Energy Conservation การอนุรักษ์พลังงานด้วยฉนวน

ฉนวนกันความร้อน ถูกนำมาใช้เพื่อลดอัตราการสูญเสียพลังงานความร้อน หรือ การสูญเสียความเย็น (Heat loss or Heat gain) ให้กับระบบเครื่องกล (Mechnaical systems & equipment)

เหตุผลหลายๆ อย่างที่ทำเพื่อ

1) To minimize the usage of scarce natural resources เพื่อลดการใช้ทรัยากรธรรมชาติในการสร้างพลังงาน
2) To minimize the emissions associated with energy usage เพื่อลด การใช้พลังงานต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง
3) To maximize return on investment and minimize the life cycle costs of projects เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนในโครงการการใช้พลังงาน ในรูปแบบต่างๆ

เนื่องจากพลังงานมีปริมาณจำกัด และขึ้นกับต้นทุนทางพลังงาน นอกจากนี้พลังงานที่ใช้ไปแล้ว ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งหมด ซึ่งล้วนแต่ต้องการนำทรัยากรธรรมชาติมาเผา เพื่อให้เกิดเป็นพลังงาน ในประเทศไทย เริ่มมีการนำพลังงานทดแทนน้ำมันมาใช้ แทนพลังงานพื้นฐาน เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ในปัจจุบันกว่า 85% ของพลังงานทั้งหมดล้วนมาจากแหล่งที่ได้กล่าวมาแล้ว ในมาตรฐานของ ASHRAE หรือ องค์กร ด้านเครื่องปรับอากาศ และการระบายอากาศ แห่งประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นหน่วยงานกลางที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานต่างๆ เกี่ยวกับงานระบบปรับอากาศ และเครื่องทำความเย็น ความร้อน . ในหนังสือ The ASHRAE Standard 90-75 "Energy Conservation in New Building Design", approved in 1975 ได้กลายเป็นพื้นฐานของการกำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับการใช้พลังงานในอาคาร (energy code for building) นอกจากนี้ยังเกี่ยวเนื่องถึงมาตรฐานที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ ASHRAE Standards 90.1 (Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings) and 90.2 (Energy Efficient Design of Low-Rise Residential Buildings).

ปริมาณฉนวนที่ใช้ได้ต่ำสุด หรือบางสุดในงานท่อส่งลมเย็น หรือลมร้อน (ductwork) หรืองานฉนวนที่ใช้หุ้มท่อ (piping) มักถูกนำมาอ้างอิงจากมาตรฐานเกี่ยวกับการใช้พลังงาน ซึ่งข้อกำหนดเกี่ยวกับมาตรฐานการใช้พลังงาน หมายถึง การใช้พลังงานในทุกรูปแบบของอากาศ ซึ่งมักกล่าวถึงวัตถุประสงค์ เช่น การป้องกันการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ (condensation control) การป้องกันความร้อนหรือความเย็น เฉพาะบุคคล (personnel protection) หรือการลดเสียงดัง (noise control) ซึ่งมีผลดีต่อระบบเป็นอย่างมาก การปรับปรุงมาตรฐาน หรือ energy code สำหรับงานโครงการต่างๆ เพื่อให้เกิดความหลากหลาย สามารถไปหาอ่านได้จาก www.bcap-energy.org or www.energycodes.gov.

มาตรฐานเกี่ยวกับการใช้พลังงาน ในอุตสาหกรรม (industrial facilities) ได้ถูกพัมฯขึ้น ความพยายามที่ลดสร้างมาตรฐานเกี่ยวกับอุตสาหกรรม ก็เพื่อ
(1) the wide variety of industrial facilities, ให้มาตรฐาน เหมาะสม และครอบคลุม กับอุตสาหกรรมประเภทต่างๆ
(2) the perception that importance of insulation is small compared to the other energy consuming systems, and เพื่อให้เกิดความรู้ความตระหนักถึง การใช้ฉนวนเปรียบเทียบกับการใช้พลังงานในโรงงาน
(3) the general misconception of the value provided by mechanical insulation. เพื่อไม่ให้เข้าใจผิดในการใช้ฉนวนเพื่องานระบบ

แปลมาแล้ว อาจรู้สึกว่าไม่ค่อยเข้าใจ แต่โดยรวม ก็คือ การสร้างมาตรฐานเกี่ยวกับระบบฉนวนเพื่องานร้อน และเย็น เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน และความารู้ความเข้าใจ และความตระหนักถึงการอนุรักษ์พลังงาน ที่มีจำกัดอย่างได้ประโยชน์สูงสุด

Condensation Control : the objective of the mechanical cold insulation design

Condensation Control





จุดมุ่งหมายของการออกแบบ





1)เพื่อการควบคุมการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำบนพื้นผิว คือ





2) ต้องเลือกฉนวนชนิดที่ไม่ให้ไอน้ำแทรกซึมผ่านเข้าไปใน Insulation





การที่เราต้องการป้องกันการเกิด condensation เนื่องมาจาก





1) ป้องกันน้ำหยด หรือ dripping บนพื้นผิวด้านล่าง ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ เสียหาย





2) ป้องกันการเกิดเชื้อรา Mold growth บนพื้นผิวที่เปียกชื้น แล้ว





3) ป้องกันการด่างดำ ของเปลือกที่หุ้มฉนวนภายนอก ทำให้ดูไม่สวยงาม





เป้าหมายในการออกแบบคือ ทำให้อุณหภูมิที่ผิวฉนวนนั้นสูงกว่า อุณหภูมิวิกฤต (dew point temperature) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ขึ้นกับอุณหภูมิบรรยากาศ (ambient temperature) ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ (Relative Humidity) และอุณหภูมิของระบบที่เรากำลังสนใจ (line temperature)





ในการออกแบบฉนวนเพื่อหาว่า ความหนาที่เหมาะสม Optimum thickness of insulation เป็นเท่าไหร่นั้น ขึ้นกับสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวนนั้น หรือเรียกว่า ค่า Thermal conductivity หรือค่า K ซึ่งมีหน่วย เป็น W/m.K หรือ Btu-in/ft2. hr. F หน่วยเหล่านี้มีผลต่อปริมาณความร้อนที่ผ่านทะลุเข้าไปในฉนวน ยิ่งค่า K ต่ำเท่าใด ความหนาของฉนวนที่ใช้ก็ไม่ต้องสูงมาก แต่ถ้าค่า K สูงความหนาของฉนวนก็จะหนาขึ้น ตัวอย่างของตารางที่ 1 เป็นตัวอย่างของฉนวนที่มีค่า K หนึ่ง ความหนาของฉนวนที่ใช้จะขึ้นกับปริมาณความชื้น Relative humidity ในอากาศ โดยยิ่งชื้นมาก ความหนาก็ยิ่งมากขึ้น

อากกาศที่เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละภูมิภาค เราสามารถตรวจสอบดูค่าอุณหภูมิบรรยกาศ และค่าความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศได้จากพยากรณ์อากาศได้ เช่น ดูใน web site : http://www.wunderground.com/cgi-bin/findweather/hdfForecast?query=Thailand&searchType=WEATHER ทำให้เราทราบได้ว่าที่ กทม เมื่อวันที่ 1 มกราคม 2009 มีอุณหภูมิอยู่ที่ 27 องศาเซลเซียส ความชื้นสัทพัทธ์ในอากาศ 54% แล้วเราก็มาตรวจสอบดูระบบได้ว่า เราควรจะใช้ค่าอะไรมาคำนวณหาความหนาฉนวน และมีจำนวนชั่วโมงที่มีค่าความชื้น และอุณหภูมินานกี่ชั่วโมงในแต่ละเดือน หรือในแต่ละปี น่าทึ่งไหมล่ะ แต่ถ้าเรามาสะสมข้อมูลของอากาศในกรุงเทพมหานครว่าในช่วงความชื้นเท่าไหร่ มีกี่ชั่วโมงที่มีความชื้นอยู่ในช่วง 70-90% ในพื้นที่ภายในหรือภายนอก เราจะได้ค่าที่ค่อนข้างน่าเชื่อถือ เอาไปใช้คำนวณเลยทีเดียว

อีกเหตุผลของการเลือกใช้ insulation ที่เหมาะสม คือ ต้องป้องกันการแทรกซึมความชื้น หรือ water vapor permeability ต้องต่ำ วิธีทดสอบที่ต้องการมักอยู่ที่ ASTM E96 ค่านี้ ค่อนข้างน่าเชื้อถือ แต่ในยุโรปบอกว่าขี้เกียจอ่านค่าแบบอเมริกัน เพราะอยากรู้จักคุณภาพของ insulaiton เลยอ่านเป็นค่า มิว หรือค่า water vapor resistance ยิ่งค่านี้มาก ก็แปลว่าวัสดนั้นป้องกันการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ หรือ condensation control ดีนั่นเองนะคะ

วันนี้คุยกันพอหอมปากหอมคอ เกี่ยวกับ condensation control พรุ่งนี้ค่อยมาคุยกันต่อเรื่อง Energy Conservation ก็แล้วกันนะจ๊ะ บ๊ายบาย

การออกแบบ Mechanical Insulations Design (1)

วัตถุประสงค์ของการออกแบบ mechanical Insulation

สถาปนิก วิศวกร ผู้ที่ต้องเกี่ยวข้องกับการออกแบบต่างก็มีความรู้ความสามารถ ในการเลือกใช้ฉนวนเพื่องานระบบ และการที่เราบอกถึงงานระบบมันมีอะไรบ้างล่ะ ตอนนี้เรากำลังพูดถึงระบบทำความร้อน หรือระบบทำความเย็น ก็ได้ทั้งสองอย่างนั่นแหละ แต่ระบบที่ว่ามันซับซ้อนมากขึ้น อุณหภูมิบรรยากาศที่เราอาศัยอยู่ประมาณ 20 - 40 องศาเซลเซียส มันอาจจะมากหรือน้อยกว่านั้นก็ได้ ขึ้นกับว่าเราอยู่ประเทศไหน และเขตไหน เป็นอันว่าตอนนี้เราอยู่เมืองไทย มันก็อยู่ประมาณตัวเลขแถว ๆนี้แหละ

เวลาที่วิศวกรจะเลือกใช้ฉนวน ก็เพราะว่า อุณหภูมิของระบบที่ทำงานมันสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิบรรยากาศนั่นเอง เลยเป็นเหตุให้ระบบมันทำงานอยู่ได้ไม่นานถ้าเราไม่มีวัสดุที่มาป้องกัน การสูญเสียความร้อน หรือความเย็น ของระบบนั่นเอง ก็เลยเป็นที่มาของฉนวน (Insulation) ซึ่งทำหน้าที่หน่วงความร้อน ไม่ให้ออกจากระบบร้อน หรือหน่วงความร้อนจากบรรยากาศไม่ให้เข้าไปในระบบเย็นนั่นเอง

แล้ววัตถุประสงค์หลักๆ ที่พิจารณาในการเลือกฉนวนแต่ละประเภทล่ะมีอะไรบ้างล่ะ

1) Condensation control พูดซะหรูเป็นศัพท์ทางวิศว หรือเรียกเป็นไทยว่า ควบคุมการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ เพราะเวลาระบบปรับอากาศ หรือระบบทำความเย็นเริ่มทำงาน ไอ้เจ้าน้ำยาแอร์ ที่เราเรียกกันง่ายๆ หรือสารทำความเย็น (Refrigerant) น่ะ มันจะทำงาน โดยการระเหยออก แต่พอมันมาเจอกับอากาศภายนอกที่ร้อนกว่า มันก็ควบแน่น และทำให้ไอน้ำรอบๆ ตัวมันกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำ บทบาทของ Insulation ก็มาตอนนี้แหละนะ เพราะว่ามันจะมาหน่วง หรือ reduce heat gain นั่นเอง

2) Energy conservation อนุรักษ์พลังงานนั่นแหละ ตอนนี้มันกลายเป็นศัพท์ยอดฮิต เพราะว่าโลกร้อน (Global warming) กันขึ้นทุกวัน เลยทำให้เราต้องหันไปหาฉนวนกันมากขึ้น คิดกันง่ายๆ ว่าถ้าเราไม่มีฉนวนในระบบ เราต้องสูญเสียพลังงานความร้อน หรือความเย็นประมาณ 80-90% แต่ถ้าเราหุ้มเท่านั้น มันก็จะช่วยให้เราประหยัด หรืออนุรักษ์พลังงานไปได้กว่า 80-90% เช่นกัน

แต่ทั้งนี้ คำว่า energy conservation ต้องคำนึงถึง 3e ด้วยกัน คือ Economic, Energy, Environment นั่นคือ เราต้องหาฉนวนที่ติดตั้งแล้วคุ้มค่า อนรักษ์พลังงาน และไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมนั่นเองจ้า

3) Fire Safety ฉนวนที่ดี ต้องไม่เป็นเชื้อเพลิง หรือลามไฟ นะจ๊ะ รายละเอียดเอาไว้วันหลังจะมาเล่าให้ฟัง เรื่องมันยาว

4) Freeze protection กันไม่ให้เกิดน้ำแข็ง เช่น บ้านเมืองที่อุณหภูมิติดลบ 0 องศาเซลเซียส ลงมา เราพบว่า เราต้องมีระบบ ที่เรียกว่า Heat tracing เพื่อป้องกันการเกิดน้ำแข็งในงานระบบ ก็เลยต้องการระบบพวกนี้มาช่วยนะจ๊ะ ฉนวนเลยเป็นตัวกลางสำคัญในการป้องกันการเกิดน้ำแข็งเกาะค่ะ

5) Personal Protection ก็ถ้าเป็นฉนวนร้อนจัด ไม่หุ้มฉนวนมันก็ลวกไม้ลวกมือคนที่ไปทำงานใกล้ๆ มันน่ะซิ เลยต้องติดตั้งฉนวนเข้าไปด้วยค่ะ

6) Noise Control ฉนวนก็มีส่วนในการลดเสียงดังในงานระบบได้เช่น กัน บางโรงงานยอมลงทุนเป็นเงินมหาศาล เพื่อลดเสียงนะจะบอกให้

นอกจาก 6 ข้อที่บอกไปหมดนั่น เรายังต้องคำนึงถึงความสำคัญบางอย่างที่ Insulation เค้ามีให้กับระบบอีกนะ ได้แก่

1) Under Insulation Corrosion ต้องเลือกฉนวนที่ไม่ทำให้เกิดการกัดกร่อน ไม่ใช่ใช้ฉนวนได้ตามวัตถุประสงค์ แต่กลายเป็นว่าสร้างปัญหาการกัดกร่อนตามมา มันก็ไม่ดีนะ

2) Abuse Resistance หมายความว่า ต้องทนทานต่อการทำลายหรือสิ่งแวดล้อมได้ ไม่ใช่ใช้ไปไม่ทันไร เกิดปัญหาอื่นๆ ตามมา หรือเสื่อมสภาพได้ง่ายนั่นเองแหละ

3) Indoor Air Quality เคยได้ยินไหมคะ ว่าคนทำงานในอาคารที่ติดฉนวนที่มีเส้นใยนานๆ แล้วเป็นโรคเกี่ยวกับการทำงานในสำนักงานเป็นเวลานาน ฉนวนอาจมีส่วนทำให้คุณภาพของอากาศเป็นเชื้อรา ได้เหมือนกันนะคะ

4) Regulatory Consideration ตึกบางตึก มีกฎกระทรวง ข้อกำหนดเรื่องความปลอดภัยของอาคาร ฉนวนต้องผ่านหรือเปล่า มีประกันอัคคีภัยบางประเภทกำหนดเกี่ยวกับความปลอดภัยของฉนวนด้วยนะคะ เช่น UL or FM or IMO etc.

5) Service & Location การติตตั้งฉนวนบางทีติดยาก ไม่เหมาะกับงานบางอย่าง เช่นแข็ง ไม่ยืดหยุ่น หรือบริเวณที่เข้าไปทำงานได้ยาก การเลือกฉนวนให้เหมาะสมกับสถานที่ก็จำเป็นเช่นกันจ้า

6) Service Life อายุการใช้งานมีผลกับเงินทองของเรานะคะ เพราะฉะนั้นอย่าคิดว่าไม่สำคัญ บางที งบประมาณแผ่นดินมีผลต่อการเลือกใช้ฉนวนเลยทีเดียวค่ะ

จบกันแค่นี้ก่อนนะคะ สำหรับวันนี้ เหนื่อยลูกกะตามากเลยวันหน้าจะมาอธิบายเรื่องราวเกี่ยวกับเทคนิค ให้ละเอียดแบบเจาะลึกทีละข้อก็แล้วกัน ราตรีสวัสติ์

อยากทำ blog ให้เป็นแหล่งความรู้เกี่ยวกับฉนวนชนิดต่างๆ

วันนี้ได้ไอเดียจาก Amazon.com เกี่ยวกับการทำ marketing affliation ซึ่งน่าสนใจมากๆ ที่จะทำให้ blog ได้เป็นที่รู้จัก และก็สามารถที่จะโฆษณาขายสินค้าได้ด้วย งานที่ทำอยู่ก็เกี่ยวกับฉนวนยาง ซึ่งเป็นฉนวนในงานเย็น แต่ทำไม เราก็มีความรู้เกี่ยวกับวัสดุ ถ้าได้อ่านอีกบ้าง ก็น่าจะสามารถนำความรู้เกี่ยวกับฉนวนชนิดต่างๆ มาให้คนไทยได้อ่านกัน จะได้ความรู้มากขึ้นเรื่อยๆ และไม่มีที่สิ้นสุด และอยากให้ Blog Thai Insulation นี้กลายเป็น Blog ที่คนอยู่ในวงกล Mechanic ได้เข้ามาอ่านกัน

คงต้องเริ่มจากสิ่งที่เรารู้ก่อน ก็คือ การออกแบบฉนวนในระบบ mechanic เพราะจะได้ความรู้ที่เป็นพื้นฐาน แต่ต้องบอกก่อนนะคะ ว่าความรู้เกี่ยวกับการทำ Blog ของผู้เขียนเองมีน้อยนิดเหลือเกิน คงทำได้เท่าที่จะทำนะคะ และพยายามจะหาบทความมาลงแปลให้ได้มากที่สุดค่ะ

หวังว่าความรู้เกี่ยวกับฉนวนอันนี้คงมีประโยชน์ไม่มากก็น้อย กับผู้ที่อยู่ในวงการ และทำให้ขยายความรู้และต่อยอดไปได้เรื่อยๆ ค่ะ

Under Insulation Corrosion (C.U.I.)

This item is in: Materials > Corrosion and surface engineering > Corrosion
Corrosion under insulation (CUI) guidelines: (EFC 55)
Edited by S Winnik, ExxonMobil, UK
- guidelines cover inspection methodology for CUI, inspection techniques, including non-destructive evaluation methods and recommended best practice - case studies are included illustrating key points in the book
Corrosion under insulation (CUI) refers to the external corrosion of piping and vessels that occurs underneath externally clad/jacketed insulation as a result of the penetration of water. By its very nature CUI tends to remain undetected until the insulation and cladding/jacketing is removed to allow inspection or when leaks occur. CUI is a common problem shared by the refining, petrochemical, power, industrial, onshore and offshore industries. The European Federation of Corrosion (EFC) Working Parties WP13 and WP15 have worked to provide guidelines on managing CUI together with a number of major European refining, petrochemical and offshore companies including BP, Chevron-Texaco, Conoco-Phillips, ENI, Exxon-Mobil, IFP, MOL, Scanraff, Statoil, Shell, Total and Borealis. The guidelines within this document are intended for use on all plants and installations that contain insulated vessels, piping and equipment. The guidelines cover a risk-based inspection methodology for CUI, inspection techniques (including non-destructive evaluation methods) and recommended best practice for mitigating CUI, including design of plant and equipment, coatings and the use of thermal spray techniques, types of insulation, cladding/jacketing materials and protection guards. The guidelines also include case studies.
ISBN 1 84569 423 6ISBN-13: 978 1 84569 423 4March 2008176 pages 234 x 156mm hardback

Insulations: Heat Transfer Text Books

Insulations: Heat Transfer Text Books

Heat Transfer Text Books

Today I'm going to search for the Heat Transfer text books, Hope it will be the link for knowledge in the future.