การประมาณภาระความเย็นของเครื่องปรับอากาศ Cooling Load Estimation

พื้นฐานการปรับอากาศ (Basic Refrigeration and fundamental)

ช่วงความสบายของคน (Human comforts) อุณหภูมิ และความชื้น 21.2-26.7 CDB (70-80 DBF)/ 30-60 % RH การไหลเวียนของอากาศ Air movement = 0.12-0.36 m/s (25-70 FPM) คุณภาพอากาศ ระดับเสียง Design Conditions : Indoor => 24 CDB, 55% RH 25 CDB, 50% RH Outdoor => Thailand : 35 CDB, 28 CWB

Indoor Design Conditions wet-bulb temperature 60 % RH humidity ratio A 30 % RH comfort zone 70°F [21.2°C] 80°F [26.7°C] dry-bulb temperature

Sensible versus Latent Heat sensible heat 60°F [15.6°C] 212°F [100°C] Sensible Heat that transferred into space by conduction and convection directly rise temperature of space. Anyway, the portion of this kind of heat that is transferred by radiation will not rise space temperature right away since it will be collect in wall, partition or furniture and will later be emitted to space Latent Heat directly effects on space humidity latent heat 212°F [100°C] 212°F [100°C]

การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) ความร้อนถ่ายเทจากที่มีอุณหภูมิสูงสู่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ความร้อนสามารถถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งไปสู่อีกวัตถุหนึ่งได้ ความร้อนไม่มีการสูญสลายแต่สามารถเปลี่ยนรูปแบบได้

Conduction

Convection

Radiation

Methods of Heat Transfer convection warm air radiation cool air hot water conduction

Cooling Load Components roof 35 C (95 F) 25.5 C (78 F) partition wall lights infiltration people glass solar equipment exterior wall glass conduction floor

Load ความร้อนมาจากไหน ?? Load จากภายนอกห้องปรับอากาศ (External Load) 1. การนำความร้อน (Conduction): Roof/Wall/Glass/Partition/Ceiling/Floor 2. การแผ่รังสีความร้อน (Solar heat): Shaded glass/ no shaded glass Load จากภายในห้องปรับอากาศ (Internal Load) 3. คน (People) 4. แสงสว่าง (Lights : Fluorescent/Incandescent) 5. อุปกรณ์เครื่องใช้ (Equipment & Appliances) Load จากอากาศภายนอก 6. อากาศจากภายนอกรั่วซึม (Infiltration) หรืออากาศระบาย (Ventilation) 7. Safety factor

Calculation Summary

Cooling Load Components sensible load latent load space load coil load cooling load components conduction through roof, walls, windows, and skylights solar radiation through windows, skylights conduction through ceiling, interior partition walls, and floor people lights equipment/appliances infiltration ventilation system heat gains

ภาระจากภายนอกห้องปรับอากาศ (External Loads) sun rays

1. ความร้อนจากผนัง (Heat Gain from Wall) ความร้อนจากการนำความร้อน (Conduction Heat Gain) Q = U x A x (Delta T) สำหรับผนังด้านใน (ผนัง, เพดาน, พื้น) Q = U x A x CLTD สำหรับผนังด้านนอก (กำแพง, หลังคา) Q = Conduction heat gain through wall (W) U = Heat Transfer Coefficient (W/(m2 . K)) (ตาราง 2) A = พื้นที่ผนังด้านในหรือด้านนอก (Area of wall : m2) Delta T = อุณหภูมิแตกต่าง (Temperature different : C) CLTD = Cooling Load Temperature Different : C (ตาราง 1,3)

thermal resistance (R) U-factor R thermal resistance (R) outdoor-air film 0.25 [0.04] siding 0.61 [0.11] concrete block 2.00 [0.35] insulation 13.00 [2.29] gypsum board 0.45 [0.08] indoor-air film 0.68 [0.12] total 16.99 [2.99] wood stud concrete block gypsum board aluminum siding insulation U = Rtotal 1 U = 0.06 Btu/hrFt2F [ U = 0.33 W/m2K ]

2. ความร้อนจากกระจก (Heat Gain from Glass) 2.1 ความร้อนจากการนำความร้อน (Conduction Heat Gain) Q = U x A x CLTD Q = Conduction heat gain through wall (W) U = Heat Transfer Coefficient (W/(m2 . K)) A = พื้นที่กระจก (Area of wall : m2) CLTD = Cooling Load Temperature Different : C (ตาราง 8)

CLTDCOR = (CLTD + LM).K + (25.5 – TR) + (TO – 29.4) โดย LM คือค่าแก้ไขสำหรับเส้นรุ้งและเดือน (Latitude and Month) จากตารางที่ 4 ค่า K หลังคาสีขาวถาวร K=0.5 ส่วนผนังสีขาว K=0.65 หลังคาหรือผนังสีเข้มไม่ต้องแก้ไข (K=1) กรณีที่ฝ้าเพดานบุฉนวนและมีพัดลมระบายอากาศในฝ้าเพดาน ค่า CLTDCOR ที่คำนวณได้จะลดลงอีก 25% จากนั้นสามารถคำนวณภาระการทำความเย็นได้คือ Q = U x A x CLTDCOR

2. ความร้อนจากกระจก (Heat Gain from Glass) 2.2 ความร้อนจากการแผ่รังสีความร้อน (Solar Heat Gain) sun rays reflected energy transmitted glass window Q = A x SC x SHGF x CLF A = พื้นที่กระจก (Area of wall : m2) SC = Shading Coefficient (ม่านหรือมู่ลี่ = 0.64, ติดฟิล์มสะท้อนแสง = 0.2-0.6) SHGF = ค่าความร้อนจากรังสีแสงอาทิตย์สูงสุด (ตาราง 5) CLF = Cooling Load Factor (ตาราง 6,7)

Shading Devices interior blinds exterior fins Installing internal shading devices, such as venetian blinds, curtains, or drapes, can reduce the amount of solar heat energy passing through a window. The effectiveness of these shading devices depends on their ability to reflect the incoming solar radiation back through the window, before it is converted into heat inside the space. Light-colored blinds or drapes lined with light-colored materials, therefore, are more effective than dark-colored shading devices. The type of internal shading device used affects the shading coefficient of the window-and-shading-device combination. External shading devices, such as overhangs, vertical fins, or awnings, can also reduce the amount of solar heat energy passing through a window. They can be used to reduce the area of the glass surface that is actually impacted by the sun’s rays. exterior fins

ภาระจากภายในห้องปรับอากาศ (Internal Loads) equipment people Internal Heat Gains The next component of the space cooling load is the heat that originates within the space. Typical sources of internal heat gain are people, lights, cooking processes, and other heat-generating equipment, such as motors, appliances, and office equipment. While all of these sources contribute sensible heat to the space, people, cooking processes, and some appliances (such as a coffee maker) also contribute latent heat to the space. lights appliances

3. ความร้อนจากคน (Heat Gain from People) Q = Qr x Number of People Qr = Sensible Heat + Latent Heat (W) (ขึ้นอยู่กับกิจกรรม ดังแสดงในตารางที่ 10)

4. ความร้อนจากแสงสว่าง (Heat Gain from Lights) Q = Watt x Fo Fo = Ballast Factor Fo = 1 for Lamp without Ballast 1.25 for Fluoresent with Ballad

5. ความร้อนจากอุปกรณ์เครื่องใช้ (Heat Gain from Equipment) Q = QS x QL QS = Sensible Heat from equipment (W) QL = Latent Heat from equipment (W) Note : โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับ อุปกรณ์เครื่องใช้ นั้นๆ ซึ่งหาได้จากผู้ผลิต

Q = QS+QL = 1.2 VolOA[1.0244(To-Ti) + 2501(wo-wi)] = 1.23 VolOA(ho-hi) 6. ความร้อนจากอากาศภายนอก (Heat Gained from Infiltration) Sensible Heat Latent Heat QS = 1210 VolOA(To-Ti) (W) QL = 3010 VolOA(wo-wi) (W) Total Heat Q = QS+QL = 1.2 VolOA[1.0244(To-Ti) + 2501(wo-wi)] = 1.23 VolOA(ho-hi) VolOA = อัตราปริมาณอากาศภายนอกที่ไหลเข้าห้อง (m3/s) To = อุณหภูมิอากาศภายนอกที่เข้าห้องปรับอากาศ (C) Ti = อุณหภูมิภายในห้องปรับอากาศ (C) wo = อัตราส่วนความชื้นของอากาศภายนอกที่เข้าห้องปรับอากาศ (kgw/ kgda) wi = อัตราส่วนความชื้นของอากาศภายในห้องปรับอากาศ (kgw/ kgda)

6. ความร้อนจากอากาศภายนอก (Heat Gained from Infiltration) ห้องที่ ไม่มี Ventilation fan W = ความกว้างห้อง (เมตร) L = ความยาวห้อง (เมตร) H = ความสูงห้อง (เมตร) ACH (Air Chang/Hour) = 0.3 for tight door and window = 0.5 for medium leakage = 0.6 for easy leakage = 1.0 for one ventilation fan of dia 6 in VolOA = (ACH/3600) x W x L x H Note : 1. For room with minisplit A/C usually have infiltration into the room 2. For room with medium or large A/C that brings FA into AHU and can make positive pressure for inside room. So, infiltration occurs very rarely that it does not make any significant.

ตัวแปรอื่น ๆ (Other Factors) อากาศในท่อลมรั่ว และ อื่นๆ ควรเผื่อการคำนวน ~ 10-20% ในการคำนวณ, มี 2 ปัจจัยที่สำคัญ. เวลา : เลือก Peak load ในระหว่างปี ทิศทางตึก :เหนือ/ใต้/ตะวันออก/ตะวัน ตก

ลักษณะ Load จากแสงแดด เช้า เย็น

Example อาคารชั้นเดียวแห่งหนึ่งตั้งอยู่ที่กรุงเทพฯ มีพื้นที่ดังแสดงในรูป หลังคาหน้าจั่วทำด้วยกระเบื้องลอน มีฝ้าทำด้วยยิปซัมบอร์ดหนา 12 มิลลิเมตร เหนือฝ้าปูฉนวน Fiber Glass หนา 1 นิ้ว กำแพงทั้งหมดก่ออิฐฉาบปูนหนา 10 เซนติเมตร มีประตู 3 บานทำด้วยไม้ขนาด 1.5 x 2.1 ตารางเมตร หน้าต่างเป็นกระจก ขนาดช่องละ 0.9 x 1.5 ตารางเมตร พื้นเป็นคอนกรีตวางอยู่บนดิน ติดไฟฟลูออเรสเซนต์ขนาด 40 Watt จำนวน 430 ดวง มีพนักงานทำงานอยู่ 85 คน เริ่มทำงานตั้งแต่ 8.00 น. และเลิกงานเวลา 17.00 น. อุณหภูมิของอากาศในฤดูร้อนเป็น 35 CDB 28 CWB ต้องการปรับอากาศให้ได้อุณหภูมิภายใน 24 CDB 55%RH จะต้องใช้เครื่องปรับอากาศขนาดเท่าไร ?? 32 C N สูง 3 m 9 m 24 C 15 m 6 m 35 C 24 m

ปัจจัยสำคัญในการพิจารณาระบบปรับอากาศ Key factor concerns in air conditioning systems ปริมาณความเย็น (Cooling capacity) – ความสบาย (Human Comfort) Coil face area/ FPM/ External static pressure ประสิทธิภาพ (Energy Efficiency) – ค่าใช้จ่าย (Operating costs) เสียง (Noise level) - Quality of work ความทนทาน (Reliability and Durability) - อายุการใช้งาน,การรับประกันและ การบริการ, ISO และมาตรฐานรับรอง คุณภาพอากาศ (IAQ - Indoor air quality) - Health conscious

นายธีรชัย ตันติมงคลสุข วิศวกรฝ่ายการตลาด Tel : 0 – 2704 – 9999 Ext. 8303 Mobile : 0 – 89792– 2294 Email : TerachaiT@Trane.com

Password trane k1232 12321 22033