Pump Curve System Curve - dede-peecb.bright-ce.com

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

Pump Curve &

System Curve

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

หัวข้อบรรยาย

1. สมดุลพลังงาน

2. การวิเคราะห์ Pump Curve

3. การวิเคราะห์ Pump Curve และ System Curve

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการสมดุลพลังงาน • ถ้าพิจารณา พลังงานของของไหล ในระบบเปิด (มีการถ่ายเทมวลหรือมีการไหลเข้า

มาเกี่ยวข้อง) ประกอบด้วย

– พลังงานภายใน (u)

– พลังงานจลน์ (V2/2)

– พลังงานศักย์ (gz)

– พลังงานของการไหล (P)

เนื่องจาก เอนธาลปี เป็นผลรวมของพลังงานภายในและพลังงานของการไหล,

h = u + P ดังนั้นในบางครั้ง จะพบว่า พลังงานของของไหลที่ต าแหน่งใดๆ จะ

เท่ากับ gZV

h 2

2

เมื่อ ปริมาตรจ าเพาะ [m3/kg]

g เป็นความเร่ง ซึ่งค่าความเร่งมาตรฐาน gn เป็น 9.8 [m/s2].

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการสมดุลพลังงาน (ต่อ)

F = P*A W = F*L = P*A*L = P*v (kJ) wflow = P*v (kJ/s)

พลังงานของการไหล จะเป็นงานที่ผลักให้ของไหลเคลื่อนที่เข้าและออกจากระบบอย่างต่อเนื่อง

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส ์

• กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ หรือกฎอนุรักษ์พลังงาน มีหลักการว่า “พลังงานสามารถเปลี่ยนรูป หรือถูกถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปยังอีกท่ีหนึ่งได้ แต่ไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ หรือท าลายให้สูญสลายไปได้”

ดังนั้น

พลังงานที่เข้าสู่ระบบ – พลังงานที่ออกจากระบบ

= พลังงานรวมในระบบที่เปลี่ยนแปลง

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการสมดุลพลังงาน (ต่อ)

จากกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ ถ้าพลังงานที่เข้าและออกจากระบบเป็นพลังงานของของไหลเท่านั้น ไม่ได้มีพลังงานจากภายนอก นั่นคือ Ein = Eout = 0

2

2

221

2

11

22gZ

VhEEgZ

Vh outin

สมการสมดุลพลังงาน

2

2

22221

2

1111

2)(

2gz

VvPuEEgz

VvPu outin

หรือ Ein & Eout อาจจะเป็นพลังงานในรูปต่างๆ เช่น ความร้อน ไฟฟ้า หรือ งาน เช่น งานจากปั๊ม

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการสมดุลพลังงาน (ต่อ)

ถ้าอุณหภูมิของของไหลคงที่, u1 = u2 และ Ein = Eout = 0

2

2

2221

2

111

22gz

VvPgz

VvP

2

2

221

2

11

22gZ

VPgZ

VP

เนื่องจาก ปริมาตรจ าเพาะ [m3/kg] เท่ากับ ส่วนกลับของความหนาแนน่ [kg/m3] หรือ = 1/

ดังนั้น

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

ของไหลมีความหนืด

แรงเสียดทานระหว่างของไหลกับผนงัด้านในของทอ่

ท าให้เกิดการสูญเสียพลังงานเรียกว่า พลังงานที่สูญเสีย, lossE

แทนค่าสมการได้เป็น

สมการสมดุลพลังงาน (ต่อ)

lossEgZVP

gZVP

2

2

21

2

1

22

21

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

กรณีที่มีการสูญเสีย

สมการเบอร์นูลล ี(Bernoulli theorem)

ค่าคงที่

สมการสมดุลพลังงาน

2

2

21

2

1

22

21

gZVP

gZVP

lossEgZVP

gZVP

2

2

21

2

1

22

21

กรณีที่ไม่มีการสูญเสีย

gZVP

2

2

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการเบอร์นูลล ี(Bernoulli theorem)

ถ้าพิจารณาจากสมการเบอร์นูลี

gZV

P

2

2

ค่าคงที ่

เทอมแรก เรียก ความดันสถิต (Static pressure)

เทอมสอง เรียก ความดันไดนามิก (Dynamic pressure)

เทอมสาม เรียก ความดันของของไหลสถิต (Hydrostatic pressure)

ความดันรวม = ความดันสถิต + ความดันไดนามิก + ความดันของของไหลสถิต ถ้าของไหลไหลในท่อระดับเดียวกัน จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของระดับ Z

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สมการเบอร์นูลล ี(Bernoulli theorem)

• ใช้ส าหรับการ หาอัตราการไหล โดยใช้อุปกรณ์วัดอัตราการไหลต่างๆ เช่น พิทอตทิวบ์, ออริฟิต, เวนทูรี เป็นต้น

• ความดันสถิต หาได้โดย เจาะรูที่ผิวของท่อ จากนั้นวัดความดัน

• ความดันไดนามิก หาได้จากความดันที่เกิดจากการใส่ท่อขนาดเล็กเข้าไปในท่อที่มีการไหล โดยพิจารณาว่าความเร็วของของเหลวท่ีปลายท่อ V2 = 0

ดังนั้นจาก Bernoulli’s equation;

2

122

1VPP

จากหลักการข้างต้น สามารถน าไปใช้หาความเร็วและอัตราไหลของของเหลวได้

การหา dynamic pressure การหา static

pressure

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

PUMP Curve

เฮด (Head)

122

02

phphdV

lossHHaH g

น้ าเมื่อถูกสูบขึ้นไปจากระดับล่างไปยังระดับที่สูงกว่า สมมุติว่าความสูงในแนวดิ่งของระดับน้ าทั้งสองคือ Ha เฮดที่ต้องการส าหรับปั๊มคือ ผลรวมทั้งหมดของเฮดที่สูญเสีย ซึ่งเกิดจากการที่น้ าไหลผ่านท่อดูดและท่อจ่าย ความเร็วเฮด (velocity) ที่ปลายท่อจ่าย และความดันที่แตกต่างระหว่างระดับน้ าทั้งสองจนเพิ่มถึง Ha เรียกว่า เฮดรวม (total head)

Ha : เฮดจริง [m] Hloss : เฮดรวมที่สูญเสีย [m] Vd0 : ความเร็วที่ปลายท่อจ่าย [m/s]

g

Vd

2

2

0

: Pressure head ที่กระท าบนผิวระดับด้านจ่าย [m] : Pressure head ที่กระท าบนผิวระดับด้านดูด [m] ความเร็วเฮดที่ปลายท่อจ่าย [m]

hp2 hp1

hp2 และ hp1 = ความดันบรรยากาศ hp2 – hp1 = 0

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

เฮดรวมและเฮดจริงของปั๊ม

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

hd : เฮดด้านจ่ายวัดโดย pressure gauge [m]

d : ความเร็วที่จุดวัดความดันด้านจ่าย [m/s]

s : ความเร็วที่จุดวัดความดันด้านดูด [m/s]

hs : เฮดด้านดูดวัดโดย pressure gauge [m]

d2

2g : ความเร็วเฮดที่จุดวัดความดันด้านจ่าย [m]

s2

2g : ความเร็วเฮดที่จุดวัดความดันด้านดูด [m]

สมการส าหรับการวัดเฮดรวมของปั๊ม

hm : ผลต่างของความสูงระหว่างจุดวัดด้านดูดและด้านจ่าย [m]

H = hd – hs + 2d - 2

s + hm 2g

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

เฮดของเครื่องสูบน้ า

เฮด คือ พลังงานของไหลเทียบกับน ้าหนักของของไหล หรือ ระดับความสูงที่ปั๊มน ้าสามารถท้าได้ มีหน่วยเป็นเมตร (m)

เฮดสามารถแปลงเป็นหน่วยความดันได้ด้วยสมการ P = ρgh สามารถเทียบเท่าความดันเป็นความสูงของของไหล ส้าหรับความดันที่ 1

bar จะเทียบเท่าความสูงประมาณ 10 เมตร

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

Pump Curve

Shut-off Head

Maximum Flow

H = hd – hs + 2d - 2

s + hm 2g

H

Q

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

System Curve

1

2

lossEgZVP

gZVP

2

2

21

2

1

22

21

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

System Curve

เฮดของระบบ (TDH) = เฮดความดัน + เฮดสถิตย์ + เฮดการสูญเสียรวม (HL)

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

เฮดการสูญเสียรวม (HL) แบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ - การเสียเฮดความฝืด (Major Loss, HLF) - การเสียเฮดเนื่องจากการไหลผ่านอุปกรณ์ (Minor Loss, HLe)

System Curve

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

Head

Flow Rate

จุดท้างาน

SYSTEM Curve

PUMP Curve

• จุดท างานของปั๊มน้ า

จุดท้างานของปั๊มน ้าจะเกิดจากจุดตัดระหว่างกราฟเฮดของระบบกับกราฟเฮดของปั๊ม

PUMP Curve V SYSTEM Curve

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

การปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊ม ก าลังงานที่เพลาของปั๊ม

p

p

QgHL

[W]

และ พลังงานไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ M

p

M

LL

[W]

เมื่อ H เฮดทั้งหมดของปั๊ม [m]

p

Mประสิทธิภาพของปั๊ม

ประสิทธิของมอเตอร์ Q อัตราไหลเป็นปริมาตร [m3/s]

ดังนั้น g = 9.8 [m/s2] และ ความหนาแน่นของน้ า = 1,000 [kg/m3]

pp

p

HQQHL

16360/1000,18.9

เมื่อ Q มีหน่วยเป็น [m3/min].

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในระบบเครื่องสูบน้ า

• การลดอัตราการไหล (หรี่วาล์ว)

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในระบบเครื่องสูบน้ า • การลดอัตราการไหล (ปรับความเร็วรอบของปั๊ม)

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

• การลดอัตราการไหล

แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในระบบเครื่องสูบน้ า

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในระบบเครื่องสูบน้ า • การลดอัตราการไหล (ปรับความเร็วรอบของปั๊ม)

ข้อควรระวัง !! การลดความเร็วรอบของปั๊มในกรณีที่มีความดันสถิต

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

สรุปการบรรยายช่วงเช้า 1. International Measurement and Verification Protocol, IPMPV

Option A : Performance Option B : Performance and Usage Option C : Whole Building, Actual Option D : Whole Building, Simulation

2. การตรวจวัด Water Cooled Chiller 2.1 ตัวชี วัดสมรรถนะ : COP, EER, kW/ton 2.2 การเทียบค่าที่สภาวะมาตรฐาน : LCDWT,LCHWT 2.3 AHRI 550-590 : IPLV, NPLV, Tolerance

3. การวิเคราะห์ Pump Curve และ System Curve 3.1 3.2

H = hd – hs + 2d - 2

s + hm 2g

lossEgZVP

gZVP

2

2

21

2

1

22

21

Promoting of Energy Efficiency in Commercial Buildings, PEECB

ขอบคุณครับ