Refrigeration and Air conditioning System - Chainarongchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636...
-
Upload
duongxuyen -
Category
Documents
-
view
214 -
download
0
Transcript of Refrigeration and Air conditioning System - Chainarongchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636...
Energy management in Energy management in building and industry building and industry
Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System
ไชยณรงค จกรธรานนท
ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร
มหาวทยาลยธรรมศาสตร Room 413 E-mail: [email protected]
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 2
นกศกษานาเสนอรายงานฉบบสมบรณของโครงงาน 1 24 ธ.ค.7
มาตรการอนรกษพลงงาน และกรณศกษาทางดานการปรบอากาศ (C)
และ นาเสนอรายงานความกาวหนาของโครงงาน 1 (C)17 ธ.ค.6
อปกรณและการควบคมระบบปรบอากาศ การคานวณคาความรอนผาน
อากาศ นกศกษา3 ธ.ค.5
ชนดของระบบปรบอากาศแบบตางๆ (C)26 พ.ย.4
การคานวณคาพลงงานจากอปกรณไฟฟา มอเตอร ไฟแสงสวาง มาตรการการ
อนรกษพลงงาน และกรณศกษาทางดานไฟฟา (D)22 พ.ย.3
การใชพลงงานไฟฟา การคานวณคาไฟฟา การตดตามการใชพลงงาน การ
วเคราะหทางเศรษฐศาสตร (D) 15 พ.ย.2
ภาพรวมการใชพลงงาน และ การอนรกษพลงงานเบองตน (D)8 พ.ย.1
หวขอวนทสปดาห
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 3
วตถประสงค
เขาใจแนวคดของการออกแบบระบบทาความเยนและปรบอากาศเพอ
การประหยดพลงงาน
เรยนรแหลงทวธการทาความเยนแบบตางๆ
เรยนรหลกการทางานของระบบตางๆ
เรยนรวธการปรบปรงระบบเพอการประหยดพลงงาน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 4
เนอหา
ความสาคญของระบบทาความเยนและปรบอากาศ
Active & Passive cooling
การทาความเยนแบบตางๆ
การระบายความรอนดวย อากาศ – นา และ อปกรณ
กรณศกษา
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 5
http://www.dede.go.th/dede/
Energy websites
http://www.serd.ait.ac.th/teenet/
http://www.iie.or.th/
http://www.e-report.energy.go.th/anews.html
http://www.eia.doe.gov/emeu/cabs/thaienv.html
http://www.eppo.go.th/
• กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน
• สถาบนเทคโนโลยแหงเอเชย
• Thailand energy and environment network
• กระทรวงพลงงาน
• Energy information administration
• Energy policy and planning office
http://teenet.chiangmai.ac.th/emac/cd.php
• Chiang Mai University
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 6
การใชพลงงานจาแนกตามสาขาเศรษฐกจ 2525 - 2549
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
2525 2527 2529 2531 2533 2535 2537 2539 2541 2543 2545 2547 2549
ป พ.ศ.
ktoe
ขนสงธรกจการคาบานอยอาศยกอสรางอตสาหกรรมเหมองแรเกษตรกรรม
ทมา เวปไซดกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน http://www.dede.go.th 2551
5.24%0.21%
37.06%0.22%
14.28%6.66%
36.34%
2549
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 7
การกระจายของจานวนผใชไฟและปรมาณการใชไฟฟา
73%
8%
19%
13%
7%
10%
0%
22%
0%
40%
0%3%
1% 4%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
จานวนผใชไฟ ปรมาณการใชไฟฟา
ปมนาเพอการเกษตร
หนวยงานราชการ
ธรกจเฉพาะอยาง
ธรกจ/อตฯ ขนาดใหญ
ธรกจ/อตฯ ขนาดกลาง
ธรกจขนาดเลก
บานอยอาศย (>150 หนวย/เดอน)
บานอยอาศย (<150 หนวย/เดอน)
ทมา : รายงานการปรบโครงสรางอตราคาไฟฟา (มต ค.ร.ม. วนท 3 ตลาคม 2543)
278ลานหนวย
ลานหนวยสยามพารากอน
มาบญครอง
เซนทรลเวลด
ทมา: การไฟฟานครหลวง 2549 ทมา: พพ. รายงานการใชไฟฟา ป 2549
แมฮองสอน 65อานาจเจรญ 110มกดาหาร 128หนองบวลาภ 148นาน 175ยโสธร 188อทยธาน 193พะเยา 211มกดาหาร 219สตล 230สมทรสงคราม 237เลย 246แพร 254พทลง 258นราธวาส 278ระนอง 278
123
81
75
การใชพลงงานไฟฟาของ 3 หางสรรพสนคาของกรงเทพฯ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 9
140
87
39 3920
123
81 75
020406080
100120140160180200
นาพอง
ปากมน
สรนธร
อบลรตน
จฬาภรณ
นาพง
สยามพารากอน
เอมบเค
เซนทรลเวลด
ทมา: กฟผ., กฟน.
266 2781658
เปรยบเทยบการผลตและใชไฟฟาในป 2549 (ลานหนวย)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 10
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
โรงพยาบาล
คณะวทย
อาคารเรยนรวม
SC
คณะแพทย ปญจา
สายา
หอสมดปวย
คณะวศวฯ SIIT
ปยชาต
สนง อธการบด
หองสมดศนยรงสต
โดมบรหาร
ยม 2
คณะพาณชยฯ
คณะสถาปตยฯ
สถาบนเอเชยตะวนออกศกษา
ราชสดา
คณะวารสารฯ
คณะศลปศาสตร
ฝกปฏบตการฯ เดกปฐมวย
คณะรฐศาสตร
โรงสบนาประปา
บรรยายรวม
1อาคารบรการวชาการ
บาบดนาเสย
คณะศลปกรรมฯ
คณะนตฯ
อาคารเดอนบนนาค
สถาบนภาษา
อาคารกจกรรมใหม
คณะสงคมฯ
โรงอาหาร
วทยบรการ
คณะเศรษฐฯ
สหกรณออมทรพย
สถานวทย
คณะสงคมสงเคราะหฯ
สานกบณฑตอาสาฯ
อาคารหอพระ
กจกรรมนกศกษา
เตาเผาขยะ
อาคาร
การใชไ
ฟฟา
(หนวย
)การใชพลงงานไฟฟาเฉลยของอาคารใน มธ ศนยรงสต (ตค – มย 51)
คาไฟฟาเฉลย 14.46 ลานบาท/เดอน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 11
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
18000:
00:0
0
3:00
:00
6:00
:00
9:00
:00
12:0
0:00
15:0
0:00
18:0
0:00
21:0
0:00
0:00
:00
3:00
:00
6:00
:00
9:00
:00
12:0
0:00
15:0
0:00
18:0
0:00
21:0
0:00
0:00
:00
3:00
:00
6:00
:00
9:00
:00
12:0
0:00
15:0
0:00
18:0
0:00
21:0
0:00
0:00
:00
Time
Load
(kW
)
500 kVA
750 kVA
1000 kVA
1000 kVA
total
(เสาร) (อาทตย) (จนทน)
395.03 kW
542.66 kW
(1.37 เทา)
1691.19 kW
(4.28 เทา)
ขอมลการใชไฟฟาของธนาคารแหงหนง
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 12
Characteristics of energy consumption in various buildings
(วชระ มงวทตกล, 2544, กระบวนการและเทคนคการลดคาใชจายพลงงานสาหรบอาคารและโรงงานอตสาหกรรม, ศนยอนรกษพลงงานแหงประเทศไทย)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 13
Proportion of energy consumption in buildings
0102030405060708090
100
สานกงาน ศนยการคา สถานศกษา โรงแรม โรงพยาบาล
อาคาร
% การใชพลงงานไฟฟา
อนๆแสงสวางปรบอากาศ
ทมา ประพนธ ศรพลบพลา, 2542, การอนรกษพลงงานภายในโรงงาน, ม. เชยงใหม
สดสวนการทาความเยนของระบบปรบอากาศ
ทมา วชระ มงวทตกล, 2544, กระบวนการและเทคนคการลดคาใชจายพลงงานสาหรบอาคารและโรงงานอตสาหกรรม, ศนยอนรกษพลงงานแหงประเทศไทย)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 15
Heating, Ventilation, and Air Conditioning system (HVAC)
Heating
Cooling
Ventilation
Fresh air
Exhaust air
Indoor air quality (IAQ)
Thermal comfort
Equipments
- Chiller
- condensing pump
- Chilled water pump
- Cooling tower
- Thermal storage tank
- AHU, FCU
- FAN & Blower
- Boiler
- Calorifier
Piping, Duct
Insulation
valve
Controls
Damper/diffuser
Refrigeration
Refrigerant
Air conditioning systems
Accessory
- EE
- Measurement
- VAV
- VWV
- VRV
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 16
HVAC
Heating
Cooling
Ventilation
Fresh air
Exhaust air
ควบคมอณหภมและความชนภายในอาคาร ทาความเยน/ความรอนใหกบ คน อปกรณตางๆ เชน ลฟต เครองจกร คอมพวเตอร
เพอรกษาและควบคมคณภาพของสนคา เพอทาใหเกดความสบาย และการหมนเวยนของอากาศภายใน
เพอความสะอาดของอากาศและรกษาระดบปรมาณอนภาคในอากาศ
เพอรกษาความสบายใหแกคนทางาน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 17
การปรบอากาศในโรงงานอตสาหกรรม
การปรบอณหภม ความชน และปรมาณอากาศบรสทธ• เพอสงเสรมการผลตใหมประสทธภาพ
• รกษาสขภาพและความสบายของพนกงาน
การปรบอากาศในโรงงานทอผา
• ควบคมนาหนกและอตราการเกดปฎกรยาเคม• รกษาสขภาพคนงานจะสารพษ
• ปองกนฝนและความชนจากการผลต
การปรบอากาศในงานพมพ• ความชนจะมผลอยางมากตอการพมพ คณภาพของกระดาษ การปอนกระดาษ
• โดยทวไปจะปรบความชนสมพทธใหหองเตรยมกระดาษสงกวาหองพมพประมาณ 5-6 %
• ความชนในพมพประมาณ 40-55 %
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 18
การปรบอากาศในโรงงานอตสาหกรรม
การปรบอากาศในโรงงานผลตยารกษาโรค • การผลตยาถกควบคมโดยสานกงานมาตรฐานยา
• ขวดบรรจยาเมดประเภทละลายนาตองปราศจากความชน
• ความชนสมพทธของหองบรรจยาควรจะเปน 15% บางแหงตาถง 5%
• ยาผงตองการอณหภม 70 F ความชนสมพทธ 30-50%
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 19
ปญหาการใชพลงงานทมกพบในระบบทาความเยนและการปรบอากาศ
- อาคาร หรอ วสด
- เลอกระบบ
- เลอกใชอปกรณผด
- การตงคา
- เวลาการใชงาน
- อปกรณตรวจวด/การวด
- อปกรณเสอมสมรรถนะภาพ
- อปกรณควบคมเสย
- ขาดการบารงรกษา
- เปลยนสภาวะการทางานจากการออกแบบเรมตน
Energy waste
Design
Operation
Efficiency and function
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 20
Design
การไมเผอภาระในอนาคต การตดตงทไมถกตอง การออกแบบทสญเสยพลงงาน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 21
Design
การออกแบบทดตองคานงถงสภาวะแวดลอม
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 22
Design
เงอนไขของการออกแบบ
การเผอขนาดเกนความจาเปน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 23
Operation
การตงคาทางานทเหมาะสม การควบคมการใชงานอปกรณ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 24
Efficiency and function
อปกรณเสอมคณภาพ/เสยหาย
การใชเครองวดทไมเหมาะสม
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 25
กรณทคานวณภาระปรบอากาศนน จะเปนการคานวณปรมาณ “การ
ไดรบความรอน” (heat gain) หรอ “การสญเสยความรอน” (heat loss)
กลไกการถายเทความรอนจากภาระภายนอกอาคาร
- การนาความรอน
- การพาความรอน
- การแผรงสความรอน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 26
รปแบบของการทาความเยน
Passive cooling
Active cooling
• การใชเทคนคของการทาความเยนโดยการใชประโยชนจากแหลงรบความรอนท
มอยตามธรรมชาต เพอลดอณหภมภายในอาคารใหตาลง
• การใสพลงงานเพอลดอณหภมภายในอาคารใหตาลง
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 27
Passive cooling
• การใชความเยนจากการระเหยนาในการ
ลดอณหภมใหกบอากาศภายในอาคาร
• การใชประโยชนจากกระแสลม
• การใชประโยชนจากการสญเสยความ
รอนของอาคารใหสงแวดลอมในเวลา
กลางคน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 28
Passive cooling
การลดอณหภมของอากาศทเขาอาคาร
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 29
Passive cooling
• การใชความเยนทสะสมอยในดน
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต,2544, ระบบความเยนแบบธรรมชาต (Passive cooling).
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 30
Passive cooling
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต,2544, ระบบความเยนแบบธรรมชาต (Passive cooling).
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 32
• การใชหลงคาทมมวลมากและมฉนวนเคลอนทได (High-mass roofs with
operable insulation)
Passive cooling
- หลงคาทาหนาททงตวแผรงส
ความรอน และแหลงกกเกบ
ความเยน
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต,2544, ระบบความเยนแบบธรรมชาต (Passive cooling).
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 33
• ระบบ Sky term (Hay, 1987)
Passive cooling
- ระบบหลงคาทใชการทาความ
เยนดวยการแผรงสความรอน
ในเวลากลางคน
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต,2544, ระบบความเยนแบบธรรมชาต (Passive cooling).
- ประกอบดวยแผนโลหะใน
แนวระดบและใชถงพลาสตก
ซงบรรจนาภายในวางไวบน
แผนโลหะ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 34
• ระบบการทาความเยนโดยการใชสระนาบนหลงคาPassive cooling
- ใชวธระเหยนาบนหลงคาใหม
คามากทสดทตองทาการบง
แดดใหกบสระนาเพอลดความ
รอนจากการแผรงสความรอน
จากดวงอาทตย
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต,2544, ระบบความเยนแบบธรรมชาต (Passive cooling).
- มปญหาเครองการเจรญเตบโต
ของสาหรายและปฏกรยาทาง
ชววทยา
- ฉนวนเคลอนทไมไดและม
ชองวางของอากาศเหนอสระ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 36
1. ระบบทาความเยนโดยปลอยสารทาความเยนใหระเหยตว
2. ระบบคอมเพรสเซอรอดไอ
3. การทาความเยนโดยใชนาแขง
4. การทาความเยนโดยใชนาแขงแหง
5. การทาความเยนโดยใชการระเหยตวของนา
6. การทาความเยนโดยใชเทอรโมอเลกทรก
7. การทาความเยนระบบสตรมเจค
8. วงจรการทาความเยนแบบแอบซอรปชน
Active cooling
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 37
1. ระบบทาความเยนโดยปลอยสารทาความเยนใหระเหยตว
- เปนแบบทใชไดดกบการขนสงอาหารทตองการควบคมอณหภมใหตาอยเสมอ
- ปลอยใหสารทาความเยนเหลวระเหยตวเปนไอภายในบรเวณหรอเนอทท
ตองการทาความเยน
- ไนโตรเจนเหลวถกเกบในถงภายใตความดนประมาณ 14.6 kg/cm2
- ฉดผานวาลวควบคม (liquid control valve) ลดความดนของไนโตรเจนเหลวลง
- ฉดไนโตรเจนเหลวใหเปนฝอย เขาไปยงบรเวณหรอเนอททตองการทาความ
เยนโดยตรง
N2
หลกการ คอ การทาใหสารทาความเยนมอณหภมตาลงโดยการลดความดน
(Expendable refrigerant cooling system)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 38
2. ระบบคอมเพรสเซอรอดไอ
• Compressor• Condenser• Expansion valve (ลนลดความดน)
• Evaporator (เครองระเหย)
หลกการ คอ การใชวฎจกรของการถายเทความ
รอนไปยงสารทาความเยนและอดสารทาความ
เยนใหมอณหภมและความดนสงเพอระบาย
ความรอนออกจากสารทาความเยน ซงทาใหสาร
ทาความเยนควบแนนเปนของเหลว แลวผาน
วาลวลดความดนของสารทาความเยนเพอ
กลบมาดดซบความรอนอกครงทเครองระเหย
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 40
สมประสทธการทาความเยน
• ปรมาตรการไหลของสารทาความเยนทไหลเขาสคอมเพรสเซอร
อตราสวนประสทธภาพพลงงาน
(Energy Efficiency Ratio; EER)
EER = 3.412 COP
ปรมาณความเยนทผลตไดตอ
กาลงไฟฟาทใช [Btu/W]
V mv=
1 4
2 1
Useful refrigerationNet work input
h hCOPh h−
= =−
2. ระบบคอมเพรสเซอรอดไอ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 41
ประสทธภาพด9.6 ≤ EER <10.6ระดบท 4
ประสทธภาพดมากEER ≥ 10.6ระดบท 5
ประสทธภาพปานกลาง8.6 ≤ EER <9.6ระดบท 3
ประสทธภาพพอใช7.6 ≤ EER <8.6ระดบท 2
ประสทธภาพตาEER < 7.6ระดบท 1
ระดบประสทธภาพและคาเฉลยของการใชพลงงาน
3. การทาความเยนโดยใชนาแขง
นาแขงหลอมละลายกลายเปนนา จะดดความรอนจากอากาศรอบ ๆ ทาให
อากาศเยนลงและมความหนาแนนสงขน
- Ice thermal storage , Ice accumulation, Ice bank
Water in
Water out
หลกการคอ การละลายนาแขงเพอทาความเยน
- Back up & stand by: computer center, operation room
- อตสาหกรรมทตองการใชจานวนความเยนมากๆ ในระยะสนๆ จากนนกจะหยดการใชนาเยนไปชวงระยะเวลาหนง เชน โรงงานผลตนม โรงงานเบยร ศนยแสดงสนคา โรงภาพยนตร เปนตน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 43
process
Ice bank
โรงงานสหกรณโคมนมนครปฐม จ.นครปฐม
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 44
TOU = time of use TOD = time of day
Demand charge and Unit rate
• Ice storage- ผลตนาแขงในเวลากลางคนแลวละลายนาแขงเพอนาความเยนมาใชในเวลา
กลางวน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 45
การใชระบบกกเกบนาแขงเพอใชในระบบปรบอากาศ
- ใชในเวลาทตวอาคารมความตองการทาความเยนเตมท
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 46
3. การทาความเยนโดยใชนาแขงหรอนาเยนในระบบปรบอากาศ
Thermal storage
- Chilled water storage
- Ice storage
ชวยเลอนเวลาการเดนเครอง chiller จากชวงทคาความตองการไฟฟา (Electric
demand) ทมราคาสงไปเวลาดก
เหมาะสมเมอรปแบบราคาความตองการไฟฟาระหวาง Peak และ Off-Peak แตกตาง
กนมาก การออกแบบ Thermal storage แบงได 2 แบบคอ
- Full storage
- Partial storage
กตตพงษ เตมยะประดษฐ 2538 ระบบปรบอากาศทมประสทธภาพ บทความวชาการชดท 1 ชมรมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย หนา 1-17
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 47
ขอดและขอเสยของระบบ Thermal Storage
- ถาอณหภมของลมสงตามากๆ ตอง
ระวง
ฉนวนหมทอลมและทอนาตองหนากวา
ปกต
การเลอกขนาดและชนดหวจายลมตอง
ทาใหเกดการกระจายลมทด
- หากใชนาเยนในการละลายนาแขงและม
อณหภม 34-40 F ไปผาน cooling coil
อณหภมอากาศทผาน AHU จะลดลง
เหลอเพยง 42-48 F ดงนนจานวนอากาศ
เยนทสงเขาอาคารกลดลง
- สามารถใช Chiller ขนาดเลกกวาปกต
ได
- ราคาเรมแรกสง- ประหยดราคาคาไฟฟา
ขอเสยขอด
กตตพงษ เตมยะประดษฐ 2538 ระบบปรบอากาศทมประสทธภาพ บทความวชาการชดท 1 ชมรมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย หนา 1-17
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 48
4. การทาความเยนโดยใชนาแขงแหง (Dry ice refrigeration)
- นาแขงแหงจะเปลยนสถานะจากของแขงกลายเปนแกส ซงเรยกวาการระเหด
ทความดนบรรยากาศ
- โดยนาแขงแหงจะมอณหภมตาถง – 78.33 °C และดดซบความรอนและรกษา อณหภมของผลตภณฑ เชน ไอศกรม ใหคงคณภาพขณะทาการ
ขนสง
หลกการคอ การถายเทความรอนไปยงสารทมจดระเหดตา
คารบอนไดออกไซดแขง
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 49
5. การทาความเยนโดยใชการระเหยตวของนา
- ขณะทของเหลวระเหยตวเปลยนสถานะกลายเปนไอจะดดรบความรอนแฝง
- คอนเดนเซอรแบบอวาพอเรตป (Evaporative condenser) คอนเดนเซอรแบบ
นอาศยทงการระเหยตวของนาและอากาศชวยกนในการระบายความรอนออก
จากคอนเดนเซอร
- โดยการฉดพนนาใหเปนฝอย ผานลงบนคอนเดนเซอร
- ในขณะเดยวกนกใชพดลมชวยเปาระบายความรอน ละอองนาทกระทบกบ
คอนเดนเซอรบางสวนจะระเหยดดความรอน ชวยใหการระบายความรอนออก
จากคอนเดนเซอรมผลดขน
- ใชในระบบปรบอากาศ
หลกการคอ การถายเทความรอนโดยใชละอองนา(อณหภมสง)ไหลผานอากาศ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 50
การระบายความรอนดวยอากาศ การระบายความรอนดวยการทาใหนาเปน
ฝอยผานอากาศ
คอนเดนเซอรแบบอวาพอเรตป
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 52
6. การทาความเยนโดยใชเทอรโมอเลกทรก
หลกการ คอ การถายเทพลงงานความรอนจากทหนงไปสอกทหนงโดยใชอเลกตรอน
- โดยนาเอาวตถกงตวนา(Semi-conductor) สองชนด ( P และ N) มาตรงปลายตดกน แลว
ตอเขากบวงจรไฟฟากระแสตรง
- เนองจากวตถกงตวนาทงสองชนด
มคาระดบพลงงานไมเทากน
- เ ม อ ถ ก ผ า น ด ว ย ก ร ะ แส ไฟฟ า
กระแสตรงแลวจะทาใหปลายทตรง
ตดกนเยนและปลายทเหลอจะรอน
- สงผลใหภายในบรเวณทตองการทา
ความเยนมการดดรบความเยนและ
คายความรอนออกมาภายนอก
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 53
7. การทาความเยนระบบสตรมเจต
- เมอลดความดนทผวหนาของนา (ตวกลางใน
การทาความเยน) ทอยในภาชนะทปดมดชด
แลว นานนจะสามารถระเหยตว
- เปลยนสถานะเปนไอไดทอณหภมตา ๆ บางครง
ตาถง 4.44 – 10 °C
- จากการศกษาทางทฤษฎพบวาภายใตความดน
สญญากาศหรอทความดนสง 0.893 kg/cm2
จดเดอดของนาจะอยท 4.44 °C
หลกการ คอ ลดความดน→ลดอณหภม
Pv RT=
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 54
7. การทาความเยนระบบสตรมเจต
Steam jet chiller
0
50
100
150
0 50 100Temp [oC]
Abs
. Pre
ssur
e [k
N/m
2 ]
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 55
7. การทาความเยนระบบสตรมเจต
100101.3388.06560.120.0
99.610083.75545.810.0
98.29578.74532.95.0
95.28572.73517.52.0
91.87567.5283.80.8
Temperature
(oC)
Absolute
pressure
(kN/m2)
Temperature
(oC)
Absolute
pressure
(kN/m2)
Temperature
(oC)
Absolute
pressure
(kN/m2)
หลกการ คอ การถายเทความรอนจากสารทาความเยนไปใหตวดดซบแลวใช Waste steam
แยกสารทาความเยนและตวดดซบออกจากกน
8. วงจรการทาความเยนแบบ Absorption
Waste steam
Cooling tower
Air Conditioning system
เครองทาความเยน ชนดระบายความรอนดวยนาประเภทหนง ทรจกกนดและใชงาน
ทวไป เปนชนด COMPRESSOR CHILLER
Absorption Chiller
• ปราศจากเสยงในการทางาน
• หมดปญหาเรองคาบารงรกษา
• ใชความรอนเปนแหลงพลงงาน
• ไมใชไฟฟา
http://pttinternet.pttplc.com/csc_gas/csc_ind/utilization/absorption_chiller.asp
• ไมมการรวของสารทาความเยน
• สามารถปรบประสทธภาพการทางานไดตงแต 10-100%
• คาใชจายในการเดนเครองตา• สามารถตดตงบนสถานท ทรบนาหนกไดนอย
• ปราศจากสารทาลายชนบรรยากาศ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 58
NOISE AND VIBRATIONLOW NOISE AND VIBRATION
DYNAMIC PROCESSSTATIC PROCESS
PRINCIPLE
ENVIRONMENTAL POLLUTIONSAFE & HARMLESS
REFRIGERANT:CFCs,HCFCs,HFCREFRIGERANT : H2O
ABSORBENT LiBrHEAT MEDIUM
EXPENSIVE POWER RECEIVING
FACILITYSMALL ELECTRICITY
BIG ELECTRICITYTOWN GAS,OIL,STREAM,HOT WATER
ENERGY SOURCE
ELECTRIC CHILLERABSORPTION CHILLER
เปรยบเทยบระบบ absorption chiller และ electric chiller
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 59
คณสมบตการเดอดของนามคาแปรผนตามความดน
นาจะเดอดทอณหภมตากวา 100 °C และทความดนสมบรณ (Vacuum) 6 มลลเมตร
ปรอท นาจะเดอดท 3.7 °C คณสมบตของสารดดซบ(absorbent)
LiBr เปนสารทสามารถดดซบนาไดด เมอความเขมขนสงจะสามารถดดซบนาไดมาก
และทอณหภมเพมขนการดดซบนาจะนอยลง
Absorption Chiller
http://pttinternet.pttplc.com/csc_gas/csc_ind/utilization/absorption_chiller.asp
โดยคณสมบตดงกลาวน Vapor Absorption Machine สามารถผลตนา Chiller ไดถง
4.5 °C
โดยใชไอนาเปนพลงงานความรอน Absorption Machine ทางานโดยการดดซบความ
รอนจากนา Chiller
ในขณะทนาในระบบระเหยเปนไอท 3.7 °C Chiller จะคายความรอนใหกบนาท
ระเหย และสาร LiBr จะดดซบไอนาเอาไว และจะถกปมไปยงระบบ Generator เพอ
ใชความรอนแยกเอานา และสาร LiBr ออกจากกนและไหลกลบเขามาในระบบอกครง
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 60
Absorption chiller operation
(1)
(3)
(2)
(4)
ABSORPTION CHILLER FOR PLANT APPLICATION
4,075,672 B/YR.3,550,676 B/YR.TOTAL O & M EXPENSE / YEAR
640,000 B/YR.440,000 B/YR.TOTAL OPERATING EXP.
400,000 B/YR.200,900 B/YR.- OVERHAULS
240,000 B/YR.240,000 B/YR.- PREVENTIVE
TOTAL MAINTENANCE EXPENSE /
YEAR
3,435,672 B/YR.3,110,676 B/YR.TOTAL OPERATING EXP.
0 B/YR.750 KG/HR = 1,776,900 B/YR.- STEAM
196.1 KW = 3,435,672 B/YR76.3 KW = 1,336,776 B/YR.- ELECTRICITY
TOTAL OPERATING EXPENSE / YEAR
ELECTRICITY 380 / 3 / 507 BAR SAT. STEAM ENERGY INPUT
SCREW COMPRESSOR DOUBLE EFFECTED
STEAM FIREDCHILLER TYPE
150 TR.150 TR.TOTAL SYSTEM COOLING CAPACITY
COMPRESSOR CHILLERABS CHILLERDESCRIPTION
• ELECTRICITY PRICE 2 BAHT / KWHR • STEAM PRICE 0.27 BAHT / KG AT 7.0 BAR SAT. STEAM
• OPERATING HR / YEAR 365 X 24
• EXCLUDE INTEREST OF CAPITAL INVESTMENT
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 63
การเปลยนจากระบบทาความเยนแบบ Electric chiller เปน Absorption chiller
http://pttinternet.pttplc.com/csc_gas/csc_ind/utilization/absorption_chiller.asp
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 64
เครองทาความเยนแบบดดซม (absorption refrigeration)
ก. vapor compression cycle ข. absorption chiller
การเปรยบเทยบระบบทาความเยนแบบอดไอและแบบดดซม
(การเพมอณหภมใหกบสารทาความเยน)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 65
e
g
Q Q
COP =
generator ataddition heatof rate
ion raterefrigeratCOP =
การคานวณของวฏจกรการทาความเยนแบบดดซม
สมประสทธสมรรถนะของ absorption chiller (COP)
COP of the ideal absorption cycle
Qe = อตราการทาความเยนQg = อตราการใหความรอนในเครองผลต
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 66
การคานวณของวฏจกรการทาความเยนแบบดดซม
สาหรบ Power Cycle ดานซายมอ
สาหรบ Refrigeration Cycle ดานขวามอ
g s
s a
q Tw T T=
−e r
a r
q Tw T T=
−
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 67
Ts is heat source temperature
Tr is refrigerant temperature
สมรรถนะการทาความเยนของวฎจกรอดมคตของ absorption chiller
Ta is ambient temperature
( )( )
r
r s ae a r r s a
sg a r s s a r
s a
wTT T Tq T T wT T TCOP wTq T T wT T T T
T T
−− −= = = =
− −−
w is mass flow rate
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 68
ระบบปรบอากาศชนดระบายความรอนดวยอากาศ
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 69
ระบบปรบอากาศชนดระบายความรอนดวยนา
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 70
สาหรบสภาวะมาตรฐาน นามความหนาแนนเทากบ 62.4 lb/ft และมคาความรอนจาเพาะเทากบ 1
Btu/lb-ft3 อตราการถายโอนความรอนสนาเยนทอปกรณปลายทาง หาไดจากสมการ
q = 500gpm Δ t
โดยท q คอ อตราการถายโอนความรอนสนาเยน, Btu/hr
gpm คอ อตราการไหลเชงปรมาตร, gpm
t คอ อณหภมทเพมขนเมอไหลผานอปกรณปลายทาง,
อณหภมของนาเยนดานสงอาจอยระหวาง 40 F - 55 F แตโดยทวไปเรามกจะใชอณหภมเทากบ
44 หรอ 45 Fและมความดนไมเกน 120 psi
สาหรบระบบปรบอากาศทตองการรกษาสภาวะทอณหภม 75 F และ ความชนสมพทธ 50% ควร
ตงคาอณหภมนาเยนดานกลบใกลกบคาของอณหภมจดนาคางทสภาวะน นนคอ 54 หรอ 55
การตงคาอณหภมของนาเยน
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 71
Exhaust heat recovery
การใชลมเยนททงสภาพนอกลดอณหภมของระบบ Fresh air (OA)
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 72
พลงงานทใชในระบบปรบอากาศ
15-18%
คอมเพรสเซอร
อแวปพอเรเตอร
64-68%
15-18%
อปกรณขยายตว
(<1% สาหรบ
อปกรณขยายตว
แบบอเลคทรอนกส)
ทมา : โครงการใชพลงงานอยางมประสทธภาพ, สหราชอาณาจกร
Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 73
ระบบปรบอากาศควรใหความสาคญ และแนะนาสาเหตททาใหขาด ประสทธภาพ
3. ฉนวน
การควบคม
1. ชวโมงการทางานมากเกนไป2. พนทเยนเกนไป
3. ยงมการจายความเยนใหพนททวาง
4. ความดนของคอนเดนเซอรสง
5. สญเสยนายาทาความเยน
6. ระบบควบคมลมเหลว
7. ระบบการควบคมไมเหมาะสม, ปรบแตงขอผดพลาด
8. การแบงโซนไมด
9. ตาแหนงทตดตงตวสงสญญาณไมถกตอง
อาคา
ร1. ไมไดอดรอยรวของอาคารใหดพอ
2. การบงแสง
6.60%
7.67%
1.53
kWh/day
ลดการใชพลงงานไฟฟาของ
เครองปรบอากาศได
14,409
Btu/day
ลดภาระการทาความเยนของ
เครองปรบอากาศได
3.12%
4.30%
0.78
kWh/day
ลดการใชพลงงานไฟฟาของ
เครองปรบอากาศได
8,716
Btu/day
ลดภาระการทาความเยน
ของเครองปรบอากาศได
3.12% (0.78 kWh/day)4.30% (8,716 Btu/day)การตดตงตวระบายอากาศบน
หลงคาเพอระบายความรอนใน
ชองหลงคา
6.60% (1.53 kWh/day)7.67% (14,409 Btu/day)การตดตงกนสาดเพอกนรงส
ความรอนทเขาทางหนาตาง
4.32% (0.96 kWh/day)5.52% (9,827 Btu/day)การลดรงสอาทตยทเขาหองโดย
ตดฟลมสะทอนแสงทกระจก
2.44% (0.53 kWh/day)3.31% (5,858 Btu/day)การลดรงสอาทตยทเขาหองโดย
ตดมล
2.06% (0.43 kWh/day)2.47% (4,152 Btu/day)การลดรงสอาทตยทเขาหองโดย
ใชผามาน
การลดการใชพลงงานไฟฟาการลดภาระการทาความเยนของ
เครอง