การปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบปรับอากาศ (Chilled Water Balancing in HVAC Systems)

บทความ: การปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบปรับอากาศ (Chilled Water Balancing in HVAC Systems)

ดร.ศุภชัย  ปัญญาวีร์  อ.ปฏิญญา  จีระพรมงคล  อ.นันฐกานต์  กลิ่นสังข์
บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด
ลงวันที่ 27 มกราคม 2569
                                                                                                                                                               

ระบบน้ำเย็นในระบบปรับอากาศ (Chilled Water System) เป็นหัวใจสำคัญของการควบคุมอุณหภูมิในอาคารขนาดใหญ่ เช่น อาคารสำนักงาน โรงพยาบาล โรงแรม ห้างสรรพสินค้า และโรงงานอุตสาหกรรม การปรับสมดุลน้ำเย็น (Chilled Water Balancing) ในระบบ HVAC มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ลดการใช้พลังงาน และเพิ่มความสบายให้กับผู้ใช้งานอาคาร รวมทั้งสามารถแก้ปัญหาความเย็นในบางพื้นที่

ทำไมการปรับสมดุลน้ำเย็นจึงสำคัญ?

ในระบบน้ำเย็น การไหลเวียนของน้ำที่ไม่สมดุลอาจส่งผลกระทบต่อทั้งประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายรวมทั้งอุณหภูมิและความชื้นในพื้นที่ โดยมีปัญหาหลักดังนี้

1.  การไหลของน้ำไม่สมดุลในโซนต่างๆ
        o   พื้นที่บางส่วนอาจได้รับน้ำเย็นไม่เพียงพอ ส่งผลให้อุณหภูมิสูงเกินไป
        o   ในขณะที่พื้นที่อื่นๆ อาจมีการไหลของน้ำเกินความจำเป็น ทำให้เสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์

2.  การทำงานหนักเกินของปั๊มน้ำและ Chiller
        o   ระบบที่ไม่สมดุลทำให้ปั๊มน้ำและ Chiller ทำงานเกินความจำเป็น เพิ่มค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและการบำรุงรักษา

3.  ประสิทธิภาพการทำความเย็นลดลง
        o   การไหลของน้ำที่ไม่สมดุลทำให้ระบบไม่สามารถส่งพลังงานความเย็นไปยังพื้นที่ที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4.  การใช้พลังงานสูงเกินไป
        o   การสูญเสียพลังงานในระบบที่ไม่มีการปรับสมดุลน้ำส่งผลให้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มขึ้น

แนวทางการปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบปรับอากาศ

การปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบ HVAC สามารถทำได้หลายวิธี โดยเน้นที่การควบคุมการไหลของน้ำและการรักษาสมดุลในระบบ ดังนี้

1.  การใช้วาล์วปรับสมดุล (Balancing Valves)
           ติดตั้งวาล์วปรับสมดุลที่สามารถควบคุมการไหลของน้ำในแต่ละโซนหรืออุปกรณ์
           มีทั้งวาล์วปรับสมดุลแบบแมนนวล (Manual Balancing Valve) และวาล์วปรับสมดุลอัตโนมัติ (Automatic Balancing Valve)

2. การใช้ Pressure Independent Balancing and Control Valves (PIBCV)
           PIBCV สามารถควบคุมทั้งการไหลและความดันในระบบได้อย่างอิสระ
           ลดปัญหาความไม่สมดุลของน้ำในโซนต่างๆ และช่วยประหยัดพลังงานในระบบ

3. การปรับตั้งค่าปั๊มน้ำ (Pump Optimization)
           ใช้ปั๊มน้ำที่มี Variable Speed Drive (VSD) เพื่อลดการใช้      พลังงานโดยการปรับความเร็วรอบของปั๊มน้ำตามความต้องการของระบบ
           ตรวจสอบและตั้งค่าปั๊มน้ำให้เหมาะสมกับการไหลของน้ำที่ต้องการ

4. การตรวจวัดและวิเคราะห์การไหลของน้ำ (Flow Measurement and Analysis)
           ใช้ Flow Meter เพื่อตรวจวัดอัตราการไหลของน้ำในแต่ละส่วนของระบบ
           วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อระบุจุดที่มีการไหลเกินหรือน้อยเกินไป

5. การออกแบบระบบท่อให้เหมาะสม (Hydraulic Design)
           ออกแบบระบบท่อส่งน้ำเย็นให้เหมาะสมเพื่อลดแรงต้านทานและการสูญเสียพลังงาน
           ลดปัญหาความดันตกคร่อมในระบบที่อาจทำให้การไหลของน้ำไม่สมดุล

6. การใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติ (Building Automation System - BAS)
          ติดตั้งระบบ BAS เพื่อควบคุมการไหลของน้ำและการทำงานของอุปกรณ์ในระบบ HVAC
          ใช้เซ็นเซอร์ตรวจวัดอุณหภูมิและความดันในแต่ละโซน เพื่อปรับสมดุลน้ำเย็นแบบเรียลไทม์

ประโยชน์ของการปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบปรับอากาศ
       1.  ลดการใช้พลังงาน
การปรับสมดุลน้ำช่วยลดการทำงานเกินความจำเป็นของปั๊มน้ำและ Chiller ซึ่งช่วยลดค่าไฟฟ้าได้ถึง 15-30%
       2.  เพิ่มความสบายในอาคาร
ระบบที่สมดุลช่วยให้อุณหภูมิในแต่ละพื้นที่เหมาะสมและสม่ำเสมอ
       3.  ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ลดภาระการทำงานของอุปกรณ์ เช่น ปั๊มน้ำ Chiller และระบบท่อ ทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ยาวนานขึ้น
       4.  ลดค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษา
ระบบที่สมดุลช่วยลดการสึกหรอของอุปกรณ์ ลดความถี่ในการซ่อมแซม
       5.  สนับสนุนมาตรฐานอาคารสีเขียว
การปรับสมดุลน้ำเย็นช่วยเพิ่มคะแนนในมาตรฐานอาคารสีเขียว เช่น LEED หรือ WELL Building Standard

ข้อพิจารณาในการปรับสมดุลน้ำเย็น
       1.  ต้นทุนการติดตั้งและปรับปรุง
             o   การเปลี่ยนไปใช้วาล์วอัจฉริยะ เช่น PIBCV และระบบควบคุมอัตโนมัติ อาจมีต้นทุนเริ่มต้นสูง แต่เป็นการลงทุนที่คุ้มค่าในระยะยาว
       2.  การตรวจสอบและบำรุงรักษา
             o   ระบบที่ซับซ้อนต้องการการตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ
       3.  ความเชี่ยวชาญในการออกแบบระบบ
             o   การปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบที่ซับซ้อนต้องการวิศวกรหรือผู้เชี่ยวชาญที่มีความเข้าใจในเทคโนโลยีและการทำงานของระบบ HVAC

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้การปรับสมดุลน้ำเย็น
       1.  อาคารสำนักงาน
             o   การปรับสมดุลน้ำเย็นช่วยลดค่าไฟฟ้าในระบบปรับอากาศที่ทำงานตลอดทั้งวัน
       2.  โรงพยาบาล
             o   ระบบปรับอากาศที่สมดุลช่วยให้ห้องผ่าตัดและพื้นที่สำคัญมีอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสม
       3.  โรงแรม
             o   ช่วยปรับอุณหภูมิในห้องพักให้เหมาะสมและประหยัดพลังงาน
       4.  โรงงานอุตสาหกรรม
             o   การปรับสมดุลช่วยลดการใช้พลังงานในระบบทำความเย็นสำหรับกระบวนการผลิต

สรุป

การปรับสมดุลน้ำเย็นในระบบปรับอากาศเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่ายในระบบ HVAC ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย เช่น PIBCV ระบบควบคุมอัตโนมัติ และการออกแบบระบบที่เหมาะสม องค์กรสามารถลดการใช้พลังงาน เพิ่มความสบาย และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ แม้ว่าจะมีความท้าทายในการลงทุนเริ่มต้น แต่ผลลัพธ์ระยะยาวคุ้มค่าและสนับสนุนเป้าหมายด้านความยั่งยืนขององค์กร

อ่านต่อได้ที่นี่