รับออกแบบติดตั้งระบบปรับอากาศ
  ( Air Conditioning and Design )
 ระบบควบคุมมลภาวะ
 ( Controls the contamination system )
More


-------
--------------------------------

 


  

เครื่องปรับอากาศแบบสำเร็จครบชุดในตัว (Packaged Unit)
เครื่องแบบนี้มีโครงสร้างเหมือนกับ เครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่าง แต่มีขนาดใหญ่กว่า มีทั้งชนิดที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ เรียกว่า Packaged Air-cooled Air-conditioner และชนิดที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ เรียกว่า Packaged Water-cooled Air-conditioner การใช้น้ำในการระบายความร้อนมักจะทำให้เครื่องปรับอากาศมีประสิทธิภาพสูงขึ้น และมีการระบายความร้อนที่ดีกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ

Packaged Air-cooled Air-conditioner
ถ้าพูดไปแล้วก็เหมือนเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างแต่มีขนาดใหญ่กว่า หรือก็คือ เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ที่รวมเครื่อง CDU และ FCU ไว้ด้วยกัน (โดยทั่วไป 3-30 ตัน) การส่งลมเย็นมักจะใช้ระบบท่อลม ่ในบ้านเรานิยมใช้กับอาคารประเภทสำนักงานคอนโดยมิเนียม เนื่องจากติดตั้งง่าย การใช้งานเป็นเอกเทศ และผู้ลงทุนสร้างคอนโดมิเนียมประเภทสำนักงานนี้ มักจะไม่ต้องการรับภาระการลงทุนในส่วนนี้ รวมทั้งเรื่องการบำรุงรักษาภายหลังด้วย โดยผลักภาระทั้งหมดไปให้กับผู้ซื้อพื้นที่ อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องปรับอากาศ ประเภทที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ จะใช้กำลังไฟฟ้าประมาณ 1.4 - 1.7 กิโลวัตต์/ตัน (ตัน ในที่นี้ คือ ตันความเย็น และ 1 ตันความเย็น เท่ากับ 12,000 บีทียู/ชั่วโมง) ซึ่งนับว่าสูงมาก และสูงกว่าเครื่องปรับอากาศที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ 20 - 30 เปอร์เซ็นต์เลยทีเดียว อาคารขนาดใหญ่หากใช้เครื่องปรับอากาศที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ จะมีผลทำให้หม้อแปลงไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ ระบบจ่ายไฟฟ้าจะมีราคาแพงมากขึ้น และค่าไฟฟ้าในการเดินเครื่องปรับอากาศจะสูงมาก แต่ภาระค่าไฟฟ้านี้ เจ้าของอาคารถือว่าผู้ใช้อาคารเป็นผู้จ่ายเองตามบิลค่าไฟฟ้าประจำเดือน จึงมักไม่สนใจ ซึ่งว่าไปแล้วก็ออกจะเห็นแก่ตัวไปสักหน่อย และมีผลเสียกับสังคมโดยรวม เพราะเครื่องปรับอากาศใช้กำลังไฟฟ้าถึงประมาณครึ่งหนึ่งของการใช้ไฟฟ้าของอาคารแต่ละหลัง หากทุกคนไม่รับผิดชอบเช่นนี้ ก็จะมีผลกับการใช้พลังงานของประเทศ ทำให้รัฐไม่สามารถขยายโรงไฟฟ้าได้ทันกับการพัฒนาประเทศ ซึ่งเป็นปัญหาที่วิกฤติของประเทศอยู่ในขณะนี้ ความจริงหากจะสร้างให้เครื่องปรับอากาสชนิดนี้กินไฟน้อยลง ก็สามารถทำได้ เช่น การขยายคอนเดนเซอร์ให้ใหญ่ขึ้น เพื่อที่จะได้ระบายความร้อนได้ดีขึ้น การใช้คอมเพรสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง (High Efficiency Compressor) การใช้ระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพ ก็อาจจะทำให้การใช้ไฟฟ้าลดลงมาที่ประมาณ 1.2 - 1.3 กิโลวัตต์/ตันได้ แต่ตัวเครื่องจะมีราคาแพงขึ้นบ้าง ปัญหาอยู่ที่ในอดีต เราไม่ได้ให้ความสนใจเกี่ยวกับตัวเลข กิโลวัตต์/ตัน เท่าใดนัก ชาวบ้านทั่วไปเวลาซื้อเครื่องปรับอากาศสนใจที่ บาท/ตัน มากกว่า ผู้จำหน่ายจึงขายโดยสู้กันที่ราคามากกว่าคุณภาพ ทำให้เครื่องที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมักจะเป็นเครื่องที่กินไฟมาก หากจะขยายคอนเดนเซอร์ ฯลฯ จะต้องสั่งพิเศษ และมีจำนวนที่มากพอจึงจะผลิตให้


Packaged Air-Cooled Air-conditioner

(กฎหมายอนุรักษ์พลังงานที่ประกาศใช้ในปี 2538 บังคับให้เครื่องปรับอากาศที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ จะต้องกินไฟไม่เกิน 1.4 กิโลวัตต์/ตัน ซึ่งจะช่วยให้การใช้ไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศน้อยลงกว่าในอดีต) เครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่าง และแบบแยกส่วนที่ดีๆ เช่นของญี่ปุ่นหลายๆยี่ห้อ หรือยี่ห้อดีๆของอเมริกัน (ที่ผลิตในประเทศไทย แต่มีคุณภาพดีกว่าของบริษัทฯแม่ในอเมริกา) ก็มีประสิทธิภาพใกล้เคียง 1.2 กิโลวัตต์/ตัน ซึ่งนับว่าใกล้เคียงกับเครื่องปรับอากาศที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ การใช้เครื่องปรับอากาศ Packaged Air-cooled Air-conditioner ยังต้องพิจารณาตำแหน่งที่ตั้งให้เหมาะสม มีการระบายความร้อนที่ดี และจะต้องพิจารณาแรงลมที่มาปะทะในกรณีของอาคารสูง ถ้าให้ดีควรจะติดตั้งแผงเกล็ดระบายความร้อน สำหรับทางลมเข้า และทางลมออกตั้งฉากกัน คือ ให้ทางลมเข้าทางหนึ่งทำมุม 90 องศา กับทางระบายลมร้อนที่ออกในทิศที่ตั้งฉากกัน (หรือถ้าเข้าออกในทิศทางตรงกันข้ามกับทางลมเข้าก็ยิ่งดี) และให้เกล็ดระบายลมร้อน มีลักษณะที่ช่วยให้ลมร้อนเป่าออกไปห่างเครื่องให้ได้ไกลๆ เช่น การใช้เกล็ดที่มีใบที่สามารถดัดทิศทางลมให้วิ่งไปในแนวราบ แทนที่จะเป่าเป็นมุมเอียงลง เพื่อป้องกันไม่ให้ลมร้อนย้อนกลับเข้ามาที่คอนเดนเซอร์ อันจะทำให้ประสิทธิภาพลดลง อากาศที่ใช้ในการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 องศา อาจจะทำให้ประสิทธิภาพในการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ เพิ่มขึ้นหรือลดลงเกือบ 10 เปอร์เซ็นต์เลยทีเดียว

การกล่าวถึงประสิทธิภาพนี้ มีคำนิยามที่เรียกว่า EER (Energy Efficiency Ratio) มาจาก
EER = [Btu/h]/W
โดย Btu/h คือ ความเย็นที่ได้
W คือ กำลังไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่อง
เช่น [12,000 Btu/h]/1,200 W จะได้ EER = 10 หรือเท่ากับ 1.2 กิโลวัตต์/ตัน
ผู้เขียนอยากให้ผู้อ่านคุ้นเคยกับนิยาม EER ไว้ เพราะในทางการค้า หากต่อไปเราพบการโฆษณาขายเครื่องปรับอากาศ ถ้ามี EER 10 หรือมากกว่า แสดงว่ากินไฟน้อย แต่ถ้า EER เป็น 7-8 แสดงว่ามีประสิทธิภาพต่ำ
เครื่องปรับอากาศต่อไปควรจะโฆษณาค่า EER ด้วย และเคยพบเครื่องปรับอากาศที่โฆษณาว่า สามารถมีค่า EER ถึง 11.5 เลยทีเดียว ในขณะที่ยังพบว่าเครื่องปรับอากาศถูกๆ หลายยี่ห้อมีค่า EER เพียง 7 ซึ่งเท่ากับกินไฟมากกว่าถึงกว่า 50 เปอร์เซ็นต์

การติดตั้งควรจะนำเครื่องไว้ในห้องเครื่อง และมีการคำนึงถึงเรื่องการป้องกันเสียง เพราะเครื่องชนิดนี้มีคอมเพรสเซอร์อยู่ในตัว จึงมีเสียงดังกว่าเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ที่แยกคอมเพรสเซอร์ออกไป นอกจากนี้ ห้องเครื่องยังช่วยป้องกันไม่ให้ฝนเข้ามาในอาคารอีกด้วย ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นโดยเฉพาะอาคารสูง การควบคุมการทำงานของเครื่องปรับอากาศ อาศัยอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิที่เรียกว่า เทอร์โมสตัท (Thermostat) ซึ่งจะมีความแม่นยำ +/- 1 องศา โดยการวัดอุณหภูมิภายในห้องปรับอากาศ และไปสั่งการทำงานของคอมเพรสเซอร์ให้หยุดหรือเดิน ในกรณีของเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ คอมเพรสเซอร์อาจจะมีหลายตัว หรือในแต่ละตัวอาจมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า Unloader ที่ลดกำลังของตัวเองลงได้เป็นขั้นๆ ตังนั้นเทอร์โมสตัท จึงอาจจะเป็นแบบที่สังการทำงานเป็นขั้นๆ (Step Thermostat) ได้เช่นกัน

Packaged Water-cooled Air-conditioner
ลักษณะโดยทั่วไปก็เหมือน Packaged Air-Cooled Air-conditoner แต่ใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำ เพื่อลดการกินไฟ (ระบบโดยทั่วไปจะกินไฟทั้งระบบประมาณ 1.2 กิโลวัตต์/ตัน) และใช้กรณีที่ไม่สามารถจัดหาสถานที่ตั้งเครื่องที่ระบายความร้อนด้วยอากาศได้ หากเทียบความคล่องตัวในการใช้งาน ก็สามารถกล่าวได้ว่า เครื่องปรับอากาศแต่ละเครื่องสามารถ เปิด-ปิด ได้โดยอิสระเช่นกัน แต่จะมีภาระมากกว่าเครื่องแบบ Air-cooled ตรงที่ต้องมีการดูแลการเปิดปิดหอระบายความร้อนด้วย ซึ่งถือเป็นภาระส่วนกลาง และต้องมีวิธีการเรียกเก็บค่าบริการนี้จากผู้เช่า ทั้งค่าบริการปกติ และเมื่อใช้งานนอกเวลาทำการปกติ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายในส่วนนี้ก็ถือว่าไม่มากนัก เพราะค่าไฟฟ้าในการเดินเครื่องสูบน้ำระบายความร้อน และหอระบายความร้อนไม่สูงมากนัก แต่ในการคิดค่าใช้จ่ายต้องไม่ลืมที่จะคิดค่าน้ำ และค่าพนักงานที่ต้องคอยดูแลด้วย


ภายในเครื่อง Packaged Water-Cooled Air-conditioner

เนื่องจากน้ำก็มีราคาแพงเกินกว่าที่จะทิ้งไปเฉยๆได้ (โดยทั่วไป ลูกบาศก์เมตรละประมาณ 10 บาท และในพื้นที่ห่างไกลอาจจะแพงกว่านี้) จึงต้องมีระบบที่จะนำน้ำนี้ไปทำให้เย็นลง แล้วนำกลับมาใช้ใหม่ อุปกรณ์ที่ใช้ทำให้น้ำระบายความร้อนนี้เย็นลง เรียกว่า หอระบายความร้อน (Cooling Tower) และน้ำที่ใช้ในการระบายความร้อนนี้ เรียกว่า Condenser Water หลักการทำงานของหอระบายความร้อน อาศัยหลักการระเหยของน้ำที่จะทำให้น้ำเย็นลง โดยการนำน้ำที่ร้อนหลักจากผ่านคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะมีอุณหภูมิประมาณ 38 องศาเซลเซียส มาฉีดเพื่อให้สวนทางกับลมที่เกิดจากแรงดูดของพัดลมของหอระบายความร้อน ขั้นตอนนี้ จะทำให้น้ำระเหย และคายความร้อนให้กับลม เมื่อตกลงมาที่อ่างรับน้ำ ก็จะมีอุณหภูมิลดเหลือประมาณ 32 องศาเซลเซียส สามารถนำกลับไปใช้ในการระบายความร้อนที่คอนเดนเซอร์ได้ใหม่ น้ำบางส่วน (ประมาณ 2 - 3 เปอร์เซ็นต์) ของปริมาณน้ำหมุนเวียนทั้งหมดจะสูญเสียไป เนื่องจากการระเหยบ้าง โดยพัดลมเป่าไปบ้าง ล้นบ้าง จึงต้องมีการเติมน้ำเข้ามาชดเชย ซึ่งเพียงแค่ชดเชย ซึ่งเพียงแค่ชดเชยเท่านี้ ก็มักจะประมาณเท่ากับการใช้น้ำในอาคารสำหรับส่วนห้องน้ำของอาคารทั้งหมด แล้วอาจจะพูดได้ว่า เมฆในกรุงเทพฯส่วนหนึ่งเกิดจากการระเหยน้ำของหอระบายความร้อน ซึ่งในกรุงเทพฯจะมีการระเหยน้ำจากอุปกรณ์นี้เป็นแสนลูกบาศก์เมตรเลยทีเดียว การระบายความร้อนด้วยน้ำ มีประสิทธิภาพสูงกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำที่ต่ำกว่าอากาศ และการถ่ายเทความร้อนผ่านน้ำจะมีประสิทธิภาพดีกว่าการถ่ายเทผ่านอากาศ อย่างไรก็ตาม การใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ทำให้ต้องมีระบบท่อน้ำระบายความร้อน (Condenser Water System) เพิ่มขึ้นอีก 1 ระบบ ต้องใช้น้ำมากขึ้น และยังต้องการดูแลระบบน้ำนี้เพิ่มขึ้น เพราะน้ำจะแห้งไม่ได้ ต้องเเดินหอระบายความร้อน ต้องเติมสารเคมี เพื่อป้องกันการเกิดตะกรัน และตะไคร่น้ำ และต้องรักษาทำความสะอาดคอดเดนเซอร์ และหอระบายความร้อนด้วย นอกจากนี้ ขนาดถังน้ำสำรองใต้ดินก็จะมีขนาดใหญ่ขึ้นอีกเท่าตัว เพื่อสำรองน้ำใช้ในการเติมหอระบายความร้อน สถานที่ตั้งหอระบายความร้อนก็มีความสำคัญ เพราะละอองน้ำจากหอระบายความร้อนทำให้เกิดความชื้น หากมากระทบกับอาคารก็จะมีละอองคราบน้ำที่ยากต่อการทำความสะอาด และ ถ้าย้อนกลับมาเข้าทางช่องอากาศบริสุทธิ์ ก็จะทำให้ภายในอาคารมีความชื้นสูง อาจมีเชื้อรา และยังอาจจะได้รับแบคทีเรียที่เรียกว่า Legionella ซึ่งมีผลทำให้เกิดโรคในระบบทางเดินหายใจได้ หอระบายความร้อน มักจะมีขนาดใหญ่ และต้องการการระบายอากาศที่ดี จึงจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตังนั้น ในการออกแบบสถาปัตยกรรม จึงจะต้องพิจารณาตำแหน่งของหอระบายความร้อนตั้งแต่เริ่มแรก จึงจะสามารถทำให้เกิดความกลมกลืนกับอาคาร และไม่น่าเกลียดเมื่อมองจากภายนอกอาคาร หากติดตั้งไว้ใกล้กับพื้นที่ที่ไม่ต้องการเสียงรบกวน หรือการสั่นสะเทือนรบกวน เช่น ห้องประชุม สำนักงานผู้บริหาร อพาร์ทเมนต์ ห้องออกอากาศ ฯลฯ จะต้องพิจารณาติดตั้งอุปกรณ์ลดความสั่นสะเทือน และจะต้องกำหนดให้ผู้ผลิตหอระบายความร้อน เลือกใช้พัดลมที่มีระดับเสียงต่ำ การลดการสั่นสะเทือนจากหอระบายความร้อน เป็นเรื่องยากเหมือนกัน เพราะพัดลมอันเป็นต้นกำเนิดของการสั่นสะเทือนมักจะเดินที่รอบต่ำ (ประมาณ 600 รอบ/นาที) จึงกำจัดการสั่นสะเทือนยากกว่าอุปกรณ์อื่นเช่น เครื่องสูบน้ำ ซึ่งจะเดินที่รอบสูงกว่า (ประมาณ 1,450 รอบ/นาที หรือ 2,900 รอบ/นาที) หากใช้สปริงที่มีการยุบตัวมาก ทำให้ยากต่อการควบคุมการแกว่งของใบพัดลม ที่อาจจะไปตีกับตัวถังได้ การติดตั้งสปริงมักติดตั้งที่ชุดตัวพัดลมเลย จะไม่นำสปริงไปรองรับหอระบายความร้อนทั้งตัว เนื่องจากมีน้ำหนักมาก และยุ่งยาก ส่วนการลดเสียงจะใช้วิธีเลือกพัดลมที่มีระดับเสียงต่ำ หากระดับเสียงยังสูงเกินไปอีก (โดยทั่วไปไม่ควรจะเกิน 60 เดซิเบล-เอ) อาจจะต้องติดตั้งกล่องเก็บเสียงเพิ่มเข้าไป เครื่องปรับอากาศแบบนี้ มักจะอาศัยการส่งลมโดยใช้ระบบท่อลมเช่นกัน เนื่องจากต้องการให้ได้การกระจายลมที่ดี และป้องกันเสียงจากคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่ในเครื่องที่มีเสียงดัง การส่งลมโดยทั่วไปจะเป็นแบบปริมาณลมคงที่ (Constant Air Volume, CAV) เนื่องจากอีวาโปเรเตอร์เป็นแบบ Direct Expansion, DX เหมือนเครืองปรับอากาศแบบหน้าต่าง หรือแบบแยกส่วน ซึ่งหากลมหมุนเวียนผ่านคอยล์เย็นต่ำเกินไป จะเกิดอาการหิมะจับที่คอยล์ (Freezing) ได้ ดังนั้นปริมาณลมหมุนเวียนของเครื่องปรับอากาศ โดยทั่วไปจึงเป็นแบบคงที่ แต่เครื่องรุ่นใหม่ ได้มีการพัฒนานำระบบการควบคุม โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ในการควบคุมระบบน้ำยา และคอมเพรสเซอร์ ทำให้สามารถจะใช้กับระบบการส่งลมแบบแปรเปลี่ยน (Variable Air Volume, VAV) ได้ด้วย แต่ราคาแพงขึ้น และยังมีผลิตอยู่เพียงไม่กี่ยี่ห้อ

หมายเหตุ
อาการหิมะจับที่คอยล์เย็น (Freezing) เกิดเนื่องจากอุณหภูมิ และความดันของสารทำความเย็นลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (หากทำงานปกติจะอยู่ที่ประมาณ 4.4 องศาเซลเซียส ซึ่งสุงกว่าจุดเยือกแข็ง) ซึ่งมักจะเกิดจาก 2 สาเหตุ คือ
1. ปริมาณลมหมุนเวียนต่ำเกินไป ในกรณีนี้หิมะจะจับทั่วทั้งแผงคอยล์เย็น มักจะเกิดแผงกรองอากาศตัน หรือสกปรก หรือ คอยล์เย็นสกปรก
2. สารทำความเย็นรั่ว ในกรณีนี้หิมจะจับเฉพาะส่วนต้นของแผงคอยล์เย็น และแผงคอยล์ส่วนที่เหลือจะไม่เย็นเลย
ทั้งสองกรณีนี้ จะได้ผลสรุปว่าความเย็นที่ได้จากเครื่องปรับอากาศจะลดลง ซึ่งอาจจะขัดความรู้สึกอยู่บ้าง บางครั้งจะเห็นไอเป็นควันขาวออกมาด้วย เพราะอุณหภูมิของคอยล์ที่ลดลง ทำให้เกิด "หมอก" ได้ง่าย แต่เนื่องจากการถ่ายเทความเย็นที่ลดลง จะทำให้ปริมาณความเย็นที่ได้ลดลง หรือแอร์ไม่เย็นนั่นเอง