การใช้พลังงานในอาคารหนึ่งหลังมีการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับระบบปรับอากาศมากถึง 20% ของการใช้พลังงานทั้งหมดในอาคาร อีกทั้งยังเป็นหนึ่งในตัวการในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มาจากสารทำความเย็น เช่น สารไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs หรือ Hydrofluorocarbons) อีกด้วย
ดังนั้นในยุคนี้การออกแบบและก่อสร้างอาคารที่ประหยัดพลังงานเพื่อการการอนุรักษ์พลังงานและการดูแลสิ่งแวดล้อมจึงเป็นสิ่งที่ได้รับความสนใจอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารที่ต้องการระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็นที่สามารถรองรับการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและตอบโจทย์ในด้านการประหยัดพลังงาน
“ระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์” หรือ “District Cooling System” ถือเป็นหนึ่งในทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับอาคารขนาดใหญ่ เช่น อาคารสำนักงาน ห้างสรรพสินค้า โรงแรม และโรงพยาบาล เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการทำความเย็นสูง ประหยัดพลังงาน และช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วยนั่นเอง
ระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์ (District Cooling System) คืออะไร
ระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์ หรือ District Cooling System (DCS) เป็นระบบที่ผลิตและจ่ายพลังงานความเย็นจากโรงผลิตความเย็นกลาง (Centralized Cooling Plant) ไปยังอาคารหลายแห่งผ่านเครือข่ายท่อส่งน้ำเย็น ระบบนี้ใช้การผลิตน้ำเย็นในจุดเดียวและกระจายความเย็นผ่านท่อสู่พื้นที่ต่าง ๆ ทำให้อาคารที่อยู่ในเครือข่ายไม่ต้องติดตั้งเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่หรือระบบทำความเย็นภายในอาคาร ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานพลังงาน ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ลดต้นทุนและพื้นที่ติดตั้งระบบในอาคาร โดยเหมาะสำหรับอาคารประเภท อาคารสำนักงาน ศูนย์การค้า โรงแรม ศูนย์ประชุม ชุมชนเมือง สนามบิน และพื้นที่ที่มีการใช้งานร่วมกันสูง
ส่วนประกอบหลักของระบบ District Cooling
ส่วนประกอบหลักของระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์มีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้
- Central Chiller Plant : โรงผลิตความเย็นส่วนกลางหรือศูนย์กลางการผลิตน้ำเย็นที่มีอุปกรณ์ควบคุมการผลิตและการจัดการพลังงาน โดยระบบนี้ใช้เครื่องทำความเย็น (Chiller) ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตน้ำเย็น จากนั้นน้ำเย็นจะถูกสูบส่งผ่านท่อไปยังพื้นที่ต่าง ๆ ผ่าน Distribution Network
- Distribution Network : เครือข่ายระบบจ่ายความเย็น หรือเครือข่ายท่อส่งน้ำเย็นและน้ำอุ่นที่เชื่อมโยงระหว่างโรงผลิตความเย็นส่วนกลาง (Central Chiller Plant) ไปยัง User Station ในแต่ละพื้นที่ที่ต้องการใช้งานและอาคาร โดยระบบนี้รวมถึงท่อส่งน้ำเย็น ปั๊มน้ำ วาล์วควบคุม และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้ในการจัดการและควบคุมการกระจายของน้ำเย็นให้มีประสิทธิภาพ
- User Station : จุดเชื่อมต่อระบบน้ำเย็นที่ผลิตจาก Central Chiller Plant กับอาคาร ช่วยปรับระดับความเย็นให้เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งอาจรวมถึงอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เครื่องพัดลมคอยล์ (Fan Coil Unit) และ AHU (Air Handling Unit) ที่ใช้ควบคุมการกระจายอากาศในอาคาร
หลักการทำงานของระบบ District Cooling
ระบบ District Cooling มีหลักการทำงานดังนี้
- โรงผลิตความเย็น (District Cooling Plant) : กระบวนการเริ่มต้นที่โรงผลิตความเย็น ซึ่งใช้อุปกรณ์หลัก เช่น Chillers ในการลดอุณหภูมิของน้ำ โดยอาจใช้พลังงานไฟฟ้าหรือระบบดูดซับความร้อน (Absorption Cooling) เพื่อนำพลังงานส่วนเกินมาผลิตน้ำเย็น
- เครือข่ายการกระจายน้ำเย็น (Chilled Water Distribution Network) : น้ำเย็นที่ผลิตได้ถูกส่งผ่านระบบท่อที่มีฉนวนกันความร้อน เพื่อลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งผ่านไปยังอาคารลูกค้า
- สถานีลูกค้า (Customer Buildings) : แต่ละอาคารจะมี Heat Exchanger ซึ่งทำหน้าที่ถ่ายเทความเย็นจากน้ำเย็นในเครือข่ายไปยังระบบปรับอากาศในอาคาร โดยน้ำเย็นในเครือข่ายและน้ำในระบบภายในอาคารจะไม่ผสมกัน
- การจ่ายพลังงานความเย็น (Cooling Distribution) : ระบบปรับอากาศภายในอาคารใช้น้ำเย็นจาก Heat Exchanger เพื่อลดอุณหภูมิในพื้นที่ใช้งาน
- วงจรน้ำกลับ (Return Loop) : น้ำเย็นที่ถูกใช้จนความเย็นหมดแล้วจะไหลกลับมายังโรงผลิต ผ่านระบบท่ออีกชุดหนึ่ง (Return Pipes) เพื่อนำไปลดอุณหภูมิใหม่และวนกลับมาใช้ในระบบอีกครั้ง
เพราะเหตุใดถึงควรเลือกใช้ระบบ District Cooling
เหตุผลที่ควรเลือกใช้ระบบ District Cooling สำหรับระบบปรับอากาศในอาคารเชิงพาณิชย์ที่ต้องการประหยัดพลังงาน มีความเสถียรภาพสูง และช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม มีดังนี้
- การลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิต : ระบบ Chillers มีประสิทธิภาพสูงในโรงผลิตสามารถผลิตน้ำเย็นได้ในปริมาณมากโดยใช้พลังงานน้อยลง
- การลดการสูญเสียพลังงานในกระบวนการส่งผ่าน : ระบบท่อ (Distribution Network) มีการติดตั้งฉนวนกันความร้อนคุณภาพสูง ช่วยลดการสูญเสียความเย็นระหว่างการส่งน้ำเย็นไปยังอาคาร
- การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในอาคารผู้ใช้ : อาคารแต่ละแห่งมี Heat Exchanger เพื่อถ่ายโอนความเย็น โดยช่วยลดการสูญเสียพลังงานในระบบปรับอากาศ
- การจัดการพลังงานช่วง Peak Load : การใช้ระบบกักเก็บพลังงานความเย็น (Energy Storage) ช่วยผลิตน้ำเย็นในช่วงเวลาที่มีการใช้พลังงานต่ำ และปล่อยใช้ในช่วงเวลาที่มีการใช้พลังงานสูงสุด (Peak Load)
- การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม : การรวมศูนย์การผลิตช่วยลดการใช้สารทำความเย็นที่ส่งผลต่อการทำลายชั้นโอโซน
District Cooling ตอบโจทย์การประหยัดพลังงานอย่างไร
ระบบ District Cooling สามารถตอบโจทย์ด้านการประหยัดพลังงานในอาคารได้ ดังนี้
- การลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิต : ระบบ District Cooling ช่วยลดพลังงานในกระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีประสิทธิภาพสูง เช่น Chillers และ Cooling Towers
- การลดการสูญเสียพลังงานในกระบวนการขนส่ง : District Cooling System ช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการขนส่งน้ำเย็นด้วยระบบฉนวนและปั๊มที่มีประสิทธิภาพ
- การลดการใช้พลังงานในอาคารผู้ใช้ : ระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์ช่วยลดการใช้พลังงานในอาคารผู้ใช้โดยควบคุมการจ่ายพลังงานตามความต้องการ
- การจัดการพลังงานในช่วง Peak Load : ช่วยจัดการพลังงานช่วง Peak Load ด้วยระบบกักเก็บพลังงาน
- การลดการใช้พลังงานก๊าซเรือนกระจก : ระบบ DCS ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกผ่านการใช้สารทำความเย็นที่ปลอดภัยและพลังงานหมุนเวียน
CAI Engineering เราต่างเล็งเห็นถึงความสำคัญของการใช้พลังงานในอาคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบปรับอากาศที่มีการใช้พลังงานสูง จึงมองหาโซลูชันที่ช่วยตอบโจทย์ด้านการประหยัดพลังงานในระบบปรับอากาศ เช่น การใช้งานระบบ BAS/BMS สำหรับควบคุมการทำงานของระบบปรับอากาศในอาคาร เป็นต้น
ปรึกษาเรื่องการสร้างห้องคลีนรูม
หรือติดตามความรู้เรื่องนวัตกรรมการปรับอากาศ
Line OA : @caihvac หรือคลิก https://lin.ee/RTsrnHb
E-mail : veeraya@caiengineering.com
