การศึกษาแบบจำลองค่าพลังงานไฟฟ้าการปรับอากาศและระยะเวลาการคืนทุนของการใช้ฉนวนกันความร้อนในกรอบอาคารพักอาศัยประเภทบ้านเดี่ยว Simulation Study of Air-Conditioning Energy Consumption and Payback Period of Using Thermal Insulation in the Detached Houses

Abstract

บทคัดย่อ

       การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินผลจากการใช้ฉนวนกับบ้านพักอาศัยในด้านการลดพลังงานไฟฟ้าในการปรับอากาศและด้านความคุ้มทุนสาหรับบ้านเดี่ยว วิธีการศึกษาได้แก่การสร้างแบบจำลองทางพลังงานของบ้านเดี่ยว กรณีฐานในโปรแกรมจำลองทางพลังงาน eQuest 3.65 ซึ่งจะคำนวณค่าพลังงานไฟฟ้าของบ้านกรณีฐานได้โดยใช้ข้อมูลสภาพอากาศของกรุงเทพมหานคร ค.ศ.1998-2002 ซึ่งสร้างขึ้นในรูปแบบไฟล์ Typical Meteorological Year (TMY) บ้านเดี่ยวกรณีฐานมีข้อมูลของปัจจัยต่างๆ ของบ้านที่ส่งผลต่อการใช้พลังงานไฟฟ้าในการปรับอากาศ งานวิจัยนี้ได้สร้างแบบจำลองบ้านกรณีฐานขึ้นมาแล้วนำผลการจำลองทางพลังงานมาเปรียบเทียบกับการใช้ไฟฟ้าที่เก็บข้อมูลได้จากบ้านจริง ซึ่งได้พบว่าพลังงานไฟฟ้าในการปรับอากาศของบ้านกรณีฐานและบ้านจริงมีความแตกต่างเฉลี่ย 12 เดือน เท่ากับ 10.2% ดังนั้นแบบจำลองบ้านกรณีฐานสามารถเป็นตัวแทนการใช้พลังงานในการปรับอากาศของบ้านทั่วไปได้ จากนั้นได้ป้อนข้อมูลการติดตั้งฉนวนหนา 75 และ 150 มม. ที่ผนังและ/หรือเพดานในแบบจำลองบ้านกรณีฐาน ซึ่งหันไปทางทิศเหนือ ใต้ตะวันออกและตะวันตก แล้วคำนวณค่าพลังงานไฟฟ้าในการปรับอากาศจากการใช้ฉนวนดังกล่าว ผลการศึกษาพบว่าการติดตั้งฉนวนสามารถลดพลังงานไฟฟ้าในการปรับอากาศลงได้ 19.08-38.8% เมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่ติดฉนวนบ้านที่หันไปทางทิศใต้และมีการติดตั้งฉนวนที่ฝ้าเพดานมีการลดลงของ พลังงานในการปรับอากาศมากที่สุดโดยสามารถคืนทุนได้เร็วที่สุด 0.9 ปีเมื่อติดตั้งกับฝ้าเพดานเดิมโดยไม่ต้องลงทุนโครงสร้างเพิ่มเติม การติดฉนวนที่ผนังอย่างเดียวสามารถ คืนทุนได้เร็วที่สุดคือ 5 ปี โดยติดตั้งฉนวนหนา 75 มม. กับผนังภายนอกของบ้านที่หันไปทางทิศใต้

 คำสำคัญ: แบบจำลองทางพลังงานของอาคาร ภาระการทำความเย็น การต้านทานความร้อน ค่าพลังงานไฟฟ้า ระยะเวลาคืนทุน

 Abstract

       The purpose of this research is to evaluate the effect of insulation on electric energy consumption in air conditioning and the cost-effectiveness of using insulation in the detached houses. A model of Base Case house was simulated in eQuest 3.65, a building energy simulation program, to calculate the baseline energy under the Bangkok meteorological data year 1998-2002 generated in Typical Meteorological Year (TMY) format. The Base Case was a single-detached house contained information on various factors affecting the use of electrical energy in air conditioning. This research constructed and simulated the Base Case model and compared the simulated results with the electric consumption collected from a real house. It was found that the electric consumption in the Base Case averagely differences from the real house by 10.2 %. Therefore, the Base Case model can represent the energy consumption of the house. Then, the fiberglass insulation of 75 and 150 mm thickness were input into the Base Case model facing North, South, East and West. The results showed that insulation can reduce electrical energy in air conditioning by 19.08-38.8% compared to the non-insulated Base Case. The south facing house with insulated ceiling showed highest electric energy reduction. The 75 mm insulation installed over 194 the original ceiling without additional frame investment gave the fastest payback of 0.9 years. Wall insulation needed frames and finishing boards can pay off at 5 years by installing insulation with a 75 mm thickness on the exterior wall of the house facing south.

 Keywords: Building Energy Simulation, Cooling Load, Heat Resistance, Energy Consumption, Payback Period