การใช้หลักการทางธรรมชาติในการปรับอากาศ เป็นอีกวิธีหนึ่งที่ช่วยทำให้รู้สึกสบายและมีการใช้พลังงานน้อย คือ โดยใช้หลักการวิธีการระเหยของน้ำ (Evaporative Cooling) วีธีการทำความเย็นแบบนี้สามารถให้ประสิทธิภาพได้ดีระดับหนึ่ง ในการแก้ปัญหาสภาวะอากาศร้อนทำให้เกิดความรู้สึกที่สบาย เช่น การอยู่ใกล้แม่น้ำอยู่ใกล้น้ำตก ซึ่งเมื่ออยู่ในบริเวณแหล่งน้ำจะรู้สึกสดชื้นและมีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งบรรยากาศในบริเวณดังกล่าเหมาะกับการพักผ่อนและรู้สึกสบาย
ประโยชน์ในการใช้งานระบบปรับอากาศแบบวิธีการระเหยของน้ำ (Evaporative Cooling) นั้นสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้มากมายแตกต่างกันออกไปมีความคุ้มค่าในการปรับอากาศใช้พลังงานน้อย มีความสามารถในการใช้งานให้เกิดประโยชน์มากมาย เช่น ใช้ในการปรับอากาศ หรือลดอุณหภูมิภายนอกอาคาร ช่วยระบายความร้อน กับเครื่องจักรต่าง ๆ ใช้ในโรงเรือนเกษตรกรรม เป็นต้น
หลักการทำงานระบบปรับอากาศแบบวิธีการระเหยของน้ำ (Evaporative Cooling)
เป็นหลักการวิธีทางธรรมชาติที่ใช้น้ำในการลดอุณหภูมิของอากาศร้อน หลักการคือ การแบ่งอนุภาคของน้ำให้มีขนาดเล็ก มีพื้นที่ผิวมาก เมื่ออากาศร้อนผ่านพื้นผิวน้ำ อากาศร้อนส่วนหนึ่งจะถูกน้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่าดูดความร้อน (Latent Heat) และน้ำบางส่วนได้รับความร้อนกลายเป็นไอ ผลที่ได้ คือ อากาศร้อนอุณหภูมิจะลดลงแต่มีปริมาณไอน้ำในอากาศเพิ่มมากขึ้นและน้ำบางส่วนมีอนุภาคเล็กมากทียังไม่เปลี่ยนสถานะเมื่อสัมผัสความร้อนจะเปลี่ยนเป็นไอได้รวดเร็ว เปรียบเหมือนสภาวะของบริเวณแหล่งน้ำจะรู้สึกเย็น น้ำบริเวณพื้นที่นั้นจะระเหยกลายเป็นไอโดยที่น้ำระเหยจะดึงความร้อนบริเวณใกล้เคียงไปด้วย จึงทำให้บริเวณนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าบรรยากาศใกล้เคียงกันที่ไม่มีแหล่งน้ำ
EVAPORATIVE PRE-COOLER FOR ENERGY SAVING
ระบบ Evaporative Pre-cooler ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเครื่องควบแน่น ทำให้อุณหภูมิของสารทำความเย็นที่ออกจากเครื่องควบแน่นลดลง ความดันของสารทำความเย็นจึงลดลงด้วย ส่งผลให้คอมเพรสเซอร์ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยลง แต่ได้ความเย็นเพิ่มขึ้น อัตราการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อภาระการทำความเย็นจึงลดลงจากเดิมเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปรับอากาศที่ไม่ได้ใช้ระบบ Evaporative Pre-cooler นอกจากนี้ยังยืดอายุการใช้งานของคอมเพรสเซอร์ และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาแผงคอยล์ร้อนของเครื่องปรับอากาศอีกด้วย
Evaporative Pre-cooler for Split type
Spot cooling system
Principle
Reduce water Temperature by chiller 2 Ton, Target shall be 27 – 30 °C to 5 – 7 °C
Supply water 5 – 7 °C to EVS Machine
Supply air Temperature At the end of duct 24 -29
Water chiller air cooler
Control PLC and Pump
Tank and pipe with aeroflex
We’re select for Cal Pad thickness 100-150 mm
Our chiller Air Velocity is 1.4 m/s
So,We will get 86% saturation efficiency from Cal Pad
Temperature After Pad(Tap) Tap=Tdb – (Tdb-Twb)x saturation efficiency/100)
Tap = 35 – (35-7) x 86 /100 =10.92 °C
ส่วนประกอบของระบบ EVAPORATIVE PRE-COOLER
Complete Frame
วัสดุที่ใช้ในการทำร่องรางน้ำ และอุปกรณ์ประกอบสำหรับการจับยึดแผ่นซับน้ำได้รับการออกแบบให้กะทัดรัด แข็งแรง มีความง่ายต่อการถอดประกอบซึ่งสามารถเลือกใช้วัสดุได้ตามความเหมาะสมดังนี้
1. พลาสติก 2. อลูมิเนียม 3. สแตนเลศ 4. เหล็กเคลือบสีป้องกันสนิม
ระบบควบคุม
ระบบควบคุมมีการออกแบบให้ระบบมีการทำงานอัตโนมัติ
1. ควบคุมการจ่ายน้ำด้วยการตรวจวัดค่าความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ ดังนั้น ที่ความชื้นในอากาศสูง ระบบจึงหยุดทำงานอัตโนมัติ เพื่อการประหยัดพลังงาน
2. ในระบบที่มีเครื่องทำน้ำเย็นหลายเครื่อง บางเครื่องอาจหยุดทำงาน ระบบจะหยุดการจ่ายน้ำเฉพาะเครื่องที่หยุดไปเท่านั้น
3. มีการป้องกันการเสียหายของมอเตอร์ปั๊มน้ำในกรณีที่น้ำในระบบมีน้อย
4. Bleed-off อัตโนมัติ
ระบบกรองน้ำและ Bleed-off
Evaporative Pre-Cooler จะใช้ระบบน้ำหมุนเวียนเพื่อการประหยัดน้ำ โดยมีการออกแบบให้มีการกรองสิ่งสกปรกเพื่อป้องกันการอุดตัน และมีการป้องกันการเกิดตะกรันโดยการระบายน้ำทิ้งอัตโนมัติเพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของน้ำ
- วาล์วน้ำทิ้งจะทำงานเมื่อถึงเวลาที่ตั้งไว้ด้วย วงจรตั้งเวลาและ ระดับน้ำต้องยังมีระดับสูงกว่า LOW
- วาล์วน้ำทิ้งจะหยุดทำงานเมื่อระดับน้ำ มีระดับต่ำกว่า LOW ขณะเดียวกัน วาล์วปล่อยน้ำเข้าก็จะเปิดน้ำใหม่ เข้าระบบ
- ขณะที่ น้ำถูกปล่อยและระดับน้ำลดลงเรื่อยๆ จนต่ำกว่า sensor pump ปั้มน้ำก็จะหยุดทำงานดึงน้ำสู่รังผึ้ง จนกว่าน้ำใหม่จะถูกปล่อยเข้ามาในระบบจนเต็มเสียก่อน ปั้มจึงเริ่มทำงานอีกครั้ง
กราฟแสดงค่าพลังไฟฟ้าของ CHILLER No.ACH-3
รายงานการตรวจวัดประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศ NHK SPRING (THILAND) CO.,LTD.
การตรวจวัดประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนขนาด 102,000 Btu/h
1. ผลการตรวจวัดก่อนเปิดระบบ Evaporative Cooling
การคำนวณหาค่าประสิทธิภาพการใช้งานของเครื่องปรับอากาศตามที่แสดง มีวิธีคำนวณค่า KW/TR ของเครื่องปรับอากาศ ดังต่อไปนี้
|
อุณหภูมิ ( F ) |
ความชื้นสัมพันธ์ ( % ) |
ค่า Enthalpy ของอากาศ ( Btu/llb. ) |
|
|---|---|---|---|
| ด้านลมกลับ (Return Air) | 76.6 | 65.3 | 31.9 |
| ด้านจ่ายลม (Supply Air) | 61.3 | 89.9 | 25.9 |
| เครื่องปรับอากาศขนาด | = | 102,000 | BTU/H | ||
| อุณหภูมิอากาศบริเวณคอยล์ร้อน | = | 29.80 | ˚C | ||
| อุณหภูมิปรับตั้ง | = | 25.00 | ˚C | ||
| พลังไฟฟ้าที่วัดตรวจได้ (kW) | = | 10.98 | kW | ||
| ปริมาณลมที่จ่าย | = | 3,511 | cfm | ||
| อุณหภูมิด้านลมกลับ (Return Air) | = | 24.8 ˚C | 76.6 ˚F | ||
| อุณหภูมิด้านลมจ่าย (Supply Air) | = | 17.4 ˚C | 63.3 ˚F | ||
| ความสามารถในการทำความเย็น | = | 4.50 x cfm x (hR-hS) | |
| = | 4.50 x 3,511 x (31.9-26.8) | ||
| = | 80,577 BTU/H | ||
| ค่าพลังไฟฟ้าต่อตันความเย็น | = | kW actual /TR Actual | |
| = | 10.98 / (80,577/12,000) | ||
| = | 1.57 kW/TR |
2. ผลการตรวจวัดขณะเปิดระบบ Evaporative Cooling
การคำนวณหาค่าประสิทธิภาพการใช้งานของเครื่องปรับอากาศตามที่แสดง มีวิธีคำนวณค่า KW/TR ของเครื่องปรับอากาศ ดังต่อไปนี้
|
อุณหภูมิ ( F ) |
ความชื้นสัมพันธ์ ( % ) |
ค่า Enthalpy ของอากาศ ( Btu/llb. ) |
|
|---|---|---|---|
| ด้านลมกลับ (Return Air) | 76.6 | 65.3 | 31.9 |
| ด้านจ่ายลม (Supply Air) | 61.3 | 89.9 | 25.9 |
| เครื่องปรับอากาศขนาด | = | 102,000 | BTU/H | ||
| อุณหภูมิอากาศบริเวณคอยล์ร้อน | = | 29.80 | ˚C | ||
| อุณหภูมิปรับตั้ง | = | 25.00 | ˚C | ||
| พลังไฟฟ้าที่วัดตรวจได้ (kW) | = | 10.48 | kW | ||
| ปริมาณลมที่จ่าย | = | 3,511 | cfm | ||
| อุณหภูมิด้านลมกลับ (Return Air) | = | 24.8 ˚C | 76.6 ˚F | ||
| อุณหภูมิด้านลมจ่าย (Supply Air) | = | 16.3 ˚C | 61.3 ˚F | ||
| ความสามารถในการทำความเย็น | = | 4.50 x cfm x (hR-hS) | |
| = | 4.50 x 3,511 x (31.9-25.9) | ||
| = | 94,797 BTU/H | ||
| ค่าพลังไฟฟ้าต่อตันความเย็น | = | kW actual /TR Actual | |
| = | 10.48 / (94,797/12,000) | ||
| = | 1.28 kW/TR |
สรุปผลการตรวจวัดก่อนและหลังการใช้งานระบบ Evaporative Cooling
จากการตรวจสอบสมรรถนะการทำงานของเครื่องปรับอากาศที่ใช้ ขนาด 102,000 Btu/h จากการตรวจวัดและวิเคราะห์ประสิทธิภาพ มีค่าพลังไฟฟ้าต่อตันความเย็น 1.57 กิโลวัตต์ต่อตันความเย็น เมื่อดำเนินการติดตั้งระบบ Evaporative Cooling เพื่อลดอุณหภูมิอากาศก่อนเข้า Condensing Unite ของเครื่องปรับอากาศ มีประสิทธิภาพ มีค่าพลังไฟฟ้าต่อตันความเย็น 1.28 กิโลวัตต์ต่อตันความเย็น จากการวิเคราะห์พบว่าประสิทธิภาพการทำความเย็นเพิ่มขึ้นร้อยละ 17.64 มีการใช้พลังไฟฟ้าลดลงร้อยละ 4.55 มีค่าพลังไฟฟ้าต่อตันความเย็นลดลงร้อยละ 18.48
