การออกแบบระบบน้ำเย็นและพลังงาน

ระบบทำน้ำเย็นเป็นระบบที่ใช้พลังงานมากที่สุดในอาคาร การประหยัดพลังงานของระบบปรับอากาศจึงคุ้มค่าที่ลงทุน ซึ่งผู้เกี่ยวข้องทั้งหมดจะต้องร่วมมือกันตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการลดการใช้พลังงาน ตั้งแต่ความต้องการของโครงการ การใช้งานพื้นที่ การออกแบบทางสถาปัตยกรรม การเลือกวัสดุก่อสร้าง การตกแต่ง และคำนวณปรับแต่ง วนตั้งแต่ขั้นตอนแรกจนกว่าจะได้อาคารที่ใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ

ระบบทำน้ำเย็นเป็นระบบปรับอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงสุด มีความยืดหยุ่นสูง เมื่อเข้าใจหลักการทำงานจะสามารถออกแบบ ควบคุมการติดตั้ง ควบคุมการทำงานของระบบ ปรับปรุง ซ่อมแซมบำรุงรักษาเพื่อความมั่นคงในการทำงานและการประหยัดพลังงานได้ดีที่สุด ต่อไปจะอธิบายพื้นฐานการทำงานของระบบซึ่งจะเน้นที่ระบบจ่ายน้ำเย็นเป็นพิเศษ

การทำงานของระบบน้ำเย็น

ระบบน้ำเย็นประกอบด้วยระบบทำน้ำเย็นได้แก่เครื่องทำน้ำเย็นและอุปกรณ์ ระบบจ่ายน้ำเย็น ระบบอากาศได้แก่เครื่องเป่าลมเย็นและแฟนคอยล์ ห้องปรับอากาศแต่ละห้องจะมีแฟนคอยล์หรือเครื่องเป่าลมเย็นทำหน้าที่ให้ความเย็นและดึงความชื้นจากอากาศที่หมุนเวียนในห้องปรับอากาศ ความเย็นจากเครื่องต้องมากกว่าภาระความร้อนสูงสุดของห้องคำนวณตามระยะเวลาที่เริ่มใช้งาน ซึ่งหมายถึงต้องมีขนาดใหญ่พอสำหรับการดึงอุณหภูมิห้องได้เร็วตามความต้องการ ขนาดระบบทำน้ำเย็นได้จากการคำนวณภาระความร้อนโดยรวมของอาคารปรับอากาศสูงสุดในเวลาที่ใช้งาน

ระบบน้ำเย็นทำหน้าที่ผลิตน้ำเย็นให้แก่แฟนคอยล์และเครื่องเป่าลมเย็นใช้ตามภาระความร้อนของอาคารไม่ใช่ขนาดรวม ขนาดรวมของระบบอากาศจึงมากกว่าขนาดระบบทำน้ำเย็นมาก สามารถเลือกขนาดระบบทำน้ำเย็นให้มีขนาดมากขึ้นเพื่อให้มีเครื่องสำรองใช้ทดแทนเครื่องที่ต้องบำรุงรักษาได้ ซึ่งถ้ามีปัญหาเรื่องเงินลงทุนก็เว้นพื้นที่ไว้เพื่อติดตั้งเครื่องสำรองในภายหลัง ควรคำนวณภาระความร้อนต่ำสุดของอาคารเพื่อนำมาใช้ประกอบการเลือกขนาดและการทำงานของเครื่องทำน้ำเย็น เดรื่องทำน้ำเย็นควรมีขนาดเท่ากันรวมเครื่องที่จะใช้สำรองเป็นจำนวนรวม 4 เครื่อง แต่ละเครื่องสามารถทำความเย็นต่ำสุดได้น้อยกว่าภาระความร้อนต่ำสุดของอาคาร

ระบบจ่ายน้ำเย็นประกอบด้วยระบบท่อ อุปกรณ์ระบบท่อ อุปกรณ์เครื่องทำน้ำเย็น อุปกรณ์เครื่องเป่าลมเย็นและแฟนคอยล์ ระบบจ่ายน้ำเย็นใช้พลังงาน 6-12% ของพลังงานระบบน้ำเย็นทั้งหมดขึ้นกับการออกแบบ น้ำเย็นทำหน้าที่รับความร้อนจากห้องปรับอากาศผ่านเครื่องเป่าลมเย็นและแฟนคอยล์ น้ำเย็นจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นจากความร้อนและกลับมาที่เครื่องทำน้ำเย็นเพื่อทำน้ำเย็นส่งกลับไป ระบบจ่ายน้ำเย็นแบ่งออกเป็น

1. ระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่(Constant Volume Chilled Water System)

2. ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิ/ทุติยภูมิ(Primary/Secondary Chilled Water System)

3. ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิปรับอัตราการไหล(Variable Primary Flow Chilled Water System)

คอยล์น้ำเย็น

ผู้ออกแบบควรกำหนดภาระความร้อนสูงสุดของห้องปรับอากาศ อัตราการไหลของอากาศและสภาวะอากาศเข้าคอยล์ อุณหภูมิน้ำเย็นเข้าและออก ส่วนใหญ่จะไม่สามารถเลือกคอยล์ได้ตรงตามข้อกำหนด คอยล์น้ำเย็นที่เลือกต้องทำความเย็นได้ไม่น้อยกว่าที่กำหนด โดยอัตราการไหลของอากาศไม่เกินค่าที่กำหนดเพราะถ้ามากกว่าอาจมีผลต่อขนาดท่อลม เสียง และความเร็วลมในห้อง อุณหภูมิน้ำเย็นเปลี่ยนแปลงจะต้องตรงตามข้อกำหนดถึงอัตราการไหลของน้ำจะเปลี่ยนตามความเย็น(สมการที่ 1.)แต่ไม่มีผลต่อขนาดท่อและปั๊มน้ำเย็น

ความเย็นของคอยล์เย็น kW = 4.18 x อัตราการไหล l/s x อุณหภูมิน้ำเย็นเปลี่ยนแปลง ซ. (1.)

หลังจากเลือกคอยล์น้ำเย็นแล้วจะต้องแก้ไขข้อมูลความเย็นของคอยล์และอัตราการไหลเพื่อใช้ในการปรับตั้งแชะการแก้ไขในภายหลัง อุปกรณ์ประกอบของคอยล์น้ำเย็นแสดงในรูปที่ 1.ด้องมีวาวล์ปิดที่สองด้านของท่อจ่ายและท่อกลีบเพื่อการปิดซ่อมแซมคอยล์และอุปกรณ์ รูปซ้ายใช้วาวล์ควบคุมสองทาง(2-way valve)เป็นระบบที่อัตราการไหลของน้ำเย็นผ่านคอยล์และท่อจ่าย/กลับเปลี่ยนแปลง วาวล์ควบคุมมีทั้งแบบเปิด-ปิดและแบบหรี่ตามระบบควบคุมที่ใช้ และใช้วาวล์ปรับตั้ง(Balancing valve)เพื่อตั้งอัตราการไหลสูงสุด รูปขวาใช้วาวล์ควบคุมสามทาง(3-way valve)เป็นระบบที่อัตราการไหลผ่านท่อจ่าย/กลับคงที่ วาวล์ควบคุมมีทั้งแบบเปิด-ปิดและแบบหรี่ตามระบบควบคุมที่ใช้ และใช้วาวล์ปรับตั้ง(Balancing valve)ที่ท่อลัดน้ำให้มีความดันตกเท่าความดันตกของคอยล์ และใช้วาวล์ปรับตั้ง(Balancing valve)อีกชุดเพื่อตั้งอัตราการไหลสูงสุด การที่ใช้วาวล์ควบคุมและวาวล์ปรับตั้งที่ด้านออกของคอยล์น้ำเย็นเพื่อให้มีความดันสำหรับใช้ไล่อากาศภายในคอยล์

รูปที่ 1.การติดตั้งอุปกรณ์ของคอยล์เย็น

รูปซ้ายเมื่ออัตราการไหลของน้ำเย็นผ่านคอยล์เปลี่ยนตามภาระความร้อนของห้อง จากสมการที่ 1.อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงของน้ำเย็นระหว่างท่อจ่าย/ท่อกลับจะค่อนข้างคงที่ รูปขวาอัตราการไหลของน้ำเย็นผ่านคอยล์เปลี่ยนตามภาระความร้อนเช่นเดียวกันแต่น้ำเย็นที่ลัดคอยล์น้ำเย็นมาผสมจะทำให้อัตราการไหลระหว่างท่อจ่าย/กลับคงที่ทำให้อุณหภูมิน้ำเย็นที่ท่อกลับลดลงมาก

เครื่องทำน้ำเย็น

ภาระความร้อนของอาคารเปลี่ยนไปตามการใช้งาน เวลา และฤดูกาล การเลือกขนาดและจำนวนเครื่องทำน้ำเย็นมีความสำคัญต่อการประหยัดพลังงาน เครื่องที่ทำงานได้ความเย็นไม่เต็มความสามารถจะมีประสิทธิภาพต่ำลง เมื่อเลือกเครื่องขนาดเล็กจำนวนมากจะสามารถควบคุมให้จำนวนเครื่องที่ทำงานใกล้ภาระความร้อนของอาคารได้ใกล้เคียงกว่ามีประสิทธิภาพดีกว่า แต่ต้องการพื้นที่ห้องเครื่องมากต้องลงทุนก่อสร้างมาก ขายพื้นที่ได้น้อยลง จึงนิยมเลือกเครื่องทำน้ำเย็นขนาดเท่ากัน 4เครื่อง 3เครื่องทำความเย็นได้ไม่ต่ำกว่าภาระความร้อนสูงสุดของอาคาร และอีกเครื่องเป็นเครื่องสำรองซึ่งสลับกันใช้เพื่อให้มีอายุการใช้งานเท่ากัน แต่ละเครื่องต้องสามารถจ่ายความเย็นต่ำสุดได้น้อยกว่าภาระต่ำสุดของอาคาร อาจเลือกเครื่องทำน้ำเย็นที่ใช้คอมเพรสเซอร์หลายชุดแทนเพื่อให้ได้ความเย็นต่ำสุดตามต้องการ

เครื่องทำน้ำเย็นแบบแรงเหวี่ยงและแบบสกรูทำความเย็นต่ำสุดได้ประมาณ 20% ปัจจุบันมีเตรื่องทำน้ำเย็นที่ใช้คอมเพรสเซอร์ปรับรอบการหมุนได้ทำให้ได้ความเย็นใกล้เคียงภาระความร้อนของอาคารมากที่สุด มีประสิทธิภาพดีที่สุด แต่จะเป็นเครื่องที่ใช้งานมากที่สุดจึงควรมีอย่างน้อยสองเครื่องทำงานร่วมกับเครื่องธรรมดา

การควบคุมการทำงานของเครื่องทำน้ำเบ็นใช้อุณหภูมิน้ำเย็นที่จ่ายออกจากคอยล์เย็นของเครื่องทำน้ำเย็น เมื่อได้เครื่องที่ทำงานตามข้อกำหนด เช่นกำหนดอุณหภูมิน้ำเข้า/ออกเครื่องทำน้ำเย็นเท่ากับ 12 / 7 ซ.(อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 5 ซ.) จากสมการที่ 1.ถ้าอุณหภูมิน้ำเย็นกลับมาจากคอยล์เย็น 9 ซ.(อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 2 ซ.) เท่ากับเครื่องจะต้องทำงานเพียง 17% ซึ่งครื่องจะสั่นไม่สามารถทำงานได้ การควบคุมอุณหภูมิน้ำเปลี่ยนแปลงของคอยล์น้ำเย็นจึงมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานของเครื่องทำน้ำเย็น เรียกว่าปัญหาอุณหภูมิน้ำกลับต่ำ(low temperature difference syndrome, low ΔT)

ระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่

รูปที่ 2.แสดงแบบการปรับอากาศด้วยน้ำเย็นใช้ระบบทำน้ำเย็นและระบบอากาศมีอัตราการไหลคงที่ ถึงแม้จะเป็นระบบที่อัตราการไหลคงที่ แต่การจัดสมดุลย์ของระบบทำน้ำเย็นกับระบบอากาศก็ทำได้ยากถ้ามีการซ่อมแซมบำรุงรักษาจึงต้องมีวาวล์ควบคุมสัดการไหลเพื่อรักษาความสมดุลย์ ซึ่งอัตราการไหลในระบบทำน้ำเย็นต้องมากกว่าระบบอากาศเสมอ จึงมีปัญหาอุณหภูมิน้ำเย็นจ่ายสูงกว่ากำหนดและปัญหา, low ΔT ซึ่งจะอธิบายในภายหลัง

ต่อมาระบบอากาศใช้วาวล์ควบคุมสองทางสำหรับแฟนคอยล์และสามทางสำหรับเครื่องเป่าลมเย็นทำให้อัตราการไหลเปลี่ยนแปลงได้ก็ยังใช้การติดตั้งในรูปที่ 2.ได้ ซึ่งปัญหาอุณหภูมิน้ำเย็นจ่ายสูงกว่ากำหนดและปัญหา, low ΔTก็ยังคงเหมือนเดิม

รูปที่ 2.ระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่

ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิ/ทุติยภูมิปรับอัตราการไหล

เพื่อให้สามารถประหยัดพลังงานของระบบจ่ายน้ำเย็น ระบบทำน้ำเย็นเรียกว่าวงจรปฐมภูมิ เป็นแบบอัตราการไหลคงที่ น้ำเย็นจะไหลวนในวงจรผ่านท่อ Decoupler ขนาดท่อ Decoupler จึงต้องมีขนาดเท่ากับท่อจ่ายน้ำเย็นของวงจรทำน้ำเย็น ปั๊มน้ำเย็นเรียกว่าปั๊มปฐมภูมิ ระบบจ่ายน้ำเย็นเป็นวงจรทุติยภูมิจ่ายน้ำเย็นให้ระบบอากาศซึ่งใช้วาวล์ควบดุมแบบสองทางทำให้อัตราการไหลของน้ำเย็นในระบบอากาศเปลี่ยนแปลงตามภาระความร้อน เครื่องสูบน้ำจึงเป็นแบบปรับอัตราการไหลได้เรียกว่าปั๊มทุติยถูมิโดยใช้ความดันแตกต่างของท่อจ่าย/กลับชองห้องที่อยู่ไกลที่สุดควบคุมความเร็วรอบของปั๊มตามรูปที่ 3. น้ำในท่อDecouplerจึงไหลกลับทางได้แล้วแต่อัตราการไหลในวงจรไหนจะมากกว่า

รูปที่ 3.ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิ/ทุติยภูมิปรับอัตราการไหล

เนื่องจากมีน้ำเย็นลัดผ่านท่อ Decoupler จึงยังมีโอกาสที่จะมีอุณหภูมิน้ำเย็นกลับต่ำได้ แต่อุณหภูมิน้ำเย็นจะลดลงน้อยกว่าเพราะสามารถควบคุมอุณหภูมิน้ำเปลี่ยนแปลงของระบบอากาศได้

ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิปรับอัตราการไหล

ระบบทำน้ำเย็นเป็นวงจรปฐมภูมิที่สามารถปรับเปลี่ยนอัตราการไหลน้ำเย็นได้ตามภาระความร้อนของอาคารโดยใช้ความดันแตกต่างของท่อจ่าย/กลับชองห้องที่อยู่ไกลที่สุดควบคุมความเร็วรอบของปั๊มตามรูปที่ 4.ระบบอากาศจึงไม่ต้องมีปั๊ม เนื่องจากเครื่องทำน้ำเย็นทำงานที่ความเย็นต่ำสุดประมาณ -30%ของขนาดเตรื่อง วาวล์ควบคุมลัดน้ำให้ทำงานจากอุปกรณ์วัดอัตราการไหลเพิ่อให้น้ำในวงจรปฐมภูมิมากกว่าอัตราการไหลต่ำสุดของเครื่องทำน้ำเย็นที่ใหญ่ที่สุดประมาณ 40-60%ของอัตราการไหลของเครื่อง(ข้อมูลจากผู้ผลิต) ท่อลัดน้ำจึงมีขนาดเล็กกว่าท่อ Decoupler

ระบบนี้มีราคาต้นทุนน้อยลง และใช้พื้นที่ห้องเครื่องลดลงเพราะมีปั๊มน้ำเย็นเพียงชุดเดียว ยังมีโอกาสที่จะมีอุณหภูมิน้ำเย็นกลับต่ำน้อยที่สุด เพราะสามารถควบคุมอุณหภูมิน้ำเปลี่ยนแปลงของระบบอากาศได้และน้ำเย็นที่ลัดมีอัตราการไหลน้อย แก้ปัญหาจาก low ΔT ได้

รูปที่ 4.ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิปรับอัตราการไหล

การติดตั้งปั๊มและเครื่องทำน้ำเย็น

การติดตั้งปั๊มน้ำเย็นมีสองแบบ แบบต่อเนื่อง(Tandem) ปั๊มน้ำเย็นต่อเข้าเครื่องทำน้ำเย็นตามรูปที่ 5.ซ้าย และแบบท่อร่วม(Header) ปั๊มน้ำเย็นต่อขนานกันและเครื่องทำน้ำเย็นต่อขนานกันและเชื่อมต่อกันด้วยท่อร่วมตามรูปที่ 5.ขวา

รูปที่ 5.การติดตั้งปั๊มน้ำเย็นและเครื่องทำน้ำเย็นสำหรับระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่

ระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่ การติดตั้งแบบต่อเนื่องเหมาะสำหรับระบบน้ำเย็นอัตราการไหลคงที่และระบบทำน้ำเย็นที่มีเครื่องทำน้ำเย็นสำรองเพราะสามารถใช้สำรองทั้งเครื่องทำน้ำเย็นและปั๊มน้ำเย็นได้พร้อมกัน เหมาะกับเมื่อเครื่องทำน้ำเย็นมีขนาดไม่เท่ากัน ไม่มีปัญหาการปรับตั้งอัตราการไหลของน้ำเย็นในระบบ และถ้าติดวาวล์ปรับตั้งจะช่วยให้ประหยัดพลังงานโดยป้องกันไม่ให้ปั๊มส่งน้ำเกินความต้องการของเครื่องทำน้ำเย็นโดยยังมีความยืดหยุ่นที่จะปรับเพื่ม/ลดอัตราการไหลภายหลัง ถ้าไม่มีเครื่องทำน้ำเย็นสำรองแต่จะติดตั้งเฉพาะปั๊มสำรองก็ทำได้แต่ท่อจะยุ่งยากขึ้นเล็กน้อย

การติดตั้งแบบท่อร่วมมีข้อดีที่มีความยืดหยุ่นในการควบคุม สามารถใช้เครื่องทำน้ำเย็นเครื่องใดกับปั๊มขุดใดก็ได้ทำให้การบำรุงรักษาง่าย เมื่อปั๊มชุดหนึ่งเสียก็สามารถใช้ชุดอื่นแทนได้ทันที หรือจะเดินปั๊มสองชุดกับเครื่องทำน้ำเย็นเครื่องเดียวเพื่อแก้ปัญหาอุณหภูมิน้ำเย็นต่ำ low ΔT ตามสมการที่ 1.ถึงอุณหภูมิแตกต่างจะน้อยลงแต่อัตราการไหลเพิ่มเครื่องก็จะให้ความเย็นได้มากขึ้นไม่เกิดการสั่น ต้องมีวาวล์ไฟฟ้าปิดเพื่อไม่ให้น้ำเย็นไหลผ่านเครื่องทำน้ำเย็นที่ปิดเพราะจะทำให้อุณหภูมิน้ำเย็นที่จ่ายจากระบบทำน้ำเย็นสูงกว่าค่าที่กำหนดและมีผลกระทยการทำงานของัตรื่องด้านอากาศ

ระบบน้ำเย็นปรับอัตราการไหล การติดตั้งแบบต่อเนื่องมีข้อเสียคือระบบตวบคุมความเร็วปั๊มต้องแยกแต่ละปั๊มทำให้การควบคุมยุ่งยากและมีต้นทุนสูง การติดตั้งแบบท่อร่วมจึงเหมาะสมกว่าเพราะสามารถใช้ระบบตวบคุมความเร็วปั๊มเพียงชุดเดียวซึ่งสามารถควบคุมได้ถึง 4มอเตอร์ทำให้มีต้นทุนต่ำกว่าและควบคุมง่ายกว่า การใช้วาวล์ปรับตั้งอัตราการไหลไม่จำเป็น

สำหรับอาคารมีความสูง ความดันด้านจ่ายของปั๊มเท่ากับความดันน้ำตามความสูงของอาคารรวมกับความดันของปั๊มจะต้องน้อยกว่าความดันใช้งานของเครื่องทำน้ำเย็นและอุปกรณ์ ถังขยายตัวจึงมีความสำคัญต่อความดันของระบบท่อน้ำเย็นในช่วงที่อุณหภูมิน้ำเย็นเปลี่ยนแปลง(บทความเรื่องถังขยายตัว) และควรมีวาวล์ระบายความดันที่ด้านจ่ายของปั๊มเพื่อป้องกันความดันในระบบท่อจากการเติมน้ำและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังสามารถต่อปั๊มน้ำเย็นหลังเครื่องทำน้ำเย็นเพื่อลดความดันในเครื่องทำน้ำเย็นได้อีกด้วย

สาเหตุของปัญหา, Low ΔT syndrome

ปัญหาที่เกิดจาก Low ΔT syndrome และสาเหตุใหญ่ๆได้อธิบายไว้แล้ว ต่อไปจะสรุปสาเหตุทั้งหมดดังต่อไปนี้

1. ผู้ใช้ตั้งอุณหภูมิห้องต่ำเกินไป และการปรับตั้งอัตราการไหลไม่ถูกต้อง เมื่อตั้งอุณหภูมิต่ำทำให้วาวล์เปิดน้ำเย็นผ่านคอยล์น้ำเย็นนานโดยไม่สามารถทำอุณหภูมิได้ และเมื่อใช้วาวล์ปรับตั้ง(Manual balancing valve)ซึ่งปรับตั้งยากจึงมักจะละเลย ทำให้อัตราการไหลผ่านคอยล์เย็นมากกว่าที่ต้องการหลายเท่า อุณหภูมิน้ำเย็นกลับจึงต่ำกว่าที่กำหนดไว้

การแก้ไข ตรวจสอบการตั้งอุณหภูมิห้องสม่ำเสมอไม่ให้ต่ำกว่าที่ออกแบบไว้ และปรับดั้งอัตราการไหลสูงสุดให้ถูกต้อง การออกแบบควรใช้ PICV(Pressure Independent Control Valve)เป็นวาวล์ควบคุมสองทางซึ่งตั้งอัตราการไหลสูงสุดได้ง่ายไม่ว่าความดันน้ำเย็นจะเปลี่ยนไปอย่างไร

2. วาวล์ควบคุมสามทางลัดน้ำเย็นไม่ผ่านคอยล์เพื่อปรับความเย็นของคอยล์ น้ำกลับจึงเป็นน้ำผสมระหว่างน้ำที่ออกจากคอยล์และน้ำที่ลัดทำให้อุณหภูมิน้ำกลับต่ำลง

การแก้ไข อุดข้อต่อลัดของวาวล์สามทางเพื่อใช้เป็นวาวล์ควบคุมสองทาง ซึ่งต้องศึกษาโครงสร้างวาวล์และมอเตอร์ควบคุมว่าสามารถทำได้หรือไม่ บางครั้งอาจไม่สามารถปิดสนิทได้

3. เลือกวาวล์ควบคุมสองทางไม่ถูกต้อง ทำให้น้ำเย็นผ่านคอยล์มากอุณหภูมิแตกต่างจึงน้อย อีกสาเหตุหนึ่งคือเลือกความดันน้ำแตกต่างของวาวล์น้อยเกินไป มอเตอร์ควบคุมจึงไม่สามารถปิดวาวล์ได้สนิท

การแก้ไข เลือกวาวล์ควบคุมที่ถูกต้องไม่ใหญ่ไปหรือเล็กไป สามารถปิดได้สนิทที่ความดันน้ำแตกต่างระหว่างท่อจ่าย/ท่อกลับ วาวล์ควบคุมควรมีขนาดเล็กกว่าขนาดท่อออกคอยล์หนึ่งขนาดและเลือกให้เมื่อเปิดสุดมีอัตราการไหลมากกว่ากำหนด 15%เผื่อเพื่อความยืดหยุ่น และมีความดันตกของวาวล์ที่รวมความดันตกของคอยล์ ท่อและอุปกรณ์เท่ากับความดันแตกต่างของท่อจ่าย/กลับ พร้อมทั้งติดตั้งวาวล์ปรับตั้งอัตราการไหล

4. เลือกคอยล์น้ำเย็นไม่ถูกต้อง ทำให้อุณหภูมิน้ำที่ออกจากคอยล์ต่ำกว่ากำหนด

การแก้ไข คอยล์น้ำเย็นที่เลือกต้องทำความเย็นได้ไม่น้อยกว่าที่กำหนด โดยอัตราการไหลของอากาศไม่เกินค่าที่กำหนดเพราะถ้ามากกว่าอาจมีผลต่อขนาดท่อลม เสียง และความเร็วลมในห้อง อุณหภูมิน้ำเย็นเปลี่ยนแปลงจะต้องตรงตามข้อกำหนด

5. สมรรถนะของคอยล์เย็นลดลง เนื่องจากที่กรองอากาศสกปรก เกิดเมือกที่ฟินของคอยล์ ฟินล้มเนื่องจากการล้าง ตะกรันในคอยล์น้ำเย็น เมื่อทำความเย็นได้น้อยลงอุณหภูมิน้ำที่ออกจากคอยล์จึงต่ำลงกว่ากำหนด

การแก้ไข ปรับปรุงวิธีการควบคุมและการบำรุงรักษา

ระบบน้ำเย็นทุติยภูมิปรับอัตราการไหล

ระบบน้ำเย็นปฐมภูมิปรับอัตราการไหลจะต้องมีอุปกรณ์วัดอัตราการไหลที่ทุกเครื่องเพื่อควบคุมการเริ่มทำงานของวาวล์ลัดน้ำให้อัตราการไหลน้ำเย็นในวงจรปฐมภูมิมากกว่าอัตราการไหลของน้ำเย็นต่ำสุดของเครื่องทำน้ำเย็น โดยปกติวาวล์ควบคุมลัดน้ำจะเปิดเมื่อระบบอากาศต้องการน้ำน้อยกว่าน้ำเย็นต่ำสุดของเครื่องทำน้ำเย็น วาวล์ควบคุมจึงต้องลัดน้ำส่วนเกินเพื่อไม่ให้มีผลต่อน้ำเย็นที่ส่งให้ระบบอากาศ มีแนวโน้มที่จะมีอัตราการไหลมากกว่าที่จำเป็นเพื่อให้การทำงานเสถียร

กรุนฟอสซึ่งเป็นผู้ผลิตปั๊มเสนอให้ใช้ปั๊มลัดน้ำแทนวาวล์ควบคุมและย้ายปั๊มปฐมภูมิไปด้านทุติยภูมิโดยมีการควบคุมเหมือนเดิมการย้ายปั๊มนี้จะทำให้สามารถวัดความดันแตกต่างของน้ำเย็นที่เครื่องทำน้ำเย็นแทนการวัดอัตราการไหล ปั๊มลัดน้ำจะควบคุมอัตราการไหลต่ำสุดผ่านเครื่องทำน้ำเย็นเมื่อระบบอากาศต้องการน้ำน้อยกว่าน้ำเย็นต่ำสุดของเครื่องทำน้ำเย็น ในด้านพลังงานจะประหยัดกว่าเพราะที่อัตราการไหลเท่ากันความดันของปั๊มเป็นความดันในวงจรปฐมภูมิน้อยกว่าแบบปั๊มปฐมภูมิซึ่งเป็นความดันของทั้งระบบมาก

รูปที่ 6.ระบบน้ำเย็นทุติยภูมิปรับอัตราการไหล

การควบคุมและการประหยัดพลังงาน

ระบบน้ำเย็นที่มีเครื่องทำน้ำเย็น ปั๊มน้ำเย็น ปั๊มน้ำระบายความร้อน หอผึ่งน้ำหลายชุด จะต้องมีเซนเซอร์จำนวนมาก ต้องมีระบบควบคุมกลางเพื่อควบคุมการทำงานของแต่ละอุปกรณ์ให้ทำงานได้ตามจุดประสงค์ที่สำคัญคือความสุขสบายของคน เพื่อให้ได้ระบบที่มีประสิทธิภาพโดยรวมของระบบสูงสุดมิใช่ประสิทธิภาพเฉพาะของอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่ง

ระบบควบคุมกลางของอาคารควบคุมระบบต่างๆทั้งหมดของอาคารทั้งระบบไฟฟ้า ระบบปรับอากาศ ระบบป้องกันอัคคีภัย และอื่นๆ เรียกว่า BMS(Building Management system), BAS(Building Automation System) เป็นต้น สำหรับระบบปรับอากาศผู้ผลิตเครื่องทำน้ำเย็นมีความรู้ในคุณสมบัติการทำงานและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตและมีระบบควบคุมของตัวเอง ต้องให้ระบบควบคุมกลางประสานกับระบบควบคุมของผู้ผลิตได้ และต้องไม่ทำให้มีผลต่อการรับประกันของผู้ผลิต

การควบคุมของระบบปรับอากาศมีข้อควรพิจารณาดังต่อไปนี้

– คอยล์น้ำเย็นของระบบน้ำเย็นปรับอัตราการไหลใช้วาวล์ควบคุมสองทางควบคุมความเย็น ช่วยลดปัญหาจาก low ΔT ได้

– ระบบควบคุมของชุดปั๊มน้ำเย็นปรับอัตราการไหลตามความต้องการของคอยล์น้ำเย็น โดยใช้ความดันแตกต่างระหว่างท่อจ่าย/กลับที่คอยล์น้ำเย็นไกลที่สุดและกำลังของมอเตอร์ที่ใช้กับปั๊มน้ำเย็นเพื่อเปิด/ปิดปั๊มในชุดปั๊ม

– เครื่องทำน้ำเย็นทำงานอัตโนมัติเพื่อควบคุมอุณหภูมิน้ำเย็นออกจากเครื่องให้คงที่ ประสิทธิภาพของเครื่องทำน้ำเย็นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิน้ำเย็นกลับเข้าเครื่อง และอุณหภูมิน้ำระบายความร้อน

– อุณหภูมิน้ำเย็นกลับเข้าเครื่องทำน้ำเย็นต่ำเกิดปัญหา low ΔT เพราะทำให้เครื่องทำงานไม่เต็มความสามารถ

– อุณหภูมิน้ำระบายความร้อนเข้าเครื่องทำน้ำเย็นต่ำทำให้อุณหภูมิคอนเดนเซอร์ต่ำทำให้เครื่องมีประสิทธิภาพดีขึ้น แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่า 18.3 ซ. จะมีปัญหาเรื่องระบบหล่อลื่น

– คอนเดนเซอร์ของเครื่องทำน้ำเย็นมีวาวล์ควบคุมหรี่น้ำระบายความร้อนเพื่อควบคุมความดันชองคอนเดนเซอร์ ปั๊มน้ำระบายความร้อนควบคุมโดยความดันแตกต่างของน้ำที่คอนเดนเซอร์เข้า/ออกได้เช่นดียวกับปั๊มน้ำเย็น

– สามารถใช้อุปกรณ์วัดอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศภายนอกเพื่อตั้งอุณหภูมิน้ำระบายความร้อนโดยการเปิด/ปิดวาวล์น้ำเข้าหอผึ่งน้ำและพัดลม

– การตรวจสอบว่าปั๊มทำงานหรือไม่ ใช้Flow switchหรือความดันแตกต่างได้ผลกว่าการใช้ตรวจสอบกำลังมอเตอร์

– ไม่ควรใช้การปรับหลายวิธีกับอุปกรณ์เดียวกันเช่นไม่ควรปรับความเร็วพัดลมถ้ามีการปรับตั้งอุณหภูมิน้ำระบายความร้อนตามอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศแล้ว