บทที 2 ทฤษฎีและหลักการทีเกียวข้องresearch-system.siam.edu/images/coop/Industrial_Duct_System/05_ch2.pdf ·...

บทท� 2

ทฤษฎและหลกการท�เก�ยวของ

2.1 Pressure Loss ในระบบทอลม การเคลอนทของอากาศภายในทอลม ทาใหเกด Pressure Loss ใน " ลกษณะ คอ

1. Frictional Loss เปนผลมาจากความเสยดทานของอากาศกบผวทอ และความปนปวนของอากาศขณะเคลอนทเกดข9นตลอดความยาวของเสนทอ

2. Dynamic Loss เกดข9นเฉพาะท Fittingตางๆของตวทอเนองจากความปนปวน ของอากาศเมอถกบงคบใหเปลยนทศทางหรอเปลยนความเรวในทอทมพ9นทหนาตดแตกตางกน เปนตน 2.2 Frictional Losses คา Friction Loss จะมากหรอนอยเพยงใดน9น ข9นอยกบสงตอไปน9

2.2.1. ความเรวของลมในทอ 2.2.2. ขนาดทอ 2.2.3. ความหยาบของผวดานในทอ 2.2.4. ความยาวของทอ การหาทอลมสงในทอกลม สามารถหาคาไดโดยตรงจากแผนผงทอลมซงสรางข9นโดยใช

อากาศแหงทอณหภม LM องศาฟาเรนไฮต ความดน QR.STU ปอนดตอตารางน9ว ไหลผานทอกลมซ งทาจากแผนเหลกอาบสงกะสและมรอยตอแบบ Slip จานวน RM ชวงตอความยาว QMM ฟต อนเทยบไดกบคาความหยาบของผวM.MMMX ฟต อยางไรกตามผออกแบบอาจใชแผนผงคมกาหนดงานน9กบการออกแบบทอลมแทบทกระบบซ งมภาวะอากาศซ งแตกตางออกไปโดยไมตองทาการแกไขคาใดๆ

(1). วสดทใชทาทอลมมคาความหยาบของผว = 0.005 ft (2). อณหภมของอากาศในทออยระหวาง RM องศาฟาเรนไฮต ถง QMM องศาฟาเรนไฮต

(3). ความสงจากระดบน9าทะเลของสถานทตดต9งทอลม ไมเกน QXMM Ft (4). ความดนภายในทอเทยนกบบรรยากาศอยระหวาง +"M น9ว ของปรอทถง

- "M น9วของปรอท อาคารโดยทวไปมกมระยะหางจากใตทองคานถงเสาฝาสาหรบการเดนทอไมมากนก

การเลอกใชทอลมกลมเพอสงลมปรมาณมากๆจงไมเหมาะสมเพราะไมอาจซอนตวทอไวเหนอฝาไดท9งหมดจาเปนตองเปลยนเปนทอรปสเหลยมผนผา ซ งมความลกนอยแตมความกวางมากแทน แมวาทอกลมแบบหลงน9จะมขอเสยในการใชวสดในการประกอบเปนตวทอมากกวา ทอลมกลม ซ งมสมรรถนะในการสงลมเทากนกตามการแปลงขนาดทอลมกลมทอานไดจากแผนงานใหเปนทอลมเหลยมทมคา Friction Rate เทากนน9น โดยการเทยบคาจากตาราง มขอพงสงเกตวาพ9นทหนาตดของทอเหลยมทไดจะมากกวาของทอลม ทาใหความเรวลมในทอเหลยมต ากวาในทอกลมดวย ในทางปฏบตไมนยมกาหนดขนาดของทอลมเปนเศษสวนของน9วเนองจากคาทไดจากการอาน แผนงานและจากตาราง น9นไมสละเอยดมากนก นอกจากน9ยงอาจทาความยงยากใหแกชางทาทอลมโดยไมจาเปนอกดวย สาหรบทอลมเหลยมควรกาหนดความลกของทอเปนเลขค เชน R,U,Q",QR,QS,QU หรอ "M น9ว แลวปลอยใหความกวางของทอแปรเปลยนไปตามความเหมาะสม เพอใหไดพ9นทหนาตดทอตามความตองการทอสวนใดลดขนาดไปอก "น9วเมอเทยบกบทอชวงกอน ควรคงขนาดเดมไว 2.3 Dynamic Losses

ตามความเปนจรงน9นการสญเสยในฟตต9งทกประเภทของทอลมจะมท9งพลงงานสญเสยและการเสยดสสญเสยแตเพอการสะดวกในการคานวณ จงคดเสมอวาในตวฟตต9ง มแตพลงงานสญเสยเพยงอยางเดยว สวนคาการเสยดสสญเสยน9น มกมคานอยมากและ ถกนาไปคานวณรวมกบความยาวของเสนทอโดยการวดระยะทอจากกงกลางขอฟตต9ง อกตวหนง 2.4 วธการออกแบบขนาดทอลม วธการออกแบบทอลมทนยมแพรหลายกนทวไปม R วธ คอ

(1). Equal Friction Method (2). Velocity Reduction Method (3). Static regain method (4). Constant velocity method

5.6.7 Equal Friction Method หลกการออกแบบทอลมวธน9 ใหทาการกาหนดคาอตราแรงเสยดทาน ทเหมาะสมเปนคาคงทสาหรบทอลมท9งระบบเหมาะสาหรบทอลมทมรปราง คอนขางสมมาตร และทอยอยตางๆ มความตานทานใกลเคยงกนเพราะการปรบปรมาณลมสามารถทาไดงายและสะดวกในกรณททอยอยมความยาวไมเทากนการปรบแตงลมจะทาไดยากเพราะความดนสถตยทหวจายแตกตางกนมากจงตองทาการปรบลดวาลวททอลมส9นมากกวาปกตอนอาจทาใหเกดเสยงดงจากตวทอไดวธการเสยดสทเทากนน9อาจแบงออกเปน 2 วธยอยคอ

วธท�1 เปนแบบทใชกนทวไป การออกแบบใหเลอกความเรวทมคาพอเหมาะและไมทาใหเกดเสยงดงจากตารางสาหรบทอประธานทตอออกจากตวพดลมนาคาปรมาณลมและความเรวทเลอกแลวน9ไปหาคาอตราการเสยดส และขนาดทอลมกลมจากตารางคาอตราการเสยดสของตนทอทนาไปใชรวมกบปรมาณลมในทอลมชวงถดไปในการหาขนาดทอลมกลมจากตารางเรอยไปจนครบถวนท9งระบบ (หากตองการแปลงขนาดทอของทอลมกลมทหาไดเปนทอเหลยมใหใชตารางท o) การออกแบบทอลมวธน9 ความเรวลมในทอแตละชวงจะลดลงเลอยๆ ตามปรมาณลมจงชวยกาจดปญหาเรองเสยงไดเปนอยางด สาหรบการออกแบบทอลมกลบน9นกกระทาในทานองเดยวกนโดยเรมจากทอประธานทอยใกลเครองเปาลมเยนมากทสดกอน

ภายหลงการออกแบบทอเสรจเรยบรอยแลวใหคานวณหาความดนสถตยของตวพดลม ดงสมการท Q ตอไปน9 ความดนสถตยรวมทดานสงของพดลม = ความดนของลมสง + ความดนของทอลมกลบ + ความดนสถตยทหวจายลม + ความดนสถตทแผงลมกลบ + ความเรวของทอลมจายและทอลมกลบ ตองเปนผลรวมของทอลมกลบ และสญเสยพลงงาน

ความดนสถตยของหวจายลมหรอแผงลมกลบตองเปนของหวสดทายในเสนทอแนวทใชคานวณ ความเรวไดคนน9 เปนผลมาจากความแตกตางของความเรวลมทตนทอและทหวจายมกมคานอยมากจนอาจไมตองคานงถงสาหรบทอลมแบบความเรวตา แตในการออกแบบทอลมชนดความเรวปานกลาง และความเรวสงน9นจะตองหกคาน9ออกจากคาความดนสถตยรวมของตวพดลมเสมอ มฉะน9นพดลมทเลอกไวจะมขนาดใหญเกนไปและสงลมออกในปรมาณทมากเกนความตองการและใหทาการปรบแตงปรมาณลมท9งระบบทาไดยากลาบากยงข9น

วธท�5 เหมาะกบเครองปรบอากาศขนาดเลกซ งใชมอเตอรในการขบเคลอนโดยตรง (นาทางการขบรถ)

โดยผผลตจะกาหนดคาความดนสถตยภายนอกไวในระบบรายชอเพอปองกนการออกแบบทอลมทมคา

ความดนตาใหสงกวาคาทระบไวน9 มฉะน9นพดลมของตวเครองจะไมสามารถสงลมเยนออกได

ตามตองการ ในกรณเชนน9 ใหหารคาความดนสถตยภายนอกของตวเครองดวยความยาวของเสนทอทไกลทสดทาการเลอกคาอตราเรวการเสยดสเพอตากวาคาทหาไดน9 เลกนอยนาไปหาคาขนาดทอลมท9งระบบรวมกบปรมาณลมภายในทอลมแตละชวงตองเลอกความเรวลมททอประธานเสยกอนหลงจากน9นใหลองคานวณความดนสถตยรวมของตวพดลม หากมคามากกวาความดนสถตยภายนอกของเครองใหเลอกคาอตราเรวการเสยดสทต าลงมา แลวออกแบบขนาดทอลมท9งหมดใหมอกคร9 ง ทาเชนน9 ไปเรอยๆไปจนกวาคาความดนสถตยรวมของตวพดลมจะตากวาหรอเทากบความดนสถตยภายนอกตามทระบในแผนงาน

ในระบบทอลมทมทอบางกงยาวและบางกงส9นน9นใหออกแบบเสนทอทยาวทสดดวยการกาหนดความเรวลมตอทอตามวธท 1 คานวณหาคาความดนสถตยทตนทอยอยแตละกง แลวออกแบบททอกงน9นดวยวธท " การทาเชนน9 จะทาใหการปรบแตงปรมาณลมของเสนทอท9งหมดทาไดงายข9น แตมขอพงระวงคอความเรวลมในทอกงทส9นบางทออาจสงมากจนทาใหเกดเสยงดงจงควรขยายขนาดทอเพอลดความเรวลมลง แลวใชการปรบลดวาลวทตนทอแยกยาย หากยงเกรงวาจะมเสยงดงอกใหหมฉนวนชนดเซลเปดไวภายในทอกงน9น เพอลดเสยง การแกไขทอกงทส9นเกนไปอาจใชวธแยกทอออก ณ จดทอยไกลออกไปแลวเดนเล9ยวทอกลบมาสตาแหนงหวจายทตองการจะชวยเพมความยาวและความดนสถตยของทอข9นได

2.4.2 Velocity Reduction Method การออกแบบวธน9ทาไดโดยกาหนดความเรวลมททอประธานซงตอออกจากตวพดลมข9นมาคาหนงตามใจชอบแตควรมคาพอเหมาะทจะทาใหไมเกดเสยงดงในขณะใชงานตามทแสดงในตาราง สวนความเรวลมในชวงอนๆทเหลอน9น ควรกาหนดใหมคานอยลงตามลาดบนาคาปรมาณลมและความเรวในทอแตละชวงไปหาขนาดทอลมจากผงหากตองการเปลยนทอลมกลมเปนทอรปเหลยมกสามารถใชตารางได ในการเปลยนแปลงตามความตองการได การ

ออกแบบทอลมกลบกทาในลกษณะเดยวกน โดยกาหนดความเรวสงสดของเสนทอตอสวนทตอกบดานดดของพดลม ทาการหาความดนรวมของพดลมของสมการ ขอเสยของการออกแบบวธน9 คอ ผออกแบบตองมประสบการณมากในการกาหนดความเรวลมทเหมาะสมสาหรบทอลมแตละชวง จงไมเปนทนยมมากนกนอกเสยจากวาการออกแบบของระบบทอลมน9นจะงายและไมซบซอนการปรบแตงปรมาณของลมของเสนทอกทาไดยาก เพราะมปญหาวาความดนสถตยททอลมกงแตละเสนมคาไมเทากน การแกไขอาจทาในลกษณะเดยวกบวธแรงสยดทานเทากนคอ คานวณหาคาความดนสถตย ทตนทอยอยแตละกง ลองเลอกคาความเรวลมสาหรบทอยอยน9น เพอหาขนาดทอลมทเหมาะสมทาเชนน9 เรอยๆ ไปจนกวาความดนในทอลมกงน9นลดลง จะใกลเคยงหรอเทากบความดนสถตยทตนทอยอยกงน9น

2.4.3 Static Regain Method การออกแบบทอลมวธน9 อาศยหลกความจรงทวา เมอมการจายลมออกจากทอโดยผานทางทอแยกหรอหวจายลมความเรวลมในทอชวงถดไปจะลดตาลง ทาใหเกดการ กลบคนของความดนจลนยงผลใหความดนสถตยของทอชวงน9นสงข9น ดงน9นหากออกแบบขนาดทอทอยดานหลงทอแยกใหมคาความดนลดลงเทากบคาความเรวกลบแลวทอชวงน9นกเสมอนวาไมมาความดนสญเสยเกดข9นแตอยางไร และความดนสถตยทตนทอแยกทกทอจะมคาเทากนหมด ทาใหการปรบแตงปรมาณลมทาไดโดยงาย เพราะเสนทอมลกษณะสมดลทางความดนสถตยในตวเอง การลดลงของความดนจลนกลบไปเปนความดนสถตย เมอความเรวลมในทอลดลงน9นจะทาไดเพยง LX-TM% เทาน9น ในทางปฏบตโดยทวไปนยมเลอกใชคา LX% เพอใหมคาความปลอดภยในการออกแบบเผอไวบาง ดงน9นคาความเรวกลบLX x (ความดนจลนในทอชวงแรก – ความดนจลนในทอชวงถดมา) การออกแบบเรมโดยการเลอกความเรวลมทเหมาะสมและไมทาใหเกดเสยงดงในขณะใชงานสาหรบทอประธานสวนทตอออกจากตวพดลมแยกกงแรกนาคาปรมาณลมทไหลในทอและความเรวทเลอกไวไปหาขนาดทอกลมและแปลงเปนขนาดทอลมเหลยมตามตองการโดยใชตาราง ทอลมทถดจากทอแยกกงแรกใหออกแบบดวยวธความดนคนท9งหมด โดยใชหลกการดงกลาวมาแลวในตอนตน เนองจากข9นตอนการออกแบบในทางปฏบตคอนขางยงยากและเสยเวลา เพราะตองการลองผดลองถกตลอดเวลา จงของดเวนไมกลาวถงในทน9 ผสนใจอาจคนควารายละเอยดเพมเตมในหนงสอการ

ออกแบบระบบปรบอากาศ การทจะออกแบบทอลมดวยวธน9 อยางไดผลควรเขยนเปนโปรแกรมคอมพวเตอรจะทาใหลดเวลาลงมาก ในทางทฤษฎ เราสามารถออกแบบทอลมท9งระบบดวยวธความดนกลบน9โดยไมใหเกดความดนสญเสยททอทกชวงอยถดจากทอแยกกงแรก ในกรณเชนน9ผลรวมความดนสถตยของตวพดลมทมคาเทากบความดนสญเสยในทอประธานจากปากพดลมไปยงทอแยกกงแรกเทาน9น แตในทางปฏบตเรามกตองทาการปดเศษขนาดทอลมทคานวณได หรอเลอกใชทอลมกงขนาดเทากนสาหรบหวจายลมทมปรมาณลมเทากน จงอาจมท9งความดนสญเสย หรอความดนเพมเกดข9นบาง แตกไมสมากนกและมกหกลบกนไปในระบบ การออกแบบทอลมดวยวธความดนสถตยกลบคนเหมาะกบทอลมดานจายของระบบปรบอากาศทกประเภท โดยเฉพาะอยางยงทอลมแบบความเรวปานกลาง และความเรวสง เพราะชวยในการปรบแตงปรมาณลมทาไดงาย สะดวก และเสยคาใชจายนอย สวนทอลมแบบความเรวตาน9น มกนยมใชกบทอทไมความสมมาตรเสนทอมความยาวกวาปกต มกมหวจายลมมาก แตทอแตละกงมความยาวไมเทากนการทความดนลดในเสนทอมเพยงคา

ทอลมกลบจากปากตวพดลมไปยงทอแยกกงแรกน9น ชวยใหประหยดพลงงานไฟฟาทใชขบเคลอนมอเตอรพดลมไดมากกวาการออกแบบดวยวธอนๆท9งหมด ขอเสยของการออกแบบดวยวธน9 กมอยบาง เชน ออกแบบยาก เสยเวลานาน และขนาดทอลมสวนทอยตอนปลายของเสนทอมกใหญกวาการออกแบบดวยวธอน ทาใหตนทนของระบบทอลมสงข9น 2.4.4 Constant Velocity Method เปนวธการออกแบบซงงายทสด เพราะความเรวในทอลมทกชวงจะเทากนหมด มกใชเฉพาะการออกแบบทอดดอากาศเสยทมอนภาคเลกๆปะปนอยดวย ซ งหากออกแบบดวยวธอนความเรวลมในทอ บางชวงอาจตาเกนไปจนทาใหเกดการตกคางของอนภาคภายในตวทอได ความเรวทใชในการออกแบบข9นอยกบชนดของอนภาค และตองมคาไมตากวาทแสดงในตารางท X สาหรบอนภาคแตละชนด 2.5 ขCนตอนการออกแบบทอลม

2.5.1 คานวณหาปรมาตรของอากาศ จาเปนตองใชเพอการทาความเยนหรอการระบายอากาศ

ในแตละบรเวณ

2.5.2 เลอกขนาดและตาแหนงของหวจายลมและหวลมกลบเพอในการกระจายลมเปนไปอยาง

ทวถงทกบรเวรของหอง

2.5.3 ลากเสนแผนภาพเสนเดยวแทนแนวกงกลางของทอลมเชอมโยงหวจายหรอหวกลบตางๆ

เปนระบบทอเขาหาตวพดลม โดยคานงถงความเปนไปไดของแนวทอลมในการหลบสงกดขวางตางๆ

ของอาคาร แนวทอทดจะตองตรงทสดและไมซบซอน

2.5.4 บรเวณทมสงสกปรกซ งตองการระบายออกนอกอาคาร เชน หองน9า ครว บรเวณซกรด

และอนๆ ใหพจารณาวางแนวทอในทานองเดยวกน

2.5.5 ทาการคานวณหาขนาดทอลมจาย ทอลมกลบ และทอดดอากาศ โดยเปดแผนงาน

ประกอบ

2.5.6 คานวณหาความดนลดซ งมากทสดในทอลมจายแตละแนว นาคาทไดไปรวมกบความดน

สถตย ของหวจายลมหวสดทาย จะเปนคาผลรวมระบบความดนสถตของพดลมทตองใชในการการสง

ลมและดดกลบจากสวนตางๆของอาคารตามแนวทอทออกแบบไว โดยทวไปแนวทอทยาวทสดมกมคา

ความดนลดสงสดแตอาจไมเปนจรงเสมอ

2.5.7 นาคาปรมาณลมท9งหมดทตองการ และคาผลรวมระบบความดนสถตยทคานวณไดจาก

ขอ 2.5.6 ไปเลอกขนาดและมอเตอรพดลมทเหมาะสม

2.6 หลกการขCนพCนฐานในการออกแบบระบบทอลมท�ด

2.6.1 แนวทอตองพยายามใหตรงและส9นทสดหลกเลยงการเดนทอออมทไมจาเปนเพอประหยดคาแรงและคาวสด

2.6.2 อยาออกแบบใหความเรวลมในเสนทอเกนกวาคาสงสด 2.6.3 การหกเล9ยงทอลม ควรใชเฉพาะขอทมรศมการเล9ยวยาว 2.6.4 ไมควรทาการขยายหรอลดขนาดทออยางกะทนหน 2.6.5 หากเน9อทตดต9งมเพยงพอควรพยายามเลอกใชทอลมกลมเพราะสามารถรบปรมาณลมไดมากกวาแบบสเหลยม 2.6.6 ทอลมทประกอบข9นมาตองมรรวนอยทสด 2.6.7 ทอทกทอนจะตองยดและรอบรบอยางแขงแรงกบโครงสรางของอาคาร 2.6.8 ทอลมเยน ทอลมกลบ ซ งเดนผานบรเวณทมอณหภมสงกวาอากาศภายในทอหรอทอดดอากาศท9งทบรเวณอบช9น ควรหมดวยฉนวนกนความรอน 2.6.9 ทอลมกงทกทอน ตองมวาลวสาหรบแตงลมใหไดปรมาณตามทตองการ 2.6.10 ทอสวนทมอปกรณตดต9งอยภายใน ควรจดทาการเขาถงขอมลสาหรบตรวจสอบและบารงรกษาอปกรณน9นๆ

2.7 ระบบความเยน ระบบทาความเยนสวนมากใชในการปรบอากาศ เพอควบคมอณหภม ความช9น

การไหลเวยน คณภาพและความสะอาดของอากาศ รวมท9งควบคมเสยงรบกวน เพอใหเกดความสบายและเปนผลดตอสขภาพของผททางานในพ9นทน9นๆ นอกจากน9นระบบทาความเยนยงมความสาคญในกระบวนการผลตของอตสาหกรรม เชน อตสาหกรรมอาหารแชแขงทตองการความเยนเกบรกษาอาหาร ใหมความสดเปนเวลานาน การทางานของระบบทาความเยนใชพลงงานไฟฟาเปนหลก จากการสารวจพบวา ระบบปรบอากาศทใชในอาคารขนาดใหญ โดยใชพลงงานไฟฟาประมาณคร งหน งของพลงงานไฟฟาท9งหมด เชน โรงพยาบาล โรงแรม เชนเดยวกบภาคอตสาหกรรมกมใชระบบทาความเยน และระบบปรบอากาศในกระบวนการผลตตางๆ เหมอนกนเมอเครองทาความเยนสรางความเยนโดยอาศยคณสมบตดดซบ

ความรอนของสารทาความเยน หรอน9ายาทาความเยน (Liquid Refrigerant) มหลกการทางาน คอ ปลอยสารทาความเยนทเปนของเหลวจากถงบรรจไปตามทอ เมอสารเหลวเหลาน9 ไหลผานวาลว เปด-ปด จะถกทาใหมความดนสงข9น แลวความดนจะตาลง เมอรบความรอน และระเหยเปนไอ (Evaporate) ททาใหเกดความเยนข9นภายในพ9นทปรบอากาศ ดงแสดงในรป

รปท 2.1 หลกการทางานของเครองทาความเยน

เครองทาความเยนขางตนจะเปนระบบทใชเฉพาะในโรงงานอตสาหกรรมทตองการทาความเยนอยางรวดเรวเทาน9น ในเครองทาความเยนทวไปจะออกแบบใหสามารถนาสารทาความเยนทระเหยเปนแกสกลบมาใชหมนเวยนไดอก โดยใชคอมเพลสเซอร (Compressor) เปนตวอดสารทาความเยนทเปนแกส แลวนามาระบายความรอนใหเกดการกลนตวเปนของเหลวอกคร9 ง แลวสงกลบไปเขาถงบรรจสารทาความเยนใหม ตเยนไดใชระบบทาความเยนแบบน9 ดงแสดงในรป

รปท 2.2 ตเยนและหลกการทาความเยนเบ9องตน แกสทออกจากคอยลเยน (Evaporator) จะมความดนตา คอมเพลสเซอร (Compressor) จะดดแกสเขามา

และอดออกไป ใหมท9งความดน และอณหภมสง แลวสงตอเขาไปในตวควบแนน (Condenser) หรอ

เรยกกนวา คอยลรอน ซ งทาหนาทระบายความรอนใหกบแกสดวยอากาศ แกสจะเกด

การควบแนนเปลยนสถานะเปนของเหลวทมความดนสง แตมอณหภมตา แลวสงกลบเขาไป

ในถงพกสารทาความเยนตามเดม โดยมตวควบคม หรอวาลวทาหนาทควบคมการปลอยสารทาความ

เยนใหเขาไประเหยหมดพอดในคอยลเยน เมอสารทาความเยนระเหยหมดกจะกลายเปนแกสทม

อณหภมต าและถกดดเขาคอมเพลสเซอรอก เปนวงจรเชนน9ตลอดเวลา

เคร�องปรบอากาศ

เครองปรบอากาศประกอบดวยอปกรณตางๆ และมข9นตอนการทางานดงแสดงในรป ดงน9

รปท 2.3 การปรบอากาศภายในหองเยน

2.7.1 ตวควบแนน (Condenser) หรอคอยลรอน คอ อปกรณทใชระบายความรอนใหกบสารทาความเยนทระเหยกลายเปนแกส และเกดการควบแนนเปนของเหลว คอยลรอนมท9งชนดทระบายความรอนดวยอากาศ (Air-Cooled) และชนดทระบายความรอนดวยน9า (Water - Cooled)

2.7.2 คอยลเยน (Evaporator) คอ อปกรณทใชในการทาความเยน โดยจะอาศยความรอนทอยรอบคอยลเยน ทาใหสารทาความเยนซงเปนของเหลวระเหยกลายเปนแกสเกดเปนความเยนข9น

2.7.3 อปกรณลดความดน คอ อปกรณทควบคมปรมาณสารทาความเยนทไหลเขาไปในคอยลเยน และชวยลดความดนของสารทาความเยนลง เชน Thermal Expansion Value (TEV) และ Capillary Tube เปนตน

2.7.4 คอมเพลสเซอร (Compressor) ทาหนาทดดสารทาความเยนในสภาพทเปนแกสเขามา และอดให

เกดความดนสงซ งทาใหแกสมความรอนเพมข9น คอมเพลสเซอรทใชงานทวไปมท9งชนดท

เปนแบบลกสบ (Reciprocating Compressor) แบบโรตาร (Rotary Compressor) หรออาจเปนแบบหอยโขง (Centrifugal Compressor) สวนในเครองปรบอากาศขนาดใหญใชแบบสกร (Screw Compressor)

เครองปรบอากาศซ งมพ9นฐานการทางานเหมอนกนกบเครองทาความเยน เมอลกสบทางานสารทาความเยนในสภาพทเปนแกสจะถกดดเขาไปในกระบอกสบและถกอดจนความดน และอณหภมสงข9น จากน9นจะสงมาทล9นทางจายออกไปตามทอจนถงคอยลรอน ซ งจะระบายความรอนออกจากสารทาความเยนในสภาพทเปนแกส แกสน9 เกดการกลนตวเปนสารทาความเยนเหลวในสภาพเดม ทางานหมนเวยนตอเนองกนไปเปนวงจรเชนน9

การทางานของเครองปรบอากาศทตดต9งในหองน9น โดยสารทาความเยนจะระเหยทคอยลเยนซงตดต9งอยภายในหอง พดลม ในเครองจะพดผานคอยลเยนทาใหอากาศภายในหองเยนลง แกสทเกดจากสารทาความเยนทระเหยแลวจะถกอดโดยคอมเพสเซอรทตดต9งอยภายนอกหอง และกลนตวเปนของเหลวตามเดมไหลวนเปนวฏจกรการทาความเยนอยเชนน9 สวนอากาศรอนจะถกขบออกไปท9งนอกหอง ดงแสดงในรป

รปท 2.4 การปรบอากาศภายในหอง

เครองปรบอากาศทกชนดอาศยหลกการทางานเดยวกน ชอเครองปรบอากาศแบบตางๆ จะเปนการเรยกตามลกษณะของผลตภณฑ และการใชงาน เชน เครองปรบอากาศแบบตดหนาตาง (Window Type) ผลตมาเพอตดต9งทหนาตางได เครองปรบอากาศแบบแยกสวน หรอแยกระบบ (Split Type

System) ผลตใหสวนของคอยลรอน และคอยลเยนแยกออกจากกน โดยใหสวนทมเสยงดง (ซ งสวนมากจะเกดจากการทางานของคอมเพลสเซอร) และแผงระบายความรอนอยนอกหอง เปนตน

2.8 ระบบเคร�องปรบอากาศในอาคาร

เครองปรบอากาศใชพลงงานไฟฟาคอนขางสง การประหยดพลงงานในการใชเครองปรบอากาศจาเปนจะตองทราบถงลกษณะการทางานของเครองปรบอากาศแตละประเภท ซ งการเลอกประเภทและขนาดของเครองใหเหมาะสมกบหอง ตลอดจนการตดต9งการใชงาน และการบารงรกษาทถกวธ จงจะทาใหเกดการประหยดพลงงานอยางไดผล

2.9 ประเภทของเคร�องปรบอากาศ

แบบตดหนาตาง (Window Type) เปนเครองปรบอากาศทมอปกรณตางๆ ท9งระบบระบายความรอน หรอคอยลรอน (Condensing Unit) และระบบทาความเยน (Evaporating Unit) รวมอยดวย มขนาดต9งแตประมาณ 6,000 บทย/ชวโมง จนถง 2.5 ตน (1 ตน ประมาณ 12,000 บทย/ชวโมง) ดงแสดงในรป

รปท 2.5 เครองปรบอากาศแบบตดหนาตาง

เครองปรบอากาศแบบตดหนาตาง งายตอการเคลอนยาย การซอม และการบารงรกษา การตดต9งตองใหระบบระบายความรอนอยภายนอกอาคาร และระบบทาความเยนอยภายในหอง นอกจากน9 การทคอมเพลสเซอร และพดลมของระบบระบายความรอนอยตดกบชองหนาตาง จงทาใหเสยงดงจากการทางานของเครองลอดเขาไปในหองไดมากกวาเครองแบบแยกสวน แบบแยกสวน หรอแบบแยกระบบ (Split Type System) เปนเครองปรบอากาศทแยกเอาระบบระบาย

ความรอน (Condensing Unit) ซงประกอบดวยคอมเพลสเซอร ตวควบแนน และพดลมระบายความ

รอน (Condensing Fan) ตดต9งไวภายนอกอาคาร และนาระบบทาความเยน (Evaporating Unit) ซ ง

ประกอบดวยตวทาความเยน และพดลม ซ งบางทเรยกวา ระบบทาความเยน (Cooling Unit หรอ Indoor

Unit) หรอแฟนคอยลยนต ตดต9งไวภายในตวอาคารเครองปรบอากาศแบบแยกสวนเปนทนยมใน

ปจจบน เพราะไมมเสยงดงจากการทางานของเครองเขามารบกวนในหอง แตมขอเสย คอ เมอตดต9งทใดแลวจะเคลอนยายไมสะดวก เพราะตองเดนทอ และบรรจสารทาความเยนใหมทกคร9 ง การตดต9งกตองเจาะผนง เพอใหทอสารทาความเยนผานจากภายนอกเขามาภายในหองได ขอเสย อกประการหนงคอจะตองหาทต9งระบบระบายความรอน (Condensing Unit) ภายนอกหองอกดวย ดงแสดงในรป

รปท 2.6 เครองปรบอากาศแบบแยกสวน

เคร�องปรบอากาศแบบแยกสวนท�ใชในปจจบนแบงได ดงนC (1). เครองปรบอากาศแบบแยกสวนมสวนของระบบทาความเยนแบบต9งพ9น เปนแบบทมราคาถกทสด ตดต9งและดแลบารงรกษางายทสด แตจะใชพ9นทในการตดต9งมาก จงไมเหมาะกบหองทมพ9นทจากด

(2). เครองปรบอากาศแบบแยกสวนมสวนของระบบทาความเยนแบบแขวนใตเพดาน มราคาใกลเคยงกบแบบต9งพ9น บางยหอสามารถใชสวนของระบบทาความเยนเครองเดยวกนตดต9ง ท9งแบบต9งพ9น หรอแบบแขวนใตเพดานได การเลอกใชสวนของระบบทาความเยนแบบแขวนใตเพดานตองพจารณาไมใหสวนของระบบทาความเยนกดขวางการใชงานในหอง จงเหมาะสมกบหองทมเพดานสง

(3). เครองปรบอากาศแบบแยกสวนมสวนของระบบทาความเยนตดทผนงหอง และแบบทมสวนของระบบทาความเยนตดฝงในเพดาน เปนแบบทใชพ9นทในการตดต9งนอย แตเครองท9งสองแบบน9ตดต9งคอนขางยาก ดแลรกษายากและราคากแพงกวาแบบอนๆ

รปท 2.7 เครองปรบอากาศแยกสวนมสวนของระบบทาความเยนแบบต9งพ9น

รปท 2.8 เครองปรบอากาศแบบแยกสวนของระบบทาความเยนแบบแขวนใตเพดาน

เครองปรบอากาศทใชในอาคารแบบรวมศนย โดยทวไปเครองปรบอากาศทใชในอาคารขนาดใหญจะเปนเครองปรบอากาศแบบรวมศนยทเรยกวา ชลเลอร (Chiller) ซ งแบงเปนระบบระบายความรอนดวยน9า และมระบบระบายความรอนดวยอากาศ ชลเลอร อาศยน9าเปนตวนาพาความเยนไปยงหอง หรอจดตางๆ โดยน9าเยนจะไหลไปยงเครองทาลมเยน (Air Handing Unit – AHU หรอ Fan Coil Unit - FCU) ทตดต9งอยในบรเวณทปรบอากาศ จากน9นน9าทไหลออกจากเครองทาลมเยน จะถกป�มเขาไปในเครองทาน9าเยนขนาดใหญ ทตดต9งอยในหองเครองและไหลเวยนกลบไปยงเครองทาลมเยนอยเชนน9 สาหรบเครองทาน9าเยนน9 จะตองมการนาความรอนจากระบบออกมาระบายท9งภายนอกอาคารดวย ดงแสดงในรป

รปท 2.9 เครองปรบอากาศแบบรวมศนย

บรเวณทปรบอากาศจะมแตเครองทาลมเยน ทอน9 า และทอลม ทจะตอเขากบเครองทาลมเยนเทาน9น โดยน9าเยนทมอณหภมประมาณ 6-8 ๐C ซ งจะไหลเขาไปในเครองทาลมเยนทประกอบดวย แผงทอน9าเยนทมน9าเยนไหลอยภายในแผนกรองอากาศ โดยทวไปเปนแผงใยอะลมเนยม พดลม และมอเตอรไฟฟาทดดอากาศจากบรเวณทปรบอากาศใหไหลผานแผนกรอง และแผงทอน9 าเยน เมอไหลออกไปน9าจะมอณหภมประมาณ 10-13 ๐C ขอควรระวง ความเสยหายอาจเกดข9นได หากการประกอบเครอง และการเชอมตอทอไมไดมาตรฐาน ทอน9าอาจแตกทาใหน9 ารว สรางความเสยหายใหกบหองทตดต9งได

การทระบบปรบอากาศจะทางานไดเตมประสทธภาพน9น จะตองอาศยการระบายความรอนทด ซ งอปกรณทใชระบายความรอนออกจากระบบปรบอากาศ กคอ หอระบายความรอน (Cooling Tower) ดงน9น ควรใหความเอาใจใสในการดแลรกษาหอระบายความรอนใหสามารถระบายความรอนไดเตมประสทธภาพ

2.10 วธถอดแบบและคานวณปรมาณทอดกทในงานแอร การถอดแบบทอดกในงานแอร แอรดกท ปรบอากาศและระบบระบายอากาศน9นมวธการถอด

แบบและคานวณทแตกตางกนไปหลายวธดวยกน

รปท 2.10 การถอดแบบทอดกท

สตรการคดคานวณจานวนสงกะสทจะใชในงานทอดกทท9งส9นไมวาจะเปนทอลม (supply air

duct) ,ทอลมกลบ (return air duct) ทอระบายอากาศ (exhaust air duct) ทอเตมอากาศบรสทธ�

(fresh air duct) ลวนสามารถใชสตรน9ในการคานวณได แตไมแนะนาใหใชในการถอดแบบทอดกทท

ทาจากวสดอน เชน แผนเหลกดาทใชทาทอระบายควนจากครว หรองานทอระบายอากาศทใชทอ PVC

เปนทอลม

สตรคานวณ กคอ กวาง(น9ว) + สง(น9ว) X M.SS X ยาว(เมตร)

หากทอลมในแบบบอกหนวยเปนหนวยอนใหแปลงหนวยใหเปนไปตามสตรกอน

ตวอยาง เชน แอรดกทระบายอากาศขนาด "M” x 8” ยาว R เมตร

นามาคานวณตามสตรจะได("M+U) X 0.66 X 4 = 73.93 ตารางฟต

คาตอบทไดมหนวยเปนตารางฟตเทาน9นเปนหนวยอนไมได เมอไดปรมาณสงกะสแลวกนามา

คานวณหาจานวนแผนสงกะสเพอสงซ9อ โดยสงกะสหนงแผนม o" ตารางฟต ไดดงน9นกเอา Lo.T" หาร

ดวย o" = ".oQแผน เวลาสงซ9อกสงเปน o แผน

เมอทราบปรมาณสงกะสแลวกตองควรรความหนาหรอเบอรสงกะสโดยใหเลอกเบอรตามตาราง

ดานลาง วธการเลอกใหดจากความกวางของทอดกท เชน ทอดกทหรอแอรดกท ขนาด "M” X 8” เมอด

ตารางแลวทอดกททมขนาด Qo” ถง oQ” ใชเบอร"R ทอดกทเรามขนาดความกวาง"Mน9วซงใชเบอร "R

ได

ตาราง 2.1 ตารางเลอกเบอรสงกะส

2.11 วธการคานวณทอดกท

ขนาดของหองมพ9นท 24 × 20m�

กาหนด air 12m� : 1 T

ได RM ตน ทาเปน CFM

= 40 × 400 = 16000CFM

คดหวจายละ UMM = 16000 ÷ 800 = 20หว

หาขนาด Supply air Grill

Sol Q = V. A

V = 500FPm�SupplyAir�จาย20หว

∴ A = Q

V=

16000�20��500FPm�

= 1.6ft�

เมอA = X × Y

และให X = Y

∴ A = X�และX = √A

∴ X = √1.6 = 1.26ft

แปลงหนวยเปนน9ว เอา √1.6 × 12 = 15.18 ≈ 16น9ว

จะไดขนาด 16×16น9ว

คดหวจายลมกลบ R หว (Return Air)

หาขนาด RAG

จากQ = V × A

∴ A =Q

V=

40�400�CFm

4�300�FPm= 13.33ft�

เมอX × Y

และ( = )

∴ A = X�และX = √A

แปลงเปนน9ว ( = 3.65ft × 12in/ft

( = 43.8In ≈ 44In

จะไดขนาด 44 × 44น9ว

คดปรมาตรทอดกท

คานวณหาขนาดสงกะส

�14×10�In�50�m�0.55� = 660ft�#24 = 1087ft�

�15×16�In�25�m�0.55� = 427ft�#22 = 315ft�

�13×40�In�4.8�m�0.55� = 140ft�#20 = 444ft�

�16×50�In�4.8�m�0.55� = 175ft�#18 = 484ft�

�18×60�In�4.8�m�0.55� = 206ft�

�20×70�In�4.8�m�0.55� = 238ft�

�20×40�In�4.8�m�0.55� = 484ft�

หาปรมาตรหว Return

4000 = 25 × 20�44��0.55� = 1089

8000 = 20 × 45�28��0.55� = 643.5

2.12 ประเภทของฉนวนกนความรอน

ในการจาแนกประเภทของฉนวนกนความรอนสามารถทาไดหลายวธข9นอยกบเงอนไขทใช

กาหนดข9นตอการนาไปอางองถง วธการหนงทแบงฉนวนกบความรอน (Thermal Insulation)

ออกเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ (1) ฉนวนมวลสาร (2) ฉนวนสะทอน-ความรอน นอกจากน9 ยงสามารถ

แบงประเภทของฉนวนตามชนดของวสดพ9นฐาน(Basic Materials) ทใชในการผลตได 4 ประเภท ดงน9

(1). วสดประเภทใยแร (Mineral Fibrous Material) ไดแก ใยหน (Rock wool) ข9โลหะทไดจาก

การถลงโลหะ(Slag) ใยแกว(Fibre Glass or Glass Wool)

(2). วสดประเภทเสนใยธรรมชาต (Organic Fibrous material) เชน ไม (Wood) ชานออย(Cane)

ฝาย(cotton) ขนสตว(Hair) เสนใยเซลลโลส (Cellulose) ใยสงเคราะห (Synthetic Fiber)

(3). วสดประเภทเซลลธรรมชาต(Organic Cellular Materrial) เชน ไมกอก(Cork) โฟมยาง

(Foamed Rubber) โพลสไตรน(Polystyrene) โพลยรเทน(Poly Urethane)

(4). วสดประเภทเซลลแร(Mineral Cellular Material) เชนแคลเซยมซลเกต(Calcium SiliCate)

เพอรไลท(Perlite) เวอรมคไลท(Vermiculite) โฟมคอนกรต(Foamed Concrete)

การแบงอกประเภทหนงเปนการจาแนกฉนวนกนความรอนออกตามลกษณะสมบต(Characteristics)

ของสวนประกอบหลกทใชเปนวสดสาหรบทาหนาทกนความรอนโดยแบงออกเปน 5ประเภทไดแก

(1). ประเภททเปนเสนใย (Fiber) ประกอบดวยเสนใยเสนผาศนยกลางเลกๆ จานวนมากวสด

เสนใยเหลาน9อาจเปนสารอนทรย เชน เสนใยของพชตางๆหรอเปนเสนใยสงเคราะห เชน ใยแกว ใยแร

ฯลฯ

(2). ประเภทเปนชอง หรอเซลล (Cell) โดยแตละชองผนกแยกออกจากกน ฉนวนประเภทน9

ประกอบดวยเซลลทผนงของแตละเซลลจะผนกตดกน ผลตจากวสดจาพวกแกว พลาสตกหรอยาง

ตวอยางของฉนวนพวกน9 ไดแกโฟมชนดยดหยน โฟมโพลสไตรน โฟมโพลไอโซไซยานเรต โฟมโพล

ยรเทน

(3). ประเภททเปนโพรงหรอชองกลวง (Granule) ซงอากาศสามารถถายเทระหวางชองกลวงได

ฉนวนประเภทน9ประกอบดวยอานภาคขนาดเลกซ งเปนโพรง โพรงเหลาน9 ตดตอกนโดยโพรงอากาศ

ดงน9นความรอนจงสามารถถายเทผานโพรงอากาศน9 ได

(4). ประเภททเปนเกลดเลกๆ (Flake) ประกอบดวยอนภาคขนาดเลก อนภาคเหลาน9 อาจถกเทเขา

ไปในโพรงอากาศ หรอทาให เกาะตวกนเขาเปนรปทรงฉนวนทแขงลกษณะเปนบลอก หรอแผนอด

ฉนวนแบบเกลดทรจกกนทวไป ไดแก เพอรไลท และเวอรมคไลท

(5). ประเภททเปนแผนบาง(Sheet) ทาจากวสดทมสภาพการสะทอนรงสความรอนสง หรอม

สภาพการแผรงสตา การใชงานฉนวนแบบแผนบางน9 สวนใหญจะใชวสดหลายๆชนดประกอบกนเปน

ระบบมากกวาใชวสดเพยงชนดเดยว การใชงานฉนวนแบบแผนทมประสทธภาพจะตองใชรวมกบ

ฉนวนแบบทมชองวางอากาศ ทมสภาวะอากาศอยนง เพอลดการถายเทความรอนโดยการนาความรอน

และการพาความรอน อยางไรกตามไมวาจะเปนฉนวนกนความรอนประเภทใด จดมงหมายหลกในการ

ตต9งฉนวนกนความรอนกคอ การเกบรกษาพลงงานไมใหมการถายเทออกไป หรอเขามาภายในบรเวณ

ทกาหนดไว ดงน9นวสดทนามาใชเปนฉนวนตองสามารถยบย9งหรอขดขวางการถายเทความรอนให

เกดข9นนอยทสด

2.13 คณสมบตของทอดกท

2.13.1 สงลมไดดตามทไดออกแบบไว

2.13.2 มแรงเสยดทานตา

2.13.3ไมมเสยงดงเกนกวามาตรฐานทกาหนดไว

2.13.4 ราคาถก สามารถหาซ9อวสดทาทอลมไดภายในประเทศ

2.13.5 เมอประกอบเสรจแลวสามารถตดต9งไดจรงโดยไมกระทบกบงานสวนอนหรอนอยทสด

2.13.6 มความแขงแรง ไมรว ไมมน9 าเกาะ

2.13.7 มใบปรบทศทางลม (Splitter damper) ทกทางแยกดกทเพอรบปรมาณลมได

2.13.8 แลดสวยงามเขากบงานสถาปตถเมอตดต9งไวภายนอกอาคาร

2.13.9 สามารถปรบปรมาณลมไดหลงจากการตดต9งจรงและสามารถเขาไปซอมบารงไดสะดวก

รปท 2.11 ตวอยางทอดกท