บทที่ 8...

คมอฝกอบรม การประเมนศกยภาพการอนรกษพลงงาน

บทท 8 หอผงนา

หนา 8-1


8.1 องคประกอบของระบบ

หอผงนา เปนสวนหนงของระบบทาความเยนทระบายความรอนดวยนา ทาหนาทระบายความรอนใหกบนาท

ใชหลอเยนคอนเดนเซอร หอผงนาหลอเยนทมประสทธภาพสง จะทาใหอณหภมควบแนนของสารทาความเยนตาลง ม

ผลตอการประหยดพลงงานในระบบทาความเยน และความสามารถในการทาความเยนสงขน นบไดวา หอผงนาหลอ

เยนเปน อปกรณทสาคญในการทางานของระบบทาความเยน โดยสามารถแยกไดเปนประเภท 2 ประเภท ไดดงน

8.1.1 นาและอากาศไหลสวนกน (Counter Flow)

หอผงนาชนดนจะปลอยนาทอณหภมสงไหลลงมาจากดานบน และดดอากาศเขาทางดานลาง ทาใหนาและ

อากาศไหลสวนทางกน ดงรป

รปท 8.1 หอผงนา แบบนาและอากาศไหลสวนทาง (Counter Flow)

รปท 8.2 ลกษณะการถายเทความรอน แบบนาและอากาศไหลสวนทาง (Counter Flow)



หนา 8-2

8.1.2 นาและอากาศไหลแบบตงฉากกน (Cross Flow)

หอผงนาชนดนจะปลอยนาอณหภมสงไหลลงมาจากดานบน และดดอากาศเขาจากดานขางทาใหนาและ

อากาศไหลตงฉากน ดงรป

รปท 8.3 หอผงนา แบบนาและอากาศไหลแบบตงฉากกน (Cross Flow)

รปท 8.4 ลกษณะการถายเทความรอน แบบนาและอากาศไหลแบบตงฉากกน (Cross Flow)



หนา 8-3

องคประกอบของหอผงนา ประกอบดวย

1. ตวถง (Casing) ทาหนาท เปนโครงสรางของ หอผงนา

2. แผงรงผง (Filling) ทาหนาท กระจายนารอนใหละเอยด เพอประโยชนในการถายเทความรอน

3. ถาดนารอนบน (Hot Water Basin) ทาหนาท รบนารอนจากระบบเพอกระจายลงบนแผงรงผง

4. พดลม (Fan) ทาหนาท ดดอากาศรอบๆ หอผงนาเพอแลกเปลยนความรอนระหวาง อากาศกบนารอน

5. ถาดนาเยนลาง (Cold Water Basin) ทาหนาท รบนาทผานการระบายความรอน จากแผงรงผง

6. ชองอากาศเขา (Air in let) ทาหนาท เปนชองทางเขาของอากาศเขาส แผงรงผงเพอแลกเปลยนความรอนกบนา

7. ชองอากาศออก (Air out let) ทาหนาท เปนชองทางระบายอากาศ ทผานการแลกเปลยนความรอนแลว

8.2 นยามประสทธภาพหรอสมรรถนะ

8.2.1 อณหภมกระเปาะเปยก (Wet bulb Temperature) คออณหภมท อากาศมปรมาณไอนาอมตว ท

ความชน 100 % RH

8.2.2 อณหภมกระเปาะแหง (Dry bulb Temperature) หมายถง คาอณหภมทสภาวะปกต

8.2.3 ประสทธภาพการแลกเปลยนความรอน )( CT หมายถง อตราสวนระหวางผลตางของนาเขาและออกจาก

หอผงนา กบผลตางระหวางอณหภมนาเขาหอผงนาและอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศ

100

wbWin

WoutWinCT

TT

TT

โดยท

CT = ประสทธภาพการแลกเปลยนความรอน (%)

WinT = อณหภมนาเขา (oC / oF)

WoutT = อณหภมนาออก (oC / oF)

wbT = อณหภมกระเปาะเปยก (oC / oF)



หนา 8-4

8.3 กฎหมายทเกยวของ

ปจจบนไมมกฎหมายเกยวกบการสารวจ ตรวจวด หรอวเคราะหประสทธภาพหรอสมรรถนะ

8.4 แนวทางการสารวจและการเกบขอมลวเคราะหประสทธภาพ

เครองมอหรอมาตรวดทตองใชในการตรวจวดและวเคราะหหาประสทธภาพ

- เครองมอวดอณหภมและความชนสมพนธของอากาศ

- เครองมอวดอณหภมนา

- Psychometric Chart ทระดบความดนบรรยากาศ 101.3 kPa. หรอ โปรแกรมในการชวยคานวณหา

อณหภมกระเปาะเปยก

8.4.1 การตรวจวดและวเคราะห

1. ตรวจวดคาอณหภมนาเขาหอผงนา (TWin) บรเวณถาดบนของหอผงนาในหนวยของ oC หรอ oF

2. ตรวจวดคาอณหภมนาออกหอผงนา (TWout) บรเวณถาดลางของหอผงนาในหนวยของ oC หรอ oF

3. ตรวจวดคาอณหภมและความชนสมพนธของอากาศบรเวณทอากาศเขาหอผงนา

4. นาคาอณหภมและความชนสมพนธของอากาศในขอ 3 หาคาอณหภมกระเปาะเปยก (Twb) ใน

Psychrometric Chart โดยมขนตอนการหา ดงน

- นาคาอณหภมและความชนของอากาศไป Plot ลงบน Psychrometric Chart โดยเรมจากนาคา

อณหภมอากาศทวดไดจากขอ 3 ลากเสนขนไปในแนวดง ไปตดกบเสนความชนสมพนธทวดได (จากขอ 3) แลว

ลากเฉยงขนไปใหขนานกบเสนอณหภมกระเปาะเปยกแลวอานคา ตวอยางเชน อณหภมกระเปาะแหง 33.0 oC

ความชนสมพนธ 50.0 % จะสามารถหาอณหภมกระเปาะเปยกเทากบ 24.5 oC ดงรป 8.5

5. นาคาทไดจากการตรวจวดและ Psychrometric Chart มาคานวณหาประสทธภาพหอผงนา

ดงสมการตอไปน

100

wbWin

WoutWinCT

TT

TT



หนา 8-5

รปท 8.5 แผนภมไซโครเมตรก (Psychrometric Chart)

33.0 oC

50 %

24.5 oC



หนา 8-6

ตวอยางตารางเกบขอมลและวเคราะห

หนวย สญลกษณ No. …….. แหลงทมา

- -

- -

- - ขอมล เปด-ปด

- - ปทตดตง

- - Name Plate

- - Name Plate

- - ชวงเวลาการบ ารงรกษา

คาพกด Cooling Capacity TR - Name Plate

จ านวนพดลม ชด - Name Plate

ก าลงไฟฟาของพดลม kW - Name Plate

อตราการไหลของน า L/min - Name Plate

อตราการไหลของลม m3/min - Name Plate

อณหภมน าเขา oF - Name Plate

อณหภมน าออก oF - Name Plate

อณหภมอากาศเขา WB oF - Name Plate

ประสทธภาพการแลกเปลยนความรอน % - Name Plate

คาการตรวจวด อณหภมอากาศเขา oF Tain ตรวจวด

ความชนอากาศเขา %RH RHain ตรวจวด

อณหภม Ambient oF AT ตรวจวด

ความชน Ambient %RH ARH ตรวจวด

อณหภมกระเปาะเปยก Ambient oF TWb ค านวณ หรอ Psychrometric Chart

ความเรวลม m/s V ตรวจวด

พนทหนาตดพดลม m2 A ตรวจวด

อตราการไหลน าหลอเยน L/min F ตรวจวด

อณหภมน าเขา oF TWin ตรวจวด

อณหภมน าออก oF TWout ตรวจวด

TC Ton Qc Qc=Fc x (TWin - TWout) / 24

ไฟฟา V Volt V ตรวจวด

A1 Amp I1 ตรวจวด



kW kW W ตรวจวด

P.F. - PF ตรวจวด

%

ยหอ

รน/ประเภท (Cross Flow , Counter Flow)

ลกษณะ/ระยะการบ ารงรกษา

ประสทธภาพการแลกเปลยนความรอน

หมายเหต

ปทตดตงใชงาน

ตารางการตรวจวด Cooling Tower

รายการ

หมายเลขเครอง

สถานทใชงาน

เวลาเปดใชงาน

CT )/()( wbWinWoutWinCT TTTT



หนา 8-7

8.5 ตวอยางการวเคราะหประสทธภาพการใชพลงงาน

ตวอยางท 1 : หอผงนาขนาด 600 Ton แบบ Counter Flow มคาพกดและคาตรวจวด ดงตอไปน

Name CT-02 Data Maker Liangchi

Model 600 RT

Cooling Capacity 2,340,000 kcal/hr

Water Flow Rate 7,500 lpm

Air Flow Rate 3,750 m3/min

Water Temp Inlet 37.8 oC

Water Temp Outlet 32.2 oC

Wet Bulb Temp 28.3 oC

Thermal Transfer Eff. 58.9%

Fan Motor 15 hp Audit 15-07-2009 @ 14.00 น.

Air Flow Rate 2,562 m3/min

Water Temp Inlet 36.7 oC

Water Temp Outlet 32.7 oC

Inlet Air Temp 32.3 oC

%RH 77.9 %

Fan Motor 11.2 kW

การคานวณหาคาอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศ ดวย Psychrometric Chart 1. คาอณหภมอากาศ เทากบ 32.3 ºC / 77.9% RH 2. ลากเสนบนแผนภม อณหภม 32.3 ºC ขนไปในแนวดง จนตดกบคาความชนสมพนธ 77.9 %

RH ขดเสนในแนวเฉยงขนไปจนตดกบเสนไอนาอมตว 3. อานคาอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศ ไดเทากบ 29.0 ºC 4. คานวณหาคาประสทธภาพการแลกเปลยนความรอน

จากสมการ

100

wbWin

WoutWinCT

TT

TT

1006.287.36

7.327.36

CT

4.49CT %



หนา 8-8

รปท 8.6 รปภาพแสดงการหาคาอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศ



หนา 8-9

8.6 ตวอยางมาตรการทประสบความสาเรจ

ตวอยางท 1 : การปรบปรงประสทธภาพเครองทานาเยนโดยการลดอณหภมนาหลอเยน

ความเปนมาและลกษณะการใชงาน

ในกระบวนการ Evaporation มการดงนาหลอเยนบางสวนจากระบบทานาเยน (จากหอผงนา) มาใชในการ

หลอเยนกบผลตภณฑกอนจะปลอยกลบเขาสหอผงนาเพอลดอณหภมแลวนากลบมาใชใหมอกครงดงรป

รปท 8.7 ระบบหลอเยนทใชงานในสวนของเครองทานาเยนและสวนของ Evaporation (กอนปรบปรง)

ปญหาของอปกรณ/ระบบกอนปรบปรง จากสภาพการทางานของระบบหลอเยนในลกษณะดงกลาว ทางโรงงานพบวาอณหภมของนาหลอเยนหลง

ผานกระบวนการ Evaporation มาแลวนน จะมอณหภมทสงขนประมาณ 45oC ซงเมอนากลบมาผสมกบนาหลอเยน

ในระบบทานาเยนแลว จะมผลทาใหอณหภมของนาหลอเยนของทงระบบโดยรวมสงขน นนคออณหภมของนาหลอ

เยนในสวนทนาไประบายความรอนในเครองทานาเยนกจะสงขนเชนกน (ประมาณ 37oC) ทาใหเครองทานาเยนมการ

ใชพลงงานไฟฟาตอหนวยความเยนทเพมขน

นอกจากน นาหลอเยนทออกจากกระบวนการ Evaporation นนมสวนผสมของสาร Aroma ปะปนมาดวย

ทาใหเกดผลกระทบตอคณภาพนาหลอเยน ความสะอาดของชดคอนเดนเซอร และหอผงนา ซงเปนเหตให

ความสามารถในการระบายความรอนของระบบมปญหาเกดขนจนกระทงเกดการนอคของเครองทานาเยนตามมาและ

สงผลกระทบตอระบบปรบอากาศและสวนของการผลต โดยในกรณดงกลาวนทางโรงงานจะทาการ Bypass นาหลอ

เยนในสวนนทงออกไปทนท และทาการลางทาความสะอาดชดคอนเดนเซอรและหอผงนาใหกลบมาเปนปกต จากนน



หนา 8-10

จงคอยเปดนานาหลอเยนสวนททงนกลบมาใชใหมอกครง (เนองจากนาหลอเยนทปลอยทงมปรมาณคอนขางมาก

ดงนนทางโรงงานจงกลวในเรองของคาใชจายดานนาประปาทเกดขนหากตองปลอยทงออกไปทงหมด)

รปท 8.8 อณหภมนาหลอเยนกอนเขาเครองทานาเยน (กอนปรบปรง)

แนวคดและขนตอนการดาเนนการ

เพอแกไขปญหาดงกลาว ทางโรงงานไดมแนวทางในการปรบปรงระบบทอนาหลอเยนใหมโดยการแยกวงจร

นาหลอเยนในสวนของเครองทานาเยนและ Evaporation ออกจากกน (ดงรป ) ทงนในสวนของ Evaporation นน

จะตองเพมเตม (ตดตงเพม) ในสวนของหอผงนาสาหรบใชระบายความรอนนาหลอเยนทหมนเวยนในกระบวนการดวย

สภาพหลงปรบปรง

ภายหลงการปรบปรงพบวาอณหภมของนาหลอเยนในสวนทใชกบเครองทานาเยนนนมคาลดลงจาก 37oC

เหลอเพยง 32oC และชวยใหเกดการประหยดพลงงานในสวนของเครองทานาเยน โดยดจากอณหภม /ความดนของ

สารทาความเยน นอกจากนยงเปนการแกปญหาในเรองของสาร Aroma ปะปนมาในนาอนเปนสาเหตหลกของความ

สกปรกและประสทธภาพการระบายความรอนทลดลงของระบบทานาเยนไดอกดวย



หนา 8-11

รปท 8.9 ระบบหลอเยนทใชงานในสวนของเครองทานาเยนและสวนของ Evaporation (หลงปรบปรง)

สภาพหลงปรบปรง

ภายหลงการปรบปรงพบวาอณหภมของนาหลอเยนในสวนทใชกบเครองทานาเยนนนมคาลดลงจาก 37oC

เหลอเพยง 32oC และชวยใหเกดการประหยดพลงงานในสวนของเครองทานาเยน โดยดจากอณหภม /ความดนของ

สารทาความเยน นอกจากนยงเปนการแกปญหาในเรองของสาร Aroma ปะปนมาในนาอนเปนสาเหตหลกของความ

สกปรกและประสทธภาพการระบายความรอนทลดลงของระบบทานาเยนไดอกดวย



หนา 8-12

วธการคานวณผลการอนรกษพลงงาน

จากการตรวจวดคาแรงดนนายา R-22 ของเครองทานาเยน No.1 และ No.2 ทงกอนและหลงปรบปร ง เพอ

คานวณคา COP ของระบบทาความเยนบน P-h Diagram ดวยโปรแกรม Refrigeration Utilities Version 2.84 จะ

ไดผลการวเคราะหตามตาราง

หมายเหต : 1. No.1 เปน Base Unit และ No.2 เปน Partial Unit

2. ขอมลกอนปรบปรง ณ วนท 2/11/2550

3. ขอมลหลงปรบปรง ณ วนท 15/11/2550

4. รายละเอยดการคานวณคา COP ของโปรแกรมฯดตามเอกสารทายมาตรการ

จากการตรวจวดการใชพลงงานไฟฟาของเครองทานาเยน (กอนปรบปรง)

เครองทานาเยน No.1 = 55.9 kW x 8,760 ชวโมง/ป x 80%

= 375,648 kWh/ป

เครองทานาเยน No.2 = 31.9 kW x 8,760 ชวโมง/ป x 80%

= 214.268 kWh/ป

% Safety Factor = 80%

พลงงานไฟฟาทสามารถประหยดได = (375,648 x 32.2% + 214,268 x 11.3%) x 80%

= 116,052 kWh/ป

คดเทยบเปนนามนดบได = 116,052 kWh/ป x 3.6

42,244,000

= 0.00989 ktoe/ป

คดเปนคาใชจายทประหยดได = 116,052 kWh/ป x 3.06 บาท/kWh

= 355,120 บาท/ป

เงนลงทน = 110,000 บาท

ระยะเวลาคนทน = 0.31 ป

No. %Saving

Before (psig) After (psig) Before After (COP Increase)

No.1 65 / 280 70 / 215 4.26 6.28 32.2%

No.2 65 / 225 65 / 205 5.57 6.28 11.3%

Refrigerant Pressure (Suct./Disc.) COP



หนา 8-13

ตวอยางท 2 : มาตรการ เปลยนใบพดลมของ Cooling tower เปนชนดประหยดพลงงาน

แนวคดและขนตอนดาเนนการ

Cooling tower ทใชในกระบวนการผลตของโรงงานเปน Cooling tower มขนาดใหญ ใชพลงงานไฟฟาสง

โดยใบพดของ Cooling tower ของโรงงานเดมเปนชนด Fiberglass Reinforced Vinyl Easter ซงเปนชนดทม

นาหนกคอนขางมากทาใหตองใชกาลงในการขบ (Torque) สง ทาใหสนเปลองพลงงาน ดงนนเพอใหเกดการ

ประหยดพลงงานโรงงานจงไดดาเนนการเปลยนชนดของใบพดใหมเปนชนด Fiberglass Reinforced Plastic

(FRP) ซงมนาหนกเบา รวมกบ Epoxy เพอลดแรงเสยดทาน และยงมการปรบระยะของใบพดใหเหมาะสมเพอให

ไดปรมาณลมมากขนดวย ซงมขนาดมอเตอรขบของใบพดเทากบ 160 kW

รปท 8.10 หอผงนาทดาเนนการ

รปท 8.11 แสดงการเปลยนใบพดหอผงนา



หนา 8-14

Electrical saving = 602,534 kWh/yr

Cost saving = 1,681,071 THB/yr

Total Investment = 1,000,000 THB

Payback period = 0.59 yr

บทที่ 8...

Documents

Transcript of บทที่ 8...