ทำความรู้จักอัตราหมุนเวียนของอากาศ (Air Change) - Advance Cool

ทำความรู้จักอัตราหมุนเวียนของอากาศ (Air Change)

ข้อดี-ข้อเสียของ ชิลเลอร์ ทั้ง 2 ระบบ
ธันวาคม 19, 2022
แพ็คเกจชิลเลอร์ Packaged Chiller
ข้อดีของ แพ็คเกจชิลเลอร์ (Package Chiller)
ธันวาคม 19, 2022
air change rate

Air change หรืออัตราหมุนเวียนของอากาศ เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในระบบ HVAC ไม่ว่าจะเป็นในระดับที่อยู่อาศัย สำนักงาน โรงพยาบาล อาคารพาณิชย์ ไปจนถึงอุตสาหกรรม เพื่อตรวจสอบว่าภายในอาคารมีคุณภาพอากาศ และมีการระบายอากาศที่เหมาะสมพอหรือไม่ ?

𝗔𝗶𝗿 𝗰𝗵𝗮𝗻𝗴𝗲 𝗿𝗮𝘁𝗲 𝗽𝗲𝗿 𝗵𝗼𝘂𝗿 คือจำนวนรอบ/ชม. ที่อากาศถูกแทนที่ใหม่ (Fresh air supply) และมีการระบายอากาศเก่า (Exhaust air) หากมีค่าน้อยเกินไปจะส่งผลให้อากาศภายในห้องหยุดนิ่ง นำไปสู่ผลเสีย เช่นการสะสม ไวรัส เชื้อโรค สารพิษ กลิ่นไม่พึงประสงค์ ฯลฯ ส่งผลต่อสุขภาพผู้อยู่อาศัยในอาคารได้ แต่ในทางกลับกัน หากมีอากาศถูกแทนที่มากเกินไป จะทำให้เครื่องปรับอากาศทำงานหนักขึ้น และสิ้นเปลืองพลังงานได้

การทราบอัตรากาหมุนเวียนอากาศ หรือ Air change ในอาคารมีความสำคัญต่อสุขภาพผู้อยู่อาศัยอย่างมาก โดยเฉพาะในยุคสมัยที่มีโรคอุบัติใหม่เกิดขึ้นอย่างมากมาย เป็นสิ่งที่ผู้ออกแบบ ติดตั้งระบบ HVAC ต้องรับทราบและเข้าใจ ก่อนที่จะวางแผนดำเนินการติดตั้งระบบปรับอากาศและระบายอากาศ

• สิ่งที่ส่งผลต่ออัตราการหมุนเวียนของอากาศ (What Impacts Air Change Rates)
มีปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่ออัตราการหมุนเวียนของอากาศ เช่น ขนาดห้อง จำนวนผู้อาศัย ระบบปรับอากาศ รวมถึงกิจกรรมภายในห้องอีกด้วย อัตราสำหรับการหมุนเวียนของอากาศ และการระบายอากาศ จะคำนวณต่อคน สถานที่ที่จะมีอัตราการใช้บริการ หรือจำนวนคนหมุนเวียนภายในอาคารมาก จะต้องมี Air Change Rates ที่สูงขึ้นตามไปด้วย

เช่นเดียวกับอาคารที่มีพื้นที่สูบบุหรี่ หรือที่มีเชื้อโรคมากมายอย่างโรงพยาบาล ที่ต้องมีอัตราการหมุนเวียนของอากาศเพิ่มขึ้นมากอีกหลายเท่าตัว ไปจนถึงการออกแบบติดตั้งระบบ HVAC ที่เหมาะสมกับสถานที่อีกด้วย

air change work

การไหลเวียนของอากาศหรือ Air Flow สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภท
• Uncontrolled airflow หรือการไหลเวียนของอากาศที่อยู่นอกเหนือการควบคุม เช่น Air Flow ที่เกิดจากปัจจัยทางธรรมชาติ อย่างลมหรือความร้อนที่เพิ่มขึ้น พัดลมเสีย การรั่วไหลของการระบายอากาศจากท่อ เป็นต้น
• Controlled airflow การควบคุมการไหลเวียนของอากาศเป็นผลจากมนุษย์ จากการออกแบบและติดตั้งระบบปรับอากาศ ที่กระจายอากาศไปทั่วอาคาร

• วิธีคำนวณอัตราหมุนเวียนของอากาศ (How To Calculate Air Change Rates)

air change rate formula

อัตราการหมุนเวียนของอากาศจะถูกคำนวณเป็นจำนวนรอบการหมุนเวียนต่อชั่วโมง (ACH=Air Change per Hour) ค่า ACH จะเท่ากับอัตราลูกบาศก์ฟุตของอากาศ (CFM) แล้วคูณด้วยจำนวน 60 นาที หารด้วยปริมาตรพื้นที่ห้อง (Volume of room)

CFM ย่อมาจาก Cubic Feet per Minute คือจำนวนลูกบาศก์ฟุตที่อากาศสามารถเคลื่อนย้ายหรือเกิดการแลกเปลี่ยอากาศในแต่ละนาที ยิ่งค่า CFM มากขึ้นเท่าไหร่ก็ยิ่งสามารถเคลื่อนย้ายอากาศได้มากเท่านั้น จากอุปกรณ์อย่างพัดลมห้องน้ำ เครื่องดูดควัน พัดลมดูดอากาศ เครื่องกรองอากาศ ฯลฯ ที่จำเป็นต้องวัดการไหลของอากาศใน CFM ซึ่งมักจะคำนวณโดยใช้การทดสอบโบลเวอร์เพื่อวัดลูกบาศก์ฟุตต่อนาทีที่เคลื่อนที่ หรือเครื่องมือที่ทันสมัยอย่าง Anemometer หรือเครื่องวัดความเร็วลม ทำให้ลดการคำนวนที่ยุ่งยากลงได้

• Air Change แค่ไหนถึงพอเพียง ?

air change rate
Air change rate per hour (ACH) จะแตกต่างกันไปตามจำนวนคน และประเภทของสถานที่ โครงสร้างอาคาร เช่น บ้าน โรงแรม สำนักงาน ร้านอาหาร หรือโรงพยาบาล ดังที่กล่าวไปข้างต้น ตามมาตรฐาน ASHRAE 62.1 (Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality) ที่เป็นมาตรฐานที่นิยมใช้อ้างอิงในการออกแบบเพื่อสุขอนามัยของคนในอาคาร อัตราการระบายอากาศที่แนะนำขึ้นอยู่กับขนาดห้อง การใช้งาน และจำนวนคนที่จะอยู่ในห้อง

จำนวนนาทีที่ต้องใช้ในการหมุนเวียนอากาศเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพจะลดลงตามจำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศต่อชั่วโมงที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นอย่างโรงพยาบาลที่ต้องการ ACH ที่มากกว่าสถานที่อื่น จะใช้การเปลี่ยนแปลงอากาศ 20 ถึง 25 ครั้งต่อชั่วโมง ไปจนถึง 30 ครั้ง ASHRAE แนะนำ อัตราการระบายอากาศขั้นต่ำ 2-3 ครั้งต่อชั่วโมงสำหรับสำนักงาน 5-6 สำหรับโรงเรียน และ 6-12 สำหรับโรงพยาบาล แต่สำหรับในยุคโรคระบาด หรือโรคอุบัติใหม่ ไปจนถึงอากาศเสียที่เผชิญอยู่ในปัจจุบัน ผู้เชี่ยวชาญด้านการระบาดวิทยา แนะนำให้มี Air change 4-6 ครั้งต่อชั่วโมงในโรงเรียน เป็นต้น

การออกแบบอาคารให้ได้คุณภาพอากาศที่เพิ่มขึ้น จะสามารถลดโอกาสติดเชื้อทางอากาศเพื่อสุขภาพคนในอาคารได้อย่างมาก และ Air change ที่เหมาะสมโดยใช้ทั้งการระบายอากาศแบบธรรมชาติ ผสมผสานกับการกระบายอากาศทางกลไก ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภายในอาคารจะได้คุณภาพอากาศที่ดีขึ้น

• Passive Ventilation หรือการระบายอากาศตามธรรมชาติ : อย่างลม การลอยตัวระบายความร้อน เพื่อเคลื่อนย้ายอากาศเข้าและออกจากพื้นที่ในร่ม เช่นการเปิดหน้าต่าง ประตู หรือตามช่องระบายอากาศ ในการเพิ่มการหมุนเวียนของอากาศแบบธรรมชาติ
• Active Ventilation หรือการระบายอากาศแบบกลไก เช่นระบบ HVAC เพื่อให้ได้อัตราการถ่ายเทอากาศที่ควบคุมได้มากขึ้น เพื่อช่วยให้ได้อัตราการหมุนเวียนอากาศต่อชั่วโมงตามความต้องการ ที่สม่ำเสมอมากขึ้น มีบทบาทอย่างยิ่งในการขจัดความชื้น มลพิษทางอากาศ ไวรัส และช่วยสร้างความสะดวกสบายของผู้คนในอาคารด้วยการควบคุมอุณหภูมิ

• เราจะเพิ่มอัตราหมุนเวียนอากาศให้อาคารของเราได้อย่างไร ?
วิธีเพิ่มอัตราการหมุนเวียนอากาศ บางครั้งก็ง่ายดายในระดับที่อยู่อาศัย เช่นการเปิดพัดลม เครื่องดูดควัน หรือเปิดหน้าต่าง ประตู ระเบียง เพื่อให้อากาศบริสุทธิ์เข้ามา

แต่ในระดับอาคารขนาดใหญ่ ธุรกิจ และอุตสาหกรรม ที่ต้องการ ACH หมุนเวียนตลอดเวลา จำเป็นต้องใช้การแก้ปัญหาในระยะยาว แต่มีประสิทธิภาพโดยการปรับเปลี่ยนกลไกในระบบ HVAC เช่นการเปิดแดมเปอร์ มีการติดตั้งการกรอง และฟอกอากาศที่เพิ่มมากขึ้น การติดตั้งการกรอง และฟอกอากาศจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดอนุภาคในอากาศ เช่น ฝุ่นและไวรัสออกจากอากาศอาคารอีกด้วย

𝗔𝗖𝗧 𝗙𝗿𝗲𝘀𝗵 𝗮𝗶𝗿 𝗽𝘂𝗿𝗶𝗳𝗶𝗲𝗿 เครื่องเติมอากาศบริสุทธิ์ ภายในบ้านและอาคาร

เครื่องเติมอากาศในบ้าน

การออกแบบการระบายอากาศที่เหมาะสมจะเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการหมุนเวียนของอากาศ โดยการลดความไม่สมดุลของ airflow และสามารถรับประกันว่าอากาศสะอาดจะกระจายไปทั่วอาคาร ไม่เพียงเท่านั้น การวางระบบ HVAC ยังต้องคำนึงถึงรอยรั่ว หรือรูต่างๆ ในระบบที่คาดไม่ถึง เพื่อให้ได้มาตรฐานการระบายอากาศตามความต้องการอย่างถูกต้องอีกด้วย

การรั่วไหลของอากาศ จะสร้างผลเสียโดยการขัดขวางการไหลเวียนของอากาศที่ต้องการและแทนที่อากาศที่จ่ายโดยระบบ HVAC ด้วยอากาศที่ไหลกลับจากภายนอกพื้นที่มีอุณหภูมิไม่ถึงประสงค์ เนื่องจากอากาศที่ถูกดูดเข้าและออกผ่านการไหลของอากาศ ต้องผ่านการควบคุมจากระบบเท่านั้น ถึงจะเกิดประโยชน์ และประสิทธิภาพสูงสุดแก่ตัวอาคาร ซึ่งสามารถทำการตรวจสอบได้หลายวิธีเช่นการทำ Leak test เป็นต้น

ไปจนถึงการลดระดับมลพิษ และสารปนเปื้อนในอากาศ ที่ ASHRAE แนะนำให้ใช้ตัวกรอง (Filter) ในระบบ HVAC ที่ควรมีค่าคะแนนประสิทธิภาพขั้นต่ำ (MERV) ที่ 13 หรือสูงกว่า ซึ่งเป็นระดับที่จะกรองอนุภาคขนาด 0.3 ถึง 1 ไมครอนได้ 75% และในอาคารพาณิชย์ โรงพยาบาลที่มีตัวกรองอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง (HEPA) ซึ่งมีค่า MERV อยู่ที่ 17-20 หรือสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะจะสามารถกรองอนุภาคขนาดดังกล่าวได้ 99.97% ขึ้นไป

การมีอัตราการหมุนเวียนอากาศที่ดี นอกเหนือจากประโยชน์ต่อสุขภาพแล้ว ยังสามารถลดค่าใช้จ่ายในการควบคุมสภาพอากาศ และควบคุมการไหลเวียนของอากาศได้อีกด้วย เพราะระบบ HVAC ของคุณไม่จำเป็นต้องทำงานบ่อยครั้งเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ นอกจากประหยัดพลังงานแล้ว ยังช่วยลดการสึกหรอ และช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบ HVAC ได้อีกด้วย

สรุปแล้ว Air change rate มีความสำคัญมากในอาคารต่างๆ ตั้งแต่สเกลที่อยู่อาศัย ไปจนถึงโรงพยาบาล และหลากหลายอุตสาหกรรม เมื่ออากาศภายในผสมกับอากาศภายนอกด้วยความถี่ที่เหมาะสม คุณภาพอากาศที่เพิ่มขึ้นจะสวนทางกับอัตราการติดเชื้ออื่นๆ ที่ลดลงครับ

𝗔𝗖𝗧 𝗔𝗱𝘃𝗮𝗻𝗰𝗲 𝗖𝗼𝗼𝗹 𝗧𝗲𝗰𝗵𝗻𝗼𝗹𝗼𝗴𝘆 เรายินดีให้คำแนะนำ ปรึกษาสำหรับผู้ต้องการติดตั้ง หรือปรับปรุงระบบทำความเย็น เราเป็นผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นระดับอุตสาหกรรม ออกแบบ ติดตั้งชิลเลอร์อุตสาหกรรมโรงงาน (Industrial Chiller) รวมไปถึงการติดตั้ง ออกแบบ ระบบปรับอากาศ และทำความเย็น คุณภาพสูงที่ตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมระดับโลก

Line id : @advancecool
Email : info@advance-cool.com