แนวคิดการประยุกต์ใช้ Energy Pile สําหรับอาคารสํานักงานอัจฉริยะที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์

Abstract

This research had the objective to study the concept of applying Energy Pile for smart office building that used zero net energy. The study was conducted with an office building located in Amphawa, Samut Songkhram Province. The study was conducted on the ability of reducing energy from using energy pile and analyzed the economic worthiness of application of energy pile. From the study, it was found that 42 energy piles with the diameter of 114 millimeters with the length of 12 meters with the length of HDPE (High-Density Polyethylene) embedded in the steel pile with total length of 504 meters. They were used to simulate application with air-conditioners with the size of 9000, 12000, 18000, 21000 and 24000 BTU/hr by installing into the condenser in the air-conditioning system, it was found that this set of Energy Pile was suitable for using with 2 air-conditioners of 9000 BTU/hr or 12000 BTU/hr. When using with an air-conditioner of 9000 BTU/hr for 1 month continuously, it would increase the temperature around the pile at 4.55 Celsius degrees making the earth temperature from the previous value of 30 degrees to 34.55 degrees. When considering the heat of the condenser which was 40 degrees, the energy pile could still reduce the temperature of the condenser at 5.45 degrees. Reducing of heat ventilating temperature of an air-conditioner for 1 degree could help reduce the energy used at 1.43%. Using of energy pile in the smart office building with zero net energy could reduce the energy used at 7.79% per 1 air-conditioner so 2 air-conditioners could reduce energy consumption at 15.58%. However, as an air-conditioner with the size of 9000 BTU/Hr and 12000 BTU/Hr were not suitable for this office building rooms so the room was not cooled down, and the air-conditioner must operate at all times so its lifespan was short. Nowadays, air-conditioners were developed to have high value of SEER which helped save energy more. For example, a DAIKIN air-conditioner with the size of 24200 BTU/Hr would have the SEER value at 20.02 BTU/W-h and electricity power at 2260 Watt which was lower than the old air-conditioner of 9000 BTU which had energy power of 2637 Watt. Therefore, this building should choose an air-conditioner with the size of 24200 BTU/Hr with high SEER value and used power energy not over 2637 Watt. From the analysis of economic result which in this case would be analyzed only the efficiency of energy pile that was more than 25 years in general constructions would have net return at 59,571 baht and when considering the benefit and cost ratio (B/C), it would be at 1.55 which was higher than 1 and the Economic Internal Rate of Return (EIRR) was at 8% which was more than 2%. It showed that the project was well received and economically suitable.

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ ศึกษาแนวคิดการประยุกต์ใช้ Energy Pile สำหรับอาคารสำนักงานอัจฉริยะที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์ โดยได้ทำการศึกษาอาคารสำนักงานแห่งหนึ่ง ตั้งอยู่ในอำเภออัมพวา จังหวัดสมุทรสงคราม โดยศึกษาความสามารถในการลดพลังงานจากการใช้เสาเข็มเหล็กพลังงานและวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางด้านเศรษฐศาสตร์ของการประยุกต์ใช้เสาเข็มเหล็กพลังงาน จากการศึกษาพบว่า เสาเข็มเหล็กพลังงานซึ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 114 มิลลิเมตร ความยาว 12 เมตร จำนวน 42 ต้น ซึ่งมีความยาวของท่อ HDPE (High-Density Polyethylene) ที่ฝังในเสาเข็มเหล็กความยาวโดยรวม 504 เมตร นำไปจำลองการใช้งานกับเครื่องปรับอากาศขนาด 9000, 12000, 18000, 21000 และ 24000 BTU/hr โดยการติดตั้งเข้ากับแผงคอยล์ร้อนในระบบปรับอากาศ พบว่า ระบบ Energy Pile ชุดนี้เหมาะสมนำไปใช้กับเครื่องปรับอากาศขนาด 9000 BTU/hr หรือ 12000 BTU/hr จำนวน 2 เครื่อง ซึ่งเมื่อใช้เครื่องปรับอากาศขนาด 9000 BTU/hr ติดต่อกันเป็นเวลา 1 เดือนต่อเนื่องจะทำให้อุณหภูมิโดยรอบเสาเข็มเพิ่มขึ้น 4.55 องศา ทำให้อุณหภูมิของดินจากเดิมมีค่าเท่ากับ 30 องศา เพิ่มเป็น 34.55 องศา เมื่อพิจารณาให้ความร้อนของคอยล์ร้อนมีค่าเท่ากับ 40 องศา เสาเข็มเหล็กพลังงานยังคงสามารถลดอุณหภูมิของคอยล์ร้อนได้ 5.45 องศา ซึ่งการลดอุณหภูมิอากาศระบายความร้อนของเครื่องปรับอากาศ 1 องศา จะช่วยลดพลังงานที่ใช้ได้ 1.43% การใช้เสาเข็มเหล็กพลังงานในโครงการอาคารสำนักงานอัจฉริยะที่มีการใช้พลังงานสุทธิเป็นศูนย์จึงสามารถลดพลังงานที่ใช้ไปได้ 7.79 เปอร์เซ็นต์ต่อเครื่องปรับอากาศ 1 เครื่อง รวมจำนวน 2 เครื่องเป็น 15.58% แต่เนื่องจากเครื่องปรับอากาศขนาด 9000 BTU/Hr และ 12000 BTU/Hr ไม่เหมาะสมกับขนาดห้องของอาคารสำนักงานนี้ ซึ่งจะทำให้ห้องไม่เย็น และเครื่องต้องทำงานตลอดเวลาทำให้อายุการใช้งานสั้น ปัจจุบันเครื่องปรับอากาศมีการพัฒนาให้มีค่า SEER สูง ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้มากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศของ DAIKIN ขนาด 24200 BTU/Hr จะมีค่า SEER อยู่ที่ 20.02 BTU/W-h และกำลังไฟฟ้าอยู่ที่ 2260 Watt ซึ่งมีค่าน้อยกว่าเครื่องปรับอากาศ 9000 BTU แบบเดิมที่มีกำลังไฟฟ้าเท่ากับ 2637 Watt ดังนั้นอาคารนี้จึงควรเลือกใช้เครื่องปรับอากาศขนาด 24200 BTU/Hr ที่มีค่า SEER สูง และใช้กำลังไฟฟ้าไม่เกิน 2637 วัตต์ และจากการวิเคราะห์ผลทางเศรษฐศาสตร์ ในที่นี้จะวิเคราะห์เพียงประสิทธิภาพของเสาเข็มเหล็กพลังงาน ซึ่งมีอายุการใช้งานที่ 25 ปีตามสิ่งก่อสร้างทั่วไป จะได้ผลตอบแทนสุทธิที่ 59,571 บาท และเมื่อพิจารณาถึงอัตราส่วนระหว่างมูลค่าปัจจุบันของผลประโยชน์กับต้นทุน (B/C) จะมีค่าเท่ากับ 1.55 ซึ่งมีค่ามากกว่า 1 และอัตราผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร์ (EIRR) มีค่าเท่ากับ 8% ซึ่งมีค่ามากกว่า 2% แสดงให้เห็นว่าโครงการเป็นที่ยอมรับและมีความเหมาะสมทางเศรษฐศาสตร์