Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/72133
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorChatchawan Chaichana-
dc.contributor.advisorAnucha Promwungkwa-
dc.contributor.advisorSomchai Pattana-
dc.contributor.advisorKengkamol Wiratkasem-
dc.contributor.authorSurasit Thiangchantaen_US
dc.date.accessioned2021-09-10T02:34:05Z-
dc.date.available2021-09-10T02:34:05Z-
dc.date.issued2019-05-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/72133-
dc.description.abstractBecause the electricity peak demand and the electricity consumption in Thailand have increased every year. Moreover, the energy statistic shows that the energy consumption for air-conditioning system is accounted for about 60% of the total electricity consumption of a residential section in Thailand. Also, the ministry of energy of Thailand reports that statistical data of electricity consumption demand for air-conditioning has increased by 350 MW for every 1°C temperature increased of thermostat set-point. With this issue, the increasing of thermostat set-point becomes an important key to reduce energy used in air-conditioning systems. Normally, the human thermal comfort is used to define the thermostat set-point of air-conditioners. When the thermal comfort zone for occupant in air-conditioned rooms can be increased, the electricity peak demand will decrease. In this study, the thermal comfort was investigated with respect to ASHRAE standard. In addition, most of air-conditioners manufacturing is designed the commercial air-conditioners as a fixed size, while the clients are usually chosen air-conditioners oversize to the heat load of air-conditioned rooms. This occurrence leads to an overconsumption of energy use in air-conditioners. Hence, an investigation for determining the proper heat load of air-conditioned rooms was considered as another essential key in order to reduce energy consumption of air-conditioners. The research methodology was conducted using a survey on the thermal comfort of humans that rested in air-conditioned room. The results of the survey were then used as the criteria of thermostat setting. Moreover, the mathematical relation of air-conditioner’s power with respect to the heat load of air-conditioned room was investigated. Based on the thermal comfort condition, this was used to define heat load modelling condition, as well as to investigate the preliminary application for estimating the reduction potential of electricity demand peak and electricity consumption of air-conditioners. The thermal comfort survey was performed in the air-conditioned room and the space temperature was controlled by two air-conditioners. Moreover, the humidity was controlled by a humidifier that could add water vapour with a maximum relative humidity of the room of at least 80%. For this thermal comfort survey, the bachelor’s degree students of Chiang Mai University with the number’s sample size of at least 395 students was used in order to achieve the confidence level of 95%. At the beginning, the students were asked to provide information for investigating the results of human comfort. After that, the heat load investigation was started to prepare an experimental room, as well as to find the geometry and engineering properties of the experimental room’s components. Then, the air-conditioners and the measurement device were installed and collected data of at least 1-minute interval time throughout the tests with respect to the conditions of the within internal heat load generation and the without internal heat load generation. At the end, the results of heat load investigation were used to generate the heat load model by using the Buckingham Pi technique to simplify the heat load equation and then to verify heat load model with different times of collecting data. The results of the thermal comfort survey showed that a range of operative temperature was 23.6 to 27.4°C at 90% occupant’s acceptability; moreover, most occupants were preferred a relative humidity range of 40-50%. Besides, the results of heat load of airconditioned room showed that the comparison of heat load consumption and cooling capacity consumption had an average error of about 6.8%. In this study, the Buckingham- Pi technique was used to generate heat load models and simplified heat load equation with less functional variables. Although the varied Π groups of heat load model were reported, the rate of heat load model of the fourteenth Π group was chosen due to an error of 6.56% as compared to the rate of heat load experiment. The results also showed that the number of samples gives a significant effect on the error of predicted model, as a smaller number of samples was resulted in a larger error of prediction. Furthermore, the rate of heat load model verifying was able to use for predicting the heat load, as the same trend of both rates was clearly presented. In this study, the error between the rate of heat load model verifying and the rate of heat load experiment verifying was about 11.5%, which could be explained by the range of ambient air temperature for verifying process that was wider than for the modelling process. Additionally, the results of a reduction potential of electricity peak demand and an electricity consumption by air-conditioners showed that at the upper limit of thermal comfort (27°C) gave a significant reduction in electricity peak than at the lower limit of thermal comfort (25°C). For the condition of without internal heat load generation, the electricity consumption obtained from the condition of thermostat setting of 25°C was 23.7% higher than the condition of thermostat setting of 27°C. Meanwhile, for the condition of with internal heat load generation the electricity consumption obtained from the condition of thermostat setting of 25°C was 30.7% higher than the condition of thermostat setting of 27°C.en_US
dc.language.isoen_USen_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.titleHeat Load Modelling for Air Conditioned Room Using Buckingham-Pi Theoremen_US
dc.title.alternativeการจำลองแบบภาระความร้อนสำหรับห้องปรับอากาศโดยใช้วิธี ทฤษฎีบทบักกิ้งแฮมพายen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashHeat-
thailis.controlvocab.thashAir conditioning -- Design and construction-
thailis.controlvocab.thashTemperature control-
thailis.manuscript.callnumberTh 621.57 S961H 2019-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractเนื่องจากความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดและการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิในประเทศไทยมีค่า สูงขึ้นทุกปี ตามการเจริญเติบโตของสภาพเศรษฐกิจ สถิติพลังงานแสดงถึงการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิ ในระบบปรับอากาศคิดเป็น 60 เปอร์เซ็นต์ ของการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิทั้งหมดในภาคที่อยู่อาศัย ของประเทศไทย อีกทั้งกระทรวงพลังงานแห่งประเทศไทยได้รายงานว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิใน ระบบปรับอากาศจะเพิ่มขึ้น 350 เมกะวัตต์ สำหรับการปรับอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศเพิ่มขึ้นทุกๆ 1 องศาเซลเซียส โดยปัญหานี้ชี้ให้เห็นว่าการปรับอุณหภูมิของเครื่องปรับอากาศเพิ่มขึ้นเป็นหนึ่งในวิธีที่ สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าจากการใช้ระบบปรับอากาศได้ โดยทั่วไปแล้วสภาวะความสบายเชิง ความร้อนของมนุษย์เป็นเกณฑ์ที่ใช้ในการปรับตั้งอุณหภูมิของเครื่องปรับอากาศ หากขอบเขตสภาวะ ความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์สูงขึ้น ค่าความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดและการใช้พลังงาน ไฟฟ้าสุทธิจะสามารถลดลงได้ การหาสภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ในงานวิจัยนี้ได้ อ้างอิงตามมาตรฐาน ASHRAE อีกปัญหาหนึ่งคือผู้ผลิตเครื่องปรับอากาศได้ออกแบบขนาดของ เครื่องปรับอากาศไม่หลากหลายพอดีกับภาระความร้อนของห้องปรับอากาศ ดังนั้นผู้ใช้ เครื่องปรับอากาศจึงมักติดตั้งเครื่องปรับอากาศที่มีขนาดเกินกว่าภาระความร้อนของห้องปรับอากาศ เป็นเหตุให้เกิดการใช้พลังงานเกินกว่าความเป็นจริง หากการหาภาระความร้อนของห้องปรับอากาศ เป็นไปอย่างเหมาะสมก็จะสามารถลดการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศได้ ระเบียบวิธีการวิจัยได้ทำการสำรวจหาสภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ที่อาศัยในห้องปรับ อากาศ โดยผลลัพท์ที่ได้จากการสำรวจได้ถูกใช้เพื่อเป็ นเกณฑ์ในการปรับตั้งอุณหภูมิของ เครื่องปรับอากาศ อีกทั้งได้หาความสัมพันธ์เชิงคณิตศาตร์ของการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศที่ สัมพันธ์กับภาระความร้อนของห้องปรับอากาศ สภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ยังใช้ สำหรับการหาเงื่อนไขของแบบจำลองของภาระความร้อนของห้องปรับอากาศ อีกทั้งการประเมิน เบื้องต้นของค่าศักยภาพการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดและการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิจากการใช้ เครื่องปรับอากาศ ระเบียบวิธีการวิจัยของการสำรวจหาสภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ได้ดำเนินการในห้อง ปรับอากาศที่ควบคุมอุณหภูมิสภาวะอากาศโดยเครื่องปรับอากาศสองเครื่อง ความชื้นได้ถูกควบคุม โดยใช้เครื่องกำเนิดความชื้นที่สามารถเพิ่มค่าความชื้นสัมพัทธ์ของห้องปรับอากาศได้สูงสุดไม่น้อย กว่า 80 เปอร์เซ็นต์ กลุ่มตัวอย่างที่ต้องสำรวจเป็นนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่มีจำนวนอย่างน้อย 395 คน เพื่อให้ได้ระดับความเชื่อมั่นที่ 95 เปอร์เซ็นต์ นักศึกษาได้ถูกสำรวจข้อมูลที่จำเป็นในการหา สภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ สำหรับการหาภาระความร้อนของห้องปรับอากาศจะเริ่ม จากการเตรียมห้องปรับอากาศพร้อมทั้งหามิติขนาดและคุณสมบัติทางวิศวกรรมของวัสดุที่ใช้ จากนั้น ได้ทำการติดตั้งเครื่องปรับอากาศและอุปกรณ์ตรวจวัดและบันทึกผล ที่สามารถบันทึกผลในช่วงเวลา อย่างน้อยทุกๆ 1 นาทีตลอดการทดลอง ในเงื่อนไขการทดลองที่มีภาระความร้อนภายในและไม่มี ภาระความร้อนภายใน ผลการหาสภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์พบว่ามีขอบเขตอุณหภูมิที่ 23.6 ถึง 26.4 องศา เซลเซียส ที่ระดับความยอมรับได้ของผู้อาศัยที่ 90 เปอร์เซ็นต์ อีกทั้งผู้อาศัยได้มีความพึงพอใจใน ขอบเขตความชื้นสัมพัทธ์ที่ 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ สำหรับผลของการหาภาระความร้อนของห้องปรับ อากาศพบว่าเมื่อเปรียบเทียบค่าผลรวมภาระความร้อนกับค่าผลรวมความสามารถการทำความเย็น พบว่ามีค่าความเคลื่อนคลาดเฉลี่ยเพียง 6.8 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ผลการทดลองได้รายงานผลจากการใช้ เทคนิคทฤษฎีบักกิ้งแฮมพายในการหาแบบจำลองภาระความร้อนเพื่อลดตัวแปรของสมการ แบบจำลองภาระความร้อน โดยได้ผลของแบบจำลองภาระความร้อนหลายกลุ่มพาย กลุ่มพายที่สิบสี่ ได้ถูกเลือกมาใช้ในการทำนายผลของภาระความร้อน โดยมีค่าความเคลื่อนคลาดที่ 6.56 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับค่าภาระความร้อนที่ได้จากการทดลอง ผลการทดลองยังพบอีกว่าค่าจำนวนของ ข้อมูลมีผลอย่างมีนัยยะสาคัญต่อค่าความเคลื่อนคลาด โดยที่หากค่าจำนวนของข้อมูลมีค่าน้อยจะ ส่งผลให้ค่าความเคลื่อนคลาดของการทำนายค่าภาระความร้อนสูงขึ้น เมื่อทำการทวนสอบสมการ แบบจำลองภาระความร้อนกับค่าภาระความร้อนกับข้อมูลที่เก็บต่างเวลา พบว่าสมการแบบจำลอง ภาระความร้อนสามารถทำนายผลที่มีแนวโน้มใกล้เคียงกัน โดยมีค่าความเคลื่อนคลาดของแบบจำลอง ภาระความร้อนทวนสอบกับค่าภาระความร้อนทวนสอบที่ 11.5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าค่า ความเคลื่อนคลาดที่เพิ่มขึ้นนี้เกิดจากช่วงอุณหภูมิสภาวะอากาศภายนอกของข้อมูลทวนสอบมีค่า มากกว่าช่วงอุณหภูมิสภาวะอากาศภายนอกของข้อมูลที่ใช้สร้างสมการแบบจำลองภาระความร้อน สำหรับผลการประเมินเบื้องต้นของค่าศักยภาพการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดและการใช้พลังงาน ไฟฟ้าสุทธิจากการใช้เครื่องปรับอากาศ พบว่าเมื่อปรับอุณหภูมิปรับอากาศที่เงื่อนไขขอบเขตบนของ สภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ (27 องศาเซลเซียส) นำไปสู่การลดการใช้พลังงานไฟฟ้า สูงสุดได้มากกว่าที่เงื่อนไขขอบเขตล่างของสภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ (25 องศา เซลเซียส) อย่างมีนัยยะสำคัญ อีกทั้งพบว่าเมื่อปรับอุณหภูมิปรับอากาศที่เงื่อนไขขอบเขตบนของ สภาวะความสบายเชิงความร้อนของมนุษย์ สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าสุทธิได้ถึง 23.7 เปอร์เซ็นต์ และ 30.7 เปอร์เซ็นต์ ในเงื่อนไขการทดลองที่ไม่มีภาระความร้อนภายใน และในเงื่อนไข การทดลองที่มีภาระความร้อนภายในตามลำดับen_US
Appears in Collections:ENG: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
580651021 สุรสิทธิ์ เที่ยงจันตา.pdf5.48 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.