98
Energy management in Energy management in building and industry building and industry Refrigeration and Air conditioning System Refrigeration and Air conditioning System ไชยณรงค จักรธรานนท ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร Room 413 E-mail: [email protected]

Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

  • Upload
    others

  • View
    46

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Energy management in Energy management in building and industry building and industry

Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

ไชยณรงค จักรธรานนท

ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร

มหาวทิยาลัยธรรมศาสตร Room 413 E-mail: [email protected]

Page 2: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 2

นักศึกษานําเสนอรายงานฉบับสมบูรณของโครงงาน 1 24 ธ.ค.7

มาตรการอนุรักษพลังงาน และกรณีศึกษาทางดานการปรับอากาศ (C)

และ นําเสนอรายงานความกาวหนาของโครงงาน 1 (C)17 ธ.ค.6

อุปกรณและการควบคุมระบบปรับอากาศ การคํานวณคาความรอนผานอากาศ3 ธ.ค.5

ชนิดของระบบปรับอากาศแบบตางๆ (C)26 พ.ย.4

การคํานวณคาพลังงานจากอุปกรณไฟฟา มอเตอร ไฟแสงสวาง มาตรการการ

อนุรักษพลังงาน และกรณีศึกษาทางดานไฟฟา (D)22 พ.ย.3

การใชพลังงานไฟฟา การคํานวณคาไฟฟา การติดตามการใชพลังงาน การ

วิเคราะหทางเศรษฐศาสตร (D) 15 พ.ย.2

ภาพรวมการใชพลังงาน และ การอนุรักษพลังงานเบื้องตน (D)8 พ.ย.1

หัวขอวันที่สัปดาห

นักศึกษานําเสนอรายงานฉบับสมบูรณของโครงงาน 1 24 ธ.ค.7

มาตรการอนุรักษพลังงาน และกรณีศึกษาทางดานการปรับอากาศ (C)

และ นําเสนอรายงานความกาวหนาของโครงงาน 1 (C)17 ธ.ค.6

อุปกรณและการควบคุมระบบปรับอากาศ การคํานวณคาความรอนผานอากาศ3 ธ.ค.5

ชนิดของระบบปรับอากาศแบบตางๆ (C)26 พ.ย.4

การคํานวณคาพลังงานจากอุปกรณไฟฟา มอเตอร ไฟแสงสวาง มาตรการการ

อนุรักษพลังงาน และกรณีศึกษาทางดานไฟฟา (D)22 พ.ย.3

การใชพลังงานไฟฟา การคํานวณคาไฟฟา การติดตามการใชพลังงาน การ

วิเคราะหทางเศรษฐศาสตร (D) 15 พ.ย.2

ภาพรวมการใชพลังงาน และ การอนุรักษพลังงานเบื้องตน (D)8 พ.ย.1

หัวขอวันที่สัปดาห

Page 3: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 3

วัตถุประสงค

เขาใจหลักการทํางานของระบบทาํความเย็นแบบตางๆ

เขาใจหลักการทํางานของอุปกรณควบคุม เขาใจการใชอปุกรณควบคุมเพือ่การประหยัดพลังงาน

เขาใจวิธีการคํานวณคาการถายเทความรอนผานอาคารและขอกําหนด

ทางกฎหมายเกี่ยวกับระบบปรบัอากาศเพื่อการประหยัดพลังงาน

Page 4: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 4

เนื้อหา

ประเภทของระบบปรบัอากาศ

หลักการควบคมุเบือ้งตน

อุปกรณควบคุมในระบบทําความเย็น

การคํานวณคาการถายเทความรอนถายอาคาร

มาตรฐานระบบปรบัอากาศ

Page 5: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 5

Unitary

เครื่องในหอง (Room units)

- ขนาดเล็ก ราคาถูก

- ควบคุมความชื้นไมดี

Page 6: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 6

Split type air conditioner

แบบไมมีทอลม

0.75 – 5 TR

บํารุงรักษางายและเดินเรียบ

มีปญหาเรื่องการกระจายลม

แบบมีทอลม

3 - 30 TR

บํารุงรักษางายและเดินเรียบ

กระจายลมดี

Page 7: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 7

Central unit: Air – cooled chiller

50 - 500 TR

เหมาะกับในพื้นที่ทีข่าดน้าํหรือมีน้ําคุณภาพไมดี

สะดวกในการติดตั้ง บํารุงรักษา

คอมเพรสเซอรมักจะเปนแบบลูกสูบหรือสกรู

Page 8: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 8

Central unit: Water – cooled chiller

100 – 3,000 TR และ ตองมี Cooling tower

คอมเพรสเซอรเปนแบบลูกสูบ สกรู หรือ หอยโขง

Page 9: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 9

Water cooled package air conditioner

Page 10: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 10

Hospital, Hotel, Large office,

Department store

0.9-1.1>500Water cooled chiller

(Centrifulgal)

Hospital, Hotel, Large office,

Department store

1.2-1.430-500Water cooled chiller

(reciprocating)

Hospital, Hotel, Medium office1.4-1.610-500Air cooled chiller

Office, Condominium1.2-1.45-50Water cooled package

Office, Condominium1.4-1.73-30Air cooled package

Office1.3-1.53-50Split type w duct

Residence, office1.1-1.50.75-5Split type w/o duct

Residence, office1.3-1.50.5-3Window

ApplicationkW/TonTRชนิด

ประสทิธิภาพของเครื่องปรับอากาศ

Page 11: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

หลักการควบคุมเบื้องตน

Page 12: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 12

Control devices in air conditioning system

ระบบควบคมุอัตโนมัติ

• ทําใหงานสําเร็จตามความมุงหมายไดรวดเร็วถูกตอง

• สิ้นเปลืองคาใชจายนอยในการทํางานนอย

• ปองกนัเครื่องจักรและอุปกรณตางๆ ไมใหเสียหายเมื่อเกดิการผิดพลาดจาก

สภาวะปกติในระหวางการทํางาน

การควบคมุในระบบปรบัสภาวะอากาศ

• รักษาอุณหภูมิและความชื้นในอากาศภายในหองใหคงทีอ่ยูเสมอ

การควบคมุในระบบปรบัสภาวะอากาศประกอบดวย 3 ขั้นตอน

• ขอมูลการวัด

• การประมวลผลจากขอมูลตางๆ

• การทาํใหเกิดการกระทําควบคุม (Control action)

Page 13: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 13

Basic theory of control

ระบบควบคมุประกอบดวยสวนสําคัญ 4 สวนคือ

- ทําหนาที่วัดสิ่งทีต่องการควบคมุ (Control variable) เชน อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น แลวสงผลไปใหตัวควบคุม

- มีหนาที่รับผลของการวัดจากตัววัดแลวปรับปรุงผลใหเหมาะสมเพื่อสงไปให ตัวถูกควบคุม

- มีหนาที่รับผลจากตัวควบคุมแลวทํางานตามผลที่ไดรับ เชน valve actuator,

damper actuator, relay and motor

- มีหนาที่สงพลังงานใหแกตัววัด ตัวควบคมุและตัวถูกควบคมุ เชน พลังงาน ความรอน

ไฟฟา อากาศที่มคีวามดันสูง ของเหลวที่มคีวามดันสงู

• ตัววัด (Sensor)

• ตัวควบคมุ (Controller)

• ตัวถูกควบคมุ (Controlled device) หรือตวัทํางาน

• แหลงจายพลงังาน

Page 14: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 14

• ตัววัด – เทอรโมมิเตอร• ตัวควบคุม – คน• ตัวถูกควบคุม – สวิทชไฟ• แหลงจายพลังงาน – ความรอนในเตาอบ

ตัวอยางการควบคุมอุณหภูมิในเตาอบ

Page 15: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 15

• ตัววัด – temperature sensor

• ตัวควบคมุ – controller

• ตัวถูกควบคมุ – control valve

• แหลงจายพลงังาน – temperature of air

ตัวอยางการควบคุมอุณหภูมิภายในหอง

Page 16: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 16

ตัววัด

การวัดอณุหภูมิในระบบปรบัอากาศ ตัววัดที่ใชมอียู 3 ชนิดคือ

• เทอรโมมิเตอรแบบความตานทาน (Resistance thermometer detector, RTD)

• ตัววดัแบบโลหะคู (Bimetal sensor)

• เบลโล (A scaled bellow)

Page 17: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 17

เทอรโมมิเตอรแบบความตานทาน

- เปนลวดโลหะที่มีความตานทานเพิ่มขึ้น เมือ่อุณหภูมิสูงขึน้ เชน นิเกิลและแพลตินัม

- ใชกับวงจรทางอิเลคโทรนิค เพื่อเปลี่ยนความตานทานของลวดทีเ่ปลี่ยนแปลงตาม

อุณหภูมิใหเปนกระแสไฟฟาหรือแรงดันไฟฟา

- ตัววดัที่ทําจากลวดโลหะที่มีมวลนอยจะทําใหตัววดัมีความไวในการวัดอุณหภูมิสูง

www.efunda.com/.../sensors/rtd/rtd_intro.cfm

Page 18: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 18

ตัววัดแบบโลหะคู

- ประกอบดวยโลหะสองชนดิที่มีคาสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวตางกัน เชน อินวา

(Invar) ซึ่งมีคาสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ําและทองเหลืองซึ่งมีคาสัมประสิทธิ์การ

ขยายตวัสูง

Electric bimetallic thermostat

Page 19: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 19

เบลโล

- เปนตวัวัดทีอ่าจจะมกีระเปาะ (bulb) หรือไมมีก็ได

- ภายในอาจจะเปนของเหลว กาซ หรือทัง้ของเหลวและกาซ

- เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปของเหลวภายในเบลโลกจ็ะขยายตวัหรือหดตัว ทําใหเบลโล

เคลื่อนที่ บางครั้งอาจใชเปนแผนไดอะแฟรม

- การเคลื่อนที่ของเบลโลจะทําใหสวิทชไฟ

ปดหรือเปดได

- ใน Thermostatic expansion valve

การเคลือ่นที่ของไดอะแฟรมจะทําให

วาลวปด หรือเปด ซึ่งเปนการควบคุม

ปริมาณของสารทําความเย็นทีไ่หล

ผานวาลว

Page 20: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 20

การวัดความชืน้

- ในการวัดความชื้นตวัวัดจะทํามาจากวัสดปุระเภทออแกนนิค เชน เสนผมของคน ไม

หรือ หนังสัตว ซึ่งเมือ่อุณหภูมิเปลี่ยนไปก็จะทําใหเสนผมยดืหรือหดได

- ถาเปนการควบคุมดวยระบบอเิลคโทรนิค ตัววดัจะทําเปนรูปตางๆ แลวเคลือบดวย

เกลือของลิเทยีมคลอไรด เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปก็จะทําใหความตานทานของตัววัด

เปลี่ยนไปดวย

Page 21: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 21

การวัดความดนั

- ตัววดัความดนัเปนแบบเบลโลหรือไดอะแฟรมเมื่อความดนัในตัวเบลโลเปลี่ยนไปก็จะ

ทําใหตัวเบลโลหดหรือขยายตวั

Page 22: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 22

ชนดิของตัวควบคุม

ระบบควบคมุแบงตามชนิดของพลังงานที่ใช แบงไดเปน 5 ชนิด

- ระบบควบคุมดวยตวัเอง (Self actuated control system)

- ระบบควบคุมดวยไฟฟา (Electric control system)

- ระบบควบคุมนิวแมตคิ (Pneumatic control system)

- ระบบควบคุมอิเลคโทรนิค ไฟฟา (Electronic electric control system)

- ระบบควบคุมอิเลคโทรนิค ไฮโดรลิค (Electronic hydraulic control system)

- ระบบควบคุมอิเลคโทรนิค นิวแมติค (Electronic pneumatic control system)

Page 23: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 23

ระบบควบคุมดวยตัวเอง

- เปนระบบที่รวมตัวควบคุมและตัวถกูควบคมุไวในตัวเดยีวกัน

- แหลงของพลงังานที่ใชไดมาจากแหลงทีต่องการจะควบคุม เชน thermal expansion

valve ตวัวัดจะไดรับความรอนจากภายในหองทีต่องการจะควบคุมอุณหภูมิ ในการ

ขยายตวัของของเหลวที่อยูในกระเปาะเมื่อของเหลวขยายตวัก็จะเปดหรือปดใหสารทํา

ความเยน็ไหลผานวาลว

- ความไวในการควบคมุต่ํา

Page 24: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 24

ระบบควบคุมดวยตัวเอง

Page 25: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 25

ระบบควบคุมดวยไฟฟา

- แหลงของพลงังานที่ใชเปนไฟฟาซึ่งอาจจะเปนแรงดันต่ําหรือสูง - ถาเปนสายแรงดัน 220 โวลต สวิทชจะตอตรงเขากบัสายไฟฟา

- ถาเปนสายแรงดัน 24 โวลต สวิทชจะตอตรงเขากับรีเลย

- การควบคุมโดยแรงดนัต่ําจะใหความไวดีกวาเพราะมวลของสวิทชจะนอย (คอนแทคเล็ก)

Page 26: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 26

ระบบควบคุมนิวแมติค

- แหลงของพลงังานไดมาจากอากาศที่มีความดัน

- โดยทั่วไปใชอยูในชวง 15 – 25 psig

- ใชมากในโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากพลังงานของ

อากาศที่มีความดันสูงมีอยูอยางเหลือเฟอ

- ปลอดภยักวาระบบควบคุมดวยไฟฟา

Page 27: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 27

ระบบควบคุมอิเลคโทรนิคไฟฟา

- เปนระบบที่ใชไฟฟา แตในสวนที่เปนอิเลคโทรนิคจะตองแปลงจากไฟ AC เปน DC

- ตัวควบคุมมักจะเปนระบบอเิลคโทรนิคเพราะตัววดัจะมีมวลทําใหมีความไวสูงใน

การควบคุม

Page 28: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 28

ระบบควบคุมอิเลคโทรนิค-ไฮโดรลิค

-แหลงของพลังงานไดมาจากไฟฟาและน้ํามันที่มีความดันสูง

- ตัวควบคุมจะเปนอิเลคโทรนคิ สวนตัวควบคุมจะเปนระบบไฮโดรลิค

Page 29: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 29

ระบบควบคุมอิเลคโทรนิค-นิวแมติค

- แหลงของพลังงานไดมาจากไฟฟาและอากาศที่มีความดันสูง

- ตัวควบคุมจะเปนอิเลคโทรนคิ สวนตัวควบคุมจะเปนระบบนิวแมติค

Page 30: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 30

ระบบควบคุมแบงตามลักษณะการทํางาน

แบงไดเปน 2 ประเภท

• ระบบควบคมุวงจรเปด

• ระบบควบคมุวงจรปด

Page 31: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 31

ระบบควบคุมวงจรเปด

- เปนระบบควบคุมที่ตัวควบคุมไมทราบถึงผลของการควบคุมเลยเนื่องจากตัววัดไมไดวัดสิ่งที่

ตองการควบคุม แตไปวัดสิ่งอื่นที่มีความสัมพันธกับสิ่งที่ตองการควบคุม

- ถูกใชเมื่อไมตองการความถูกตองมากนัก

Page 32: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 32

O.A. temp Thermometer Hot water valve Room temp

ระบบควบคุมวงจรเปด

Page 33: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 33

ระบบควบคุมวงจรปด

- เปนระบบควบคุมทีต่วัควบคมุทราบผลของการควบคุมเพราะวัดสิ่งทีต่องการจะ

ควบคุมโดยตรง

Page 34: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 34

ระบบควบคุมวงจรปด

Thermometer Controller Water valve

Page 35: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 35

Set point

คํานิยาม

- ตําแหนงที่ตองการควบคุม ซึ่งอยูบนตัวควบคุม

Differential- ผลตางของสิ่งที่ตองการจะควบคุมทีท่ําใหตัวควบคุมเปลี่ยนทศิทาง

Controlled point- สิ่งที่ตองการจะควบคุม ณ ขณะใดๆ ที่ระบบควบคุมทํางาน เชน อุณหภูมิของเตา

อบ ณ เวลาใดๆ

Thermal lag- การลาชาอันเนื่องจากความรอน หรือความหนวงของการตอบสนองอันเนื่องจาก

ความรอน

Offset- ความแตกตางระหวาง Set point และ Controlled point บางครั้งเรียก drift หรือdeviation

Page 36: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 36

การกระทําของการควบคุม (Control action)

ชนิดของการกระทําของระบบควบคมุแบงไดเปนหลายชนิดเชน

- การควบคุมแบบสองตาํแหนง (ปด-เปด) (Two position, on – off control)

- การควบคุมแบบสองตาํแหนงเสริมเวลา (Time two position control)

- การควบคุมแบบลอย (Floating control)

- การควบคุมแบบสัดสวน (Proportional or Modulating control)

- การควบคุมแบบสัดสวนรวมกับรีเชท (Proportional plus automatic reset control)

Page 37: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 37

- ตัวถูกควบคุมจะมีเพียงสองตําแหนง คือ เปดสุดและปดหมด เชน Bimetal electric thermostat

การควบคุมแบบสองตําแหนง (ปด-เปด)

- Differential จะมากหรอืนอยขึ้นกับ thermal lag ที่เกิดขึ้น ซึ่งขึ้นอยูกับมวลของอากาศใน

เตาอบ มวลของ thermostat การเคลื่อนที่ของอากาศภายในเตาอบและตําแหนงการติดตั้ง

thermostat

Page 38: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 38

- เปนปรับปรุงจากระบบสองตําแหนง โดยทําใหตัวควบคุมทาํงานสั้นลงกวาเดิม เพื่อลด Over

shoot (คาทีเ่กินจาก Set point) ใหนอยลง

การควบคุมแบบสองเสริมเวลา

- สําหรับ Bimetallic thermostat ทําไดโดยตอลวดทําความรอนอนุกรมเขากับตัววัด

- การทํางานเมื่อใชในการควบคมุเตาอบ หรือการควบคุมในการทําความรอน เมื่อหนาสัมผสัเปด

กระแสไฟฟาจะไหลผานลวดทําความรอนที่ตออยูใกลๆ กับโลหะคู ไดรับความรอนเพิ่มขึ้นอีกทาง

หนึ่ง ทําใหหนาสัมผัสเปดเร็วขึ้นกวาเดิม จึงชวยลด Over shoot

Page 39: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 39

- เปนปรับปรุงจากระบบสองตําแหนง โดยจะเพิ่มอีกตําแหนงซึ่งอยูระหวางตําแหนงปดและเปด

การควบคุมแบบลอย

Floating action

Two position or on-off action

- ในชวงระหวางตําแหนงปดและตําแหนงเปดนี้ตัวควบคุมจะไมทํางาน

Page 40: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 40

- ตัวควบคุมจะมี Proportional band ในระบบไฟฟาหรือ Throttling range ในระบบนิวแมติค

การควบคุมแบบสัดสวน

- ในชวงระหวางตําแหนงปดและตําแหนงเปดนี้ตัวควบคุมจะไมทํางาน

- อากาศภายนอกหองเปลี่ยนแปลงจาก 25 C ถึง 30 C

- ตัวควบคุมมี Sensitivity 1 psig/degree และมี Throttling range 4 C

Page 41: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 41

- เนื่องจากการควบคุมแบบสัดสวนมี Offset เกิดขึ้นจงึแกไขโดยใหตัวควบคุมมีตวัวัดเพิ่มขึ้นอีกหนึ่ง

ตัว เพื่อให Output เปลี่ยนแปลงจนกระทั่งได Zero offset

การควบคุมแบบสัดสวนรวมกับรีเซท

Q

- เพิ่มตัววัดอุณหภูมิภายนอกอีกตัว

- เมื่ออุณหภูมิภายนอกเพิ่มขึ้นตัววัดที่อยูภายนอกก็

จะเพิ่ม Output ของตัวควบคุมใหเปดวาลวตามความ

รอนที่ถายเทเขาไปใหหองเพิ่มขึ้น จึงทําใหอุณหภูมิ

คงที่อยูเสมอ

Page 42: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

การควบคุมในระบบปรับอากาศเพื่อการ

ประหยดัพลังงาน

Page 43: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 43

ระบบปรับอากาศแบงตามวิธีควบคุม

• CAV = Constant air volume

• VAV = Variable air volume

• CWV = Constant water volume

• VWV = Variable water volume

• CRV = Constant refrigerant volume

• VRV = Variable refrigerant volume

Page 44: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 44

อุปกรณควบคุมในระบบปรับอากาศ

Valves

Control speed of blowers and pumps with VSD

Page 45: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 45

Water cool water chiller

Flow switch

Page 46: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 46

Water cool water chiller with control

Flow switch

Motorized butterfly valve

Page 47: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 47

Water pump

Check valve

Butterfly valve

Strainer

chilled water pump

Condensing pump

Page 48: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 48

Air handling unit (AHU)

Two-way valve

Balancing valve

Strainer

Page 49: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 49

AHU with control

Page 50: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 50

AHU/FCU with control

Page 51: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 51

2 - and 3- way valve

For variable flow

- More sensitive to high differential pressure

- Harder to close off against line pressure

For constant flow

- Actuator does not need to be as powerful

Page 52: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 52

Normally openNormally close

Two-way valve

Page 53: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 53

Two-way direct-acting contact valve

with pneumatic actuator and

positioner

Two-way control valve with electric

valve

Two-way valve

Page 54: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 54

Reduce pumping energy

Potentially lower costs for pumping and distribution systems

System balancing is reduced or eliminated

Two-way valve

Advantages

Disadvantages

Most chillers and some boilers cannot handle widely varying flow

rates

Differential pressure will increase across control valves, reducing

system controllability

Page 55: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 55

Page 56: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 56

Page 57: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 57

Page 58: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 58

Selecting & Sizing valves

Control valve section depends on:

Fluid being controlled

Valve style: 2-way or 3-way

Control mode: modulating or 2 position

Maximum fluid temperature

Maximum inlet pressure

Desired flow characteristic

Maximum fluid flow rate

Desired pressure drop when valve is fully open

Turn-down ratio

Close-off pressure

Page 59: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 59

A large turndown ratio will cramp the measurement signal at low flow rate.

TR = qmax / qmin

Turn-down ratio

Page 60: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 60

Page 61: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 61

Swing check valve

หนาที่ปองกันการไหลยอนกลบัของน้ํา

Page 62: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 62

Butterfly valves

Duty

- balancing

Page 63: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 63

Duty

- Shut off

Ball valves

Page 64: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 64

Valves

Globe valves

Ball valves / gate valve

Butterfly valves

Check valve

balancing valve

Typical flow characteristics

quick opening

linear

equal percentage

Page 65: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 65

Small reheat coils. Also chilled water

and hot water coils

VariesBall valve

Automatic shut-off for boiler, chillers,

and cooling tower coils

Quick openingButterfly valve

- Steam

- Chilled water and hot water coils

- Open-close

- Linear

- Equal percentage

- Quick opening

Globe valve

ApplicationFlow characteristic

available

Valve type

Control flow characteristic

Page 66: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System
Page 67: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 67

อุปกรณควบคุมความเร็วรอบมอเตอร (Variable Speed Drive : VSD)

เปนอุปกรณควบคุมความเร็วรอบมอเตอรไฟฟาใหเหมาะสมกับสภาวะของโหลด เพื่อเพิ่มประสทิธิภาพการทํางานของมอเตอรในขบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม ระบบปมน้ํา พัดลม และระบบปรับอากาศขนาดใหญ อุปกรณ VSD ใชเทคโนโลยีแบบ Voltage Vector Control (VVC) ทาํใหประสิทธิภาพการควบคมุไมใหมีการสูญเสียพลังงานความรอนในตัวมอเตอร (Derating) และมีอุปกรณกําจัดสัญญาณรบกวน (Harmonics Filters) ที่เปนอุปกรณมาตรฐานของเครื่องปองกันการรบกวนสัญญาณควบคุมและยังสงผลดีในการประหยัดพลังงานอีกดวย

- ระบบควบคมุปมน้ํา พัดลม

- ระบบปรับอากาศในโรงงาน และอาคารขนาดใหญ

- การลําเลียง เชน ลิฟทขนสง บรรไดเลื่อน

- ระบบอัดอากาศ ระบบกําจัดคารบอนมอนอกไซดในที่จอดรถ ฯลฯ

- อื่น ๆ

Page 68: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 68

Example

60%624.00 - 06.00

90%618.00 - 24.00

20%1008.00 - 18.00

40%206.00 - 08.00

% ของความเร็วรอบที่ใชจริงจํานวนชั่วโมงชวงเวลา

กรณทีี่ไมใช VSD

ในกรณีนี้จะเห็นวา มอเตอรทํางานเต็มพิกัดตลอดเวลา ดังนั้นการเสียคาไฟตอวันจะคาํนวณไดจาก

คาไฟฟาตอวัน = 75 กิโลวัตต x 24 ชั่วโมง x 1.7 บาท = 3,060 บาท/วัน

คาไฟฟาตอวัน = 3,060 บาท x 360 วัน = 1,101.600 บาท/ป

ในงานระบบปรับอากาศทีม่ีขนาดใหญ มีมอเตอรขนาดใหญในระบบทําความเยน็ขนาด 75 กิโลวัตต

ปกติทํางาน 24 ชั่วโมงตอวัน และประมาณการคาไฟฟา และคาดีมานดชารจ หนวยละ 1.70 บาท

โดยกรณีศึกษาจะเปรียบเทียบระหวางกรณีการใช VSD และกรณีไมใช VSD

Page 69: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 69

ความสัมพันธของพลังงาน (Power), Flow/Speed และ Pressure

0.0%

0.1%

0.8%

2.7%

6.4%

12.5%

21.6%

34.3%

51.2%

72.9%

100.0%

0.0%

1.0%

4.0%

9.0%

16.0%

25.0%

36.0%

49.0%

64.0%

81.0%

100.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

พลังงานที่ใช Power (n3)แรงดันในทอ Pressure (n2)อัตราการไหล Flow (n)

1 1

2 2

Q NQ N

=2

1 1

2 2

P NP N

⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠

3

1 1

2 2

Hp NHp N

⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠

Page 70: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 70

จาํนวนพลังงานที่ใชตอป = 312.2 x 360 = 122,392

คาไฟฟาตอปในกรณีที่ใช VSD = 112,392 x 1.70 = 191.066 บาทตอป

* ความแตกตางของตัวเงินระหวางการเลือกใช VSD และกรณีไมใช VSD

= 1,101,600 – 191,066 = 910,534 บาทตอป

* ระยะเวลาคืนทุน = เงินลงทุน / เงินคาไฟที่ประหยัดไดตอป

= 700,000 / 910,534 = 0.77 ปหรือประมาณ 9 เดือน**

หมายเหตุ ** คาํนวณจากตัวเลขตารางขางตน ระยะคืนทุนอาจแตกตางตามการใชงานจริง

Example

จะไดจํานวนหนวยที่ใชตอวนั = 312.2 หนวย

75 x 0 = 0

54.7 x 2 = 109.4

16.2 x 10 = 162.0

4.8 x 6 = 28.8

2.0 x 6 = 12.0

100% x 75 = 75 กิโลวัตต

72.9% x 75 = 54.7 กิโลวัตต

= 16.2 กิโลวัตต

= 4.8 กิโลวัตต

= 2.0 กิโลวัตต

1.03 = 1.0 = 100%

9.03 = 0.729 = 72.9%

21.6%

6.4%

2.7%

100% = 1

90% = 0.9

60% = 0.6

40% = 0.4

30% = 0.3

คูณกบัจํานวนชัว่โมงจํานวนกิโลวัตตเทียบกับมอเตอร 75

(100%)พลังงาน (n3)ความเรว็รอบ (n)

เมื่อใช VSD

Page 71: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 71

Direct Digital Electronic Control (DDC)

- Microprocessor-based controllers with the control logic performed by software.

- Analog-to-Digital (A/D)

- Remote controllers and no need for continuous communication (stand-alone).

- Monitor the status of the energy management system, store back-up copies

of the programs and record alarming and trending functions.

Page 72: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 72

Benefits of DDC

Improves the control effectiveness and increases the control efficiency

Three main direct benefits of DDC

• Improve effectiveness

• Improved operation efficiency

• Increased energy efficiency

- Provide potential for more accurately sensed data

- More flexible in changing reset schedules, set points, overall control logic

- Improve operation efficiency

- Alarm capacities on all locations in a given network

- Diagnosis troubleshoot, control problem, and maintenance

- Analysis the suitable operation conditions from storing trends, energy

consumption patterns are monitored

Page 73: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 73

Constant and variable air volume

Variable speed drive (VSD) ควบคมุปริมาณลมโดยการปรับรอบมอเตอร

ของ Blower

ควบคมุปริมาณลมดวยการปรับ Damper

Page 74: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 74

Variable water volume

Page 75: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 75

Air handler control

Page 76: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 76

Air handler control

Page 77: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 77

Building management system, BMS

Page 78: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 78

Energy management system

Page 79: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

HVAC control

Page 80: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 80

Page 81: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System
Page 82: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Answer/auto-dial LAN architecture

The auto-answer/auto-dial LAN architecture is typically used by installations with

multiple facilities where control and monitoring needs to be centralized.

Page 83: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

การคํานวณการถายเทความรอนผานอาคาร

(OTTV & RTTV)

Page 84: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 84

การคํานวณคาการถายเทความรอนรวมสําหรับผนัง (OTTV)

Type of glazing

Window size

External shading to windows

Wall color

Wall type

Page 85: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System
Page 86: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 86

( ) (1 - ) ( ) ( )( )( ) ( )( )( )i w eq fOTTV U WWR TD U WWR T SC WWR SF= + +

คาการถายเทความรอนรวมของผนังดานนอกแตละดาน (OTTVi)

OTTVi = คาการถายเทความรอนรวมของผนังดานที่พจิารณา [W/m2]

UW = สัมประสทิธิ์การถายเทความรอนรวมของผนังทึบ [W/m2.OC]

WWR = อัตราสวนพื้นที่ของหนาตางโปรงแสง และหรือของผนังโปรงแสงตอพื้นที่ทัง้หมด

ของผนังดานที่พิจารณา

TDeq = คาความแตกตางอุณหภูมิเทยีบเทา (temperature different equivalent) ระหวาง

ภายนอกและภายในอาคารซึ่งรวมถึงผลการดูดกลืนรังสีอาทิตยของผนังทึบ ใหเปนไป

ตามกระทรวงวิทยาศาสตร ฯ[OC]

Uf = สัมประสทิธิ์การถายเทความรอนรวมของกระจกหรือผนังโปรงแสง [W/m2.OC]

ΔT = คาความแตกตางอุณหภูมิระหวางภายในและภายนอกอาคาร ใหเปนไปตามกระทรวงฯSC = สัมประสทิธิ์การบังแดดของหนาตาง ซึ่งการคาํนวณใหเปนไปตามหลักเกณฑตาม

กระทรวงฯ

SF = คาตัวประกอบรังสีอาทิตย (solar factor) ที่ผานหนาตางโปรงแสงและหรือผนัง โปรงแสง

ใหเปนไปตามกระทรวงฯ [W/m2]

Page 87: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 87

คาการถายเทความรอนรวมของผนังดานนอกทั้งหมดของอาคาร (OTTV)

• คาเฉลีย่ทีถ่วงน้ําหนักแลวของคาการถายเทความรอนรวมของผนังดานนอกแตละ

ดาน (OTTVi)

( ) ( ) ( )( ) ( )( )0,1 0,2 0,1 2

0,1 0,2 0,

j j

ij

A OTTV A OTTV A OTTVOTTV

A A A

+ + +=

+ + +

Aoi = พื้นที่ของผนังดานที่พิจารณา ซึ่งรวมพืน้ที่ผนังทึบและพื้นที่หนาตาง หรือผนัง

โปรงแสง [m2]

Page 88: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

คาสัมประสิทธิ์การบงัแดดสําหรับ

อปุกรณบังแดดแนวราบเหนือหนาตาง

Page 89: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

คาสัมประสิทธิ์การบงัแดดสําหรับ

อปุกรณบังแดดแนวตั้งของหนาตาง

Page 90: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

คาสัมประสิทธิ์การบงัแดดสําหรับ

อปุกรณบังแดดชนิดรวม

กรณีที่สัดสวน W/Ah = 0.2 และ Bh/Ah = 0

Page 91: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 91

คาการถายเทความรอนรวมของหลังคา

( )(1- )( ) ( )( )( ) ( )( )( )r eq rfRTTV U RSR TD U RSR T SC RSR SF= + Δ +

Ur = สัมประสทิธิ์การถายเทความรอนรวมของหลังคาสวนทึบ [W/m2.OC]

RSR = อัตราสวนพื้นที่ของสวนโปรงแสงที่ชองรับแสงบริเวณหลังคาตอพื้นที่ทั้งหมดของ

หลังคาสวนที่พจิารณา

TDeq = คาความแตกตางอุณหภูมิเทยีบเทา (temperature different equivalent) ระหวาง

ภายนอก และภายในอาคาร ซึ่งรวมถึงผลการดูดกลืนรังสีอาทิตยของหลังคาสวนทึบ

ตามกระทรวงไดประกาศกําหนด[OC]

Urf = สัมประสทิธิ์การถายเทความรอนรวมของสวนโปรงแสงที่ชองรับแสง [W/m2.OC]

ΔT = คาความแตกตางอุณหภูมิระหวางภายในและภายนอกอาคาร ใหเปนไปตามกระทรวงฯ ไดประกาศกําหนด

SC = สัมประสทิธิ์การบังแดดของสวนโปรงแสงที่ชองรับแสงบริเวณหลังคา ซึ่งการคํานวณให

เปนไปตามหลักเกณฑที่ตามกระทรวงฯ ไดประกาศกําหนด SF = คาตัวประกอบรังสีอาทิตย (solar factor) ทีผ่านสวนโปรงแสงที่ชองรับแสงบริเวณ

หลังคา [W/m2] ใหเปนไปตามกระทรวงฯ ไดประกาศกําหนด

Page 92: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

มาตรฐานระบบปรับอากาศตามกฎหมาย

Page 93: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 93

หมวด 2 การอนุรักษพลังงานในอาคาร

มาตรา 17 การอนุรักษพลังงานในอาคารไดแกการดําเนินการอยางใดอยางหนึ่งดงันี้

(1) การลดความรอนจากแสงอาทติยที่เขามาในอาคาร(2) การปรับอากาศอยางมีประสิทธิภาพ รวมทั้งการรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให

อยูในระดบัทีเ่หมาะสม(3) การใชวัสดุกอสรางอาคารที่จะชวยอนุรักษพลังงาน ตลอดจน การแสดงคุณภาพ

ของวัสดุกอสรางนั้น ๆ

(4) การใชแสงสวางในอาคารอยางมปีระสิทธิภาพ(5) การใชและการตดิตัง้เครื่องจกัร อุปกรณ และวัสดทุี่กอใหเกดิ การอนุรักษ

พลังงานในอาคาร

(6) การใชระบบควบคุมการทํางานของเครื่องจกัรและอุปกรณ

(7) การอนุรักษพลังงานโดยวิธีอื่นตามที่กาํหนดในกฎกระทรวง

พ.ร.บ. การสงเสริมการอนุรักษพลังงาน พ.ศ. 2535 มาตรา 17 -22

Page 94: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 94

มาตรฐานการปรับอากาศในอาคาร

ระบบปรับอากาศที่ตดิตัง้ในอาคารจะตองมคีาพลังไฟฟาตอตันความเย็น ที่ภาระ

เต็มพิกดั (full load) หรือที่ภาระใชงานจรงิ (actual load) ไมเกินกวาคาตามตาราง

หมวด 3 การใชพลังงานในอาคาร

Page 95: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 95

• การคิดคาการถายเทความรอนรวมของผนังดานนอกของอาคาร หรือสวนของ อาคารที่มีการ

ปรับอากาศ ใหคํานวณจากคาเฉลี่ยถวงน้ําหนักตามขนาดพื้นที่ของผนังดานนอกแตละดาน

รวมกัน (weighted average) หรือสวนของผนังดานนอกแตละดานรวมกันของสวนของอาคาร

ที่มีการปรับอากาศ

2525RTTV

4555OTTV

อาคารใหม

(W/m2)

อาคารเกา

(W/m2)

กฎกระทรวง (พ.ศ. 2538) สําหรับอาคารควบคมุ

คาการถายเทความรอนรวมของอาคาร หรือ

สวนของอาคารที่มีการปรับอากาศ

Page 96: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 96

หมวด 1 ขอ 2

"อาคารเกา" หมายความวา อาคารที่ไดกอสรางแลวเสรจ็หรือกําลัง

กอสรางหรือยงัไมไดกอสรางแตไดยืน่ขออนุญาตกอสรางไวกอนวันที่พระราช

กฤษฎกีากําหนดใหอาคารนั้นเปนอาคารควบคุมตามมาตรา 18 มีผลใชบังคับ

"อาคารใหม" หมายความวา อาคารทีย่ื่นขออนุญาตกอสรางหลังวนัที่พระ

ราชกฤษฎีกากาํหนดใหอาคารนั้นเปนอาคารควบคมุตามมาตรา 18 มีผลใชบังคบั

กฎกระทรวง (พ.ศ. 2538)ออกตามความในพระราชบัญญัติการสงเสริมการอนุรักษพลังงาน พ.ศ. 2535

Page 97: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 97

ระบายความรอนดวยน้ํา

Page 98: Refrigeration and Air conditioning Systemchainarong.me.engr.tu.ac.th/documents/ME636 and 439... · Refrigeration and Air conditioning SystemRefrigeration and Air conditioning System

Chainarong Chaktranond, Mechanical Engineering, Thammasat University 98

ระบายความรอนดวยอากาศ