เครื่องปรับอากาศแบบรวมศูนย์

บทท่ี 6 เครอื่ งปรับอากาศแบบรวมศนู ย์ คู่มือฝึกอบรม การประเมินศกั ยภาพการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน

บทท่ี 6 เคร่ืองปรบั อากาศแบบรวมศูนย์

6.1 องคป์ ระกอบของระบบ
เครื่องปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ หรือเครือ่ งทา้ น้าเยน็ (Chiller) ใชใ้ นการทา้ น้าเย็นเพ่ือใช้ใน การปรับอากาศ

ซึ่งเปน็ กระบวนการควบคุมสภาวะของอากาศเพื่อให้เปน็ ไปตามความต้องการ โดยท่ัวไปปัจจยั หรอื พารามิเตอร์ของ
อากาศที่ต้องควบคมุ ประกอบด้วย อณุ หภูมิ ความชน้ื ความสะอาด การกระจายลม และปรมิ าณลม การปรบั อากาศ
มงุ่ ใหเ้ กิดความรู้สึกสบายต่อผูอ้ ยู่อาศยั อย่างไรก็ตามในอสุ าหกรรม การทา้ น้าเย็นอาจจะใชใ้ นการระบายความรอ้ นให้
เครอื่ งจักรหรือการปรับอากาศใช้เพ่ือควบคุมสภาวะอากาศในกระบวนการผลิต

เครื่องท้านา้ เยน็ (Chiller) เปน็ องคป์ ระกอบหนงึ่ ในระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์ ซึ่งมอี งค์ประกอบทงั้ หมด
ดังนี้

รูปที่ 6.1 แผนผงั แสดงองคป์ ระกอบของระบบปรบั อากาศแบบรวมศูนย์

หนา้ 6-1

บทท่ี 6 เครือ่ งปรับอากาศแบบรวมศูนย์ คู่มือฝกึ อบรม การประเมนิ ศักยภาพการอนุรกั ษพ์ ลงั งาน

รูปที่ 6.2 แผนผงั แสดงวงจรการทา้ งานของระบบปรับอากาศแบบรวมศูนยโ์ ดยทัว่ ไปชนดิ ระบายความร้อนด้วยนา้

รูปที่ 6.3 แผนผงั แสดงวงจรการท้างานของระบบปรบั อากาศแบบรวมศนู ย์โดยทั่วไปชนดิ ระบายความร้อนดว้ ยอากาศ

สดั ส่วนการใช้พลงั งานในระบบแตล่ ะระบบของระบบปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ ดังนี้

ระบายความร้อนดว้ ยน้า % พลงั งาน ระบายความร้อนด้วยอากาศ % พลังงาน
เครอ่ื งท้าน้าเย็น 50 – 60 % เครอ่ื งทา้ นา้ เยน็ 75 – 85 %
5 – 10 %
เครอ่ื งสูบน้าเย็นและน้าหล่อเย็น 15 – 25 % เครอื่ งสูบน้าเยน็ 10 – 20 %

หอผ่งึ นา้ 4 – 8 % เครื่องส่งลมเย็น

เครอื่ งส่งลมเย็น 15 – 25 %

หนา้ 6-2

บทที่ 6 เครื่องปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ คู่มอื ฝกึ อบรม การประเมินศกั ยภาพการอนุรกั ษ์พลังงาน

6.2 นิยามประสิทธิภาพหรอื สมรรถนะ
การหาคา่ ประสทิ ธภิ าพหรือสมรรถนะของเครื่องท้าน้าเยน็ โดยทว่ั ไปนยิ มอยู่ 2 วิธี คอื การหาค่าสมั ประสทิ ธิ์

สมรรถนะ (Coefficient of Performance, COP) และการหาค่ากา้ ลงั ไฟฟ้าตอ่ ตันความเยน็ (CHP) โดยแต่ละวธิ มี ี
นยิ ามในการหาดงั น้ี

6.2.1 ค่าสัมประสทิ ธิ์ สมรรถนะ (Coefficient of Performance, COP) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างขีด
ความสามารถทา้ ความเยน็ รวมสุทธขิ องเครอ่ื งท้านา้ เย็น (Qe) หนว่ ยเป็นวัตต์ กบั กา้ ลังไฟฟา้ (W) หน่วยเป็นวตั ต์

COP  Qe (kW)
W

6.2.2 ค่ากา้ ลัง ไฟฟา้ ตอ่ ตนั ความเย็น (CHP) คืออัตราสว่ นระหวา่ งกา้ ลงั ไฟฟา้ หน่วยเปน็ กโิ ลวัตต์

กับขีดความสามารถท้าความเยน็ สทุ ธิรวมของเคร่ืองทา้ น้าเยน็ หนว่ ยเป็นตัน (Ton)

CHP  kW
Ton

6.3 กฎหมายทเ่ี กีย่ วขอ้ ง

ประกาศกระทรวง เร่อื ง การกา้ หนดค่าสมั ประสทิ ธ์ิสมรรถนะขน้ั ต่้า คา่ ประสิทธิภาพการใหค้ วามเย็นและคา่

พลงั ไฟฟา้ ต่อตนั ความเย็นของระบบปรบั อากาศทีต่ ดิ ตง้ั ใช้งานในอาคาร พ.ศ. 2552 กา้ หนดคา่ ก้าลงั ไฟฟ้าต่อตันความ

เย็นขั้นตา่้ ส้าหรบั อาคารทกี่ อ่ สรา้ งหรอื ดดั แปลงทีม่ ีพน้ื ที่รวมกนั ตง้ั แต่ 2,000 ตารางเมตรขึน้ ไป ตามกฎกระทรวง

กา้ หนดประเภท หรือขนาดของอาคาร และมาตรฐาน หลกั เกณฑ์ และวธิ กี ารในการออกแบบอาคารเพื่อการอนุรกั ษ์

พลงั งาน พ.ศ. 2552 ดงั ตาราง

ประเภทเคร่ืองท้าน้าเย็นส้าหรบั ระบบปรบั อากาศ ขนาดความสามารถในการ คา่ กา้ ลงั ไฟฟา้ ตอ่
ตันความเยน็
ทา้ ความเย็นท่ภี าระพกิ ดั (กโิ ลวัตต์ตอ่ ตนั
ความเย็น
ชนิดการระบายความรอ้ น แบบของเครื่องอดั ของเครอื่ งท้าน้าเยน็ 1.33
1.31
(ตนั ความเย็น) 1.24
0.89
ระบายความรอ้ นดว้ ยอากาศ ทกุ ชนดิ น้อยกวา่ 300 0.78
มากกวา่ 300 0.76
0.62
แบบลกู สบู ทกุ ชนดิ

แบบโรตารี่ แบบสกรหู รือ นอ้ ยกว่า 150

ระบายความรอ้ นด้วยน้า แบบสครอลล์ มากกว่า 150

แบบแรงเหวยี่ ง น้อยกว่า 500
มากกว่า 500

หน้า 6-3

บทที่ 6 เครอื่ งปรับอากาศแบบรวมศูนย์ คมู่ ือฝึกอบรม การประเมินศกั ยภาพการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน

นอกจากขอ้ บังคบั ตามกฎหมาย มาตรฐานประสทิ ธิภาพหรือสมรรถนะของเครอ่ื งท้าน้าเย็นสามารถอ้างองิ
ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2010 ได้ดังรูป

รูปที่ 6.4 ตารางก้าหนดค่ามาตรฐานสา้ หรบั เครือ่ งทา้ น้าเย็นตาม ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2010

หนา้ 6-4

บทท่ี 6 เครื่องปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ คูม่ อื ฝกึ อบรม การประเมินศกั ยภาพการอนรุ ักษ์พลงั งาน

6.4 แนวทางการส้ารวจและเก็บขอ้ มูลวเิ คราะห์ประสทิ ธภิ าพ
6.4.1 การหาค่าสัมประสิทธสิ์ มรรถนะ (Coefficient of Performance, COP) ค่า COP คอื อตั ราส่วนพลังงาน

ระหว่างความสามารถในการทา้ ความเย็นสทุ ธิ (Qe) ตอ่ การใชพ้ ลังงาน (W) ดงั รูป



Saturated Liquid Line Entropy Line

 

  Saturated Vapor Line

รปู ที่ 6.5 รูปแสดงวงจรการทา้ งานของสารท้าความเย็น
เคร่อื งมือหรือมาตรวัดท่ีตอ้ งใช้ในการวเิ คราะหป์ ระกอบดว้ ย

1. แผนภาพแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ ง Enthalpy (h) และความดัน (P) ของสารท้าความเย็น
Refrigerant P-h Diagram

2. มาตรวดั คา่ ความดนั หรอื อณุ หภูมิ ของสารทา้ ความเย็นด้านดดู (Suction) และดา้ นจา่ ย
(Discharge) เมอ่ื อา่ นค่าความดนั หรืออุณหภมู ิของสารทา้ ความเยน็ ดา้ นดดู และด้านจ่ายไดแ้ ล้วนา้ มาวิเคราะหห์ าค่า
COP ไดด้ ังนี้ต่อไปนี้

(1) จากค่าความดนั หรอื อุณหภมู ิด้านดูดและด้านจ่ายทีอ่ ่านได้ ลากเส้นตรงในแนวระนาบ จะได้
จดุ ตัดกบั Saturate Vapor Line คือจุดที่ 1 และจดุ ตัด Saturate Liquid Line คอื จดุ ท่ี 3

(2) จากจดุ ที่ 1 ลากเสน้ ใหข้ นานกับ Entropy Line ไปตดั กับเสน้ ของความดันด้านจา่ ย จะได้
จุดที่ 2

(3) จากจุดที่ 3 ลากเส้นตรงในแนวด่ิงลงมาตัดกับเส้นของความดนั ด้านดดู ก็จะไดจ้ ดุ ท่ี 4
(4) อ่านค่า Enthalpy ของแตล่ ะจุดจากนัน้ หาค่า COP จากสมการ

หน้า 6-5

บทท่ี 6 เครื่องปรับอากาศแบบรวมศูนย์ คู่มือฝึกอบรม การประเมินศกั ยภาพการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน

COP  Qe
W

หรอื

COP  m (h1  h4 )
m (h2  h1)

หรือ

COP  (h1  h4 )
(h2  h1)

การหาค่าสมรรถนะ (COP) ดงั กลา่ วเปน็ การหาจากกราฟ P-h Diagram แบบอุดมคติ ซงึ่ ไมม่ กี ารถ่ายเท

ความรอ้ นในกระบวนการท่ี 2 ไป 3 (Isentropic Efficiency = 100 % หรอื 1.0) แตใ่ นความเป็นจรงิ จะมีการสญู เสีย

ความร้อนจากแรงเสยี ดทาน (Isentropic Efficiency < 1.0) ดังน้ันในการวเิ คราะห์จงึ ต้องรู้คา่ Isentropic

Efficiency ด้วย และเพอ่ื ความแมน่ ยา้ ควรใช้โปรแกรมสา้ เร็จรปู ในการประเมิน

6.4.2 การหาค่าก้าลงั ไฟฟ้าตอ่ ตันความเยน็ (kW/Ton)

ในการตรวจวัดและวเิ คราะห์หาคา่ กา้ ลังไฟฟา้ ตอ่ ตันความเยน็ (kW/Ton) มีข้ันตอนด้าเนนิ การ ดังน้ี

(1) ใชเ้ ครอ่ื งมือวัดกา้ ลงั ไฟฟ้า (Power Meter) วัดคา่ ก้าลงั ไฟฟ้าท่ีปอ้ นเขา้ เครือ่ งท้าน้าเยน็ หน่วย

เปน็ กิโลวัตต์ (kW) หรอื ใช้ Data Logger ในกรณที ี่ตอ้ งการวัดแบบต่อเน่ือง

(2) วัดอัตราการไหลของน้าเย็นที่ผา่ นเครอ่ื งสูบน้าเยน็ ในรปู ของ ลิตรตอ่ วนิ าที (l/s) หรอื แกลลอน

ต่อวนิ าที (GPM)
(3) วดั คา่ อณุ หภมู นิ ้าเย็นเข้าและออกเครอ่ื งทา้ น้าเย็นในรปู ของ หน่วยขององศาเซลเซยี ส (oC)

หรือองศาฟาเรนไฮด์ (oF)

(4) คา้ นวณหาการท้าความเยน็ สุทธิ (Ton) โดยสมการ

Qe (Ton)  1.19  F  (Tin  Tout)

โดยท่ี F = อตั ราการไหลของนา้ เย็น (ลติ ร/วินาที)
= อณุ หภูมนิ า้ เยน็ ดา้ นขาเข้าเครอ่ื งท้านา้ เยน็ (oC)
Tin = อุณหภูมิน้าเยน็ ด้านขาออกเครอ่ื งทา้ นา้ เยน็ (oC)
Tout

หน้า 6-6

บทที่ 6 เคร่อื งปรับอากาศแบบรวมศนู ย์ คมู่ ือฝึกอบรม การประเมนิ ศกั ยภาพการอนุรักษพ์ ลงั งาน

หรือสมการ

Qe (Ton)  F  (Tin  Tout)
24

โดยท่ี F = อัตราการไหลระบบน้าเย็น (GPM)
Tin = อุณหภมู นิ า้ เยน็ ดา้ นขาเขา้ เครื่องท้าน้าเย็น (oF)
Tout = อณุ หภมู นิ ้าเยน็ ดา้ นขาออก เครื่องท้าน้าเย็น (oF)

(5) ค้านวณหาคา่ กา้ ลงั ไฟฟา้ ต่อตนั ความเย็น (CHP)

CHP  kW
Ton

หน้า 6-7

บทท่ี 6 เครื่องปรบั อากาศแบบรวมศนู ย์ คมู่ ือฝกึ อบรม การประเมนิ ศักยภาพการอนรุ กั ษ์พลังงาน

ตัวอยา่ งตาราตงากราางรกตารรตวรจวจววดัดั แWลaะteเrกC็บoขolอ้edมWูลaเtคeรr ื่อChงiทlle้าrน้าเยน็ ชนดิ ระบายความร้อนด้วยน้า

รายการ หน่วย สญั ลกั ษณ์ No. ………. แหลง่ ทม่ี า
หมายเลขเครอ่ื ง - -
สถานทใ่ี ชง้ าน - - ขอ้ มลู เปิด-ปิด
เวลาเปิดใชง้ าน - - ปีทต่ี ดิ ตงั้
- -
คา่ พกิ ดั ปีทต่ี ดิ ตงั้ ใชง้ าน - - Name Plate
ยห่ี อ้ - - Name Plate
รนุ่ - - ช่วงเวลาการบารงุ รกั ษา
- Name Plate
ลกั ษณะ/ระยะการบารงุ รกั ษา Ton - Name Plate
Cooling Capacity kW - Name Plate
- - Name Plate
Power Consumption gpm - Name Plate
ชนดิ สารทาความเยน็ gpm - Name Plate
พกิ ดั อตั ราการไหลของน้าเยน็ kW/Ton ค่า Set Point
พกิ ดั อตั ราการไหลของน้าหล่อเยน็ oF - คา่ Set Point
คา่ ประสทิ ธภิ าพหรอื สมรรถนะ % -
ค่าอุณหภมู แิ ละความชน้ื สมั พทั ธ์ ณ
Setting Point Leaving Water Temperature oC / %RH AT เวลาทต่ี รวจวดั
% Load Amp.
ผลการตรวจวดั Panel Bord หรอื Pressure Gauge
Ambient Condition อุณหภมู ิ / % RH
Panel Bord หรอื Pressure Gauge
สารทาความเยน็ Suction Pressure psig Ps ∆Te = CHS - Te
Suction Temperature oF Te
Evaporator Approach Temp. oF ∆Te Panel Bord หรอื Pressure Gauge

Discharge Pressure psig Pd Panel Bord หรอื Pressure Gauge
Discharge Temperature oF Te ∆Tc = Tc - CDS
Condenser Approach Temp. oF ∆Tc
Panel Bord หรอื Thermometer
น้าเยน็ อุณหภมู เิ ขา้ oF CHR Panel Bord หรอื Thermometer
ตรวจวดั โดยใชเ้ ครอ่ื งวดั อตั ราการไหล
อุณหภมู อิ อก oF CHS
Pressure Gauge
อตั ราการไหล gpm F Qe = F x (CHR-CHS) / 24
ตาแหน่งการเปิดวาลว์ ขณะตรวจวดั
Pressure Drop psig ∆Pe Panel Bord หรอื Thermometer
Panel Bord หรอื Thermometer
TR Ton Qe ตรวจวดั โดยใชเ้ ครอ่ื งวดั อตั ราการไหล
% Inlet/Outlet Valve Open % -
Pressure Gauge
น้าหล่อเยน็ อุณหภมู เิ ขา้ oF CDR Qc = Fc x (CDS-CDR) / 24
ตาแหน่งการเปิดวาลว์ ขณะตรวจวดั
อุณหภมู อิ อก oF CDS ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
อตั ราการไหล gpm Fc ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
Pressure Drop psig ∆Pc ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
TC Ton Qc ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
Panel Bord หรอื กระแสทว่ี ดั ไดต้ ่อ
% Inlet/Outlet Valve Open % -
กระแสพกิ ดั
ไฟฟ้า V Volt V Eff. = W / Qe

A1 Amp. I1

A2 Amp. I2

A3 Amp. I3

kW kW W

P.F. - PF

% Load Amp. % %Amp

คา่ ประสทิ ธภิ าพหรอื สมรรถนะ kW/Ton Eff.
หมายเหตุ

หน้า 6-8

บทที่ 6 เคร่อื งปรับอากาศแบบรวมศูนย์ ค่มู อื ฝกึ อบรม การประเมินศักยภาพการอนรุ ักษพ์ ลังงาน

ตัวอย่างตาราตงากราางรกาตรรตรววจจววัดดั AแirลCะoเoกle็บd ขWอ้atมerูลCเhคillรer่อื งทา้ นา้ เย็นชนดิ ระบายความร้อนดว้ ยอากาศ

รายการ หน่วย สญั ลกั ษณ์ No. ………. แหล่งทม่ี า
- -
หมายเลขเครอ่ื ง - -
- -
สถานทใ่ี ชง้ าน - -
- -
เวลาเปิดใชง้ าน - - ขอ้ มลู เปิด-ปิด
- - ปีทต่ี ดิ ตงั้
ปีทต่ี ดิ ตงั้ ใชง้ าน Ton - Name Plate
set - Name Plate
ยห่ี อ้ kW -
set - ช่วงเวลาการบารงุ รกั ษา
รนุ่ kW - Name Plate
- - Name Plate
ลกั ษณะ/ระยะการบารงุ รกั ษา - Name Plate
gpm - Name Plate
ค่าพกิ ดั Cooling Capacity kW/Ton Name Plate
- Name Plate
จานวน Compressor oF - Name Plate
% Name Plate
Power Consumption of Compressor AT
oC / %RH ค่า Set Point
จานวนพดั ลม Ps คา่ Set Point
Te
Power Consumption of Fan ∆Te ค่าอุณหภมู แิ ละความชน้ื สมั พทั ธ์ ณ
Pd เวลาทต่ี รวจวดั
ชนิดสารทาความเยน็ Te
∆Tc Panel Bord หรอื Pressure Gauge
พกิ ดั อตั ราการไหลของน้าเยน็
CHR Panel Bord หรอื Pressure Gauge
คา่ ประสทิ ธภิ าพหรอื สมรรถนะ
CHS ∆Te = CHS - Te
Setting Point Leaving Water Temperature F Panel Bord หรอื Pressure Gauge
% Load Amp. ∆Pe
ผลการตรวจวดั Qe Panel Bord หรอื Pressure Gauge
Ambient Condition อุณหภมู ิ / % RH -
∆Tc = Tc - CDS
สารทาความเยน็ Suction Pressure psig CDR
น้าเยน็ oF Panel Bord หรอื Thermometer
อากาศ Suction Temperature oF CDS
ไฟฟ้ า Panel Bord หรอื Thermometer
Evaporator Approach Temp. psig A ตรวจวดั โดยใชเ้ ครอ่ื งวดั อตั ราการไหล
Discharge Pressure oF Vin
oF Pressure Gauge
Discharge Temperature Qc
oF V Qe = F x (CHR-CHS) / 24
Condenser Approach Temp. oF I1 ตาแหน่งการเปิดวาลว์ ขณะตรวจวดั
gpm I2
อุณหภมู เิ ขา้ psig I3 Panel Bord หรอื Thermometer
W
อุณหภมู อิ อก Ton PF Panel Bord หรอื Thermometer
อตั ราการไหล % %Amp
Pressure Drop oF ตรวจวดั หรอื Name Plate
oF Eff. ตรวจวดั
TR ft2
% Inlet/Outlet Valve Open m/s Qc = Qe + (W / 3.517)
ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
อุณหภมู เิ ขา้ Ton ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
Volt ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
อุณหภมู อิ อก Amp. ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
Amp. ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
พน้ื ทอ่ี ากาศเขา้ Amp. ตรวจวดั โดยใช้ Power Meter
ความเรว็ อากาศเขา้ kW Panel Bord หรอื กระแสทว่ี ดั ไดต้ ่อ
-
TR % กระแสพกิ ดั
V Eff. = W / Qe
A1
A2
A3
kW
P.F.
% Load Amp.

คา่ ประสทิ ธภิ าพหรอื สมรรถนะ kW/Ton
หมายเหตุ

หน้า 6-9

บทที่ 6 เครื่องปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ คมู่ อื ฝกึ อบรม การประเมนิ ศกั ยภาพการอนรุ กั ษพ์ ลงั งาน

6.5 ตัวอยา่ งการวเิ คราะหป์ ระสทิ ธภิ าพการใช้พลงั งาน
ตัวอยา่ งที่ 1 : เคร่ืองทา้ น้าเยน็ ชนดิ ระบายความร้อนดว้ ยน้าชนดิ Centrifugal สารท้าความเยน็ R-123 พิกดั

ขนาด 550 ตนั ก้าลงั ไฟฟา้ 330 กโิ ลวัตต์ ทา้ การตรวจวดั ได้ข้อมลู ดงั นี้
- อณุ หภูมนิ า้ เย็นเข้า Chiller 56.0 oF
- อุณหภูมินา้ เยน็ ออกจาก Chiller 48.8 oF
- อุณภูมสิ ารท้าความเย็นด้านดูด (Suction) 47.5 oF
- อณุ ภูมสิ ารทา้ ความเยน็ ดา้ นจ่าย (Discharge) 103.9 oF
- อัตราการไหลของนา้ เย็น 1,571 gpm
- ก้าลังไฟฟ้า 327 kW

จงหาค่าประสิทธภิ าพของเครื่องท้านา้ เยน็ (kW/Ton)
วิธกี ารคา้ นวณ
จากสมการ

CHP  kW
Ton

ความสามารถในการท้าความเยน็ สทุ ธิ (Ton) = F x (Tin – Tout) / 24
ประสทิ ธิภาพ Chiller (CHP) = 1,571 gpm x (56 – 48.8) oF / 24
= 471.3 Ton
= 327 kW / 471.3 Ton
= 0.694 kW/Ton

ตัวอย่างท่ี 2 : เครอื่ งทา้ น้าเยน็ ชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศแบบลกู สูบ สารท้าความเยน็ R-22 พกิ ัด
ขนาด 100 ตัน ก้าลังไฟฟา้ 125 กิโลวัตต์ ท้าการตรวจวดั ได้ข้อมลู ดังนี้

- อุณหภมู ิน้าเยน็ เข้า Chiller 13.0 oC
- อณุ หภูมิน้าเย็นออกจาก Chiller 10.5 oC
- อตั ราการไหลของน้าเยน็ 23.34 l/s
- ก้าลงั ไฟฟ้า 85.7 kW
จงหาค่าประสิทธภิ าพของเครอื่ งท้าน้าเยน็ (kW/Ton)

หนา้ 6-10

บทที่ 6 เครือ่ งปรบั อากาศแบบรวมศูนย์ คมู่ ือฝกึ อบรม การประเมนิ ศักยภาพการอนุรักษพ์ ลังงาน

วิธีการค้านวณ
จากสมการ

CHP  kW 1.19 x F x (Tin – Tout)
Ton 1.19 x 23.34 l/s x (13.0-10.5) oC

ความสามารถในการท้าความเยน็ สุทธิ (Ton) =
=

= 69.4 Ton

ประสทิ ธภิ าพ Chiller (CHP) = 85.7 kW / 69.4 Ton

= 1.235 kW/Ton

ตวั อย่างท่ี 3 : จากตัวอยา่ งท่ี 1 ใหค้ า้ นวณหาคา่ COP และ kW/Ton โดยใช้ P-h Diagram โดยก้าหนดค่า

Isentropic Efficiency เท่ากับ 0.75 ประสทิ ธภิ าพมอเตอร์ 90% และประสทิ ธิภาพในการแลก เปลีย่ นความร้อน

ระหว่างนา้ และสารทา้ ความเยน็ เทา่ กบั 95%

วิธกี ารค้านวณ

จาก P-h Diagram ของสารท้าความเย็นที่อณุ หภูมิสารทา้ ความเย็นดา้ นดูดและด้ายจา่ ยทอ่ี ่านได้ ปอ้ นคา่ ใน

โปรแกรมคา้ นวณ “Refrigeration Utilities” โดยกา้ หนดคา่ Isentropic Efficiency เทา่ กับ 0.75 จะได้ดงั รปู




Qe W

รูปท่ี 6.6 โปรแกรมคา้ นวณ Refrigeration Utilities

หน้า 6-11

บทที่ 6 เคร่ืองปรบั อากาศแบบรวมศนู ย์ คู่มือฝึกอบรม การประเมินศักยภาพการอนรุ ักษพ์ ลังงาน

จากโปรแกรม COP = 6.05

kW/Ton = 3.517 / COP

= 0.581 kW/Ton

คา่ COP หรือ kW/Ton ท่ีได้จากโปรแกรมเป็นคา่ สมรรถนะของวงจรสารท้าความเย็น ซงึ่ ยงั ไม่รวมการ

สญู เสียของมอเตอร์และการแลกเปลี่ยนความร้อนระหวา่ งสารท้าความเยน็ และน้า ดังนัน้ ถ้าจะหาประสิทธภิ าพหรอื

สมรรถนะรวมของเครื่องท้าน้าเย็นจะได้

CHP = (kW/Ton) / (ประสิทธภิ าพมอเตอร์ x ประสทิ ธภิ าพการแลกเปลย่ี นความรอ้ น)

ดังน้ัน

CHP = 0.581 / (0.90 x 0.95)

= 0.679 kW/Ton

จากตัวอยา่ งท่ี 1 และ 3 จะมคี า่ แตกตา่ งกนั 2.08% ซ่งึ เปน็ ค่าท่ยี อมรับได้ แตก่ ารค้านวณด้วยวธิ ที ่ี 3 จะมีคา่

แมน่ ย้ามากหรือนอ้ ยข้นึ อยู่กับการก้าหนดค่า Isentropic Efficiency ซ่ึงจะตอ้ งสอบถามทางผผู้ ลติ โดยตรงจงึ จะได้

คา่ ทีช่ ดั เจน

หนา้ 6-12

บทที่ 6 เครอ่ื งปรบั อากาศแบบรวมศนู ย์ คู่มือฝกึ อบรม การประเมนิ ศักยภาพการอนรุ ักษ์พลงั งาน

6.6 ตวั อย่างมาตรการทปี่ ระสบความสา้ เร็จ
ตัวอยา่ งท่ี 1 : ปรับเพ่มิ Set Point เครื่องท้านา้ เย็น (โรงงาน 1)
ความเป็นมาและลกั ษณะการใชพ้ ลงั งาน
โรงงาน 1 มีเคร่ืองท้าความเยน็ แบบรวมศูนยท์ ง้ั หมด 4 ชดุ โดยใช้ในการทา้ น้าเย็นเพอ่ื ใช้ระบายความรอ้ นใหก้ ับ

นา้ มนั ไฮโดรลคิ ของเครอ่ื งPress โดยปจั จบุ ันมกี ารปรบั ต้ังอณุ หภมู ิSet point ของเครอื่ งท้านา้ เยน็ ไวท้ ี่ 10 oC ในขณะที่
อุณหภมู ขิ องน้ามันไฮโดรลคิ ทเ่ี ครอ่ื งPress ตอ้ งการหลงั จากระบายความรอ้ นแลว้ จะอยู่ที่ประมาณ35-40 oC

COOLER

CONDENSER

CH-04 @ 50 TR.

COOLER Press Machine

CONDENSER Cold
Press
From Press Machine Retorn Water Tank
Water
CH-02 @ 50 TR. Machine

COOLER Tank

CONDENSER Press Machine

CH-01 @ 50 TR.

COOLER

CONDENSER Cooling Tower

CH-03 @ 131.4 TR.

Chiller Diagram (Factory 1)

รปู ท่ี 6.7 Flow Chart Diagram

ผังการท้างาน (Flow Chart Diagram)

ปัญหาของอปุ กรณ์/ระบบกอ่ นปรบั ปรุง มีการต้ังคา่ อุณหภูมิน้าทีใ่ ชร้ ะบายความร้อนให้กับนา้ มนั ไฮโดรลิคไวต้ า่้

เกินไป

แนวคดิ และขน้ั ตอนการด้าเนินงาน
จากการทดลองปรบั Set Point ของเครือ่ งทา้ ความเยน็ หมายเลข CH-02 เปน็ 18 oC ทา้ ให้กา้ ลงั ไฟฟา้ ท่ีใชล้ ดลง
และอุณหภูมิของน้ามันไฮโดรลคิ หลงั จากปรบั Set Point เท่ากบั 39 oC โดยหลงั จากการปรับ Set Point ไม่มี

ผลกระทบต่อกระบวนการผลิตและ Press Machine

หน้า 6-13

บทที่ 6 เครื่องปรับอากาศแบบรวมศนู ย์ คมู่ อื ฝกึ อบรม การประเมินศกั ยภาพการอนุรักษพ์ ลังงาน

สภาพหลังปรับปรงุ
หลงั ดา้ เนินการสามารถปรับเพิ่ม Set Point น้าเย็นของ Chiller เป็น 18 oC โดยไมก่ ระทบกบั การใชง้ านปกติ

รูปท่ี 6.8 Chiller, อุณหภูมิ Set Point และอณุ หภมู ิน้าเยน็ ดา้ นออก
ข้อเสนอแนะ
ไมม่ ี
แนวทางการขยายผล
ยังมแี นวโนม้ ทจี่ ะสามารถปรับเพม่ิ อุณหภูมไิ ดอ้ กี และมคี วามเปน็ ไปได้ในการทจี่ ะยกเลิกการใช้ Chiller ท้า
นา้ เย็นเพือ่ ระบายความร้อนใหน้ า้ มันไฮโดรลิกเป็นระบายความร้อนโดยใช้อากาศแทน โดยตอนนี้อยรู่ ะหวา่ งศกึ ษา
รายละเอยี ด

หนา้ 6-14

บทที่ 6 เคร่อื งปรับอากาศแบบรวมศนู ย์ คมู่ ือฝึกอบรม การประเมนิ ศักยภาพการอนรุ ักษ์พลงั งาน

วิธีการค้านวณผลการอนรุ กั ษ์พลงั งาน

หมายเลข พกิ ดั กอ่ นปรบั ปรงุ หลงั ปรบั ปรงุ เวลาใชง้ าน ผลการประหยดั
Set Point (oC) (kW) Set Point (oC) (kW)
CH-01 (kW) ชม./วนั วนั /ปี kW kWh/ปี บาท/ปี
CH-02 37.00 10 39.90 18 24.60 24 365
CH-04 37.00 10 41.01 18 23.40 24 365 15.30 134,028.00 320,326.92
Total 37.00 10 39.60 18 22.90 24 365
111.00 - 120.51 - 70.90 -- 17.61 154,263.60 368,690.00

16.70 146,292.00 349,637.88

49.61 434,583.60 1,038,654.80

คา่ พลงั งานไฟฟ้าเฉลย่ี เทา่ กบั 2.39 บาท/kWh

oC (kW) Leaving Temp
45 45 (oC)
40 40
35 35 Temp in Tank
30 30 (oC)
25 25
20 20 Oil Temp (oC)
15 15 Press MC PH-08
10 10
5 5 kW
0 0

10:30
10:35
10:40
10:45
10:50
10:55
11:00
11:05
11:10
11:15
11:20
11:25
11:30
11:35
11:40
11:45
11:50
11:55
12:00
12:05
12:10
12:15
12:20
12:25
12:30
12:35
12:40
12:45
12:50
12:55
13:00
13:05
13:10
13:15
13:20
13:25
13:30
13:35
13:40
13:45
13:50
13:55
14:00
14:05
14:10
14:15
14:20

รปู ท่ี 6.9 กราฟแสดงค่าก้าลังไฟฟ้า,อณุ หภมู ินา้ เยน็ ด้านออก ระหว่างการทดลองปรับ Set Point คร้ังละ 1 oC

หน้า 6-15

บทท่ี 6 เครอื่ งปรบั อากาศแบบรวมศนู ย์ คู่มอื ฝึกอบรม การประเมนิ ศกั ยภาพการอนุรักษพ์ ลังงาน

ตัวอยา่ งท่ี 2 : การเปลี่ยนเครื่องท้านา้ เยน็ ชุดที่มสี มรรถนะต่้า

ความเปน็ มาและลักษณะการใช้งาน
อาคารติดตง้ั เครื่องท้าน้าเยน็ แบบหอยโข่ง ระบายความรอ้ นด้วยนา้ ขนาด 1000 TR จ้านวน 6 ชดุ และขนาด
500 TR จ้านวน 2 ชุด มกี ารเดินใช้งานขนาด 1000 TR จ้านวน 5 ชดุ และขนาด 500 TR จ้านวน 2 ชดุ เคร่อื งท้าน้า
เยน็ ใช้สารทา้ ความเยน็ R-11 และ R-12 ซ่งึ ปจั จบุ ันไม่มกี ารผลติ สารทา้ ความเยน็ ชนิดนแ้ี ลว้ และเครอ่ื งท้าน้าเย็นบาง
ชดุ มีสมรรถนะต่า้ และมีค่าใชจ้ ่ายในการซ่อมบา้ รุงสงู ดังน้นั จงึ ควรท้าการเปลย่ี นใหม่
ปัญหาของอปุ กรณ/์ ระบบกอ่ นปรับปรุง
เครือ่ งทา้ น้าเยน็ ท่ีมอี ายุการใชง้ านมากว่า 10 ปี และมคี า่ kW/TR สูง ควรพิจารณาเปลีย่ นใหม่จะส่งผลให้
สามารถลดการใชพ้ ลังงานไฟฟ้าไดม้ าก

เครื่องท้านา้ เย็น ขนาดพิกดั กา้ ลงั ไฟฟา้ ทใ่ี ช้ ความสามารถในการ คา่
(TR) (kW) ท้าความเย็น kW/TR
CH-1 1,000 628.64 712 0.88
CH-2 1,000 697.59 784 0.89
CH-3 1,000 699.53 707 0.99
CH-4 1,000 - -
CH-5 1,000 663.76 888 -
CH-6 1,000 691.73 817 0.75
CH-7 500 329.90 394 0.85
CH-8 500 325.90 340 0.84
0.96

หน้า 6-16

บทท่ี 6 เคร่อื งปรับอากาศแบบรวมศูนย์ ค่มู อื ฝึกอบรม การประเมนิ ศกั ยภาพการอนุรกั ษ์พลงั งาน

แนวคดิ และขน้ั ตอนด้าเนินการ

เครอื่ งท้านา้ เยน็ ชดุ ท่ี 1,2 และชดุ ท่ี 3 มคี ่า kW/TR สงู จงึ สมควรทจ่ี ะท้าการเปลยี่ นใหมไ่ ปใชเ้ ครอื่ งทา้ น้าเย็น

ทีม่ สี มรรถนะสงู โดยมคี า่ kW/TR ประมาณ 0.6 kW/TR ซ่งึ เมื่อทา้ การเปล่ยี นใหม่จ้านวน 3 ชดุ อาคารควรจะ

สามารถหยุดเดนิ เครอื่ งท้านา้ เยน็ เดมิ ไดอ้ ีก 1 ชุด

เคร่ืองทา้ ขนาดพิกัด ความสามารถในการทา้ ค่า kW/TR ก้าลงั ไฟฟา้ ทใี่ ช้

น้าเยน็ (TR) ความเยน็ (TR)

ชดุ เดมิ ชดุ ใหม่ ชดุ เดมิ ชดุ ใหม่ ชุดเดิม ชุดใหม่

CH-1 1,000 712 1000 0.88 0.6 628.64 427.2
CH-2 1,000 784 1000 0.89 0.6 697.59 470.4
CH-3 1,000 707 1000 0.99 0.6 699.53 424.2

CH-4 1,000 - -----

CH-5 1,000 888 - 0.75 - 633.76 -

CH-6 1,000 817 - 0.85 - 691.73 -

CH-7 500 394 - 0.84 - 329.90 -

CH-8 500 340 - 0.96 - 325.90 -

วธิ กี ารค้านวณผลการอนรุ กั ษ์พลังงาน

ความสามารถในการทา้ ความเยน็ รวมเดิม = 4,642 TR

(เดิน 1000 TR x 5 ชุด และเดนิ 500 TR x 2 ชดุ )

ความสามารถในการทา้ ความเยน็ รวมใหม่ = 4,622 TR

(เดนิ 1000 TR ชดุ ใหม่ 3 ชดุ , เดนิ 1000 TR ชดุ เก่า 1 ชุด และเดนิ 500 TR 2 ชุด โดยหยุดเดนิ CH-6)

กา้ ลงั ไฟฟา้ รวมเดิน = 4,037.05 kW

กา้ ลังไฟฟ้ารวมใหม่ = 3,333.09 kW

กา้ ลังไฟฟา้ ทเี่ ครื่องท้าน้าเย็นใช้ลดลง = (4,037.05 – 3,333.09) x 0.8

= 703.96 kW

= 703.96 x 12

= 8,447.52 kW/ปี

พลังงานไฟฟา้ ท่ีเครอื่ งท้าน้าเย็นใชล้ ดลง = 703.96 x 12 x365 x0.8

= 2,466,675.84 kW/ปี

ค่าพลงั งานไฟฟ้าลดลง = 2,466,675.84 x 2.83

= 6,980,692.63 บาท/ปี

หนา้ 6-17