บทที่ 5 ความรู้เพิ่มเติม การหาประสิธิภาพแบบแยกส่วน

ในการวิเคราะห์สมรรถนะของเครื่องปรับอากาศแบบหน่วยเดียว รายการเครื่องมือวัดที่จำเป็น

        ได้แก่ Power Meter หรือ kW Meter, Thermometer (เครื่องมือวัดอุณหภูมิ), Anemometer (เครื่องมือวัดความเร็ว

อากาศ), Hygrometer (เครื่องมือวัดความชื้นสัมพัทธ์) และPsychometric Chart (แผนภูมิอากาศ) โดยมีแนว

ทางการเก็บข้อมูล มีดังนี้

1 บันทึกค่าความเร็วลมผ่านหน้าตัดของช่องลมกลับ ในหน่วย m/s โดยควรวัดหลาย ๆ จุดให้ทั่วทั้งหน้าตัดแล้วหาเป็นค่าเฉลี่ย

2 วัดขนาดพื้นที่หน้าตัดของช่องลมกลับ แล้วนำไปคูณกับค่าความเร็วลมเฉลี่ยเพื่อหาปริมาณลมหมุนเวียนผ่านคอยล์เย็นได้

3 บันทึกค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของลมจ่าย (Supply Air) เพื่อนำไปหาค่าเอนทาลปีของลมจ่าย (he) จากแผนภูมิ Psychometric

4 บันทึกค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของลมกลับ (Return Air) เพื่อนำไปหาค่าเอนทาลปีของลมกลับ (hi) จากแผนภูมิ Psychometric

5 บันทึกค่าการใช้กำลังไฟฟ้าของพัดลมเป็น kW ด้วย Power Meter

เครื่องวัดความเร็วลม(Anemometer)

เครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ (Hygrometer)

ไซโครเมตริกชาร์ท(Psychometricchart )

ตารางค่าเอนธาลปีของอากาศ

หาปริมาณลมเย็นหมุนเวียนผ่านเครื่องปรับอากาศโดยใช้เครื่องมือวัดความเร็วลม

หาอุณหภูมิ(C) และความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ของอากาศทางด้านลมส่ง

หาอุณหภูมิ(C) และความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ของอากาศทางด้านลมกลับ

สมรรถนะการทำความเย็นประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศแสดงในรูปของค่าสมรรถนะการทำความเย็น (Coefficient of Performance, COP) ซึ่งนิยามด้วย อัตราส่วนของพลังงานความร้อนที่ถูกดูดซับโดยคอยล์เย็น (ปริมาณความเย็นที่ทำได้) ต่อพลังงานไฟฟ้าที่ระบบใช้

Cop=Q_L/E_comp

Q_L = อัตราการทำความเย็น, kW

E_comp = ความต้องการไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศ, kW

        ค่า COP สูงแสดงถึงประสิทธิภาพที่ดีของระบบปรับอากาศ สำหรับค่า COP ที่พิจารณาเฉพาะพลังงาน

ที่ใช้ในคอมเพรสเซอร์ เป็นเพียงค่าที่แสดงประสิทธิภาพของการทำความเย็นเท่านั้น ส่วนค่าสมรรถนะของทั้ง

ระบบ (System COP, SCOP) จะต้องรวมพลังงานที่จ่ายให้กับพัดลมและเครื่องสูบน้ำด้วย ค่า SCOP สูงหมายถึงระบบปรับอากาศที่ใช้พลังงานน้อย

ในทางปฏิบัติสมรรถนะของระบบปรับอากาศยังสามารถแสดงได้ในรูปของ ค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน (Energy Efficiency Ratio, EER) และค่ากิโลวัตต์ต่อตันความเย็น (kW/TR) โดยค่า EERซึ่งมีหน่วยเป็น บีทียูต่อชั่วโมง/วัตต์ นิยมใช้แสดงค่าประสิทธิภาพการทำความเย็นของเครื่องชนิดไดเร็คเอ็กส์แพนชั่นหรือเครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก ส่วนค่ากิโลวัตต์ต่อตันความเย็น นิยมใช้แสดงค่าประสิทธิภาพการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ เช่น ระบบน้ำเย็น

EER = 3.415⋅COP

เมื่อ COP = สมรรถนะการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศ

ตัวอย่างที่ 1 ในการตรวจวัดเครื่องปรับอากาศแบบ Split type เครื่องหนึ่ง บันทึกค่าความเร็วลมกลับเฉลี่ยบริเวณช่องลมกลับได้เท่ากับ 0.5 m/s วัดขนาดของช่องลมกลับได้พื้นที่เท่ากับ 0.9 m2 ค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของลมจ่ายเท่ากับ 15.8C และ 78.7%RH สำหรับลมกลับวัดได้ 25.1C และ 58.2%RH ค่าการใช้ไฟของเครื่องปรับอากาศวัดได้เท่ากับ 2.4 kW คำนวณหาขนาดการทำความเย็นและสมรรถนะของเครื่องปรับอากาศ

วิธีการคำนวณ

       จากข้อมูลของลมจ่ายและลมกลับ นำไปพล็อตในแผนภูมิอากาศ จะได้ค่าเอนทัลปีของลมจ่ายเท่ากับ38.1 kJ/kg ส่วนของลมกลับเท่ากับ 54.8 kJ/kgปริมาณลมหมุนเวียนผ่านคอยล์เย็นคิดเป็น 0.5*60*0.9 = 27.0 ลบ.ม./นาที

ขนาดทำความเย็นของเครื่องส่งลมเย็นตัวนี้จะเท่ากับ

Q_L = 5.707 ×10^-3 x V_ax (h_i-h_e)

QL = 5.707 x 10^-3 x 27.0 x (54.8 – 38.1) = 2.6 TR

หรือ 2.6 x 12000 = 30,879 Btu/h

หรือ 30,879 x 0.2928 / 1000 = 9.05 kW (1 Btu/h = 0.2928 W)

       ประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศ

EER = EER = บีทียู/ชั่วโมง ÷กำลังไฟฟ้า(วัตต์)=(30,879)/(2.4 x 1000) = 12.9
COP =EER / 3.142 = 12.9/ 3.142=3.77