Air duct system design1. Duct Design
615431 Air Conditioning
หน าที่ ข องท อลม คื อ การส งลมจากเครื่ อ งส งลมไปยั ง
Duct System Design บริเวณปรับสภาวะอากาศ การออกแบบทอลมในทางปฏิบัติตอง
คํานึงถึงบริเวณที่สามารถเดินทอลมได การสูญเสียเสียดทาน
ความเร็วลม ระดับเสียง และการไดรับความรอนหรือสูญเสีย
ความเย็นของทอลมดวย
615431 Air Conditioning
Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering and Industrial
Technology
Silpakorn University
การออกแบบระบบโดยทั่วไป ในการปรับอากาศเพือการคาหรือที่พักอาศัย
่
ระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ปกติจะ
ทอลมสงและทอลมกลับจะแบงออกเปนชนิดตางๆ อยูระหวาง 1,200 – 2,200 ฟุตตอนาที
ตามความเร็วลม และความดันลมภายในทอลม ระบบความเร็วลมสูง ความเร็วลมจะเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ขึนไป
้
สําหรับทอลมสงนั้น
การแบงชนิดตามความเร็วลมภายในทอ จะแบงออกเปน 2
ในการปรับอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม
ชนิด คือ
• ระบบความเร็วต่า ํ ระบบความเร็วลมต่ํา ความเร็วลมจะไมเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ปกติจะ
• ระบบความเร็วสูง อยูระหวาง 2,200 – 2,500 ฟุตตอนาที
ระบบความเร็วลมสูง ความเร็วลมจะเกิน 2,500 – 5,000 ฟุตตอนาที
2. สําหรับทอลมกลับของระบบลมสง ที่มีความเร็วต่ําและความเร็วสูง จะ
คิดวาเปนระบบความเร็วลมต่ําหมด ดังนี้ สวนการแบงชนิดของทอลมตามความดันลมภายในทอ จะแบงออกเปน
3 ชนิด คือ
ในการปรับอากาศเพื่อการคาหรือที่พักอาศัย ระบบความเร็วลมต่ํา ระบบความดันลมต่ํา ความดันลมจะอยูระหวาง 0 - 3 ¾ in. wg
ความเร็วลมจะไมเกิน 2,000 ฟุตตอนาที ปกติจะอยูระหวาง 1,500 ระบบความดันลมกลาง ความดันลมจะอยูระหวาง 3 ¾ - 6 ¾ in. wg
– 1,800 ฟุตตอนาที ระบบความดันลมสูง ความดันลมจะอยูระหวาง 6 ¾ - 12 ¼ in. wg
ความดันลมทั้ง 3 ชนิด ที่กลาวมาขางตนนัน เปนความดันรวม
้
ในการปรั บ อากาศในโรงงานอุ ต สาหกรรม ระบบความเร็ ว ลมต่ํ า (Total Pressure) โดยรวมการสูญเสียตางๆที่เกิดขึน ้
ความเร็วลมจะไมเกิน 2,500 ฟุตตอนาที ปกติจะอยูระหวาง 1,800 เนืองจากลมไหลผานเครื่องสงลมเย็น ผานทอลม และผานหัวจายลม
่
– 2,200 ฟุตตอนาที
Fan (Blower) กําลังของพัดลม
W = Q(ΔP) หนวย SI
W = Q( FTP ) / 6356 หนวยอังกฤษ
Fan’s Law
Q1 rpm1 W1 rpm1 3
= =( )
พัดลม Q2 rpm2 W2 rpm2
P rpm1 2
1
=( )
P2 rpm2
3. พัดลมแบบ Centrifugal Fan แบง Class ตามการใชงานได 4 Class ดังนี้
Class I ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP)
<= 3 ¾ in. wg
Class II ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP)
<= 6 3/4in. wg.
Class III ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP)
<= 12 ¼ in. wg.
Class IV ใชไดกับ Total Static Pressure (TSP)
> 12 1/4in. wg. (นิ้วน้ํา)
ใบพัดลมแบบ Forward Curve Blade (FC) ใบพัดลมแบบ Backward Curve Blade (BI)
เหมาะกับการใชงานที่ตองการปริมาณลมมาก Total เหมาะกับการใชงานที่มีคา Total Static Pressure
Static Pressure (TSP) ต่ําขณะใชงาน รอบของ (TSP) สูง
พัดลมจะมีคาต่ํากวาแบบอื่น
ขอดี คือ พัดลมแบบนี้จะมีประสิทธิภาพการใชงาน
ขอดี คือ ราคาถูก ทนทาน เพราะความสึกหรอนอย เนื่องจาก (Efficiency) สูง
ใชงานที่รอบพัดลมต่ํา ทําใหสามารถใชเพลาและตลับลูกปน
(Bearing) เล็กลง มอเตอรจะไมเกิดการ Overload ถึงแมวาคา Total
Static Pressure จะลดลง
สวนขอเสีย คือ หากเลือกใชพัดลมจากคา Operating เหมาะกับระบบ
Point ใน Fan Curve ไมดี อาจทําใหเกิดอาการลม กําจัดฝุน หรือระบบ
สวนขอเสีย คือ ราคาแพงเนื่องจากตองมีโครงสรางที่แข็งแรง
พัดไมสม่ําเสมอ (Surge หรือ Paralleling) เพลาและตลับลูกปน (Bearing) มีขนาดใหญขึ้น
เหมาะกับระบบ ระบายอากาศเฉพาะ
ที่มอเตอรอาจเกิดการ Overload ได หากคา Total จุด ทํางานที่ความเร็วในการหมุนสูง ทําใหมีเสียงดัง
HVAC Static Pressure (TSP) ลดลงมาก
ไมเหมาะกับระบบที่มีฝุน
มีประสิทธิภาพและ TSP ต่ํา
4. ใบพัดลมแบบ Air Foil (AF) จะมีลกษณะ ั ลักษณะการใชงานพัดลม แบงเปน 2 แบบคือ SWSI และ DWDI
คลายกับแบบ Backward Curve (BC) แต
SWSI (Single Width - Single Inlet) คือ ลักษณะของ
ดัดแปลงใหใบเปน 2 ชั้น คลายปกเครื่องบิน สวน
ใหญจะใชกับงานที่ตองการปริมาณลมมาก และ พัดลมที่มีโกรงพัดลมเปนชั้นเดียว และทางเขาของลมจะเขาเพียงทางเดียว
Total Static Pressure (TSP) สูง
เนื่องจากมีประสิทธิภาพดีกวาแบบอื่นๆ แตก็มราคา
ี
แพงขึ้นมากเชนกัน
โกรงพัดลมชั้นเดียว
Centrifugal Fan โกรงพัดลมชั้นเดียว
ลักษณะ SWSI Forward curve Backward curve
In - Line Fan โดยทั่วไปจะแบงออกเปน 2 ประเภท คือ
DWDI (Double Width - Double Inlet) คือ ลักษณะของพัดลมเปน 2 มอเตอรอยูดานนอก เหมาะสําหรับการระบายอากาศที่คอนขางสกปรกหรือมีอุณหภูมิสูง เชน
ชิ้นติดกัน และทางเขาของลมจะเขาทั้งสองขาง เหมาะกับงานที่มีปริมาณลมมาก และพัดลมอยูใน การระบายอากาศจากหองครัว หรือใชในกรณีความเร็วของพัดลมไมเทากับความเร็วของมอเตอร
หองพัดลม (Fan Room) ที่ไมตองการตอกลอง Plenum เขาทางดานดูด (โดยใชหอง สามารถปรับรอบได (เปนแบบ Belt Drive ) และจะตองติดตั้ง Belt Guard ดวย
พัดลมเปน Plenum) มอเตอรอยูดานใน เหมาะสําหรับการระบายอากาศจากพื้นที่ทั่วไป หรือมีอุณหภูมิไมสูงมากเพื่อ
จะไดเปนการระบายความรอนของมอเตอรดวย โดยมีความเร็วของพัดลมเทากับความเร็วของ
มอเตอร (เปนแบบ Direct Drive)
โกรงพัดลมเปน 2 ชัน
้
(แบบ Forward Curve)
Centrifugal Fan
ลักษณะ DWDI โกรงพัดลมเปน 2 ชั้น มอเตอรอยูดานใน
(แบบ Backward Curve) มอเตอรอยูดานนอก
5. เว็บไซตแนะนําเกียวกับพัดลมและการติดตั้งพัดลม
่ Fan Performance and Selection
http://www.iecm.co.th/iso_knowledge_ac.htm สิ่งที่ตองทราบคือ
1. CFM
2. Total Pressure
เลือกจาก Fan Characteristic Curve
Backward-Curved Blade Fans Forward-Curved Blade Fan
พัดลมชนิดนี้ใชมากในระบบ HVAC โดยเฉพาะเมื่อตองการประหยัดแรงมาของพัดลม ปกติใชในระบบที่มีความดันต่ํา เชน เตาเผา การใชงาน สวนใหญใชความเร็วต่ํา
โดยมากใชในระบบในระบบต่ํา กลาง และสูง ซึงทําใหประสิทธิภาพต่ําลงไปดวย
่
6. Vaneaxial Fan Fan
ใชในระบบ HVAC ที่ตองการแนวเสนตรง
Installation D=
4 HW
π
ความดันสถิตยของพัดลม FSP (Fan Static Pressure) คือความ
SPinlet = -8.83 in.wg. SPoutlet = +0.68 in.wg.
ดันที่พัดลมตองสรางขึ้นเพือใหอากาศไหลผานระบบในปริมาณที่ตองการ ภายใต
่ VPinlet = +1.25 in.wg.
ความดันสถิตยของระบบที่ออกแบบไว สามารถหาไดจาก ผลตางของความดัน
รวมของพัดลม (FTP, Fan Total Pressure) และความดันจลนของ
อากาศที่ทางออก (VPoutlet) จงหาความดันสถิตยของระบบดังรูป
Q=300cfm
FSP = FTP − VPoutlet
FTP = (SPoutlet + VPoutlet ) − (SPinlet + VPinlet ) FSP = SPoutlet − SPinlet − VPinlet
FSP = (+0.68) − (−8.83) − (1.25) = 8.26in.wg .
ดังนั้น
พัดลมทีจะนํามาใชกับระบบนี้ ตองสรางความดันสถิตยไดไมนอยกวา 8.26 in.wg. ที่
FSP = SPoutlet − SPinlet − VPinlet ่
อัตราการไหล 300 cfm
7. พัดลมทํางานที่ความเร็วรอบ 1180 rpm ที่ 13 hp ลําเลียงอากาศ 10,000 cfm ที่
Fan’s Law แสดงใหทราบถึงผลกระทบของขนาดเสนผาน
ความดันสถิตย 12 in.wg จงหาสมรรถนะของพัดลมตัวนี้ ถาความเร็วรอบในการทํางาน
ศูนยกลางของพัดลม (size) และความเร็วรอบที่มีตอสมรรถนะการ เพิ่มเปน 1400 rpm
ทํางานของพัดลม
จงหาสมรรถนะคือหา Q, SP และ Power
3
Q1 rpm1 ⎛ size1 ⎞
= ⎜ ⎟ 3
Q2 rpm2 ⎜ size2 ⎟
⎝ ⎠
Q1 rpm1 ⎛ size1 ⎞
= ⎜ ⎟ ⇒
10000 1180
= ⇒ Q2 = 11864cfm
2 2
Q2 rpm2 ⎜ size2 ⎟
SP ⎛ rpm1 ⎞ ⎛ size1 ⎞ ⎝ ⎠ Q2 1400
1
=⎜
⎜ rpm ⎟⎟ ⎜
⎜ size ⎟⎟ 2 2 2
SP2 ⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠
SP ⎛ rpm1 ⎞ ⎛ size1 ⎞ 12 ⎛ 1180 ⎞
1
=⎜ ⎟ ⎜
⎜ size ⎟ ⇒ SP = ⎜ 1400 ⎟ ⇒ SP2 = 16.89in.wg .
SP2 ⎜ rpm2 ⎟
⎝ ⎠ ⎝
⎟
2 ⎠ 2 ⎝ ⎠
3 5
W1 ⎛ rpm1 ⎞ ⎛ size1 ⎞ 3 5 3
=⎜ ⎟ ⎜
⎜ size ⎟
W1 ⎛ rpm1 ⎞ ⎛ size1 ⎞ 13 ⎛ 1180 ⎞
W2 ⎜ rpm2 ⎟ ⎟ =⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⇒ =⎜ ⎟ ⇒ W2 = 21.71hp
⎝ ⎠ ⎝ 2 ⎠ W2 ⎜ rpm2 ⎟
⎝ ⎠
⎜ size ⎟
⎝ 2 ⎠ W2 ⎝ 1400 ⎠
การพิจารณาบริเวณที่จะเดินทอลม 1. การสูญเสียความเย็นในทอลม
การพิจารณาบริเวณที่จะเดินทอลมทั้งทอลมสงและทอลมกลับ เปนสิ่ง กรณีที่มีทอลมที่ยาวมาก อาจมีความรอนที่เล็ดรอดเขาสูทอ ทําให
สําคัญอยางหนึ่งในการออกแบบทอลม เพราะจะทําใหทราบแนว สูญเสียความเย็นในทอ ในการประมาณคาความรอน ตองคิดถึง
ทางการเดินทอลม อีกทั้งยังอาจทําใหทราบระบบของทอลมทีจะใช
่ ความรอนในสวนนี้ดวย ทําใหเครื่องทําลมเย็นมีขนาดใหญขน โดย
ึ้
ที่
การเปรียบเทียบ First Cost และ Operating Cost ใน • ทอที่มี Aspect Ratio สูง จะไดรับความรอนมากกวาทอที่มี
การเดินระบบทอลม Aspect Ratio ต่ํา
การสูญเสียความเย็นในทอลม • ลมความเร็วต่ํา จะไดรับความรอนมากกวาลมความเร็วสูง
Aspect Ratio
Duct friction Rate • ฉนวน ยิ่งหนามาก ความรอนที่ทอไดรับจะนอยลง
Type of fittings แนะนําทอที่มี aspect ratio ต่ํา ความเร็วลมสูงแตไมเกิดเสียงดัง
8. 2. Aspect Ratio
1
2
(ab) 0.625
d e = 1.3
3 (a + b) 0.25
4
ตารางที่ 12.1 เปนทอที่มอัตรา
ี
แรงเสียดทานขนาดเดียวและ
5
พื้นที่กับทอกลม
ขอแนะนํา ควรใชทอกลมหรือ
6 ทอเหลี่ยมทีมีขนาด aspect
่
ratio ใกลเคียง 1 เพื่อให
อัตราแรงเสียดทานนอยที่สุด
แนวการเดินทอลม
แนวการเดินทอลมก็มีตัวแปรตางๆ ที่เขามาเกี่ยวของ
อยูหลายอยางดวยกัน คือ
1. ชวงเปลี่ยนขนาดทอลมใชชวงเปลี่ยนขนาดทอลม เพื่อลดหรือเพิ่ม
ขนาด แตขนาดพื้นที่หนาตัดคงเดิม แตในการลด ไมควรลดขนาดมากกวา 20% ของขนาด
เดิม
2. ของอ ขอตอ
3. ทอแยก
4. การกลั่นตัวเปนหยดน้ําบนผิวทอลม
5. การควบคุมปริมาณลม
9. 2. ของอ ขอตอ
1. ชวงเปลี่ยนขนาดทอลม
ข อ งอสํ า หรั บ ท อ ลมเหลี่ ย ม จะมี แ บบต า งๆ เช น full
การเปลี่ยนขนาดทอลมจะใชเพื่อเปลี่ยนรูปทรงทอลม radius elbow, shot radius vane elbow และ
หรื อ ใช เ พื่ อ เพิ่ ม หรื อ ลดพื้ น ที่ ท อ ลม เมื่ อ รู ป ทรงของท อ ลม vaned square elbow สวนของอสําหรับทอกลมจะมีแบบ
เหลี่ยมเปลี่ยนไป แตพื้นที่หนาตัดยังคงเดิม ควรใชความชัน ตางๆ เชน smooth elbow, 3-piece elbow เปนตน
1 นิ้ว ใน 7 นิ้ว สําหรับดานตางๆ ที่มีการเปลี่ยนรูปทรง ถา
ไมสามารถใชความชันนี้ได อยางมากที่สุดไมเกิน 1 นิ้ว ใน 4 3. ทอแยก
นิ้ ว ปกติ แ ล ว ท อ ลมจะต อ งถู ก ลดขนาดลงเพื่ อ เลี่ ย งสิ่ ง กี ด ทอแยกมีอยูหลายชนิดดวยกัน เชน ทอแยกแบบ full
ขวาง แตก็ไมควรลดขนาดลงเกินกวา 20 % ของพื้นที่ทอ radius elbow นิยมใชกันมาก แบบ square
ล ม ก อ น ล ด ข น า ด ใ น ส ว น ข อ ง พื้ น ที่ ท อ ล ม เ พิ่ ม ขึ้ น ก็ elbow take-off ไมนิยมใชเพราะราคาแพง และ
เชนเดียวกัน pressure drop สูง เปนตน
4. การกลั่นตัวเปนหยดน้ําบนผิวทอลม
เปนสิ่งที่ตองคํานึงถึง เพราะผิวทอลมอาจจะเปยกหรือมีหยด
น้ําเกาะ ในกรณีที่ผิวทอลมมีอุณหภูมิต่ํากวาอุณหภูมิจุดน้ําคางของ
อากาศที่ลอมรอบทอลม
5. การควบคุมปริมาณลม โครงสรางและการติดตังทอลม
้
ในระบบทอลมความเร็วต่ํา การควบคุมลมใหผานหรือแยกเขา
ในแตละทอตางๆ ตองใช splitter damper ในทอลมระบบ
ความเร็วลมสูง จะใช volume damper หรือ pivot
type damper ในระบบความเร็วลมสูงควรติด volume
damper ไวที่ปลายหัวจายลมทุกหัวดวย เพื่อควบคุมปริมาณลม
ที่สงออกจากหัวจายลม
10. คุณสมบัติของทอสงลมทัวไป
่ ชนิดและหนาที่ของทอสงลมในระบบปรับอากาศ
รูปรางที่มีความแข็งแรง ไมยบตัว
ุ ทอสงลมเย็น เชน ทอสงลมเย็น (Supply air duct) ทอลมกลับ
ใชในการสงลม(ควบคุมการรัวได)
่ (Return air duct)
การสั่นสะเทือนนอย
เสียง
การปรากฏแกสายตา ไมวาจะเปน ความเสียหาย การทนตอสภาพอากาศ อุณหภูมิ
ทอระบายอากาศ เชน ทอดูดอากาศ (Exhaust air duct) ทอลม
การ บริสุทธิ์(Fresh air duct) ทอดูดควัน(Smoke exhaust
(Fresh
เปลี่ยนแปลง ลม การกัดกรอน ทอฝงดิน duct)
Supporting
seismic restrain ทอดูดอากาศเสีย เชน ทอดูดควันอาหาร (Kitchen exhaust
thermal conductivity การสูญเสียความรอน การกลั่นตัวของหยดน้ํา duct) ทอดูดอากาศเสีย(Exhaust duct) ทอดูดสารเคมี
(Chemical exhaust duct) เปนตน
ชนิดของวัสดุที่ใชทําทอลมทั่วไป ขอมูลของอุปกรณในงานทอลมของระบบปรับอากาศ
แผนเหล็กอาบสังกะสี ตัวทอลม Galvanized steel sheet, insulation,
addhesive, tape, hing, rivet, screw, bushing,
แผนเหล็ก sealant, angle, fasten belt, escutchen, fire
แผน Stainless steel seal,
แผน PVC การหิวแขวน Block out
้
Main Equipment
ไฟเบอรกลาส
Filter
อลูมิเนียม Heater
อื่นๆ หัวจายลม
sound attenuator
13. ตารางที่ 12.6 – 12.9 แสดงภาพของอ ขอตอ ทอแยก ชนิดตางๆ
Recommend
slope
1:7 for high Vel.
1:4 for low Vel.
14. Galvanized steel sheet (Roll)
ฉนวน (insulations)
ปองกันการสูญเสียพลังงานความรอน
ปองกันการเกิดควบแนน (Condensation)
ชวยซับเสียงหรือลดเสียงได
การหุมฉนวน มี 2 วิธี
การหุมภายนอก ใชฉนวนยาง
หรือประเภทใยแกว
การหุมภายใน เพื่อผลทางการซับเสียงหรือลดเสียงดวย ใชฉนวน
ยางหรือใยแกวที่มีความหนาแนนสูง
15. ทอหุมฉนวนภายนอกและภายใน สวนประกอบของฉนวนใยแกว(Fiberglass)
หุมภายนอกใชใยแกวที่มีความหนาแนนต่ํา 1-2 ปอนดตอลบ.ฟุต หนา1-2นิ้ว
ที่ปดทับดวย Aluminum foil เพื่อปองกันไอน้ํา
หุมภายในใชใยแกวที่มีความหนาแนนสูง2-3 ปอนดตอลบ.ฟุต เพื่อลดโอกาส
เสนใยหลุดไปตามลม อาจปดทับดวย Aluminum foilหรือเคลือบ
ผิวฉนวนดวยกาวเหนียว หนา1-2นิ้ว เพื่อประโยชนในการชวยซับเสียง หรือ
ตัดตอนเสียงจากเครื่องไมใหเดินทางไปสูหองที่ใชงาน
การกระจายลมภายในหอง
การกระจายลมสําหรับบุคคล อุณหภูมิภายในหอง ไมควรตางกัน
เกิน 2°F และ 3°F สําหรับหองรวม
คาความสบายของคน เกิดขึนเมื่อ
้
ลมเย็นที่ผานตัวมีความเร็ว 15 – 30 fpm และกระทบคน
ดานหนาหรือดานหลังจะดีที่สุด แตไมควรเกิน 60 fpm
16. Diffuser คือหัวจายลมแบบกระจายรอบตัว
หนากากลม(Air Grilles)
Grille หัวจายลมหรือแผงลมกลับ หรือแผงดูดอากาศบริสุทธิ์ มักเจาะติด
ไวที่ผนังหรือเพดาน
Outlet Vel. คือความเร็วลมเฉลี่ยที่ออกจากหัวจายลม วัดที่คอหัวจาย
ลม
แบงตามหนาที่และตําแหนง Primary Air คืออากาศแรกที่ออกจากหัวจายลม
1. สงกระจายลมเย็น Ceiling diffuser , Register , Slot Register คือ Grille ที่ติดใบปรับทิศทาง
diffuser , Nozzle Return Grille คือแผงลมกลับ นําลมเย็นที่ใชแลวภายในหองกลับไปสู
2. ลมกลับ Return Air Grille เครื่องสงลมเย็น
3. ควันหรืออากาศเสีย Exhaust Air Grille Secondary Air คือลมในหองที่ไหลไปรวมกับ primary air
4. อากาศบริสุทธิ์ Fresh Air Grille Temp. Diff. คืออุณหภูมิทแตกตางระหวางหอง กับ primary
ี่
air
หัวจายลม (Diffuser)
1. แบบบารปรับ เหมาะสําหรับลมจายดานขาง อาจเรียกวา
Register
2. แบบสลอต ลักษณะคลายแอรราว
3. แบบติดเพดาน มีทั้งแบบกลม แบบเหลียม ซึ่งอาจมี
่ ถาเอาพื้นที่เปนเกณฑ กําหนดใหใช 16 m2 ตอ 1 ตันความเย็น โดยที่ 1 ตัน เทากับ
400 cfm
damper ดวยหรือไมก็ได
ดาดฟา ใช กําหนดใหใช 12 m2 ตอ 1 ตันความเย็น
การติดตั้งควรติดใหเหมาะสม ไมควรติดใกลกับหัวจายลมเย็นมากเกินไป หางจากบริเวณครัว หองดานทิศตะวันตก ใช กําหนดใหใช 14 m2 ตอ 1 ตันความเย็น
หรือหองน้ําเพื่อปองกันกลิ่น ความดันในหองปรับอากาศ ควรสูงกวาภายนอกหอง สวน
หองน้ําควรมีความดันที่ต่ํากวาเพื่อปองกันกลิ่นที่อาจเล็ดรอดออกมา ถาใชที่นั่งเปนเกณฑ เชน โรงภาพยนตร หรือหองประชุม กําหนดใช 10 ที่นั่งตอตัน
การปรับระบบการกระจายตัว โดยปกติจะไมทากันบอย นอกจากจะมีสาเหตุที่แนชัด
ํ
17. Round ceiling diffuser
หัวจายลมชนิดกลม Square Ceiling
diffuser หัวจายลมชนิด
สี่เหลียม
่
Return Air Grille
ตัวอยาง Linear Slot Diffuser ขนาด
4 Slots
Light troffer
18. โครงสรางของทอสงลม
ที่ทําดวยแผนเหล็กอาบสังกะสี
Register แบบตางๆ
การแบง Class ทอลม ตามความดัน Class ของทอลม (ความดัน,ความเร็ว)
การแบงชนิดของทอสงลมเย็นตามความเร็วลม หรือตามแรงดัน Static
╬ Low velocity มีStatic pressure1/2 - 2 w.g.
╬ Medium velocity มีStatic pressure 2-3 w.g.
╬ High velocity มีStatic pressure mm 3 w.g. & over
19. ความแข็งแรงของทอลม
ขนาดทอลม ตะเข็บตามขวาง
ความหนาผนังทอลม
ตะเข็บตามยาว
การเสริมแรง
ชวงการเสริมแรง
Beading
ขนาดทอลม ความหนาแผนเหล็ก
Crossbreak
ชวงการเสริมแรง การเสริมความแข็งแรง
20. มาตรฐานของแผนเหล็กชุบสังกะสี ชนิด หนาทีของรอยตอหรือตะเข็บ
่
► ใน SMACNA ใช standard U.S.gage
1. ยึดตอทอลมแตละสวน
► แผนเหล็กชุบสังกะสีในบานเราใช B.W.G.
2. ปองกันการรั่วของลม
3. ชวยในการเสริมแรง (Reinforcement) ใหกับทอลม
► ความหนาของstandard U.S.gage จะหนากวาหรือเทากับB.W.G.
► ชนิดของรอยตอหรือตะเข็บ
1. ตามขวาง (ตั้งฉากกับการไหลของลม)
► การใชงานตองเปรียบเทียบกับความหนา
2. ตามยาว (ตามการไหลของลม)
ชนิดและรูปแบบของรอยตอตามขวาง
► Class ความดันลม
รอยตอหรือตะเข็บเสริมแรง
► ขนาดของทอ
การเสริมแรงระหวางรอยตอทอ
รอยตอหรือตะเข็บธรรมดา
► ความหนาของแผนโลหะที่ทําทอลม
► ชวงของรอยตอตามขวาง
ดานที่ไมมีการเสริมแรง
21. ชวงระยะการReinforcement ตามที่กาหนดไว สําหรับทอลมแต
ํ
ละขนาด
แรง
เสริม
การ
ชวง
รง
ชวงการ
เส ริมแ
Reinforcement ไม
การ
จําเปนตองตรงกับ
ดานที่ประชิดกัน
ชวง
ปลายของreinforcement member ของทอที่มี
pressure class ตังแต 4” w.g. ขึ้นไปตองยึดดวย
้ ตอ
rod ตามรูป บ็ รอย
าง ตะเข
ะหว
ชวงร
รอยตอ-ตะเข็บ ตะเข็บ-ตะเข็บ
ตามขวาง ตามยาว,ตอแผน
23. การปองกันลมรั่ว การทดสอบรั่ว
► การใชสายตาตรวจสอบกรรมวิธีการอุดปองกันลมรั่วก็เพียงพอที่จะพิสูจน
ไดวา โครงสรางทอลมมีการอุดดีแลวหรือไม ภายใตสภาวะตางๆ อาจ
ยอมรับการรั่วได เพราะไมมีทอลมใดที่ปองกันรั่วไดสมบูรณ
► การทดสอบรั่วที่ทอลมเปนคาใชจายที่เกิดขึ้นในการติดตั้ง ไมแนะนําสําหรับ
ทอลมที่มีโครงสราง 3” w.g. และต่ํากวาวาจะตองทดสอบรอยรั่ว
เพราะทราบกันวามีผลตอตนทุน
Friction Rate Assumptions
จาก แผนภูมิ 12.5 ซึ่งมีหนวยเปนนิ้วน้ําตอ 100 ฟุตของความยาว ซึ่งรวม
equivalent length ของขอตอ ทอแยก ของอ ที่อยูในทอลมนั้นๆ •ทอทําจาก Galvanized
ดวย Duct
•อุณหภูมิลมเย็น 70°F
ขอตอ ทอแยกตางๆ มีคา ∆P ตามตาราง 12.6 – 12.9 หรือ ตาราง
12.8 – 12.12 ของ Mcquistion •ความดัน 29.92 นิ้วน้ํา
•สถานที่ สูงไมเกิน 2000 ฟุต
ใน ตาราง 12.8 – 12.12 คาในตารางอยูในรูป C0 ดังนั้น คา ∆P จะ จากระดับน้ําทะเล
สามารถหาไดจากสมการ (หนวยเปนนิ้วน้ํา)
2
⎛ V ⎞
ΔP = C0 ⎜ ⎟
⎝ 4005 ⎠
24. วิธการออกแบบทอลม
ี Friction Chart
หลักการทั่วไปในการออกแบบทอลม คือ พยายาม ในแตละหนาตัดของทอลม ในกรณีที่มีลมผานจะเกิดความสูญเสีย
ความดันของลม เรียกวา Duct Friction Loss ซึ่ง
เดินแนวทอลมใหงายที่สุดเทาที่จะทําได และพยายามใหระบบ
ขึนอยูกับ
้
ทอลมนั้นสมมาตร ตําแหนงที่จะจายลมออกมาควรตั้งอยูใน
ตําแหนงที่จะทําใหการกระจายลมภายในหองเปนไปไดดีที่สุด 1. Air Velocity
จากนั้นจึงคอยเดินทอลมไปยังตําแหนงจายลม แนวทอลมที่ 2. Duct Size
เดิ น ต อ งไม ไ ปชนกั บ สิ่ ง กี ด ขวางใดๆ ยกเว น ในกรรี ที่
3. Interior Surface Roughness
หลีกเลี่ยงไมไดแลว
4. Duct Length
25. ซึงสามารถคํานวณการสูญเสียไดตามสมการ
่ Equivalent Duct Diameter
จากแผนภูมิ ทีกลาวมาขางตน จะทราบ Equivalent Duct Diameter ซึ่งเปน
่
1.82 เสน ศก ของทอกลมทีมีพท เทากับทอเหลี่ยม เมื่อทราบ Equivalent Duct
⎛ L ⎞⎛ V ⎞ ่
ΔP = 0.03 f ⎜ 1.22 ⎟⎜ ⎟ Diameter สามารถนําไปหาคาขนาดของทอเหลี่ยมได ตามตาราง 12.1 หรือ 12.8
⎝ d ⎠⎝ 1000 ⎠ (Mcquiston)
โดยที่
Air Velocity
∆P = การสูญเสียในทอ, นิ้วน้ํา (in.wg)
ควรคํานึงระดับเสียงดัง ตามความเหมาะสม หรือใชคาตามตาราง 12.12
F = ความหยาบของผิวใน (gulvanized duct) ใชคา 0.9
L = ความยาวของทอลม, ft
D = equivalent duct diameter, นิ้ว
V = ความเร็วลมในทอ, fpm
Friction Rate
อัตราเสียดทานที่ปรากฏในแผนภูมิ 12.5 หรือ 12.21ม 12.23
(Mcquiston) อยูในรูปนิ้วน้ําตอความยาว 100ft ในการหา Loss
สามารถหาไดจาก
Loss = Total _ Equiv. _ Length × friction _ rate
วิธีวัดคาความยาวใหรวม
Minor Loss ไปดวย
26. Velocity Pressure Fan Conversion Loss and Gain
แสดงในรูปที่ 12.5 หรือใชคาตามตาราง 12.13
⎧⎛ V ⎞ 2 ⎛ V f ⎞ 2 ⎫
⎪ ⎪
Vd > Vf Loss = 1.1⎨⎜ d ⎟ − ⎜⎜ 4000 ⎟ ⎬
⎟
⎪⎝ 4000 ⎠ ⎝
⎩ ⎠ ⎪
⎭
Vd = ความเร็วลมในทอ (fpm)
Vf = ความเร็วลมจากพัดลม (fpm)
Loss = นิ้วน้ํา
⎧⎛ V f ⎞ 2 ⎛ V ⎞ 2 ⎫
⎪ ⎪
Vd < Vf Gain = 0.75⎨⎜
⎜ 4000 ⎟ − ⎜ 4000 ⎟ ⎬
⎟
d
⎪⎝
⎩ ⎠ ⎝ ⎠ ⎪
⎭
Duct System Element Friction Loss ในการออกแบบทอลมระบบความเร็วต่ํา
ตาราง 12.8 เปนการสูญเสียสําหรับทอกลม ตาราง 12.9 เปน
การสูญเสียสําหรับทอเหลี่ยมในเทอมของ equiv. length
1. Velocity Reduction Method การออกแบบ
ระบบท อ ลมโดยวิ ธี นี้ ทํ า ได โ ดยเลื อ กความเร็ ว เริ่ ม ต น ที่ Fan
ตาราง 12.6, 12.7 แสดงคาการสูญเสียของของอ ซึ่งมี R/D Discharge จากนั้นลดความเร็วลมลงขณะที่ทอลมไดสงลม
ratio (12.6) และ L/D สําหรบตาราง 12.7
ออกไปยังหัวจายจุดตางๆ ความเร็วเริ่มตนที่เลือกมานี้ไมควรเกินที่
กําหนด
ปกติ วิ ธี นี้ ไม ค อ ยนิ ย มใช นั ก เพราะต อ งใช ค วามรู แ ละ
ประสบการณมากสักหนอย แตอาจจะใชไดในกรณีที่เดินทอลม
งายๆ เมื่อใดที่ใชวิธีนี้ก็ควรคิด Splitter Damper ในทอลม
ดวย เพื่อใหสามารถแบงลมใหไดตามที่ตองการ
27. 2. Equal Friction Method วิธีน้ีสามารถใช วิธี Equal Friction Method
ออกแบบได ทั้ ง ท อ ลมส ง ท อ ลมกลั บ และท อ ดู ด อากาศบริ สุ ท ธิ์
ΔP ในการออกแบบลมจาย 18 จุดใน สนง แหงหนึ่ง ตองการลมจายแตละจุด
หลักการของวิธีนี้ก็คือ ให Friction Loss ตอฟุต 300 cfm โดยปริมาณลมสงรวม 5400 cfm (18x300cfm)
ความยาวเทากันตลอดทั้งระบบ Equal FrictionLMethod ถาความดันลมจายที่หัวจายเปน 0.15 in.wg และของอ มีคา R/D
= 1.25 จงหา
ระบบนี้เปนวิธีที่ดีกวาแบบ Velocity Reduction
Method เพราะไมจาเปนตองสมมาตรแนวการเดินทอลมหลัก
ํ 1. Initial Duct Vel., area, size และ friction rate
ในสวนของทอลมจากพัดลม ถึงทอแยกที่ 1
การใชวิธีนี้ทําโดยเลือกความเร็วลมเริ่มตนในทอหลักซึ่งอยู 2. ขนาดของทอลมที่เหลือ
ใกลพัดลม ความเร็วลมนี้ควรใชตามคาแนะนํา โดยระบบเสียงอยู
3. Total Equivalent Length ของทอลมที่มี
ในเกณฑไมมากเกินไป จากความเร็วลมเริ่มแรกนี้และจากปริมาณ resistance มากที่สุด
ลม นําไปหาคา Friction Rate จากคานี้ก็นําไปใชกับระบบ
4. Total Static Pressure Require ของพัดลม
ทั้งระบบ
เลือกความเร็วเริ่มตนที่ 1700 fpm………Ans. (เลือกมาเลย)
5400
ดังนั้น ทอมีขนาด = 3.18 ft2............... Ans.
1700
ดังนั้น Circular Equivalent Diameter =
3.18 × 4
= 2.01 ft = 24inches
π
เปดตาราง 12.1 หรือ ตาราง12.8 (Mcquiston) จะไดขนาดทอ 22” x 22”
………………. Ans.
จากรูป 12.5 หรือ 12.21 (Mcquiston) ได friction rate = 0.145
ปล standard friction rate ไมควรเกิน 0.1
28. 0.145
เปดจากตาราง 12.14 ที่ CFM Cap. จะได Duct Area (%) ทําใหเปนตารางฟุต และ
เปดตารางที่ 12.1 หรือ12.8 (Mcquiston) เพื่อหาคา Duct Size โดยมีหลักเลือกวา
Duct ควรมีการลดขนาดไมมากนักในแตละชวง โดยพยายามหลีกเลี่ยงการลดขนาดทั้งดานกวาง
และดานตั้งพรอมกัน การเขียน Duct Size นิยมเขียนขนาดที่มากกอน และ
ถาไมมีตาราง 12.14 ใหใชคา Friction rate ที่ 0.145 เทากันทุกชวงเพื่อหา diameter ขนาดมากเปน width ขนาดที่นอย เปน Depth
จากรูป 12.12 (Mcquiston) และตาราง 12.8 เพื่อหาขนาด
29. 1. Total Equivalent Length ของทอลมที่มี resistance มากที่สุด
ตารางที่ 12.9 ประมาณ
ระหวาง 24”x24” และ
20”x20”
ตารางที่ 12.9 ประมาณที่
24x10 และ 20x10
Total Static Pressure Require ของพัดลม
Loss = Total Equiv. Length x friction rate
3. Static Regain Method เหมาะกับทอลม
0.145
ความเร็วสูง (สูงกวา 2000 fpm) หลักการงายๆ คือ เลือก
= 229 × = 0.33in.wg .
100 ขนาดทอลมใหได Regain อันเนื่องมาจากการลดความเร็วลม
Total static pressure require คือการรวม operating pressure
ลง ณ แต ล ะส ว นที่ มี ก ารแยกของท อ ลม หั ก ล า งพอดี กั บ
(โจทยกาหนด 0.15 นิ้วน้ํา) ที่หัวจาย และ loss ทีเ่ กิดในทอลม และตองคํานึงถึง
ํ Friction Loss ที่จะเกิดในทอลมสวนถัดมา ดังนั้น Static
velocity regain ที่ first section และ Last section ดวย
Pressure จึงคงเทาเดิมกับกอนที่มีการแยกทอ วิธีการทําจะทํา
⎧⎛ 1700 ⎞ 2 ⎛ 590 ⎞ 2 ⎫
⎪ ⎪
regain = 0.75⎨⎜ ⎟ −⎜ ⎟ ⎬ = 0.12inches
⎪⎝ 4000 ⎠ ⎝ 4000 ⎠ ⎪
ไดโดยเลือกความเร็วเริ่มตนแรกที่ พัดลม จากนั้นเลือกขนาดทอลม
⎩ ⎭
แรก สํ า หรั บ ขนาดท อ ลมส ว นที่ เ หลื อ ทํ า โดยใช แ ผนภู มิ L/Q
ดังนั้น Fan discharge = 0.33+0.015-0.12 = 0.36 นิ้วน้ํา Ratio และแผนภูมิ Low Velocity Static regain
30. วิธี Static Regain Method 1. เลือกความเร็วลมในทอหลัก 1700 fpm ดังนั้น จะได Q = 5400 cfm พื้นที่
ทอ 3.18ft2 และเลือกขนาดทอจากรูป 12.1 ไดทอขนาด 22”x22” และได
ในการออกแบบลมจาย 18 จุดใน equiv. dia. = 24.1” จากรูป 12.8 ได friction rate = 0.145
สนง แหงหนึง ตองการลมจายแตละจุด
่ 2. ความยาวทอหลัก = 25’ + 35’ + ของอ (12’) = 72’
3. Friction loss ได 72x0.145/100 = 0.104 นิ้วน้ํา
300 cfm โดยปริมาณลมสงรวม
5400 cfm (18x300cfm) ถาความดันลมจายที่หัวจายเปน 0.15
ไดขนาดทอหลักแลว 22”x22”
in.wg และของอ มีคา R/D = 1.25 จงหา
1. Duct Size
2. Total Static Pressure Require ของพัดลม
ชวง A-B 2. หาคาความเร็วจากแผนภูมิ 12.8 ที่ V = 1700 fpm (v กอน take off) และ
L/Q = 0.135 ได V after take off = 1510 cfm
1. มี 3600 cfm ความยาว 20 ft จากแผนภูมิ 12.7 ได L/Q ratio = 0.135
0.135
31. 3. ไดคาความเร็ว สามารถหาคาพื้นที่ไดจาก Q/V = 3600/1510 = 2.38 ft2
4. นําคาพื้นที่ไปหาขนาดของ Duct จากรูป 12.1
5. Fan discharge pressure = 0.104 + 0.15 = 0.25 นิ้วน้ํา
Duct Sizer
เปนอุปกรณทชวยในการหาขนาดของทอ โดยไมจําเปนตองเปดตาราง
ี่
ปล มันเปนวิธี Equal Friction Method นั่นเอง
32. The duct sizes listed
Program Excell สําหรับการคํานวณ Duct in the chart
provided are based
on a fraction drop
of .10 inches per
100 feet of lineal
duct. This "Equal-
Friction" method of
duct sizing should
be adequate for
normal residential
furnace heating and
air conditioning
applications. Large
r volumes or higher
static pressures
should be dealt with
on an individual job
http://spreadsheetcreations.com/duct_sizing.htm basis.
ตัวอยางโปรแกรมสําเร็จรูปของ www.elitesoft.com Static Pressure Cal.
Rhvac - Residential HVAC Loads and Duct Sizes
35. การรองรับทอลม
(Figure 4-6)
ผิด
ไมดีนัก
•การใชflexible duct ยาวมากที่สุดได 10 ฟุต
•ระวังรัศมีการดัดโคง และการเกิดความเคนที่รอยตอ
การยึดทอในแนวดิ่ง