ฉบับ สมบูรณ์ - Thailand Energy Network for Educators หน้าแรก

ฉบับ สมบูรณ์ - Thailand Energy Network for Educators หน้าแรก ฉบับ สมบูรณ์ - Thailand Energy Network for Educators หน้าแรก

12.07.2015 Views

กระจกเคลือบสารแผ่รังสีตำ่ำ (Low emissivity coating) ก ร ะ จ ก ช น ิ ด น ี ้ ม ี ค ่ า ส ั ม ป ร ะ ส ิ ท ธการนำความร้อนและการแผ่รังสีต่ำกระจกสมาร์ทวินโดว์ (Smart window) กระจกชนิดนี้มีการวิจัยมากว่าทศวรรษ และปัจจุบันเริ่มมีจำหน่ายในท้องตลาด กระจกชนิดนี้สามารถปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการส่งผ่านแสงได้กระจกเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar cell glazing) เป็นเทคโนโลยีที่พลังงานแสงอาทิตย์สามารถกักเก็บได้จากกระจกใส โดยอาศัยการเคลือบซิลิกอนบนผิวกระจกอย่างไรก็ตาม กระจกชนิดนี้มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูงกว่ากระจกหลายชั้นแอโรเจล (Aerogel) เทคโนโลยีนี้ใหม่มากสำหรับกระจก ปัจจุบันมีเพียงบริษัทเดียวที่พยายามผลิตกระจกโปร่งแสงและโปร่งใสจากแอโรเจลกระจกชนิดเติมก๊าซ (Gas-filled glazing)นอกจากการพัฒนาตัวกระจกและการเคลือบฟิล์มแล้ว ยังมีการวิจัยในส่วนประกอบอื่นๆที่เกี่ยวข้องได้แก่สเปสเซอร์ (Spacer) ซึ่งเป็นส่วนที่ทำหน้าที่คั่นกลางระหว่างกระจกแต่ละแผ่น งานวิจัยพยายามลดค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนให้ต่ำลง เช่น การใช้วัสดุโฟม (Foam spacer) เทอร์โมพลาสติก(Thermoplastic spacer)หรือที่ใช้วัสดุโลหะ (Metal-based spacer) การสำรวจพบว่าเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของสเปสเซอร์ต่ำที่ระดับ 17-26W/m.K ขณะที่โลหะอลูมิเนียมมีค่าสูงถึง200 W/m.Kกรอบโครงสร้างของหน้าต่าง มีการนำวัสดุที่ไม่ใช้โลหะมาใช้เป็นกรอบหน้าต่าง เช่น การใช้วัสดุPVC ร่วมกันฉนวน ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนร่วมของหน้าต่างต่ำกว่า 0.8 W/m2.Kการออกแบบและการใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมนอกจากประเด็นด้านประสิทธิภาพพลังงานของวัสดุแล้ว การออกแบบกรอบอาคาร สัดส่วนของผนังทึบและหน้าต่างกระจก และรูปทรงของอาคารก็มีอิทธิพลสูงต่อการการใช้พลังงานของอาคารสำหรับประเทศเขตร้อนดังเช่นประเทศไทย อุปกรณ์บังแดดที่ถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถเพิ่มสมรรถนะพลังงานของกรอบอาคาร อุปกรณ์บังแดดช่วยป้องกันความร้อนของรังสีตรงจากดวงอาทิตย์จึงลดภาระการทำความเย็นขณะเดียวกันยอมให้แสงธรรมชาติจากท้องฟ้าผ่านเข้ามาได้ทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าของระบบแสงสว่างจึงลดลงการออกแบบกรอบอาคารนอกจากต้องพิจารณาสภาพภูมิอากาศแล้ว ยังต้องคำนึงถึงรูปแบบการใช้งานอาคารด้วย เช่น จากการศึกษาพบว่าในเขตภูมิอากาศร้อน อาคารที่ผนังติดตั้งฉนวนและมีการปรับอากาศในเวลากลางคืนจะมีการใช้พลังงานสูงกว่าอาคารที่ไม่ติดฉนวน [9]ทั้งนี้เนื่องมาจากความร้อนจากรังสีอาทิตย์ที่ผ่านมาทางหน้าต่างใช้ช่วงกลางวันมีการสะสมและไม่สามารถถ่ายเทออกจากตัวอาคารได้ ตัวอย่างดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการออกแบบและเลือกวัสดุกรอบอาคารจำเป็นต้องมีการวิจัยที่ลึกซึ้งและรอบด้าน เพื่อให้ได้องค์ความรู้ที่ถูกต้อง การวิจัยยังควรพิจารณาความคุ้มค่าเชิงต้นทุนด้วย31

การวิจัยลักษณะนี้โดยมากพึ่งเครื่องมือวิเคราะห์ เช่น โปรแกรมจำลองด้านพลังงานอาคาร(EnergyPlus, TRNSYS) และออพติไมเซชั่นเทคนิค (Genetic Algorithm, the Particle Swarm Algorithmand the Sequential Search algorithm) เพื่อให้เห็นสภาวะต่างๆ ที่เกิดขึ้นตลอดทั้งปีระบบปรับและระบายอากาศระบบปรับอากาศในอาคารมีมากมายหลายลักษณะ อย่างไรก็ตาม อาจจำแนกระบบปรับอากาศเป็น2 กลุ่มคือ ระบบปรับอากาศแบบปกติ (Conventional air-conditionsystem) และระบบปรับอากาศทางเลือก (Alternative air-conditionsystem)ระบบปรับอากาศแบบปกติ (Conventional air-conditionsystem)ระบบปรับอากาศปกติในที่นี้หมายถึงระบบปรับอากาศที่ทำงานด้วยไฟฟ้า (Electrically operatedsystem)กระบวนการทำความเย็นเป็นกระบวนการแบบอัดไอ (Vapor compression system) และการถ่ายโอนความร้อนออกจากอาคารอาศัยการพาความร้อนโดยอากาศเย็น (Cooled air) ที่หมุนเวียนโดยเครื่องส่งลมเย็น (Air handling unit)การวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงขั้นตอนย่อยๆในกระบวนการทำความเย็นเพื่อให้สมรรถนะการทำความเย็นทั้งหมดดีขึ้นโดยใช้เทคนิคและด้วยอุปกรณ์ต่างๆ เช่นการเพิ่มสมรรถนะในกระบวนการอัดไอ (Vapor compression process) ได้แก่ การใช้คอมเพรสเซอร์แบบหลายชั้นพร้อมอินเตอร์คูลลิ่งสารทำความเย็น (Multistage compressors with inter-cooling ofrefrigerant)เพื่อทำให้ความต้องการใช้พลังไฟฟ้าลดลงการเพิ่มสมรรถนะการระบายความร้อน (Heat rejection process) ของคอนเดนเซอร์ ได้แก่การเพิ่มพื้นที่ระบายความร้อน (Condenser heat transfer surface) และการลดอุณหภูมิคอนเดนเซอร์(Condensing temperature) โดยใช้น้ำช่วยหรือระบายความร้อนแทนอากาศการใช้สารทำความเย็นที่อื่นๆเช่น CO2แทนในกระบวนการทำความเย็นแบบอัดไอนอกจากประสิทธิภาพของตัวอุปกรณ์แล้ว การใช้พลังงานของระบบปรับอากาศสามารถลดลงได้โดยการควบคุมการทำงานของระบบให้เป็นไปอย่างเหมาะสม งานวิจัยในส่วนนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนากระบวนการวิเคราะห์สมรรถนะการทำความเย็นภายใต้ภาระการทำความเย็นและสภาวะแวดล้อมต่างๆและควบคุมการเดินเครื่องจักรและอุปกรณ์ทั้งหมดในระบบ32

การวิจัยลักษณะนี้โดยมากพึ่งเครื่องมือวิเคราะห์ เช่น โปรแกรมจำลองด้านพลังงานอาคาร(<strong>Energy</strong>Plus, TRNSYS) และออพติไมเซชั่นเทคนิค (Genetic Algorithm, the Particle Swarm Algorithmand the Sequential Search algorithm) เพื่อให้เห็นสภาวะต่างๆ ที่เกิดขึ้นตลอดทั้งปีระบบปรับและระบายอากาศระบบปรับอากาศในอาคารมีมากมายหลายลักษณะ อย่างไรก็ตาม อาจจำแนกระบบปรับอากาศเป็น2 กลุ่มคือ ระบบปรับอากาศแบบปกติ (Conventional air-conditionsystem) และระบบปรับอากาศทางเลือก (Alternative air-conditionsystem)ระบบปรับอากาศแบบปกติ (Conventional air-conditionsystem)ระบบปรับอากาศปกติในที่นี้หมายถึงระบบปรับอากาศที่ทำงานด้วยไฟฟ้า (Electrically operatedsystem)กระบวนการทำความเย็นเป็นกระบวนการแบบอัดไอ (Vapor compression system) และการถ่ายโอนความร้อนออกจากอาคารอาศัยการพาความร้อนโดยอากาศเย็น (Cooled air) ที่หมุนเวียนโดยเครื่องส่งลมเย็น (Air handling unit)การวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงขั้นตอนย่อยๆในกระบวนการทำความเย็นเพื่อให้สมรรถนะการทำความเย็นทั้งหมดดีขึ้นโดยใช้เทคนิคและด้วยอุปกรณ์ต่างๆ เช่นการเพิ่มสมรรถนะในกระบวนการอัดไอ (Vapor compression process) ได้แก่ การใช้คอมเพรสเซอร์แบบหลายชั้นพร้อมอินเตอร์คูลลิ่งสารทำความเย็น (Multistage compressors with inter-cooling ofrefrigerant)เพื่อทำให้ความต้องการใช้พลังไฟฟ้าลดลงการเพิ่มสมรรถนะการระบายความร้อน (Heat rejection process) ของคอนเดนเซอร์ ได้แก่การเพิ่มพื้นที่ระบายความร้อน (Condenser heat transfer surface) และการลดอุณหภูมิคอนเดนเซอร์(Condensing temperature) โดยใช้น้ำช่วยหรือระบายความร้อนแทนอากาศการใช้สารทำความเย็นที่อื่นๆเช่น CO2แทนในกระบวนการทำความเย็นแบบอัดไอนอกจากประสิทธิภาพของตัวอุปกรณ์แล้ว การใช้พลังงานของระบบปรับอากาศสามารถลดลงได้โดยการควบคุมการทำงานของระบบให้เป็นไปอย่างเหมาะสม งานวิจัยในส่วนนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนากระบวนการวิเคราะห์สมรรถนะการทำความเย็นภายใต้ภาระการทำความเย็นและสภาวะแวดล้อมต่างๆและควบคุมการเดินเครื่องจักรและอุปกรณ์ทั้งหมดในระบบ32

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!