ระบบ Okool เพื่อการประหยัดพลังงานสำหรับเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่

บริษัท มาสเตอร์คูล อินเตอร์เนชั่นแนล จำกัด

         ถึงวันนี้คงไม่มีใครอาจปฏิเสธได้ว่า กระแสประหยัดพลังงาน กำลังเป็นกระแสที่มาแรงแซงใครเพื่อน พอดีจังหวะกระแสดังกล่าวเกิดมาสวนทางกับ ภาวะโลกร้อน ซึ่งเป็นอะไรที่มนุษย์ต้องแสวงหาอุปกรณ์ทางด้านเทคนิคเข้ามาช่วยคลายร้อน เห็นทีที่นิยมกันโดยส่วนมากมักเป็น เครื่องปรับอากาศ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้ตัวเรามากที่สุด แต่ก็สิ้นเปลืองพลังงานมากที่สุดด้วย เช่นกัน

          แต่ในขณะเดียวกันในเมื่อ 2 เรื่อง 2 ประเด็น กลับเป็นเรื่องที่มีสาระสำคัญ แต่สวนทางกันอย่างสิ้นเชิง ดังนั้น Masterkool ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญทางด้านระบบปรับอากาศภายนอกอาคารเบอร์หนึ่งของไทยมาโดยตลอด และวันนี้ Masterkool ได้คิดค้นอุปกรณ์เสริมที่มีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานสำหรับเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ มีความคุ้มค่าในการลงทุน โดยให้ผลตอบแทนในการลงทุนกว่า 30% ต่อปี
 

          พูดกันอย่างง่าย ๆ ว่า ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป สำหรับการใช้แอร์คอนดิชั่นขนาดใหญ่ตามจุดสำคัญ ๆ ภายในโรงงานอุตสาหกรรมโดยทั่วไป อย่างเช่น โกดังเก็บวัตถุดิบหรือผลผลิต สายงานการผลิต อีกทั้ง ยังใช้ได้กับกลุ่มธุรกิจอีกหลาย ๆ ขนาด อย่างเช่น ห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่ ร้านค้าปลีกสะดวกซื้อ (ขนาดกลาง-รายย่อย) อาคารเช่า เหล่านี้เป็นต้น 
  

           ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ ต่างจำเป็นต้องใช้แอร์คอนดิชั่นขนาดใหญ่ หรือใช้เป็นจำนวนมากภายในขั้นตอนการดำเนินงานแทบทั้งหมด แต่ในขณะเดียวกัน ถ้าเรารู้วิธีประหยัดพลังงานสำหรับแอร์คอนดิชั่นขนาดใหญ่หรือจำนวนมากแล้วนั้น ผลดีที่จะตามมาอย่างปฏิเสธไม่ได้ นั่นคือ การลดต้นทุน ในระหว่างการดำเนินงานลงในทันที โดยสามารถคิดมูลค่าจาก ค่าไฟรายเดือน ที่ต้องเสียได้อย่างเป็นรูปธรรม
 

           ทั้งนี้ ซึ่งก็ต้องเลือกใช้วิธีการลงทุน เพื่อให้เกิดความคุ้มค่า โดยให้ผลตอบแทนที่สามารถมองเห็นเป็นเม็ดเงินได้จริง จากการจ่ายค่าไฟรายเดือนลดน้อยลงอย่างเห็นได้ชัดนั่นเอง

มารู้จักกับระบบ Okool by Masterkool

         ระบบการทำความเย็นแบบระเหย (Evaporative Cooling) เป็นการทำความเย็นในลักษณะของการดึงความร้อนแฝงออกจากอากาศ โดยใช้ละอองน้ำที่มีขนาดเล็กสเปรย์เข้าไปในอากาศ และระเหยตัวอย่างรวดเร็ว (Flash Evaporative) ทำให้อุณหภูมิของอากาศลดลง ขณะที่ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศจะเพิ่มขึ้นตามกระบวนการทาง Psychometric Chart
            

         การนำหลักการทำงานของระบบนี้ไปใช้งานคิดว่าหลายฯ ท่านคงรู้จักกันพอสมควรแล้วกับ “ระบบ Masterkool” หรือเรียกกันง่ายๆว่า พัดลมไอน้ำ ที่มีลักษณะการใช้งานส่วนใหญ่เป็นการลดอุณหภูมิของอากาศสำหรับพื้นที่ภายนอกอาคารเป็นหลัก หรือพื้นที่ที่มีการระบายอากาศดีเพียงพอ ทีนี้ถ้าจะถามว่าหลายท่านทราบ หรือไม่ว่าระบบ Masterkool นี้สามารถนำไปใช้กับการประหยัดพลังงานของเครื่องปรับอากาศได้อีกด้วย อ่านดูแล้วหลายท่านคงเกิดความสงสัยว่าจะนำระบบการทำความเย็นแบบนี้ไปใช้ตรงส่วนไหนของเครื่องปรับอากาศ และเมื่อใช้แล้วเครื่องปรับอากาศมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
       

              ก่อนอื่นเราคงต้องทำความเข้าใจการทำงานของเครื่องปรับอากาศกันก่อน ว่ามีระบบการทำงานพื้นฐานอย่างไร และส่วนประกอบหลักของเครื่องปรับอากาศ อะไรบ้าง
      1. คอยล์เย็น (Evaporator) หรือ Cooling Coil  จะทำหน้าที่รับสารทำความเย็น (Liquid) ที่ฉีดออกมาจากตัวควบคุมน้ำยา (Expansion Valve) และเมื่อสารทำความเย็นที่มีแรงดันต่ำถูกลดแรงดันลงจะเกิดการระเหย และเดือด (Evaporate) จากการดูดความร้อนในพื้นที่ปรับอากาศจนมีสภาพกลายเป็นแก๊สถูกดูดกลับไปที่ Compressor
     

      2. คอนเดนเซอร์ (Condenser) จะทำหน้าที่รับแก๊สร้อนที่อัดจาก Compressor มาระบายความร้อนออกไปเพื่อให้สารทำความเย็นที่มีสภาพเป็นแก๊สร้อนเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว และมีลักษณะของการระบายความร้อน แบ่งเป็น 2 แบบ คือ แบบระบายความร้อนด้วยอากาศ และแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ
     

      3. คอมเพรสเซอร์ (Compressor) จะเป็นเสมือนเครื่องต้นกำลังของระบบมีหน้าที่ดูด และอัดสารทำความเย็นที่มาจาก Evaporator ให้มีแรงดัน, อุณหภูมิสูงขึ้น และส่งไปยัง Condenser
     

      4. วาล์วลดแรงดัน (Expansion Valve) จะทำหน้าที่ปรับลดแรงดัน, ควบคุมอัตราการไหลของสารทำความเย็นในด้าน Condenser ที่มีแรงดันสูงกลายเป็นสารทำความเย็นที่มีแรงดันต่ำใน Evaporator ให้เพียงพอกับภาระความร้อนในพื้นที่ปรับอากาศ
     

      5. สารทำความเย็น (Refrigerant) จะทำหน้าที่จะรับความร้อนภายในพื้นที่ปรับอากาศ และจะนำความร้อนที่ได้รับระบายทิ้งที่ Condenser ภายนอกพื้นที่ปรับอากาศ โดยวิธีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศ หรือน้ำ หลังจากนั้นสารทำความเย็นจะกลับไปรับความร้อนในพื้นที่ปรับอากาศอีกครั้ง ซึ่งคุณสมบัติของสารทำความเย็นจะมีจุดเดือดต่ำโดยจะรับความร้อนมาช่วยในการเปลี่ยนสถานะหรือการเดือด และเมื่อสารทำความเย็นเดือดจะทำให้อากาศภายในพื้นที่ปรับอากาศลดลง

รูปที่ 1 ระบบการทำความเย็นแบบอัดไอ

กระบวนถ่ายเทความร้อนของระบบ
ช่วง C-B ความร้อนจะเข้าระบบที่ Evaporator และเป็นช่วงการทำความเย็นของระบบ
ช่วง D-C พลังงานที่ต้องใส่ให้กับ Compressor เข้าสู่ระบบ
ช่วง A-D ความร้อนถูกระบายออกจากระบบที่ Condenser
ช่วง B-A ความร้อนไม่มีการถ่ายเทในช่วงนี้ เป็นช่วงลดแรงดันของระบบ

จากรูปที่ 2 เราสามารถหาค่าการทำงานของระบบได้ดังนี้

1. ความสามารถในการทำความเย็นของระบบ  (Refrigerant Effect: RE)  จะเท่ากับช่วง (h_C - h_B)

2. สัมประสิทธิ์ของสมรรถนะการทำความเย็นของระบบ (Coefficient of Performance: COP)   จะเท่ากับช่วง (h_C- h_B)/(h_D - h_C)

3. งานที่ใช้ในการอัดของระบบ (Work of Compressor: W)  จะเท่ากับช่วง (h_D - h_C)

4. ความสามารถในการระบายความร้อนของระบบ (Heat Rejected to Surrounding)  จะเท่ากับช่วง (h_A – h_D)

            ในทางปฏิบัติสิ่งที่ส่งผลต่อการทำงานของวัฏจักรการทำความเย็นโดยตรงก็คือค่าการทำงานของระบบทั้ง 4 ข้อ ดังนั้นปัจจัยที่เกี่ยวข้องเหล่านี้จึงจำต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบ และใช้งานระบบอยู่เสมอ

การนำระบบการทำความเย็นแบบระเหยมาใช้กับเครื่องปรับอากาศ

รูปที่ 3 แสดงการใช้ระบบการทำความเย็นแบบระเหย

เครื่องปรับอากาศแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ
          จากหลักของการทำความเย็นแบบระเหยของระบบ Masterkool สามารถนำหลักการนี้มาใช้กับเครื่องปรับอากาศได้โดยการนำละอองน้ำมาสเปรย์ให้กับ Condenser เพื่อช่วยในการระบายความร้อนของระบบ และทำให้ค่าการทำงานของระบบมีการเปลี่ยนแปลง

 รูปที่ 4 แสดงแผนภูมิ P-h Diagram เปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็น

สารทำความเย็นจาก Condenser ที่ช่วง D ถึงช่วง A ในสถานะของเหลวอิ่มตัว เมื่อนำละอองน้ำสเปรย์ให้กับ Condenser จะทำให้อุณหภูมิของสารทำความเย็นลดลงต่ำกว่าจุดของเหลวอิ่มตัวในสภาวะที่จุด A’ ผลที่ได้ของการที่อุณหภูมิของสารทำความเย็นลดลง คือ

1) ความสามารถในการทำความเย็นของระบบ (RE) เพิ่มขึ้น

      1.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condenser

        ค่า RE จะเท่ากับช่วง (h_C – h_B)

       1.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นที่มีอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัวหลังจากสเปรย์ละอองน้ำ ค่า RE จะเพิ่มขึ้นเท่ากับช่วง (h_C - h_B’)
จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะช่วงของการทำความเย็นจะเพิ่มขึ้นตามสภาวะข้อ 1.2

2) อัตราการไหลของสารทำความเย็นต่อ KW ลดลง เพราะว่าค่าการทำความเย็นเพิ่มขึ้น ขณะที่อุณหภูมิคงที่จะทำให้อัตราการไหลของสารทำความเย็นลดลงมากกว่า

       2.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condensor

อัตราการไหลโดยมวลของสารทำความเย็นต่อ KW จะเท่ากับ 

       2.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัวหลังจากสเปรย์ละอองน้ำ   
  

    อัตราการไหลโดยมวลของสารทำความเย็นต่อ KW จะเท่ากับ

   จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะอัตราการไหลโดยมวลของสารทำความเย็นจะลดลงตามสภาวะข้อ 2.2

 3) อัตราการไหลโดยปริมาตรของสารทำความเย็นลดลง เพราะว่าสารทำความเย็นที่ออกจาก Evaporator ก่อนทางเข้าของ Compressor มีปริมาตรจำเพาะของไอสารทำความเย็นไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับการควบแน่นที่ของเหลวอิ่มตัว หรือ ต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว ขณะที่อัตราการไหลต่อ KW ของสารทำความเย็นลดลง เมื่อสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัวเป็นผลเนื่องมาจากปริมาตรของไอสารทำความเย็นที่เข้า Compressor ลดลง

      3.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condensor

 อัตราการไหลโดยปริมาตรสารทำความเย็นจะเท่ากับ อัตราการไหลโดยมวลต่อ KW จากข้อ 2.1 x ปริมาตรจำเพาะที่สภาวะก่อนเข้า Compressor ที่จุด C

      3.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว
หลังจากสเปรย์ละอองน้ำอัตราการไหลโดยปริมาตรสารทำความเย็นจะเท่ากับ อัตราการไหลโดยมวลต่อ KW จากข้อ 2.2 x ปริมาตรจำเพาะที่สภาวะก่อนเข้า Compressor ที่สภาวะที่จุด C
     

       จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะอัตราการไหลโดยปริมาตรของสาร ทำความเย็นจะลดลงตามสภาวะข้อ 3.2

4) ค่าประสิทธิภาพของการทำความเย็นเพิ่มขึ้นเนื่องจากสภาวะที่จุด C และ D ไม่มีการเปลี่ยนแปลง โดยที่กำลังงานที่ใช้ในการอัดสารทำความเย็นของ Compressor เท่ากัน แต่ค่าของการทำความเย็นต่อกิโลกรัมจะเพิ่มขึ้น

4.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condensor
     

         ประสิทธิภาพของการทำความเย็น (COP) จะเท่ากับ       

 4.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว หลังจากสเปรย์ละอองน้ำ   
     

            ประสิทธิภาพของการทำความเย็น (COP) จะเท่ากับ 

จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะจะเห็นได้ว่าค่า COP ของระบบจะเพิ่มขึ้นตามสภาวะข้อ 4.2

5) ค่ากำลังงานที่ใช้ในการอัดของ Compressor ลดลง เมื่องานที่ใช้ในการอัดสารทำความเย็นเท่ากันในสภาวะที่สารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัว หรือต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว แต่อัตราการไหลโดยมวลต่อ KW ของสารทำความเย็นที่ควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัวจะน้อยกว่า

     5.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condensor กำลังงานที่ใช้ในการอัดจะเท่ากับ 
      อัตราการไหลโดยมวลต่อ KW จากข้อ 2.1 x (h_D – h_C)   

     5.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว หลังจากสเปรย์ละอองน้ำ กำลังงานที่ใช้ในการอัดจะเท่ากับ 
      อัตราการไหลโดยมวลต่อ KW จากข้อ 2.2 x (h_D – h_C)   
     

จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะจะเห็นได้ว่าค่ากำลังงานที่ใช้ใน การอัดสารทำความเย็นจะลดลงตามสภาวะข้อ 5.2

6)    ความสามารถในการระบายความร้อนของระบบจะเพิ่มมากขึ้น

      6.1) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิของเหลวอิ่มตัวของ Condensor ความสามารถในการระบายความร้อนของระบบจะเท่ากับช่วง (h_A – h_D)     
          

      6.2) วัฏจักรของสารทำความเย็นควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำกว่าของเหลวอิ่มตัว หลังจากสเปรย์ละอองน้ำ   
      ความสามารถในการระบายความร้อนของระบบจะเท่ากับช่วง (h_A' – h_D)                 
     

จากการเปรียบเทียบวัฏจักรของสารทำความเย็นทั้งสองสภาวะจะเห็นได้ว่าค่ากำลังงานที่ใช้ใน การอัดสารทำความเย็นจะลดลงตามสภาวะข้อ 6.2
 

   บทสรุป 

         จากการเปรียบเทียบการใช้ระบบ Masterkool สเปรย์ละอองน้ำเพื่อลดอุณหภูมิของสารทำความเย็นที่ Condenser พอจะสรุปได้ว่าค่าของการทำความเย็นของระบบเพิ่มขึ้น โดยที่งานที่ใช้ในการอัดเท่าเดิม และ ค่า KW ต่อตันลดลง และทำให้ค่า COP ของระบบเพิ่มขึ้นขณะที่ปริมาตรการไหลของน้ำยาต่อตันความเย็นลดลง ทำให้ค่าการทำงานรวมของระบบดีขึ้น รวมทั้งเวลาที่ใช้ในการทำอุณหภูมิในพื้นที่ปรับอากาศให้ได้ตามที่ตั้งค่าไว้ลดลง นอกจากนั้นการใช้ระบบ Masterkool กับ Condensor ยังช่วยให้ Condensing Unit มีประสิทธิภาพการระบายความร้อนทีดี  เนื่องจากละอองน้ำจะทำหน้าที่รักษาความสะอาดของ Fin Coil ไปในตัวทำให้โอกาสของการเกิดตระกรันที่แผงระบายความร้อนของ Condensing Unit น้อยลงได้อีกด้วย

ข้อพิจารณาสำหรับการลงทุนระบบ Masterkool กับเครื่องปรับอากาศ

สิ่งที่จะต้องนำมาพิจารณา ในการใช้ระบบการทำความเย็นแบบระเหย หรือระบบ Masterkool กับเครื่องปรับอากาศ คือ

1. เครื่องปรับอากาศที่ใช้งานจะต้องเป็นเครื่องปรับอากาศแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

2. ขนาดของเครื่องปรับอากาศควรมีขนาดตั้งแต่ 5 ตันความเย็นขึ้นไป

3. ค่า Operating Cost ในส่วนของระบบการทำความเย็นแบบระเหย หรือระบบ Masterkool

4. ผลที่ประหยัดได้คิดเป็นค่าพลังงานไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศที่ลดลง เปรียบเทียบกับค่า Initial Cost และ Operating Cost ว่ามีระยะเวลาคืนทุนเท่าได

            ถ้าคุณกำลังเผชิญกับ ปัญหาอากาศร้อนอบอ้าว ภายใน หรือภายนอกอาคารโรงงาน (Open Air) และทุก ๆ ธุรกิจ รวมถึง ระบบ Okool เพื่อการประหยัดพลังงาน สำหรับเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นการลงทุน โดยให้ผลตอบแทนกว่า 30% ต่อปี เรามี คลินิกลดความร้อน สำหรับแก้ปัญหาอากาศร้อนอบอ้าวให้กับคุณโดยตรง โดยมีผู้เชี่ยวชาญคอยให้คำแนะนำและปรึกษาแก่คุณ สำหรับทุก ๆ ธุรกิจ และทุก ๆประเภทโรงงาน
สนใจปรึกษาได้ที่ 0-2953-8800 (ในเวลาทำการ) Hotline: 0-1847-5994