงวนลิขสิทธิ์ © โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติ (ป2006) สิ่งพิมพนี้สามารถนําไปทําการคัดลอกทั้งหมดหรือเพียงบางสวนในรูปแบบใดก็ตามได เพื่อนาํไปใชในการศึกษาหรือกิจกรรมที่มิไดแสวงหาผลกําไร โดยไมตองขออนุญาตจากเจาของลิขสิทธิ์ ขอเพียงมกีารอางถึงแหลงที่มาไวในกิตติกรรมประกาศ โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติจะมีความยินดีเปนอยางยิ่งหาก ไดรับสําเนาของสิ่งพิมพที่นําไปเผยแพรโดยใชสิ่งพิมพนี้เปนแหลงขอมูล ทั้งนี้ หามมิใหนําสิ่งพิมพนี้ไปจัดพิมพเพื่อจําหนายหรือเพื่อใชในการคา โดยมิไดรับอนุญาตเปนลายลักษณอักษรจากโครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติ คําสงวนสิทธิ ์

สิ่งพิมพหัวขอเคร่ืองมือที่ใชพลังงานความรอนนี้เปนสวนหนึ่งของโครงการการลดการปลอยกาซเรือนกระจกจากภาคอุตสาหกรรมในเอเชียและแปซิฟก ดําเนินการโดยสภาภาพผลิตแหงชาติ ประเทศอินเดีย แมจะมคีวามพยายามอยางยิ งที่จะสรางความมั่นใจวาเนื้อหาของสิ่งพิมพนี้มีความถูกตองตามขอเท็จจริง อยางไรก็ดี โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติจะไมรับผิดชอบในเรื่องความถูกตองหรือความสมบูรณ ของเนื้อหาและไมรับผิดชอบในความสูญเสียหรือความเสียหายใดๆ ซึ่งอาจเกิดขึ้นไมวาโดยทางตรงหรอืทางออมจากการใชหรือการยึดถือเนื้อหาของสิ่งพิมพนี ้