Blog

ระบบ ERV เพื่อรับมือกับสภาวะความไม่ปลอดภัยของฝุ่น PM 2.5 ของประเทศไทย

ระบบ ERV (Energy Recovery Ventilator) เป็นระบบระบายอากาศที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศภายในอาคาร และบ้านเรือนในยุคสมัยใหม่ ที่การอาศัย Passive Ventilation แบบดั้งเดิม หรือ การระบายอากาศโดยวิธีธรรมชาติ คือการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ธรรมชาติ เช่น แรงลม แรงลอยตัวจากอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เพื่อนำอากาศบริสุทธิ์จากภายนอกเข้ามาภายในอาคาร และระบายอากาศเก่าหรืออากาศที่มีมลพิษออกไป โดยไม่ต้องพึ่งพาระบบเครื่องกลหรือพลังงานไฟฟ้า พบว่ามีข้อจำกัดมากในปัจจุบัน โดยจากข้อจำกัดของพื้นที่ก่อสร้างในเขตเมือง จากสถานที่ตั้งอาคารตั้งอยู่เขตเมืองที่มีความพลุกพล่านของอาคารและการจราจร จำเป็นต้องออกแบบระบบ แบบ Active Ventilation เพื่อลดข้อจำกัดเสริมสร้างคุณค่าและประโยชน์จากการแลกเปลี่ยนอากาศจากภายนอกเข้ามาสู่ภายใน และดำเนินการระบายอากาศเก่าออกไป พร้อมทั้งกู้คืนพลังงาน (ความร้อนและความชื้น) ย้อนกลับ เพื่อลดการสูญเสียพลังงานจากระบบปรับอากาศ หรืออากาศเย็นที่จะสูญเสียไป ทำให้เพิ่มภาระการทำความเย็นภายในอาคาร เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิและความชื้นให้มีความเหมาะสม ตามหลัก Enthalpy exchange (การแลกเปลี่ยนเอนทัลปี เป็นกระบวนการถ่ายเททั้งความร้อนและความชื้นระหว่างกระแสอากาศสองกระแสคือ อากาศร้อนและอากาศเย็น รวมทั้งความชื้นในอากาศ) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและปรับปรุงคุณภาพอากาศภายในอาคาร โดยการถ่ายเททั้งความร้อนและความชื้นระหว่างกระแสอากาศ ผ่านการประยุกต์ใช้หลักการดังกล่าว คือ ระบบระบายอากาศสำหรับอาคาร ใช้เพื่อนำอากาศบริสุทธิ์จากภายนอกเข้ามาในอาคาร และระบายอากาศเก่าออกไป โดยมีการแลกเปลี่ยนความร้อนและความชื้นระหว่างกระแสอากาศทั้งสอง ระบบปรับอากาศภายในอาคาร โดยการลดภาระการทำความเย็นและความร้อนของระบบ ทำให้ประหยัดพลังงาน การนำไปใช้ในภาคอุตสาหกรรมที่มีการควบคุมเรื่องอุณหภูมิและความชื้น เช่น อุตสาหกรรมอาหารและยา เป็นต้น ปัจจุบันได้นำระบบดังกล่าวมาใช้กับบ้านสมัยใหม่ และสอดรับกับปัจจุบัน คือการรับมือกับกับฝุ่น PM 2.5 ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอน ที่สามารถเข้าสู่ปอดและสร้างอันตรายต่อสุขภาพ ระบบ ERV สามารถช่วยได้ในระดับหนึ่ง แต่ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการออกแบบและการติดตั้ง

ไดอะแกรมการติดตั้งระบบ ERV ข้อแนะนำและข้อจำกัดที่ควรทราบในเบื้องต้น

ระบบ ERV ช่วยจัดการฝุ่น PM 2.5 ได้อย่างไร

1. การกรองอากาศ (Filtration): ERV มักมาพร้อมกับตัวกรองอากาศ (filters) ที่สามารถดักจับอนุภาคฝุ่นได้ และในระดับ PM 10 หรือ PM 2,5 ระดับการกรองขึ้นอยู่กับประเภทของตัวกรองที่ใช้ เช่น ตัวกรองประเภท MERV (Minimum Efficiency Reporting Value) ที่มีค่า MERV 13 หรือสูงกว่านั้น ซึ่ง MERV สูงส่งผลต่อความถี่ละเอียดของดักกรองอนุภาคขนาดเล็ก โดย MERV 13 สามารถดักจับ PM 2.5 ได้ดี หรือ ตัวกรอง HEPA (High-Efficiency Particulate Air) จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นไปอีกสำหรับการกำจัดอนุภาคขนาดเล็กถึงระดับ 0.3 ไมครอน ซึ่งครอบคลุม PM 2.5 โดยเกรดตัวกรองระดับ HEPA จะใช้ในห้องปลอดภัยสูง ประเภทคลีนรูม หรือห้องผ่าตัดปลอดเชื้อ แต่ย่อมต้องแลกมาซึ่งการใช้พัดลมสมรรถนะสูง ที่มีการใช้ค่าพลังงานสูงร่วมด้วย อย่างไรก็ตาม ตัวกรองมาตรฐานที่มากับ ERV บางรุ่นอาจมีประสิทธิภาพจำกัด ดังนั้นควรตรวจสอบ Specification and Performance และอาจต้องอัปเกรดตัวกรองที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น แต่ทั้งนี้ต้องสอดคล้องกับสมรรถนภาพของอุปกรณ์โดยรวม ซึ่งต้องปรึกษาวิศวกรผู้ออกแบบงานระบบหรือจากผู้ผลิต เพื่อไม่ลดทอนความมีประสิทธิภาพและเพิ่มคุณภาพในการกรองอากาศ
2. การระบายอากาศแบบสมดุล (Balanced Ventilation) ERV ช่วยรักษาความสมดุลของแรงดันอากาศภายในและภายนอกอาคาร ซึ่งป้องกันการแทรกซึมของ ฝุ่น PM 2.5 จากภายนอกผ่านรอยรั่วของอาคาร (infiltration) ที่อาจเกิดขึ้นในระบบระบายอากาศแบบอื่นๆ เช่น ระบบดูดอากาศอย่างเดียว (exhaust-only)
3. ลดการพึ่งพาการเปิดหน้าต่าง ในสภาพอากาศที่มีมลพิษสูงในเขตเมืองหรือที่มีการจราจรหนาแน่น มีบ้านเรือนหนาแน่นหรืออยู่ในเขตอุตสาหกรรมที่มีการปลดปล่อยมลพิษ การเปิดหน้าต่างในรูปแบบเดิม เพื่อการระบายอากาศ อาจทำให้ได้รับฝุ่น PM 10 PM 2.5 เข้ามาในอาคารได้มากขึ้น ERV จึงมีส่วนช่วยให้มีอากาศบริสุทธิ์ไหลเข้าสู่ภายใน โดยไม่ต้องพึ่งพาการเปิดหน้าต่าง ซึ่งลดความเสี่ยงการสัมผัสกับมลพิษภายนอก
4. การดำเนินการในส่วนนี้จะต้องแลกมาด้วยองค์ความรู้ทางด้านวิศวกรรมระบบระบายอากาศ และการพิจารณาด้านต้นทุนส่วน Upfront Cost ต้นทุนส่วนเริ่มต้น ร่วมกับรูปแบบและพฤติกรรมการใช้งาน เพื่อให้การออกแบบเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ช่วยลดต้นทุนจากการใช้จ่ายในอนาคต

ข้อจำกัดของ ERV ในการจัดการ PM 2.5 ก็ยังคงปรากฏอยู่เช่นเดียวกัน ไม่มีอะไรที่เป็นประโยชน์แต่ด้านเดียว แต่ต้องดำเนินการออกแบบและติดตั้งที่เป็นไปตามวัตถุประสงค์อย่างรอบคอบ และเข้าใจในคุณลักษณะและองค์ประกอบสำคัญต่อการใช้งาน

• ตัวกรองอาจอุดตันเร็ว ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น PM 2.5 หนาแน่น ตัวกรองของ ERV อาจอุดตันได้รวดเร็วกว่าปกติ จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยนทดแทนบ่อยขึ้น (เช่น ทุก 3-6 เดือน ขึ้นอยู่กับระดับมลพิษและการใช้งาน) หากละเลยอาจทำให้ประสิทธิภาพการกรองและการไหลเวียนของอากาศลดลง ไม่ก่อให้เกิดประโยชน์และอาจสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน ในประการสำคัญประสิทธิภาพของตัวกรองจะลดลงตามกาลเวลา การทำความสะอาด อาจไม่สามารถช่วยได้ และควรเปลี่ยนทดแทนโดยตรวจสอบจากข้อแนะนำการใช้งานจากคู่มือของรายผู้ผลิต และในประการสำคัญ คือการไม่สามารถรอบรับการกำจัด PM 2.5 ที่เกิดจากแหล่งภายในได้ เช่น การสูบบุหรี่ การทำอาหาร หรือฝุ่น เศษซากเชื้อโรคจากสัตว์เลี้ยง ระบบ ERV แม้จะมีประสิทธิภาพ แต่ก็อาจไม่สามารถกำจัดฝุ่นละอองที่เป็นอันตรายได้อย่างสมบูรณ์ ต้องใช้เครื่องฟอกอากาศ (air purifier) เสริมเป็นแต่ละส่วนและในประการสำคัญขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ หากระบบท่อ (ducting) ที่ดำเนินการติดตั้งไม่ได้มาตรฐานหรือพบข้อบกพร่องจากการติดตั้ง เช่น มีการรั่วไหลของอากาศ หรือตัวกรองไม่เหมาะสม PM 2.5 อาจยังเล็ดลอดเข้ามาได้ ทำให้ขาดประสิทธิภาพในการใช้งานที่ไม่เป็นไปตามวัตถุประสงค์ของการออกแบบและติดตั้ง อย่างไรก็ตามมีข้อแนะนำในการใช้ ERV เพื่อรับมือ PM 2.5 ดังนี้ (1) การเลือกใช้ระบบERV ที่มีตัวกรองคุณภาพสูงจะต้องแลกมาด้วยการบำรุงรักษาตัวกรองอย่างสม่ำเสมอ ไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบและเปลี่ยนตัวกรองตามคำแนะนำของผู้ผลิต หรือบ่อยกว่านั้นในพื้นที่ที่มีมลพิษสูง การผสานร่วมกับระบบอื่น เช่น การใช้ระบบ ERV ร่วมกับเครื่องฟอกอากาศที่มีชุดตัวกรองคุณภาพสูงอย่าง HEPA filter เพื่อจัดการทั้งอากาศจากภายนอกและภายในให้สะอาดยิ่งขึ้น ทั้งนี้ ระบบ ERV มีหัวใจหลักที่การออกแบบระบบท่อให้เหมาะสม จำเป็นจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบท่อมีการติดตั้งตามหลักวิศวกรรรม ไม่มีข้อบกพร่อง มีการปิดสนิทและมีการติดตั้งที่ป้องกันการรั่วไหลของอากาศจากภายนอกอย่างสมบูรณ์

Reference: https://www.hvi.org/resources/publications/mechanical-ventilation-types/

ระบบ ERV (Energy Recovery Ventilator) สามารถช่วยรับมือกับฝุ่น PM 2.5 ได้ดีในระดับหนึ่ง โดยเฉพาะในพื้นที่เขตเมือง ที่ฝุ่น PM 2.5 จะมาเยือนเป็นฤดูกาลนับจากนี้ โดยตลอด และระบบนี้จะมีประสิทธิภาพเป็นไปตามการออกแบบทางวิศวกรรม เมื่อการติดตั้งตัวกรองที่มีประสิทธิภาพสูงและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากอยู่ในพื้นที่ที่มีมลพิษรุนแรงมาก ควรใช้ร่วมกับระบบกรองอากาศแบบเคลื่อนย้ายได้ร่วมด้วย แบบผสมผสานเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด และนี้คือ ระบบ ERV ระบบคู่อาคารสมัยใหม่ที่พึงทราบไว้เบื้องต้น