ฮีตปั๊ม: ขั้นตอนการทำโครงการ
ก่อนที่จะเริ่มขั้นตอนการทำโครงการฮีตปั๊มจะต้องทราบข้อมูลเกี่ยวกับฮีตปั๊มซึ่งมีหลักการทำงานหลายแบบ แบบที่ใช้ง่ายและมากที่สุดคือแบบเชิงกลซึ่งใช้คอมเพรสเซอร์ส่งสารทำความเย็นเช่นเดียวกับเครื่องปรับอากาศ อุณหภูมิสูงสุดที่ทำได้ประมาณ 75oc ขึ้นกับชนิดของคอมเพรสเซอร์ ประสิทธิภาพการทำงานขี้นกับอุฌหภูมิที่นำความร้อนไปใช้และอุณหภูมิแหล่งความร้อนที่ดึงมาใช้ ทำให้ได้ตวามเย็นเป็นผลพลอยได้โดยไม่จำกัดอุณหภูมิถ้าไม่มีผลกระทบกับการทำงานของเครื่อง
ประเภทของฮีตปั๊ม
- ฮีตปั๊มทำน้ำร้อนจากอากาศ (Air to water heat pump) ใช้อากาศเป็นแหล่งความร้อน เพื่อใช้ทำน้ำร้อน
- ฮีตปั๊มทำน้ำร้อนจากน้ำ (Water to water heat pump) ใช้น้ำวงจรหนึ่งเป็นแหล่งความร้อน เพื่อใช้ทำน้ำร้อนให้อีกวงจรหนึ่ง
- ฮีตปั๊มทำอากาศร้อนจากอากาศ (Air to air heat pump) ใช้อากาศวงจรหนึ่งเป็นแหล่งความร้อน เพื่อใช้ทำอากาศร้อนให้อีกวงจรหนึ่ง
การใช้ฮีตปั๊ม มี 2 ลักษณะ
- ฮีตปั๊มทำงานตามภาระความร้อน (ปรับการทำงานของฮีตปั๊มตามภาระ) ฮีตป็มต้องสร้างพิเศษให้สามารถปรับการทำงานได้อัตโนมัติ
ข้อดี ข้อเสีย
ได้ความร้อนตามความต้องการ ใช้เครื่องใหญ่สำหรับความต้องการสูงสุดจึงลงทุนสูง
ค่าความต้องการไฟฟ้าสูง
ระบบควบคุมซับซ้อนขึ้น
- ใช้ฮีตปั๊มสะสมความร้อน (Heat Storage)
ข้อดี ข้อเสีย
ใช้เครื่องเล็กทำความร้อนเก็บสำหรับใช้ตลอดวัน ใช้อุปกรณ์เก็บความร้อน(ถังเก็บน้ำร้อน)ขนาดใหญ่
ค่าความต้องการไฟฟ้าน้อยกว่าราคาเครื่องต่ำกว่า มีความร้อนสูญเสียมากขึ้น(จากถังเก็บความร้อน)
ระบบควบคุมไม่ซับซ้อน
สมการคำนวณการทำงาน
COP ฮีตปั๊ม = COP cooling + 1
ขนาดของฮีตปั๊ม = Heat required / จำนวนฮีตปั๊ม
ค่าพลังงานของฮีตปั๊ม = Heat required / COP ฮีตปั๊ม x ค่าไฟฟ้า
ความเย็นจากฮีตปั๊ม = Heat required / COPฮีตปั๊ม x COP cooling
ค่าพลังงานความเย็นที่ได้ = ความเย็นฮีตปั๊ม / COP เครื่องเย็นที่ใช้ x ค่าไฟฟ้า
ขั้นตอนการทำโครงการ
1. ทำความเข้าใจกระบวนการทำงานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับความร้อน
2. รวบรวมข้อมูล
3. วางแนวทางการใช้ฮีตปั๊มที่ไม่มีผลกระทบต่อการใช้
4. วิเคราะห์แนวทางที่ให้ผลตอบแทนที่ดีที่สุด
5. วางแผนการทำงาน ระยะเวลา เงินทุน และอื่นๆ
6. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานก่อนทำโครงการ
7. ติดตั้งและทดสอบการทำงาน
8. Measurement and verification.
ขั้นตอนที่ 1. ทำความเข้าใจกระบวนการทำงานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับความร้อน
ต้องเข้าใจกระบวนการทำงานที่เกี่ยวกับ ความร้อนที่ใช้ในแต่ละกระบวนการใช้อะไรเป็นตัวกลาง อุณหภูมิเท่าไร ช่วงเวลาที่ใช้ และอื่นๆ แหล่งความร้อนหรืองานที่ต้องระบายความร้อน ตัวกลาง อุณหภูมิ ช่วงเวลาที่ใช้ และอื่นๆ เพื่อหาความเป็นไปได้ในการใช้ฮีตปั๊มเพื่อทำความร้อนให้กระบวนการที่ใช้อยู่และในขณะเดียวถ้าสามารถใช้ด้านความเย็นของฮีตปั๊มได้ด้วยก็จะเป็นผลดีกับโครงการมากที่สุด
ขั้นตอนที่ 2. รวบรวมข้อมูล
เมื่อเข้าใจการทำงานชองกระบวนการต่างๆแล้ว จะต้องรวบรวมข้อมูลขั้นต้น ซึ่งอาจได้จากการสอบถาม ข้อมูลที่ได้จากการบันทึกหรือการประเมินของผู้ปฏิบัติงาน บัญชีจัดซื้อ และอื่นๆ
ข้อมูลการใช้ความร้อนได้แก่ ตัวกลาง อุณหภูมิ ช่วงเวลาที่ใช้ ปริมาณที่ใช้ และอื่นๆ
ขั้นตอนที่ 3. วางแนวทางการใช้ฮีตปั๊มที่ไม่มีผลกระทบต่อการใช้
แนวทางการใช้ฮีตปั๊มในแต่ละโครงการมีได้หลายวิธี นอกจากจะใช้ทดแทนความร้อนโดยตรงแล้ว เมื่อโครงการใช้อุณหภูมิสูงกว่าขอบเขตความสามารถของฮีตปั๊ม(75oc) สามารถใช้ฮีตปั๊มเพื่ออุ่น(preheat)ซึ่งเป็นการลดการใช้เชื้อเพลิงหลักลง การใช้ด้านความเย็นก็เช่นเดียวกัน
การใช้ฮีตปั๊มให้ความร้อนเมื่อใช้ร่วมกันกับระบบอึ่นจะต้องให้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพราะการทำงานของระบบหนึ่งอาจรบกวนการทำงานของอีกระบบหนึ่งได้
ระบบจะต้องมีความมั่นคง สามารถปรับการทำงานได้ตามต้องการหรือเป็นระบบสะสมความร้อน สามารถใช้ระบบความร้อนเดิมได้ถ้าฮีตปั๊มมีปัญหา และอาจต้องระบายความร้อนหรือความเย็นทิ้งเมื่อความต้องการของโครงการเปลี่ยนแปลง
ขั้นตอนที่ 4. วิเคราะห์แนวทางที่ให้ผลตอบแทนที่ดีที่สุด
คำนวณระยะเวลาคืนทุนจากข้อมูลขั้นต้นของแนวทางการใช้ฮีตปั๊มทุกๆความเป็นไปได้ แนวทางที่นำมาวิเคราะห์จะต้องไม่มีผลกระทบต่อการใช้
เพื่อให้ระยะเวลาคืนทุนเร็วที่สุด โครงการฮีตปั๊มใช้ความร้อนและความเย็นได้พร้อมกันและมีความต่อเนื่อง ออกแบบให้ฮีตปั๊มมีขนาดเล็กที่สุดเพื่อให้เงินลงทุนน้อยที่สุด ข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์ขั้นต้นมีดังนี้
- ราคาโครงการฮีตปั๊มสำหรับการประเมินโครงการใช้ 25,000 บาท/กิโลวัตต์ความร้อน
- อายุของฮีตปั๊ม15 ปี
- ควรเตรียมการติดตั้งให้สามารถติดตั้งฮีตปั๊มเพิ่มสำหรับ redundant หรือ stand-by ภายหลัง
- ต้องการวงจรแลกเปลี่ยนความร้อนหรือไม่ อุณหภูมิเท่าใด เพื่อความทนทานของฮีตปั๊ม
- กำหนดอุณหภูมิคอยล์เย็น
- กำหนดอุณหภูมิคอยล์ร้อน
- ใช้โปรแกรม CoolPack ประเมินค่า COP
ขั้นตอนที่ 5. วางแผนการทำงาน ระยะเวลา เงินทุน และอื่นๆ
หลังจากที่เลือกโครงการที่ดีที่สุดแล้ว จึงวางแผนการทำงานซึงหมายถึงระยะเวลาการทำงานไม่ให้กระทบการทำงานหรือกระทบการทำงานให้น้อยที่สุด เป็นค่าใช้จ่ายทั้งหมดเท่าไร จะใช้เงินลงทุนจากที่ใด เพื่อการขออนุมัติโครงการจากผู้บริหาร จัดหาผู้รับเหมาเพื่อตรวจวัด ติดตั้งและทดสอบการทำงาน
ขั้นตอนที่ 6. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานก่อนทำโครงการ
ก่อนการติดตั้งจะต้องตรวจวัดการใช้พลังงานที่คาดว่าจะทำโครงการเพื่อใช้ยืนยันข้อมูลขั้นต้นที่ใช้วิเคราะห์โครงการและเพื่อใช้เปรียบเทียบผลการทำโครงการว่าถูกต้องตามการวิเคราะห์หรือไม่
ขั้นตอนที่ 7. ติดตั้งและทดสอบการทำงาน
ควบคุม ประสานงานเพื่อให้การติดตั้งมีคุณภาพ ควบคุมการทำงานได้สะดวก บำรุงรักษาง่าย เสร็จสิ้นตามระยะเวลา โดยที่งบประมาณอยู่ในการควบคุม อุปกรณ์ต่างๆทำงานได้ถูกต้อง ทดสอบการทำงานได้ตามข้อกำหนดของเครื่อง
การทดสอบทั่วไปคือการตรวจวัดการทำงานของฮีตปั๊มว่าทำความร้อนได้ตามความต้องการหรือไม่ ทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่เกิดปัญหาหรือไม่
ขั้นตอนที่ 8. Measurement and verification.
เป็นการตรวจวัดการทำงานตามสภาพการใช้งานจริง เพื่อครวจการประหยัดพลังงานว่าเป็นไปตามการวิเคราะห์หรือไม่ การวัดความร้อนจากฮีตปั๊มใช้วิธีการวัดตามชนิดตัวกลาง ทั้งอากาศและน้ำ ซึ่งการวัดด้านน้ำให้ความสะดวกและแม่นยำกว่า กรณีที่ต้องการความเชื่อมั่นตามเงื่อนไข เพื่อรับรองผลทดสอบการขอทุนและอื่นๆ ควรใช้ Third party ทำการทดสอบ
ส่งท้าย
การทำงานของฮีตปั๊มมีหลักเกณฑ์ตายตัวซึ่งมีข้อดีคือให้ความร้อนมากกว่าไฟฟ้าที่ใช้ และให้ความเย็นเป็นผลพลอยได้ จึงต้องศึกษาความเป็นไปได้ที่จะใช้ในกระบวนการต่างๆ ทั้งด้านความร้อนและความเย็น ศึกษาต้นทุนและผลตอบแทนจากการใช้ ระยะเวลาคุ้มทุนน้อยกว่า3ปีนั้นดีมากสาหรับการทำโครงการเพราะอายุของฮีตปั๊มมากกว่า15จึงเป็นระยะเวลาที่ได้กำไรอีกนาน อย่างไรก็ดีการลงทุนนั้นมีตัวประกอบอื่นๆที่ไม่สามารถจะคาดได้ถึงเข้ามาเกี่ยวข้อง อย่างน้อยการศึกษาทางด้านวิชาการก็ช่วยลดความเสี่ยงไปได้ส่วนหนึ่ง
Comments