แนวทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดใหม่ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) ซึ่งได้รับการอธิบายว่าเป็น “มาตรฐานการประหยัดพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์” จะส่งผลกระทบอย่างเป็นทางการต่ออุตสาหกรรมเครื่องทำความร้อนและเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์
มาตรฐานใหม่ที่ประกาศในปี 2015 มีกำหนดจะมีผลบังคับใช้ในวันที่ 1 มกราคม 2018 และจะเปลี่ยนแปลงวิธีการที่ผู้ผลิตออกแบบเครื่องปรับอากาศบนดาดฟ้า เครื่องปั๊มความร้อน และระบบทำความร้อนสำหรับอาคาร "ชั้นต่ำ" เช่น ร้านค้าปลีก สถานศึกษา และโรงพยาบาลขนาดกลาง
ทำไม? จุดประสงค์ของมาตรฐานใหม่นี้คือเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งบนหลังคา (RTU) และลดการใช้พลังงานและของเสีย คาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะช่วยประหยัดเงินให้กับเจ้าของอาคารได้มากในระยะยาว แต่แน่นอนว่าข้อกำหนดปี 2018 ก็ก่อให้เกิดความท้าทายบางประการสำหรับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศเช่นกัน
เรามาดูกันว่าอุตสาหกรรมระบบปรับอากาศ (HVAC) จะได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในด้านใดบ้าง:
ข้อกำหนดด้านการก่อสร้าง/โครงสร้าง – ผู้รับเหมาก่อสร้างจะต้องปรับแบบแปลนพื้นและแบบจำลองโครงสร้างให้เป็นไปตามมาตรฐานใหม่
ข้อกำหนดต่างๆ จะแตกต่างกันไปในแต่ละรัฐ – ภูมิศาสตร์ สภาพภูมิอากาศ กฎหมายปัจจุบัน และลักษณะภูมิประเทศ ล้วนส่งผลต่อวิธีการที่แต่ละรัฐนำข้อกำหนดเหล่านั้นมาใช้
ลดการปล่อยมลพิษและรอยเท้าคาร์บอน – กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประเมินว่ามาตรฐานเหล่านี้จะช่วยลดมลพิษคาร์บอนได้ 885 ล้านเมตริกตัน
เจ้าของอาคารต้องอัปเกรด – ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าจะถูกชดเชยด้วยการประหยัด 3,700 ดอลลาร์ต่อเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งบนหลังคา (RTU) เมื่อเจ้าของเปลี่ยนหรือปรับปรุงอุปกรณ์เก่า
รุ่นใหม่ๆ อาจมีรูปลักษณ์ไม่เหมือนเดิม – ความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะส่งผลให้มีการออกแบบเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งในตัว (RTU) แบบใหม่
ยอดขายเพิ่มขึ้นสำหรับผู้รับเหมา/ผู้จัดจำหน่ายระบบปรับอากาศ – ผู้รับเหมาและผู้จัดจำหน่ายสามารถคาดหวังยอดขายที่เพิ่มขึ้น 45 เปอร์เซ็นต์จากการปรับปรุงหรือติดตั้งเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งบนหลังคา (RTU) รุ่นใหม่ในอาคารพาณิชย์
ต้องยกความดีความชอบให้ภาคอุตสาหกรรมที่กำลังพัฒนาไปในทิศทางที่ดีขึ้น มาดูกันว่าจะเป็นอย่างไร
ระบบสองเฟสสำหรับผู้รับเหมาติดตั้งระบบปรับอากาศ (HVAC)
กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ จะออกมาตรฐานใหม่เป็นสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกมุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งบนหลังคา (RTU) ทุกประเภทขึ้น 10 เปอร์เซ็นต์ ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 2561 เป็นต้นไป ขั้นตอนที่สอง ซึ่งกำหนดไว้ในปี 2566 จะเพิ่มอัตราการเพิ่มประสิทธิภาพขึ้นเป็น 30 เปอร์เซ็นต์ และจะรวมถึงเตาเผาอากาศร้อนด้วย
กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประมาณการว่า การยกระดับมาตรฐานด้านประสิทธิภาพจะช่วยลดการใช้พลังงานสำหรับการทำความร้อนและความเย็นในอาคารพาณิชย์ได้ถึง 1.7 ล้านล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงในอีกสามทศวรรษข้างหน้า การลดการใช้พลังงานอย่างมหาศาลนี้จะช่วยประหยัดเงินให้กับเจ้าของอาคารโดยเฉลี่ยได้ระหว่าง 4,200 ถึง 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ ตลอดอายุการใช้งานโดยประมาณของเครื่องปรับอากาศบนดาดฟ้ามาตรฐาน
เคที อาร์เบิร์ก เจ้าหน้าที่ฝ่ายสื่อสารด้านประสิทธิภาพพลังงานและพลังงานหมุนเวียน (EERE) กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ กล่าวกับสื่อมวลชนว่า “มาตรฐานฉบับนี้ได้รับการเจรจากับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่เกี่ยวข้อง รวมถึงผู้ผลิตเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์ องค์กรอุตสาหกรรมหลัก บริษัทสาธารณูปโภค และองค์กรด้านประสิทธิภาพพลังงาน เพื่อให้ได้มาตรฐานฉบับนี้อย่างสมบูรณ์”
ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบปรับอากาศเร่งปรับตัวให้ทันกับการเปลี่ยนแปลง
กลุ่มคนที่น่าจะตั้งตัวไม่ทันกับกฎระเบียบใหม่นี้มากที่สุด คือ ผู้รับเหมาติดตั้งและบำรุงรักษาระบบปรับอากาศ (HVAC) และบุคลากรผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานอย่างหนักในการติดตั้งและบำรุงรักษาอุปกรณ์ HVAC ใหม่ แม้ว่าจะเป็นหน้าที่ของบุคลากรผู้เชี่ยวชาญด้าน HVAC เสมอที่จะต้องติดตามความก้าวหน้าและแนวโน้มของอุตสาหกรรม แต่ผู้ผลิตก็จำเป็นต้องใช้เวลาในการอธิบายมาตรฐานของกระทรวงพลังงาน (DOE) และผลกระทบต่อการทำงานภาคสนามด้วย
“ในขณะที่เราชื่นชมความพยายามในการลดการปล่อยมลพิษ เราก็เข้าใจดีว่าเจ้าของอาคารพาณิชย์บางรายอาจมีความกังวลเกี่ยวกับข้อกำหนดใหม่นี้” คาร์ล ก็อดวิน ผู้จัดการฝ่ายระบบปรับอากาศเชิงพาณิชย์ของ CroppMetcalfe กล่าว “เราได้ติดต่ออย่างใกล้ชิดกับผู้ผลิตระบบปรับอากาศเชิงพาณิชย์ และใช้เวลาอย่างมากในการฝึกอบรมช่างเทคนิคระดับห้าดาวของเราเกี่ยวกับมาตรฐานและแนวปฏิบัติใหม่ที่จะเริ่มใช้ในวันที่ 1 มกราคม เรายินดีให้เจ้าของอาคารพาณิชย์ติดต่อเราหากมีข้อสงสัยใด ๆ”
คาดว่าจะมีการติดตั้งเครื่องปรับอากาศบนดาดฟ้าชุดใหม่
กฎระเบียบใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตเทคโนโลยีระบบปรับอากาศเพื่อให้ตรงกับความต้องการด้านประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น เหลือเวลาอีกเพียงสองเดือนเท่านั้น ผู้ผลิตระบบทำความร้อนและทำความเย็นพร้อมสำหรับมาตรฐานที่กำลังจะมาถึงหรือไม่?
คำตอบคือใช่ ผู้ผลิตเครื่องทำความร้อนและเครื่องปรับอากาศรายใหญ่ต่างยอมรับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้แล้ว
“เราสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มตามแนวโน้มเหล่านี้ได้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทำงานเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้” เจฟฟ์ โม ผู้จัดการธุรกิจผลิตภัณฑ์ กลุ่มธุรกิจเครื่องปรับอากาศแบบครบวงจร ประจำอเมริกาเหนือ บริษัท เทรน กล่าวกับ ACHR News “หนึ่งในสิ่งที่เราพิจารณาคือคำว่า 'เหนือกว่าการปฏิบัติตามข้อกำหนด' ตัวอย่างเช่น เราจะพิจารณาข้อกำหนดขั้นต่ำด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานฉบับใหม่ปี 2018 ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ และเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดใหม่ นอกจากนี้เรายังจะรวมการเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมในด้านที่ลูกค้าสนใจตามแนวโน้มต่างๆ เพื่อมอบมูลค่าเพิ่มที่เหนือกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพ”
วิศวกรด้านระบบปรับอากาศ (HVAC) ได้ดำเนินการอย่างสำคัญเพื่อให้เป็นไปตามแนวทางของกระทรวงพลังงาน (DOE) โดยตระหนักว่าพวกเขาต้องมีความเข้าใจอย่างชัดเจนเกี่ยวกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดใหม่ และสร้างการออกแบบผลิตภัณฑ์ใหม่เพื่อให้เป็นไปตามหรือเกินกว่ามาตรฐานใหม่ทั้งหมด
ต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า ต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่า
ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับผู้ผลิตคือการออกแบบเครื่องปรับอากาศแบบติดตั้งบนหลังคา (RTU) ที่ตรงตามความต้องการใหม่โดยไม่ต้องเพิ่มต้นทุนในระยะเริ่มต้น ระบบที่มีอัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานแบบบูรณาการ (IEER) สูงขึ้นจะต้องการพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใหญ่ขึ้น การใช้งานคอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์แบบปรับได้และแบบสกรอลล์ความเร็วแปรผันที่มากขึ้น และการปรับความเร็วพัดลมในมอเตอร์เป่าลม
“เมื่อใดก็ตามที่มีการเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบครั้งใหญ่ สิ่งที่ผู้ผลิตอย่าง Rheem กังวลมากที่สุดก็คือ ผลิตภัณฑ์จะต้องได้รับการออกแบบใหม่อย่างไร” คาเรน เมเยอร์ส รองประธานฝ่ายกิจการภาครัฐ บริษัท Rheem Mfg. Co. กล่าวในการสัมภาษณ์เมื่อต้นปีนี้ “การเปลี่ยนแปลงที่เสนอจะถูกนำไปใช้ในภาคสนามอย่างไร ผลิตภัณฑ์จะยังคงคุ้มค่าสำหรับผู้ใช้ปลายทางหรือไม่ และผู้รับเหมาและผู้ติดตั้งจะต้องได้รับการฝึกอบรมอย่างไรบ้าง”
การวิเคราะห์อย่างละเอียด
กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) ให้ความสำคัญกับ IEER ในการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงาน อัตราประสิทธิภาพการใช้พลังงานตามฤดูกาล (SEER) จะประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องจักรโดยพิจารณาจากวันที่ร้อนที่สุดหรือเย็นที่สุดของปี ในขณะที่ IEER ประเมินประสิทธิภาพของเครื่องจักรโดยพิจารณาจากประสิทธิภาพการทำงานตลอดทั้งฤดูกาล ซึ่งช่วยให้ DOE ได้รับข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้นและติดฉลากระดับประสิทธิภาพให้กับเครื่องจักรได้อย่างถูกต้องมากขึ้น
มาตรฐานความสม่ำเสมอระดับใหม่นี้จะช่วยให้ผู้ผลิตออกแบบเครื่องปรับอากาศให้ตรงตามมาตรฐานใหม่ได้
“หนึ่งในสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเตรียมความพร้อมในปี 2018 คือการเตรียมรับมือกับการเปลี่ยนแปลงตัวชี้วัดประสิทธิภาพของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) ไปเป็น IEER ซึ่งจะต้องมีการให้ความรู้แก่ลูกค้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงนี้และผลกระทบที่จะเกิดขึ้น” ดาร์เรน ชีแฮน ผู้อำนวยการฝ่ายผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก บริษัท ไดกิน นอร์ท อเมริกา แอลแอลซี กล่าวกับผู้สื่อข่าว ซาแมนธา ไซน์ “จากมุมมองด้านเทคโนโลยี พัดลมจ่ายอากาศภายในอาคารประเภทต่างๆ และระบบอัดอากาศแบบปรับความจุได้ อาจเข้ามามีบทบาท”
สมาคมวิศวกรด้านเครื่องทำความร้อน เครื่องทำความเย็น และเครื่องปรับอากาศแห่งอเมริกา (ASHRAE) ก็กำลังปรับมาตรฐานของตนให้สอดคล้องกับระเบียบข้อบังคับใหม่ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เช่นกัน การเปลี่ยนแปลงครั้งล่าสุดของ ASHRAE เกิดขึ้นในปี 2015
แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่ามาตรฐานเหล่านั้นจะมีลักษณะอย่างไร แต่ผู้เชี่ยวชาญได้คาดการณ์ไว้ดังนี้:
พัดลมสองขั้นตอนในเครื่องปรับอากาศขนาด 65,000 BTU/h ขึ้นไป
ระบบทำความเย็นเชิงกลสองขั้นตอนสำหรับเครื่องที่มีกำลังการทำความเย็น 65,000 BTU/h หรือใหญ่กว่า
อาจจำเป็นต้องมีระบบทำความเย็นเชิงกล 3 ระดับ ตั้งแต่ 65,000 BTU/h ถึง 240,000 BTU/h สำหรับชุดปรับอุณหภูมิแบบแปรผัน (VAV)
หน่วย VAV อาจจำเป็นต้องมีระบบทำความเย็นเชิงกลสี่ขั้นตอนสำหรับหน่วยที่มีกำลังการทำความเย็นมากกว่า 240,000 BTU/วินาที
ข้อกำหนดของทั้ง DOE และ ASHRAE จะแตกต่างกันไปในแต่ละรัฐ ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบปรับอากาศที่ต้องการติดตามความคืบหน้าของมาตรฐานใหม่ในรัฐของตน สามารถเยี่ยมชมได้ที่ energycodes.gov/compliance
ข้อกำหนดใหม่เกี่ยวกับสารทำความเย็นสำหรับการติดตั้งระบบปรับอากาศเชิงพาณิชย์
ข้อกำหนดของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) เกี่ยวกับระบบปรับอากาศ (HVAC) จะรวมถึงพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้สำหรับการใช้สารทำความเย็นในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรับรองระบบปรับอากาศ การใช้สารไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs) ในอุตสาหกรรมถูกยกเลิกไปในปี 2017 เนื่องจากมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เป็นอันตราย เมื่อต้นปีนี้ กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ได้จำกัดการซื้อสารทำลายโอโซน (ODS) ให้กับผู้รีไซเคิลหรือช่างเทคนิคที่ได้รับการรับรองเท่านั้น การจำกัดการใช้ ODS รวมถึงไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFCs) คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) และ HFCs ด้วย
มีอะไรใหม่ในปี 2018 บ้าง? ช่างเทคนิคที่ต้องการจัดหาวัสดุทำความเย็นประเภท ODS จะต้องมีใบรับรอง HVAC ที่มีความเชี่ยวชาญด้านการใช้ ODS ใบรับรองมีอายุสามปี ข้อกำหนดของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) จะกำหนดให้ช่างเทคนิคทุกคนที่จัดการกับสาร ODS ต้องเก็บรักษาบันทึกการกำจัด ODS ที่ใช้ในอุปกรณ์ที่มีสารทำความเย็นห้าปอนด์ขึ้นไป
เอกสารที่ส่งต้องมีข้อมูลดังต่อไปนี้:
ประเภทสารทำความเย็น
สถานที่และวันที่ทำการกำจัด
ปริมาณสารทำความเย็นที่ใช้แล้วที่ถูกดึงออกจากหน่วยปรับอากาศ
ชื่อผู้รับการถ่ายโอนสารทำความเย็น
มาตรฐานสารทำความเย็นในระบบ HVAC บางส่วนจะมีการเปลี่ยนแปลงใหม่ในปี 2019 ช่างเทคนิคสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีตารางอัตราการรั่วไหลใหม่และการตรวจสอบการรั่วไหลรายไตรมาสหรือรายปีสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมด โดยจะต้องมีการตรวจสอบ 30 เปอร์เซ็นต์สำหรับระบบทำความเย็นในกระบวนการอุตสาหกรรมที่ใช้สารทำความเย็นมากกว่า 500 ปอนด์ การตรวจสอบประจำปี 20 เปอร์เซ็นต์สำหรับระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์ที่ใช้สารทำความเย็น 50-500 ปอนด์ และการตรวจสอบประจำปี 10 เปอร์เซ็นต์สำหรับระบบทำความเย็นเพื่อความสะดวกสบายในอาคารสำนักงานและที่พักอาศัย
การเปลี่ยนแปลงระบบปรับอากาศจะส่งผลกระทบต่อผู้บริโภคอย่างไร?
แน่นอนว่า การปรับปรุงระบบปรับอากาศให้ประหยัดพลังงานมากขึ้น จะส่งผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมการทำความร้อนและความเย็นทั้งหมด ในระยะยาว เจ้าของธุรกิจและเจ้าของบ้านจะได้รับประโยชน์จากมาตรฐานที่เข้มงวดของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ตลอด 30 ปีข้างหน้า
สิ่งที่ผู้จัดจำหน่ายระบบปรับอากาศ ผู้รับเหมา และผู้บริโภคต้องการทราบคือ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่อต้นทุนผลิตภัณฑ์และการติดตั้งระบบปรับอากาศใหม่ในระยะเริ่มต้นอย่างไร ประสิทธิภาพไม่ได้มาในราคาถูก เทคโนโลยีรุ่นแรกๆ จึงมีแนวโน้มที่จะทำให้ราคาสูงขึ้น
ถึงกระนั้น ผู้ผลิตระบบปรับอากาศยังคงมองโลกในแง่ดีว่าระบบใหม่เหล่านี้จะถูกมองว่าเป็นการลงทุนที่ชาญฉลาด เพราะจะตอบสนองความต้องการทั้งในระยะสั้นและระยะยาวของเจ้าของธุรกิจ
“เรายังคงหารือกันอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศบนหลังคาของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ปี 2018 และ 2023 ซึ่งจะส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมของเรา” เดวิด ฮูลส์ ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาด เครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์ บริษัท เอเมอร์สัน ไคลเมท เทคโนโลยีส์ อิงค์ กล่าวเมื่อเดือนมกราคมที่ผ่านมา “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราได้พูดคุยกับลูกค้าของเราเพื่อทำความเข้าใจความต้องการของพวกเขา และวิธีที่โซลูชันการปรับกำลังลมของเรา รวมถึงโซลูชันการอัดอากาศสองขั้นตอน สามารถช่วยให้พวกเขาบรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้นพร้อมกับความสะดวกสบายที่ดียิ่งขึ้น”
การปรับปรุงผลิตภัณฑ์ให้ตรงตามมาตรฐานประสิทธิภาพใหม่นั้นเป็นเรื่องยากลำบากสำหรับผู้ผลิตหลายราย แม้ว่าหลายรายจะกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อให้มั่นใจว่าจะทำได้ทันเวลา
ไมเคิล เดอรู ผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรมของห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL) กล่าวว่า “ผลกระทบที่ใหญ่ที่สุดจะตกอยู่กับผู้ผลิต ซึ่งต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของตนมีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ขั้นต่ำ ผลกระทบที่ใหญ่เป็นอันดับถัดมาจะตกอยู่กับบริษัทสาธารณูปโภค เพราะพวกเขาต้องปรับเปลี่ยนโปรแกรมและการคำนวณการประหยัดพลังงาน การพัฒนาโปรแกรมประหยัดพลังงานใหม่ๆ และการแสดงให้เห็นถึงการประหยัดพลังงานนั้นยากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเกณฑ์ประสิทธิภาพขั้นต่ำสูงขึ้น”
วันที่โพสต์: 17 เมษายน 2562
