การปรับอากาศเป็นการควบคุมสภาวะของอากาศให้เป็นไปตามความต้องการ และความเหมาะสมของการใช้งานอาคาร โดยปัจจัยการควบคุมประกอบด้วย อุณหภูมิ ความชื้น ความสะอาด การกระจายลม รวมไปถึงการระบายกลิ่นภายในอาคาร สำหรับประเทศไทยที่มีอากาศร้อนชื้น หน้าที่ของเครื่องปรับอากาศจึงเป็นการทำความเย็นภายในอาคาร ด้วยการระบายความร้อนออกจากพื้นที่ด้วยการดึงอากาศร้อนออกไปโดยตรง หรืออาจจะเป็นการหมุนเวียนอากาศภายในผ่านคอยล์เย็นและสารทำความเย็น เพื่อขนถ่ายความร้อนจากในห้องออกไป
เราได้ทำความรู้จักกับระบบทำความเย็นไปแล้วว่าทำงานอย่างไร สำหรับบทความนี้จะเป็นการพูดถึงระบบปรับอากาศ ที่นำเอาระบบทำความเย็นมาประยุกต์ใช้สำหรับอาคาร ห้างสรรพสินค้า หรือโรงงานขนาดใหญ่ ที่ต้องใช้ระบบทำความเย็นเพื่อการให้ความเย็นในพื้นที่ขนาดใหญ่
ระบบปรับอากาศในอาคารคืออะไร
ระบบปรับอากาศ HVAC ย่อมาจาก Heating, Ventilation, and Air-conditioning ซึ่งเป็นระบบความร้อน ความเย็น และการระบายอากาศ โดยเป็นระบบปรับอากาศขนาดใหญ่กว่าการติดตั้งแอร์บ้านทั่วไป ทำให้มีศักยภาพในการถ่ายเทอากาศเพื่อให้มีคุณภาพอากาศที่ดีขึ้น ระบบนี้จึงเหมาะสำหรับอาคารสำนักงาน ห้างสรรพสินค้า บ้านตั้งแต่ 2 ชั้นขึ้นไป ไปจนถึงอาคารอุตสาหกรรมที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นเพื่อการผลิตสินค้า
ระบบปรับอากาศ HVAC แตกต่างอย่างไรกับเครื่องปรับอากาศปกติ
โดยทั่วไปการติดตั้งเครื่องปรับอากาศหรือแอร์ก็ช่วยให้ความเย็นได้ แต่เหมาะสำหรับพื้นที่ขนาดเล็กถึงขนาดกลางมากกว่า แต่สำหรับระบบปรับอากาศแบบ HVAC จะช่วยทำความเย็นในพื้นที่ขนาดใหญ่ โดยมีศักยภาพในการปรับปรุงอากาศให้มีคุณภาพดีอยู่เสมอ พร้อมทั้งการระบายอากาศที่ลดการเจือปนของกลิ่นเหม็นและความดันอากาศให้เป็นปกติ
นอกจากนี้แล้วระบบปรับอากาศยังช่วยในการควบคุมความชื้น ลดฝุ่นละอองจากภายนอกที่จะเข้ามาสู่ภายในอาคาร รวมถึงควบคุมการเคลื่อนไหวของอากาศภายในห้องให้เป็นปกติ เพื่อความเหมาะสมกับการใช้งานของอาคาร
ระบบการจ่ายลมเย็นของระบบปรับอากาศ (Ventilation)
ส่วนสำคัญของ ระบบปรับอากาศ HVAC ที่นอกจากระบบการทำความเย็น (Air-conditioning) แล้ว ระบบหมุนเวียนอากาศ (Ventilation) ก็เป็นอีกระบบหนึ่งที่ควบคุมคุณภาพของอากาศให้เป็นไปตามที่ต้องการได้ ซึ่งระบบหมุนเวียนอากาศแบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ
1. ระบบหมุนเวียนอากาศสำหรับระบบปรับอากาศแบบไม่มีท่อส่งลม
ระบบนี้ใช้เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนในพื้นที่ปรับอากาศ โดยอากาศในพื้นที่จะถูกพัดลมดูดหมุนเวียนไปยังคอยล์เย็นแล้วส่งกลับไปที่ห้องปรับอากาศอีกครั้ง มีการระบายอากาศโดยพัดลมดูดอากาศที่ทำหน้าที่ดูดอากาศออกไปทิ้งยังภายนอก และเติมอากาศใหม่โดยอาศัยการแทรกซึมของอากาศตามช่องลม ขอบหน้าต่าง หรือขอบใต้ประตู
2. ระบบหมุนเวียนอากาศสำหรับระบบปรับอากาศแบบมีท่อส่งลม
ระบบปรับอากาศที่ใช้ท่อส่งลมเย็นมักเป็นระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ โดยอากาศในพื้นที่ที่ต้องการปรับอากาศจะถูกพัดลมดูดหมุนเวียนอากาศกลับไปที่คอยล์เย็นผ่านทางท่อลม ซึ่งในขณะที่หมุนเวียนอากาศอยู่ก็จะมีการเติมอากาศใหม่จากภายนอกเข้าไปเพื่อช่วยเพิ่มคุณภาพของอากาศ และส่งกลับไปยังพื้นที่ปรับอากาศ
การควบคุมคุณภาพอากาศ
คุณภาพของอากาศจะถูกพิจารณาโดยระดับความบริสุทธิ์ของอากาศ ซึ่งแบ่งคุณภาพอากาศออกเป็นหลายระดับ โดยมีผลต่อทั้งภาวะการปรับอากาศและสุขภาพของมนุษย์ และอากาศที่มีคุณภาพต่ำนั้นจะประกอบไปด้วยสิ่งเจือปน เช่น ควันบุหรี่ ฝุ่นละออง ก๊าซพิษ ดังนั้นการปรับปรุงคุณภาพอากาศให้ดีขึ้นควรติดตั้งเครื่องดักจับหรือเจือจางสิ่งเจือปนต่างๆ เพื่อกรอกให้อากาศมีความสะอาดมากยิ่งขึ้น และแทนที่ด้วยอากาศบริสุทธิ์จากภายนอก
ระบบปรับอากาศจะมีปริมาณลมหมุนเวียนทั่วไปอยู่ในช่วง 12-15 เท่า ของปริมาตรห้องต่อชั่วโมง และปริมาณอากาศบริสุทธิ์ที่เข้ามาผสมอยู่ที่ 10-15% ของปริมาณลมหมุนเวียน โดยขึ้นอยู่กับลักษณะของสถานที่และความหนาแน่นของคน นอกจากการนำอากาศบริสุทธิ์เข้ามาแล้ว ยังมีการระบายอากาศเสียทิ้งทั้งจากห้องน้ำ ห้องครัว ห้องสูบบุหรี่ และห้องเก็บของ รวมถึงมีการรักษาความดันอากาศให้เหมาะสม โดยจะปรับความดันภายในห้องให้สูงกว่าภายนอก เพื่อเป็นการป้องกันไรฝุ่นและความชื้นเข้าไปภายในห้องหรืออาคารโดยง่าย
การควบคุมคุณภาพอากาศยังมีการกรองอากาศโดยแผงกรองอากาศ (Air Filter) ซึ่งมีอยู่ทั่วไปตามระบบปรับอากาศ โดยแผงกรองอากาศนี้จะอยู่ที่คอยล์เย็น (FCU) หรือเครื่องส่งลมเย็น (AHU) เพื่อทำหน้าที่กรองฝุ่นละอองในอากาศ เพื่อให้อากาศมีคุณภาพดีมากยิ่งขึ้น
ระบบปรับอากาศกับการควบคุมความชื้น
ความชื้นเป็นเรื่องที่น่ากังวลของระบบการควบคุมอาคารรวมไปถึงตัวเจ้าของอาคารด้วย เนื่องจากความชื้นของอากาศภายในอาคารทำให้เชื้อราและราน้ำค้างแพร่กระจาย ส่งผลเสียทำให้อากาศภายในอาคารเป็นมลพิษรวมถึงทำให้อุปกรณ์ เครื่องใช้ภายในอาคารเสียหายได้
จึงมีการแก้ปัญหารูปแบบเก่าเพื่อลดความชื้นภายในอาคารลงด้วย ฮีตเตอร์ไฟฟ้า (Electric heater) ที่ทำงานเมื่อความชื้นภายในอาคารถึงจุดที่ตั้งค่าเอาไว้ ระบบฮีตเตอร์จะเปิดขึ้นเพื่อลดความชื้นลง ซึ่งระบบนี้มีข้อเสียคือจะทำให้เครื่องปรับอากาศทำงานหนักขึ้นและมีการลดความชื้นลงมากจนเกินการควบคุมได้
วิธีลดความชื้นภายในอาคารที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคือ การใช้ความร้อนที่เหลือจากกระบวนการทำความเย็น (Refrigeration cycle) แทนที่จะปล่อยความร้อนที่เหลือเหล่านั้นออกไปสู่ภายนอก ก็นำมาเข้าสู่กระบวนการควบคุมความชื้นภายในอาคารแทนการทำงานของฮีตเตอร์ไฟฟ้า
ความร้อนที่หลงเหลือจากกระบวนการทำความเย็น รูปแบบแรกมาจากสารทำความเย็นในช่วงที่เป็นไอและมีความร้อนสูงวิ่งเข้าสู่คอยล์เย็น ทำให้ความร้อนถูกดูดออกมาจากไอสารทำความเย็น ความร้อนที่ถูกดูดออกมาจะกลับไปทำความร้อนแทนที่การทำงานของฮีตเตอร์ไฟฟ้าเพื่อลดความชื้นในอาคารลง แต่ก็ยังมีข้อเสียในเรื่องระบบปรับอากาศที่ถูกความร้อนรบกวนจนต้องทำงานหนัก แต่ได้ผลการลดความชื้นภายในอาคารได้ดีกว่า
ความร้อนอีกรูปแบบหนึ่งมาจากการทำงานของ ท่อความร้อน (Heat pipe) ที่อาศัยหลักการถ่ายเทความร้อนของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสารทำความเย็นในระบบทำความเย็น ทำให้ได้ความร้อนขึ้นมาใช้สำหรับการกำจัดความชื้นภายในอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สรุป
การเลือกระบบปรับอากาศให้เหมาะสมกับการใช้งาน เป็นทางเลือกของการช่วยประหยัดพลังงาน โดยเฉพาะในอาคารขนาดใหญ่ ห้างสรรพสินค้า ไปจนถึงโรงงานที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมสำหรับรักษามาตรฐานการผลิต ระบบปรับอากาศ HVAC ตอบโจทย์กว่าที่นอกจากเรื่องการปรับอากาศ ยังช่วยในการรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้คงที่ ไปจนถึงระบบกำจัดความชื้นที่จะก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ ตามมาภายหลัง
ถ้าหากว่าคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมในเรื่องระบบการทำความเย็นสำหรับอาคาร หรือธุรกิจของคุณ คุณสามารถติดต่อเราได้ที่นี่ เรามีผู้เชี่ยวชาญที่พร้อมให้คำปรึกษากับคุณได้อย่างเต็มที่
ติดตาม Harn Engineering Solutions
เรามีบทความดีๆ และเต็มเปี่ยมไปด้วยคุณภาพ ส่งตรงถึงอีเมลคุณทุกสัปดาห์
