แบบเสนอโครงการวจยฉบบเตม (Full Proposal)

คณะพลงงานสงแวดลอมและวสด

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

ชอ – นามสกล นายด ารงค บวยอม รหสประจ าตว 53501003

หลกสตร ปรชญาดษฎบณฑต สาขา เทคโนโลยการจดการพลงงาน

จ านวน 6 หนวยกต

ชอเรอง (ไทย) เครองปรบอากาศทใชการระเหยส าหรบภมอากาศรอนชน

(องกฤษ) Evaporative Air Conditioner for Hot and Humid Climate

1-1

บทท 1 บทนา ปจจบนการใชพลงงานทงในภาคอาคาร และอตสาหกรรมของประเทศเพมขนอยางมากดวยอตรา 10.2 ตอป (ป พ.ศ.2553) สวนหนงของการใชพลงงานในประเทศเขตรอนกคอ เครองปรบอากาศ ซงโดยทวไปในภาคอาคาร มสดสวนในการปรบอากาศถงรอยละ 60 ซงโดยรวมมการใชพลงงานไฟฟาเพอการปรบอากาศอยถงรอยละ 40-50สาหรบบานพกอาศยจากขอมลการจาหนายเครองปรบอากาศขนาดเลกมอตราการเพมขนรอยละ 5 ตอปในภาคอตสาหกรรมมการปรบอากาศเพอการผลต เชน อตสาหกรรมยานยนต ในการพนส อตสาหกรรมสงทอ อตสาหกรรมอเลคทรอนคส เปนตน

ระบบปรบอากาศทใชอยในปจจบนเกอบทงหมดเปนระบบอดไอ (Vapor Compression Cycle) ซงมขอดหลายประการ เชน ระบบมอปกรณนอยชน การใชงานสะดวก อยางไรกตามระบบอดไอยงคงใชสารทาความเยนทมผลกระทบตอสงแวดลอม และใชพลงงานสง ดงนนหากสามารถพฒนาเครองปรบอากาศแบบใหมทใชพลงงานตาลงได จะสามารถลดการใชพลงงานลงไดอยางมนยสาคญ

ตลอดหลายทศวรรษทผานมามการคนควาวธการปรบอากาศใหมๆ และนาพลงงานแสงอาทตยมาใช ซงแตละวธยงมขอจากดในการนามาใชงาน เชน ระบบดดซม (Absorption System) ยงมขนาดใหญ และคาสมรรถนะตา (COP) ระบบทใชสารดดความชน (Desiccant System) ราคาระบบคอนขางสง สารทดดความชนมผลตอการกดกรอน เปนตน จงมความจาเปนตองคนควาพฒนาวธการปรบอากาศใหมๆ ทสามารถนามาใชจรง

ในชวง 10 ปทผานมาน (คศ.2000-2010) มการวจยเกยวกบเครองระเหย (Evaporative Cooler) ซงเปนหลกการทคนพบและใชงานในอปกรณตางๆ มา 100 ปแลว แตเปนการตอยอดพฒนาเปนเครองระเหยแบบอณหภมนาคาง (Dew Point Evaporative Cooler) หรอ ตอไปจะเรยกโดยยอวา DpECโดยใชการลดอณหภมอากาศกอนแลวจงนามาระเหยนา ทาใหอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศตาลง และเมอ

1-2

ทางานตอเนองจะสามารถลดอณหภมอากาศไดตากวาอณหภมกระเปาะเปยก และเขาใกลเคยงกบอณหภมนาคาง เทคนคนมการศกษาอยางกวางขวาง ขอมลจากงานวจยทผานมาสามารถเพมสมรรถนะของระบบ (COP) ไดถง 578 [7]เนองจากใชเพยงพดลมขนาดเลกและปมนา ในความเหนของผวจยเหนวา DpEC มความเปนไปไดมากทสดในอนาคตอนใกล และสามารถประยกตใชงานไดอยางกวางขวาง

อยางไรกตาม DpECใชหลกการลดภาระความรอนดวยการระเหยนา ดงนนจงมความเหมาะสมในภมอากาศทรอนและแหง จะสามารถลดอณหภมอากาศไดตามากถง 10-15°C สาหรบเขตภมอากาศรอนชน เชน ในประเทศไทยและแถบศนยสตร DpECจะใชประโยชนไดจากด เชน การทางานเสรมระบบระบายความรอน การปรบอากาศสาหรบอตสาหกรรมการผลต แตในการปรบอากาศสาหรบอาคาร อากาศทไดมอตราสวนความชนใกลเคยงกบอากาศภายนอก ซงยงไมเหมาะสมกบชวงสขสบายของมนษย ผวจยจงเหนวาควรมการศกษาคนควาอยางจรงจง ซงจะมผลใหเพมประสทธภาพการใชพลงงานในระบบปรบอากาศ ซงเปนหวใจของการใชพลงงานในอาคาร และบานพกอาศยไดอยางชดเจน

การศกษาพฒนาเครองปรบอากาศโดยใชเครองระเหย DpEC ในเขตรอนชน จาเปนตองทางานรวมกบระบบดดความชน (dehumidifier) ซงมทงระบบทใชความเยน (Cooling Technique) ใชสารดดความชน (desiccant) ใชไฟฟาสถตย ใชเมมเบรน ผวจยเหนวา ระบบทนาสนใจและมความเปนไปไดกคอ สารดดความชนของแขง (Solid desiccant) ซงมขอดทสามารถลดความชนโดยไมตองทาความเยนใหมวลอากาศทงกอน แตมปญหาทระบบตองไลความชนดวยความรอน ทาใหสมรรถนะของระบบ (COP) มคาตาไมเกน 1 อกทงความจาเปนทตองมการคายความชน และดดความชนสลบกนไปมาทาใหตองออกแบบเปนวงลอหมน (Heat Wheel) มชนสวนเคลอนไหว แตในชวง 2-3 ปทผานมามการวจยการไลความชนดวย ระบบ Electro-osmosis โดยไมใชแหลงความรอน และไมตองเปนแบบลอหมน ซงคาดวาระบบดงกลาวจะสามารถทางานรวมกบ DpECไดอยางด และระบบจะมสมรรถนะสงกวาระบบทใชอยในปจจบนเปนเทาตว

1-3

ผวจยจงไดจดทาขอเสนอโครงการวจยนขนเพอศกษาพฒนาเครองปรบอากาศทประสทธภาพพลงงานสงเหมาะสมสาหรบภมอากาศรอนชน โดยใชหลกการระเหยแบบนาคาง

2-1

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

2.1 ทฤษฎทเกยวของ ก. กระบวนการระเหยน า

รปท 1 การระเหย

การระเหยทเปนกระบวนการอะเดยบาตก กลาวคอไมมการแลกเปลยนความรอนกบสงแวดลอม เมอ

น าน าและอากาศมาวงสมผสกน จะเกดการแลกเปลยนมวลและความรอนกน เนองจากอากาศและน าม

พลงงานหรอเอนธาลปไมเทากน ตามหลกของ Entalpy Potential หากน ามคาเอนธาลปสงกวา กจะ

คายพลงงานออกดวยการระเหย หรอถายเทใหอากาศและอณหภมต าลง ดานอากาศจะมอตราสวน

ความชนมากขน ถาอากาศอณหภมสงกวาน า กจะถายเทความรอนสมผส (Sensible Heat) ให น ากจะ

เยนตวลงดวย ดงแผนภมไซโครเมตกซในรปท 1 น าอมตวอยทจด A อากาศเขามาทจด B น าจะเยนลง

มาทจดอมตว A1 ขณะทอากาศจะออกไปทสภาวะ B1 แตในเครองระเหยน าจะหมนเวยนตลอด และ

อากาศใหมจะปอนเขามาคงท ดงนนเมอเขาสสมดลยสภาวะทจด A จะขยบมาท A1, A2 ฯลฯ ตามเสน

ความชนสมผส 100% จนมศกยหรอพลงงานรวมเทากนทจด C และ D อณหภมของน าและอากาศจะ

เปนอณหภมกระเปาะเปยกของอากาศขณะนน ถาพจารณาในชวงเลกๆ สมดลความรอนทเกดขน

mair (hB1-hB) = mWater C (tA-tA1) เมอ mair : มวลของอากาศทไหลผาน

A1 A2

C D B

B1

2-2

mWater : มวลของน าทผาน hB, hB1 : เอนธาลปของอากาศ ณ จด B และB tA, tA1 : อณหภมน า ณ จด A และ A1

ข. เครองระเหยแบบอณหภมน าคาง ( Dew point Evaporative Cooler )

รปท 2 โครงสรางของเครองระเหยแบบอณหภมน าคาง [3]

โครงสรางพนฐานของเครองระเหยแบบอณหภมน าคางจะประกอบดวยชนแหง( Dry Channel) และ

ชนเปยก (Wet Channel) ทงสองชองจะถายเทความรอนกนผานผนงระหวางชน คณสมบตของอากาศ

ณ จดตาง ๆ แสดงในรปท 2

รปท 3 สภาวะอากาศในเครองระเหย

<

< < <

< <

3

1

2

1 2 2’

3 3’

2”

3’ 3”

1 2

3

2-3

จากแผนภมไซโครเมตกส อากาศทผานเครองระเหยในครงแรก สภาวะอากาศทจด 1 และ 2 จะไม

แตกตางกน เมอผานชวงเปยก ไปทจด 3 จะไดรบไอน าทระเหย ท าใหความชนสงขน และลดอณหภม

เขาสอณหภมกระเปาะเปยกทจด 3 อากาศในรอบใหมทเขามาจาก 1 ไป 2 จะแลกเปลยนความรอนกบ

ชนเปยก อณหภมทออก ณ จด 2 ลดลงเปน 2’ และเมอผานชนเปยก กจะวงเขาหาอณหภมกระเปาะ

เปยกใหม 3 อากาศทจะเขามาใหมกจะแลกเปลยนความรอนกบชนเปยกทเยนลงได 2 ณ จด 2 และ

เมอระเหยกจะเขาสอณหภมกระเปาะเปยกเยนลง 3 เปนเชนนไปเรอยๆ อณหภมจะวงเขาสอณหภม

น าคางได การถายเทความรอน และมวลทเกดขนจะเปนดงน [5]

mdry (h1-h2) = mwet (h3-h2) -------(1)

h1-h2 = Cpm (t1-t2) -------(2)

แทน 2 ลงใน 1 t2 = t1 – ( r/Cpm )(h3-h2) -------(3)

เมอ r = mwet / mdry

Cpm = คาความจความรอนของอากาศชน

เมอพจารณาหนวยยอยของการถายเทความรอน และมวลทเกดขน พจารณาไดดงรปท 4 และอธบาย

ไดดวยระบบสมการท 4 ถง 7 ดงน

รปท 4 กลไลการถายเทความรอนระหวางชน

M Tno

m

dx

Tn Tni

tni hni

Hni tn hn

Hn tno hno

Hno tfn

Dry air

Water film

Heat conduction

Heat convection evaporation

Wet air

2-4

การถายเทความรอนจากอากาศในชนแหง ไปยงฟลมน าในชนเปยก โดยการน าความรอนผานผนง

ระหวางชน ทมคาการสมประสทธการถายเทความรอน U เปนไปตามสมการ

M Cp(Tni-Tno)= U (Tn-Tfn)dA -------(4) อากาศในชนเปยกไดรบความรอนจาก 2 สวน คอ การพาความรอน เมอสมผสกบฟลมน า และความ

รอนจากน าทระเหย ดงน

M (hno-hni) =αw (tn’-tn) dA + β (Hn’-Hn) hfg dA -------(5)

เมอ αw เปนสมประสทธการพาความรอน

β เปนสมประสทธการถายเทมวลสาร H เปนอตราสวนความชน ‘ ก ากบหมายถงเปนคานนในสภาวะอมตว

และสมดลยความรอนของอากาศในชนแหงทคายความรอน และชนเปยกทรบความรอน

M Cp(Tni-Tno)= M (hno-hni) -------(6)

สมการสดทาย คอ สมดลยมวลของน าทระเหย และไอน าทเกดขน

m (Ho-Hi) = β (Hn’-Hn)dA -------(7)

ส าหรบตวชวดวา เครองระเหยแบบอณหภมน าคางท างานไดดหรอไม วดในรปของคาประสทธผลใน

การลดอณหภมลงต าใกลเคยงอณหภมกระเปาะเปยกและอณหภมน าคางไดมากเทาใด ดงน [5]

Wetbulb effectiveness :

-------(8)

Dew point effectiveness :

-------(9)

2-5

ค. กระบวนการออสโมซสดวยสนามไฟฟา (Electro Osmosis)

Electro Osmosis เปนปรากฏการณทควบคมการไหลของน าผานวสดมรพรน ดวยการปอน

สนามไฟฟาเพอบงคบทศทางการไหลของน าหรอสารละลายทมประจไฟฟา

Electro Osmosis ถกคนพบเปนครงแรกโดย F.F. Reuss ในป ค.ศ.1809 ท Imperial Society of

Naturalists of Mosco เขาแสดงใหเหนวาน าสามารถไหลผานชนดน เมอปอนแรงดนไฟฟาเขาไป

เสมอนไหลผานทอแกว และพบวาสารละลายและของแขงทเหนผลชดเจนมากคอ น าและซลกา

รปท 5 การไหลในสารดดความชนดวยปรากฎการณ Electro Osmosis

สาเหตของการเกด Electro Osmosis คอแรงคลอมบ ซงเหนยวน าโดยสนามไฟฟาทปอนเขาไป กบ

ประจในสารละลาย ชนของประจในสารละลายหรอ Diffuse Layer จะเกดใกลผวของของแขง เมอม

สนามไฟฟาปอนเขามาประจจะเคลอนทและเกดการไหลของของเหลว (Electro osmotic Flow) จดน

เองทสามารถน ามาใชดงน าออกจากสารดดความชนของแขงได หรอเปนการไลความชน

(Regeneration) การไหลทเกดขนนรปแบบความเรวในการไหลจะไมเปนพาราโบลาเหมอนการไหล

ในทอ อนเนองจากความดนแตกตาง แตความเรวจะเทากนทงพนท ซงท าใหมประสทธภาพสง การ

ไหลแบบ Electro Osmosis อธบายไดสมการนาเวยสโตค อนเนองจากแรงคลอมบ ดงน

สมการความตอเนอง U = 0 -------(10)

สมการสมดลยโมเมนตม

-------(11)

2-6

เมอ U เปนเวคเตอรความเรว เปนความหนาแนนของของไหล

เปนอนพนธ

เปนคาความหนดของของไหล เปนความเขมของประจไฟฟา เปนสนามไฟฟาทปอน เปนสนามไฟฟาอนเนองจากความตางศกยซตา (Zeta Potential)

และสนามไฟฟาภายนอก 2 = 0 -------(12)

สมการศกยไฟฟา 2 =

-------(13)

เมอ เปนคาไดอเลคตรกของของไหล เปนคา Vacuum Permittivity ของของไหล การท างานของ Electro Osmosis รวมกบสารดดความชนของแขงจะเกดขนดงรปท 6 สารดดความชน

ของแขงจะถกประกอบดวยอเลคโทรดทง 2 ดาน ผวดานในของสารดดความชน จะถกเหนยวน าจาก

ประจในสารละลายใหเกดประจตรงขาม ในชนนเรยกวา Compact Layer ซงประจไมเคลอนท ประจ

ขวตรงขามในสารละลายหรอ Diffuse Layer มแรงดงดดจากผวนอยกวา และมความหนาแนนนอยลง

เมอหางออกจากผวผนง ซงมผลใหความตางศกยลดลงดวยตามระยะทาง ความตางศกยทรอยตอผว

ผนง เรยกกนวา ความตางศกยซตา

รปท 6 การท างานของ Electro Osmosis รวมกบสารดดความชนของแขง

2-7

เมอมสนามไฟฟาปอนใหกบชนทงสอง (Compact และ Diffuse Layer) น าใน Diffuse Layer ทใกลผว

ผนงจะเคลอนทดวยแรงคลอมบ ขณะทสวนทหางออกไปจะไหลดวยแรงหนดของของเหลว ดงนน

สารดดความชนจะสามารถดดความชนจากอากาศอกดานหนง และไอน าจะถกกระบวนการ Electro

Osmosis พาออกมาเปนของเหลวทอกดานหนง และเกดอยางตอเนอง ท าใหสารดดความชนสามารถ

รบความชนใหมเขามาโดยไมตองรอไลความชนดวยความรอนกอน จงมขอดหลายประการ กลาวคอ

1. กระบวนการ Electro Osmosis ท าใหการไลความชนเกดขนทอณหภมต า ประหยดพลงงาน

กวาการใชความรอนมาก

2. ท าใหระบบการท างานของสารดดความชนงายขนมาก เพราะสามารถท างานไดตอเนอง

3. แรงดนไฟฟาทใชต า สามารถผลตจากเซลลแสงอาทตย หรอเซลลเชอเพลงไดอกดวย

2.2 งานวจยทเกยวของ

เมอท าการศกษาทบทวนงานวจยในชวง 5 ปทผานมา (คศ.2007-2012) พบวามงานทเกยวของกบการ

ท าความเยนแบบระเหย (Evaporative Cooling) จ านวนมากกวา 48 บทความ1 และการใชงานรวมกบ

สารดดความชน มากกวา 66 บทความ2 โดยมรายละเอยด ดงน

ตารางท 1 การศกษาวจยเกยวกบเครองระเหย

ประเภท ลกษณะ สงทยงขาด

1 ประเภทคนควาพฒนาเกยวกบ EC (การวเคราะห 13 บทความ การทดลอง 8 บทความ)

สวนใหญเปนการสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรเพออธบายการแลกเปลยนความรอนในสภาวะอยตว (Steady State)

มงแสดงผลการลดอณหภม Wet bulb Effectiveness และ Dew Point Effectiveness

มการเปรยบเทยบผลของเครองแลกเปลยนความรอนแบบตางๆ เชน Parallel, cross flow, counter flow และสวนใหญลดอณหภม

แบบจ าลองทสมบรณทงการใชพลงงาน อณหภมทท าได และการใชน า

แบบจ าลองเชงพลวตร (Dynamic) ทอธบายถงระยะเวลาทใช การเปลยนแปลงของอณหภมความชนเมอภาระเปลยนแปลง

2-8

ประเภท ลกษณะ สงทยงขาด

อากาศดวยการแลกเปลยนกบอากาศ (Air to Air Precooled) ไมพบ ทลดอณหภมอากาศดวยการแลกเปลยนกบน า (Water to Air Precooled)

เครองมอทใชม CFD, finite Element 1 มตและ 2 มต

2 ประเภทคนควาวจยเกยวกบการประยกตใชงาน (จ านวน 7 บทความ)

มการศกษาการผลตน าเยน การศกษาการน าไปประกอบกบอาคารผนงเยน เพดานเยน ในลกษณะ passive cooling

มการศกษาการใชระบายความรอน

ขาดการศกษาปรบปรงการใชงานกบหอผงน าและ Evaporative Condenser

ขาด Design tools/guideline

3 ประเภทคนควาวจยเกยวกบการท างานรวมกบระบบลดความชน ( จ านวนมากกวา 66 บทความ)

มการน าไปใชรวมกบ Solid Desiccant ในลกษณะ Heat Wheel คา COP ประมาณ 1

มการน าไปใชรวมกบ Liquid Desiccant เนองจาก Liquid Desiccant ตองสมผสกบอากาศ Evaporative Cooling จงเปนอปกรณพนฐานของการใชงาน Liquid Desiccant มคา COP ต ากวา 1

แนวคดเกยวกบ Membrane และ Electrostatic Dehumidification แตยงไมพบแบบจ าลองทสมบรณ

ขาดระบบทเหมาะสมและประสทธภาพสง ไมซบซอน ทสามารถท างานรวมกบ DpEC

1สบคนจาก sciencedirect ดวยค าวา “Evaporative cooling” 2สบคนจาก sciencedirect ดวยค าวา “evaporative” และ “desiccant”

2-9

2.2.1 การศกษาเกยวกบ Dew point Evaporative Cooler

งานวจยทเกยวกบเครองระเหยมมาตงแตประมาณ 100 ปทแลว สทธบตรในสหรฐอเมรกาทมการขอเกยวกบเครองระเหยฉบบแรกในป คศ.1906 การน าเครองระเหยมาใชปรบอากาศเรมปรากฎในทศวรรษท 1920 ในแบบเครองระเหยโดยตรง ซงความชนอากาศทไดสง จงมการใชงานเฉพาะในบางพนท และมการน าไปใชระบายความรอนเครองยนตในเครองบน ในชวงทศวรรษท 1930 เชน เครองบน Beardmore Tornado แตดวยทอจ านวนมาก ความเทอะทะ กยกเลกไปในชวงป คศ. 1940 [1]

เนองจากขอเสยทอากาศจากเครองระเหยมความชนสง ไดมความพยายามทจะแกปญหาดงกลาว และท าอณหภมใหต าลงใหเหมาะสมกบการปรบอากาศ ในป ค.ศ.1987 Dr.Crum และคณะไดตพมพผลงานลงใน ASHRAE Journal โดยพฒนาเครองระเหยแบบหลายขนตอน โดยใชหอผงน ารวมกบเครองแลกเปลยนความรอน โดยแสดงใหเหนวาเครองระเหยแบบโดยออมหลายขนตอนจะสามารถประหยดพลงงานในการปรบอากาศได และมคา COP สงถง 75 และใน ค.ศ. 1989 Hsu และคณะไดศกษาเปรยบเทยบเครองระเหยแบบอณหภมน าคาง หรอ Dew point Evaporative Cooler 2 รปแบบ คอ แบบไหลตามขวาง (Cross Flow) และแบบไหลสวนทาง (Counter Flow) ซงจากการทดลองพบวา แบบไหลสวนทางใหผลทดกวาคาประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยกสงถง 1.3 โดยมคาการถายเทความรอน NTU เทากบ 10 ขณะทแบบไหลตามขวางใหคา NTU เทากบ 15 ทคาประสทธผลเดยวกน[6] หลงจากนนงานวจยสวนใหญเกยวกบเครองระเหยทท าอณหภมน าคาง หรอ DpEC ปรากฏมากขนหลงป ค.ศ.2000 ทส าคญไดแก ในชวงป 2003 Dr.Maisotsenko นกวจยชาวรสเซยไดจดสทธบตรเลขท N4350570, 4842052, 4971245, 4976113 , 4977753, 5453223 ในสหรฐอเมรกา เรองเพลตแลกเปลยนความรอนส าหรบเครองระเหยอณหภมน าคาง โดยใชชอวา M-Cycle และผลตจ าหนายในเชงพาณชย จากนนกมการผลตเครองระเหยอณหภมน าคางออกมาในชอ Colorado [3] และในป 2007 Anisimov เสนอเครองระเหยรปแบบไหลตามกน และน าอากาศทระเหยแลวกลบมาลดอณหภมอากาศใหม (Regenerative Type) จากแบบจ าลองทางคณตศาสตรจะใหประสทธภาพทสงสดกวาแบบอน [6] ในป 2008 Zhao มหาวทยาลยนอตตงแฮม ประเทศองกฤษ ไดใชระเบยบวธวจยไฟไนทอลเมนทวเคราะหเครองระเหยอณหภมต า และเสนอวา คาทเหมาะสมในการออกแบบ ซงสามารถท าใหระบบมคาประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยกถง 1.3 และประสทธผลอณหภมน าคางได 0.9 [7] นอกจากนไดศกษาเปรยบเทยบวสดทใชท าเครองแลกเปลยนความรอนโดยเสนอวา แผนอะลมเนยมบางมความเหมาะสมทสด

2-10

Riangvilaikul และ Kumar (2010) ท AIT ได ซงท าการออกแบบ และสรางเครองระเหยอณหภม

น าคาง DpEC ซงมประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยกไดในชวง 92%-114% เปนตน [5] และใช

ระเบยบวธเชงเลขวเคราะหการท างานของ DpEC

นอกจากน Ala Hason จากมหาวทยาลย Aolto ในประเทศฟนแลนด ไดท าการวเคราะหการ

แลกเปลยนความรอนหลายรปแบบ เชน ไหลตามกน ไหลสวนทาง ขนตอนเดยว สองขนตอน และ

แบบรเจนเนอเรทฟ ซงสรปวาแบบรเจนเนอเรทฟ และไหลสวนทางใหผลดทสด

จากผลการศกษาขางตน มรปแบบทนาสนใจ ทจะกลาวถงโดยละเอยดดงน

รปท 7 M-Cycle [3]

1. M-Cycle เปนเครองระเหยอณหภมน าคางทมการผลตในเชงพาณชย โครงสรางเปนวสดประเภท

พลาสตกเปนชนๆ แบงเปนชนเปยก (Wet Channel) ทมน าหลอ และชนแหง(Dry Channel) ชนเปยก

และชนแหงจะสลบกน ระหวางช นจะมรทะลจากชนแหงสช นเปยก ดงรปท 7 ลกษณะการ

แลกเปลยนความรอนเปนแบบไหลตามขวาง อากาศทเปน working air จะเขามาในชนแหงและแยก

ออกไปเขาชนเปยกตามรเพอระเหยน า และลดอณหภมสอณหภมกระเปาะเปยก อากาศใหมทวงเขามา

ทางชนแหงจะถกลดอณหภมลงอกตามอณหภมกระเปาะเปยกในชนเปยก ท าใหคาอณหภมกระเปาะ

เปยกของอากาศใหมลดต าลงอก และท าใหอณหภมในชนเปยกลดต าลงจนในทสดอณหภมอากาศ

และน าจะเขาสอณหภมน าคางของอากาศ [3]

Working air out

Product air in

Working air in and tapped to Wet channel

Product air out

2-11

จากการทดสอบคาประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยก 1.15 และประสทธผลอณหภมน าคาง 0.78

อยางไรกตามพบวา ระบบใชก าลงไฟฟาคอนขางสงเนองจากความเสยดทานในการใหลของอากาศม

คาสง คา COP ทท าไดเทากบ 2.63 [7]

ก.เครองแลกเปลยนความรอน

ข. ผลการวเคราะหอณหภมในชนแหง (a) และชนปยก (b) รปท 8 เครองท าความเยนแบบระเหยทพฒนาโดย Zhao [8]

2. Zhao (2008) Dr.Zhao จากมหาวทยาลย Nottingham UK ไดเสนอแลกเปลยนความรอนในแบบ

หลายเหลยม (Polygonal Stack) แบบผสม ไหลสวนทางแนวดง และแบบตามขวาง ชนเปยกและแหง

ซอนกน โดยอากาศเขาทางชนแหงทางดานลางตามชองและดานออก อากาศจะแบงเปน 2 สวนคอ

(a) (b)

2-12

อากาศใชงาน หรอ Product Air และอากาศทไหลขามไปยงชนเปยกเพอระเหยน าและลดอณหภมจาก

การวเคราะหสามารถท าคาประสทธผลอณหภมน าคางไดถง 0.85 [8]

ก.ลกษณะของเครองระเหยทพฒนา

ข.ผลการทดสอบคาประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยก และอณหภมน าคางทสภาวะอากาศตางๆ12

ค.ผลการทดสอบสภาวะอากาศในประเทศไทยในชวง ฤดรอน 1 วน รปท 9 เครองท าความเยนแบบระเหยท Kumar และคณะเสนอ [5]

2-13

3. Riangvilaikul และ Kumar (2010) จาก Asian Institute of Technology (AIT)ไดพฒนาเครอง

ระเหยแบบอณหภมน าคางแบบไหลสวนทาง เครองระเหยมช นเปยกและแหงในแนวดง คา

ประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยกท าได 0.92-1.14 และอณหภมน าคาง 0.58-0.84 และไดท าการ

ทดสอบสภาวะอากาศจรงในฤดรอนในประเทศไทย 1 วน อณหภมอากาศเฉลย 33 องศา เครอง

ระเหยท าอณหภมได 18-21 องศา และประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยก 1.01-1.04 [5]

ก.การไหลสวนทาง (B) ข.การไหลแบบรเจนเนอเรทฟ (C,D)

รปท 10 การแลกเปลยนแบบไหลสวนกน และแบบรเจนเนอเรทฟ ท Hasan ท าการศกษา [6]

4. Ala Hasan (2010) จากมหาวทยาลย Aalto ในประเทศฟนแลนด ไดใชโมเดลคอมพวเตอรวเคราะห

ประสทธผลของเครองระเหย 4 รปแบบคอ เครองระเหย 2 ขนตอนแบบไหลตามกน(A) แบบไหล

สวนกน(B) และแบบผสมไหลตามรเจนเนอรเรทฟ(C) และเครองระเหยแบบขนเดยวไหลสวนทาง

กน(D) ขนาด มตตาง ๆ ของเครองระเหย นยามในรปท 10 และรปแบบการแลกเปลยนความรอนแต

ละแบบแสดงในรปท 11 [6]

รปท 11 ก.การระเหยสองขน ไหลตามกน (A)

Tin=30 °C Tout=17.8 °C Product air 1st stage

Product air 2nd stage

Working air Working air

Total Working air

Wet channel

2-14

รปท 11 ข.การระเหยสองขน ไหลสวนกน (B)

รปท 11 ค.การระเหยสองขน แบบผสมไหลตามกน และรเจนเนอเรทฟ (C)

รปท 11 ง. การระเหยขนเดยว และรเจนเนอเรทฟ (D)

และจากการวเคราะหพบวา ประสทธผลอณหภมกระเปาะเปยกของแตละแบบ A,B,C,D เปน

1.09,1.26, 1.31 และ 1.16 ตามล าดบ ซงแบบไหลสวนทางและ รเจนเนอเรทฟ ใหคาอณหภมได

ใกลเคยงอณหภมน าคางมากทสด [6]

Tin=30 °C Tout=17.8 °C Product air 1st stage

Product air 2nd stage

Working air Working air

Total Working air

Tin=30 °C Tout=15.9 °C Product air 1st stage

Product air 2nd stage

Working air Working air

Total Working air

Tin=30 °C Tout=17°C Product air

Working air

Total Working air

2-15

สรปผลการพฒนารปแบบตางๆ ทนาสนใจดงน [5]

ตารางท 2 ผลการวจยเกยวกบเครองระเหย ขอมล M-Cycle Zhao Kumar Hasan

1. ประเภทการวจย การทดลอง Simulation การทดลอง Simulation 2. วธแลกเปลยนความรอน ตามขวาง ไหลสวนทาง ไหลสวนทาง แบบผสม 3. อณหภมอากาศเขา 30C 28C 25-45C 30C 4. อตราสวนความชน 13.3 g/kg 11.4 g/kg 7-26 g/kg 9 g/kg air 5. ความกวาง × ความยาว 0.25×0.27 1 m × 1 m 1 m × 1 m 0.5 m × 0.5 m 6. ความหนาของชน 4 mm 10 mm 5 mm 3.5 mm 7. คาประสทธผลอณหภม กระเปาะเปยก

1.16 1.30 0.92-1.14 1.31

2.2.2 การศกษาการลดความชนดวยสารดดความชนของแขง และ Electro Osmosis

รปท 12 เครองท าความเยนดวยเครองระเหย และ สารดดความชน [11]

M. Goldworthy และ White (2011) ไดใชแบบจ าลองทางคณตศาสตรวเคราะหสมรรถนะของ

เครองปรบอากาศทใชเครองระเหย รวมกบสารดดความชนของแขง (Desiccant wheel) โดยน าอากาศ

ทจะเขาเครองระเหยถายเทความชนใหกบ Rotary Wheel กอนท าใหอากาศแหงและอณหภมต า

ความชนจะถกก าจดดวยลมรอนจากฮตเตอร หรอแหลงความรอนเกรดต า อณหภม 70C จากการ

วเคราะห ระบบดงกลาว ณ จดทเหมาะสม อตราสวนของลมทไลความชน มอตราสวน 67 % และ

Desiccant Wheel

Heater

Evaporative cooler

2-16

อากาศใชงาน (Supply air) ตออากาศทงหมด ในเครองระเหยมอตราสวน 30 % ระบบดงกลาว มคา

สมรรถนะทางไฟฟา (COPe) สงกวา 20 และสมรรถนะทาง ความรอนประมาณ(COPth) 0.5 [11]

รปท 13 เครองท าความเยนดวยเครองระเหย และ สารดดความชน [12]

Yan Jung Dai และคณะ(2010) ไดวเคราะหการท างานของระบบท าความเยนโดยใช สารดดความชน

รวมกบ เครองระเหยแบบ และการน าอากาศทผานการระเหยน าและรบความรอนจากอากาศแลว มา

ใหความรอน และใชเปนอากาศรเจนเนอรทฟ ส าหรบสารดดความชน ตามรป อากาศต าแหนง 1 จะ

ผานวงลอดดความชน ครงแรกจาก 1 ไป 2 และ ลดอณหภมดวยเครองแลกเปลยนความรอน และลด

ความชนอกครงในรอบทสอง จากนนจะลดอณหภมในรอบทสองจาก 4 ไป 5 กอนทจะไประเหยผลต

น าเยนจายเขาสอาคาร และกอนปลอยทงกน าไปแลกเปลยนความรอนกบอากาศเขา อากาศทใชงานจะ

ไดจากการแบงอากาศบางสวนจากอากาศทจะเขาผลตน าเยนมาผานคอยลน าเยน ต าแหนง 5 ไป 9

และ 10 ตามล าดบ ส าหรบอากาศทใชไลความชนจากสารดดความชนจะน าอากาศมาผานการระเหย

น าโดยตรง ใหอณหภมลดลง และมาแลกเปลยนความรอนกบอากาศใชงาน กอนน าไปผานฮตเตอร

ไฟฟาใหมอณหภมเพยงพอส าหรบการไลความชนออกจากสารดดความชน ผลจากการวเคราะห

ระบบดงกลาวมคาสมรรถนะการใชไฟฟา (COPe) ประมาณ 8.0 และสมรรถนะทางความรอน

(COPt)สงกวา 1.0 [12]

Electro Osmosis เปนทรจกและแพรหลายพอสมควรในงานดานเคมและการใชปองกนการผกรอน

ของโครงสราง โดยปอนสนามไฟฟาเขาไประหวางโครงสรางทฝงดนและดน เพอใหน าใตดนไมไหล

2-17

เขาสโครงสรางคอนกรต โดยไฟฟาทปอนเขามาเปนพลส จากนนมคนพบวา Electro Osmosis

สามารถไลความชนจากสารดดความชนของแขงไดโดย Mina และ Newell ในป 2004

E.Mina and T.A. Newell เปนนกวจยของ Air Conditioning and Refrigeration Center (ACRC)

มหาวทยาลยอลนอยส ท Urbana-Champaign ไดศกษาแบบจ าลองและทดลองผลของ Electro

Osmosis กบวสดทมรพรนและเปนสารดดความชน 3 ชนด และพบวาตวแปรทมผลตอการเกด Electro

Osmosis ไดแก ขนาดของรพรน ซงขนาดยงเลกกจะเหนผลของสนามไฟฟาชดเจน และการใช

Electro Osmosis จะลดความรอนแฝงของอากาศลงได แตความรอนดงกลาวจะคายออกมาในรปของ

ความรอนสมผส คอ อากาศแหงลง แตอณหภมสงขน ในการศกษาดงกลาวยงไดประเมนขนาดพนท

ของสารดดความชนทตองใชส าหรบบานพกอาศยขนาด 250 ตารางเมตร จะใชพนทประมาณ 2.3

ตารางเมตร

รปท 14 การทดลองของ E.Mina and T.A. Newell

ในป 2008 David W. Gerlach นกวจยท United technology Center ท Purdue University ไดท าการ

ทดลองเพอศกษาผลของ Electro Osmosis กบเมมเบรน 2 ชนดคอ Siliga Gel และ Nafion โดยสราง

หองเลกๆ 2 หองตดกนคนดวยเมมเบรน มสนามไฟฟาจายใหแตละดานของเมมเบรน ในหองมการ

ตรวจวดอณหภมและความชนอากาศทงสองหอง หองแรกมการควบคมความชนสมพทธดวย

สารละลาย NaCL พบวาการทดลองกบ Siliga Gel ใหผลทดกวา

2-18

รปท 15 การทดลองของ David W. Gerlach

Shuangquan Shao (2010) จาก Chinese Academy of Science ไดศกษาศกยภาพของ Electro Osmosis

กบสารดดความชนของแขง ผลการทดลองพบวา Electro Osmosis มศกยภาพสงในการน ามาใชไล

ความชน (regeneration ) และมความรอนเกดขนนอย อยางไรกตาม Shao และ Yan ไดชผลของการ

กดกรอนทเกดขนทอเลคโทรด ทตองมการวจยตอไป [17]

จากนนมการศกษาอยางตอเนองทมหาวทยาลยนอตตงแฮม Y.Y. Yan (2011) ไดท าการทดลดงผาน

สนามไฟฟาเขาไปในชนของสารดดความชน Zeolite พบวาสามารถเรงการคายน าของสารดดความชน

ได จากการวเคราะหเปรยบเทยบผวจยคาดวาจะประหยดพลงงานกวาระบบอดไอทวไปถงรอยละ 23

และระบบทน าเสนอมคาสมรรถนะ (COP) เทากบ 12 [16]

รปท 16 การทดลองเพอทดสอบผลของ Electro Osmosis และผลการผานของน า

3-1

บทท 3 วธการทดลอง และระเบยบวธวจย

3.1 แนวคดในการท าการวจย 1 การพฒนาแบบจ าลองทางคณตศาสตรของเครองระเหยแบบน าคาง (DpEC dynamic Model )

สถานะของงานวจยปจจบน

หลงจากท DpEC เรมแพรหลายมนกวจยหลายทานสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรโดยอาศย

หลกการสมดลมวลและสมดลพลงงาน เพออธบายอณหภมความชน ณ จดตางๆ ของเครอง

แลกเปลยนความรอน และหาขนาดมตทเหมาะสม ทพบม 4 ลกษณะคอ

1 One Dimension Model 2 Finite Element Model 3 CFD Model 4 Simplified -NTU Method

แนวคดในการตอยอด

แบบจ าลองทพบทงหมดพยายามอธบายสภาวะในสถานะคงตว จงยงไมตอบค าถามทวา ถาอณหภมน าสงหรอต า จะใชเวลาเทาใด และการท าความเยนจะปรบตามภาระปรบอากาศอยางไร จะใชเวลาเทาไรในการเขาสสมดลยปรมาณน าทหมนเวยนมผลอยางไร และวธการควบคมระบบปรบอากาศทใช DpECทมเสถยรภาพ นอกจากนผวจยยงตองการเปรยบเทยบลกษณะการ Pre-cooled อากาศ 2 รปแบบ คอ Air-to-Air และ Water-to-Air วาระบบใดมสมรรถนะทดกวา

แบบ ก. Air to Air Precooled แบบ ข. Water to air Precooled

รปท 17 โครงสรางแบบ Air to Air และ Water to Air

in

out in

dry

dry

wet

wet in out

spray

Heat exchanger

3-2

DpEC ใชหลกการทวา อากาศทเยนจะมอณหภมกระเปาะเปยกต ากวา ดงนนจงตองมการลดอณหภม

อากาศใหเยนลง หรอ Pre-cooled ซงระบบทวไปจะใชเครองแลกเปลยนความรอนทมชนเปยก (Wet

Chenel) และชนแหง (Dry Chenel) ซงอากาศจะถายเทความรอนกนดงรป ก. ขณะทอกลกษณะคอ น า

น าเยนทไดมาลดอณหภมอากาศกอน ดงรป ข. ขอแตกตางทส าคญคอ แบบ ก. พดลมจะตองใช

พลงงานมาก ขณะทแบบ ข. ปมน าจะตองใชก าลงมากขนรปแบบ ข. มความเหมาะสมระบบทใช

อากาศหมนเวยน (Return air) ซงสามารถแยกสวนของเครองระเหย และคอยลเยนในหองไดดวยการ

เดนทอน าเยน

2 การพฒนาระบบปรบอากาศแบบผสมDpECและ Vapor compression Cycle (VCC)

สถานะของงานวจยปจจบน

ยงไมพบงานทตพมพ

แนวคดในการวจย

ระบบ DpEC สามารถลดอณหภมอากาศลงถงอณหภมน าคางได แตไมสามารถลดความชนหรอ

humidity ratio ของอากาศได การน ามาใชในภมอากาศรอนชนจงยงท าไมได จ าเปนตองมเครองลด

ความชนท างานรวมกบ DpEC วธลดความชนทงายทสดคอ คอยลเยน โดยใชระบบอดไอหรอ Vapor

Compression Cycle ท าความเยนใหต ากวาอณหภมน าคาง น าในอากาศกจะถกรดออกมา ดงนนระบบ

พนฐานทสดทนาจะน ามาใชในภมอากาศรอนชนกคอ DpEC รวมกบ VCC

3-3

VCC สามารถลดความชนไดคอ ดง latent heat ออกจากอากาศได และน าไปทงเปน sensible heat

ใหกบอากาศหรอน า ดงนนหากใชความสามารถของ DpEC ในการลด sensible heat กจะท าใหระบบ

มประสทธภาพสงขน แนวคดของระบบทจะพฒนาจะมลกษณะดงน

รปท 18ระบบผสม DpECและ VCC

อากาศแหงทผานแคอยลเยนจะแลกเปลยนความรอนกบอากาศทเขามา จากนนกจะผานเครองระเหย

DpEC จนอณหภมใกลอณหภมน าคาง อากาศสวนทเปนผลผลตน าไปใชงาน สวนทเปนอากาศท างาน

น าไประบายความรอนใหกบคอนเดนเซอรของระบบท าความเยน ระบบดงกลาวภาระของระบบท า

ความเยนลดลงเหลอชวง bไป cเทานน และอณหภมระบายความรอนต าลงท าให COP ระบบสงยงขน

3 การพฒนาแบบจ าลองของระบบปรบอากาศแบบDpEC รวมกบ Solid Desiccant และ Electro-

Osmosis และทดสอบ

สถานะงานวจยปจจบน

มงานวจยททดสอบการไลความชนในสารดดความชนของแขงดวยวธการ Electro-Osmosis ในชวง 3

ปทผานมาน สวนใหญเปนการทดสอบผลของ Electro Osmosis และแกปญหาผลขางเคยง เชน การกด

กรอนของอเลคโทรค แตยงไมมระบบทน ามาผนวกกบ DpEC

Refrigeration unit DpEC

Heat exchanger

eap

cond

b

a

c

d

e

a

b

c d e

Product air

Workingair

3-4

Solid Desiccant นบวามขอดกวาการใชความเยนในการลดความชนเนองจากไมตองลดอณหภม

อากาศมายงจดน าคางเพอใหน าควบแนน ซงบางครงตองใชฮตเตอรเพอเพมอณหภมกอนน าไปใชงาน

และระบบคอนขางงาย ไมซบซอน แตขอเสยคออยในรปลอหมน มมอเตอรขบ และตองใชพลงงาน

ความรอนไลความชนออกเพอใชงานรอบตอไปดวยอณหภม 70-90C แต เทคนค Electro-Osmosis

ใชสนามไฟฟาแรงดน 12-20 โวลต ไปกระตนใหสารดดความชนคายน าออกมาไดนบเปนโอกาส

ส าคญของการลดความชนแบบ Solid Desiccant ซงจะใชพลงงานต าลงมาก

รปท 19การท างานของ Solid desiccantและ Electro Osmosis รวมกบคอยลเยน

แนวคดในการตอยอด

พฒนาแบบจ าลองระบบท าความเยนดวยสารดดความชนทไลความชนดวย Electro osmosis ทท างาน

รวมกบ DpECซงจะมผลใหระบบใหม ใชพลงงานลดลงอยางมากเนองจาก อปกรณมเพยงปมน า และ

พดลมหมนเวยน และไฟฟาในการสรางสนามไฟฟาเพอไลความชนเทานน และสรางอปกรณทดสอบ

แนวคดดงกลาว

3-5

3.2ระเบยบวธวจย (Research Methodology) งานวจยน แบงออกเปน 3 ขนตอนคอ

1 การศกษาพนฐานของระบบ 2 การประยกตใชงานดวยเทคโนโลยทมอย 3 การประยกตขนกาวหนาดวยเทคโนโลยใหม

การศกษาขนพนฐาน การประยกตขนท 1 การประยกตในขนกาวหนา รปท 20กรอบของงานวจย

ผวจยเสนอวธการศกษาวจยส าหรบแตละขนตอนดงน

ขนตอนท 1การพฒนาแบบจ าลองทางคณตศาสตรของ DpEC

1.เลอกรปแบบการแลกเปลยนความรอนทนาสนใจ เชน ก. Cross Flow and Regenerative type ข. Counter Flow and Regenerative type ค. Air to Air Precooled heat exchanger ง. Water to Air Precooledheat exchanger 2สรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรทไมคงตวของระบบดงกลาวโดยใชFinite Element Method โดยให

เวลาเปนตวแปรหนงดวย พจารณาสมรรถนะของระบบจากคา Wetbulbและ Drybulb Effectiveness

และก าลงไฟฟาทระบบใช เมอปรบคาตวแปรตางๆ เชน มตของเครองแลกเปลยนความรอน

อตราสวนของอากาศทเปนผลผลตตออากาศท างาน ฯลฯ

3.สรางชดทดสอบ ประกอบดวย ชดผลตอากาศ เครองแลกเปลยนความรอนลกษณะตางๆ ทดลอง

ปรบคาตวแปร เปรยบเทยบผลกบคาทท านายจากแบบจ าลอง

การสราง

แบบจ าลอง DpEC

แบบไมคงตว

การพฒนาระบบ

DpECรวมกบ VCS

การพฒนาระบบSolid

Desiccant รวมกบ Electro-

osmosisและ DpEC

3-6

รปท 21 ระบบททดสอบ

ขนตอนท 2 การพฒนาระบบ DpECท างานรวมกบ Vapor Compression Cycle

ใชระบบคอมเพรสเซอรลดอณหภม และความชนอากาศลง น าอากาศทไดมาแลกเปลยนความรอนกบ

อากาศใหม จะมผลใหภาระของคอมเพรสเซอรลดลง และ Latent heat ในอากาศกลายเปน Sensible

heat ของอากาศทแหงจากระบบคอมเพรสเซอร จากนนใช DpEC ท าความเยนอากาศมาสจดทตองการ

และแบงอากาศผลผลตทไดไปใชงาน

1.ก าหนดขนาดอปกรณในระบบ เชน คอมเพรสเซอร เครองแลกเปลยนความรอน และค านวณ

สมรรถนะของระบบทคาดวาจะได

2.น าชดทดสอบจากขนตอนท 1 มาปรบโดยตดตงเครองแลกเปลยนความรอน และคอมเพรสเซอร ให

ท างานเปนระบบรวม

3.ทดสอบสมรรถนะระบบ และวเคราะหผล

รปท 22 ระบบททดสอบ

Air generator

Working air

Product air DpEC

Air to air heat exchanger Vapor Compression

P F T %RH

P F T %RH

Air generator Heat exchanger

p

Working air

Product air

P F T %RH P F T %RH

3-7

ขนตอนท 3 พฒนาแบบจ าลองของระบบปรบอากาศทใชสารดดความชน และ Electro-osmosis

รวมกบ เครองระเหยแบบน าคาง

1 ศกษาและพฒนาแบบจ าลองการดดความชน (dehumidification) และไลความชน (regeneration)

สารดดความชนของแขงดวย Electro-osmosisและ DpEC

2 จดท าอปกรณทดสอบการดดความชนและไลความชนของสารดดความชนของแขง ดวยวธ Electro-

osmosisท างานรวมกบ DpEC

3ท าการทดสอบและปรบคาสภาวะอากาศ และตวแปรทเกยวของ เพอเปรยบเทยบผผลจรง กบคา

ทางทฏ

4วเคราะหผลและจดท ารายงานการวจย

รปท 23 ระบบทท าการทดสอบ

3.3วสดอปกรณทตองใช การจดสรางอปกรณจะจดท า 3 ชด ไดแก

1 อปกรณทดสอบการท างานของDpEC

จดท าเพอทดสอบผลของแบบจ าลองทพฒนาขน โดยมอปกรณดงน

Air generator

Working air

Product air DpEC

Solid desiccant dehumidifier

P F T %RH

Electro-Osmosis

P F T %RH

3-8

ก. ชดเตรยมอากาศเพอทดสอบ

ข.ชดเครองแลกเปลยนความรอน

ค.อปกรณเครองวด ไดแก

- เครองบนทกขอมล

- เครองวดอณหภมและความชนของอากาศแตละจด

- เครองวดความเรวลมอากาศเขาและออก

- เครองวดก าลงไฟฟาของอปกรณ

2 อปกรณทดสอบระบบปรบอากาศทใชDpECรวมกบ ระบบอดไอ (VCC)

จดท าเพอทดสอบการท างานของระบบปรบอากาศทน าเสนอ ประกอบดวย

ก. หนวยแลกเปลยนความรอน

ข. คอยลเยน และระบบท าความเยนขนาดเลก

ค. หนวยระเหย Dew point Evaporative Coolers

ง.อปกรณเครองวด ไดแก

- เครองบนทกขอมล - เครองวดอณหภมและความชนของอากาศแตละจด - เครองวดอณหภมสารท าความเยนในระบบ - เครองวดความเรวลมอากาศเขาและออก - เครองวดก าลงไฟฟาของอปกรณ 3 อปกรณทดสอบระบบปรบอากาศทใชDpECรวมกบ Solid desiccant และ Electro osmosis

จดท าเพอทดสอบการท างานของระบบปรบอากาศทน าเสนอ ประกอบดวย

ก. แผงทดสอบ Solid desiccant และการ regeneration

ข. หนวยระเหย Dew point Evaporative Coolers

ค.อปกรณเครองวด ไดแก

- เครองบนทกขอมล

3-9

- เครองวดอณหภมและความชนของอากาศแตละจด - เครองวดอณหภมสารท าความเยนในระบบ - เครองตวงปรมาณน า - เครองวดความเรวลมอากาศเขาและออก - เครองวดก าลงไฟฟาของอปกรณ

3.4ผลทคาดวาจะไดรบ ผลประโยชนทคาดวาจะไดรบเมอด าเนนงานวจย

ขอบเขตงานและผลทจะไดรบ ผลลพธและชวงเวลา 9.1การจดท าแบบจ าลองแบบไมคงตวของ DpEC - ทราบผลของปจจยตางๆ ตอสมรรถนะของระบบ - ทราบเกณฑทเหมาะสมในการออกแบบระบบ - ทราบสมรรถนะของระบบในบรบทของการใชงานจรง เชน ใชเวลาเทาใด เมอภาระแปรเปลยนจะเปนอยางไร -ทราบวธการควบคมทเหมาะสมส าหรบระบบปรบอากาศแบบ DpEC -ทราบผลเปรยบเทยบของระบบทใช Air to Air Precooled และ Water to air Precooled

บทความและผลการศกษาพฒนาระบบ DpEC/Q1, 2(2012)

9.3 การพฒนาระบบปรบอากาศทใช DpECรวมกบ VCC ในภมอากาศรอนชน - ไดระบบปรบอากาศทสมรรถนะสงกวาปจจบนอยางนอยเทาตว (COP>10) - ทราบผลของปจจยตางๆ ในการออกแบบระบบและผลการท างานจรง

บทความและผลการศกษาระบบปรบอากาศแบใหมทประหยดพลงงาน Q1, 2(2013)

9.4 การพฒนาแบบจ าลองระบบปรบอากาศทใช DpECรวมกบ Solid desiccant และ Electro osmosis

บทความและผลการศกษาระบบปรบอากาศทางเลอกทประหยดพลงงานยงขนQ1, 2(2013)

3-10

ขอบเขตงานและผลทจะไดรบ ผลลพธและชวงเวลา - ไดระบบปรบอากาศทสมรรถนะสงยงขน อยางนอยอกเทาตว (COP>20) - ทราบผลของปจจยตางๆ ในการออกแบบระบบและผลการท างานจรง

บทท 4แผนการดาเนนงาน ผวจยไดวางแผนการศกษาวจย โดยแบงเปน 3 ขนตอนคอ

ขนท 1 ศกษาพนฐานและประเมนความเปนไปไดของแนวคด และพฒนาแบบจาลองสาหรบ Dew Point Evaporative ไดแก ขอบเขตงานในขอ 1.1-1.3 โดยใหแลวเสรจในภาคการศกษาท2 ของป 2012

ขนท 2 ออกแบบ และสรางอปกรณสาธต ระบบผสม ไดแก ขอบเขตงานในขอ 2.1-2.3 ใหแลวเสรจในภาคการศกษาท2 ของป 2013

ขนท 3 ศกษาและพฒนาระบบปรบอากาศทใช EvaporativeCooler รวมกบการดดความชนของแขง และ Electro osmosis ไดแก ขอบเขตงานในขอ 3.1-3.5 ใหแลวเสรจในภาคการศกษาท2 ของป 2014

4-2

เนองาน

2011 2012 2013 2014 Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2

1 เสนอหวขอวจย 2 ศกษาศกยภาพและความเปนไปไดของ DpEC 3 สรางแบบจาลองเชงพลวตรของ DpEC 4 พฒนาอปกรณทดลอง ทดสอบผล 5 พฒนาแบบจาลองของระบบปรบอากาศทใช DpEC+VCC 6 สรางอปกรณทดสอบผลระบบปรบอากาศทใช DpEC+VCC

พฒนาแบบจาลองของระบบปรบอากาศทใชSolid Desiccant + EO สรางอปกรณทดสอบการปรบอากาศโดยใชSolid Desiccant +EO จดทารายงานผลการศกษา

7 8 9

เอกสารอางอง

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Evaporative_cooler

2. Yi Jain, Xia Oyun Xie,2010, “Theoretical and testing performance of an innovative indirect

evaporative chiller”, Solar Energy, 84(2010), pp.2041-2055.

3. http://www.rexresearch.com/maisotsenko/maisotsenko.htm

4. M.F.El-Refaie, S. Kaseb, 2009, “Speculation in the feasibility of evaporative cooling”, Building

and Environment, 44(2009), pp.826-838.

5. B. Riangvilaikul, S. Kumar, 2010, “An experimental study of a novel dew point evaporative

cooling system”, Energy and Building, 42(2010), pp.637-644.

6. Ala Hasan, 2010, “Indirect evaporative cooling of air to sub-wet bulb temperature”, Applied

Thermal Engineering, 30(2010), pp.2460-2468.

7. Chang Hong Zhan, X. Zhao, Stafan Smith, S. B. Riffat, 2011, “Numerical study of M-cycle

cross-flow heat exchanger for indirect evaporative cooling”, Building and Environment,

46(2011), pp.657-668.

8. X.Zhao, J.M. Li, S. B. Riffat ,2008, “ Numerical study of a novel counter flow heat and mass

exchanger for a dew point evaporative cooling”, Applied Thermal Engineering, 28(2008),

pp.1942-1951.

9. Dilip Jain, 2007, “Development and testing of two –stage evaporative cooler”, Building and

Environment, 42(2007), pp.2549-2554.

10. Michalis Gr. Vrachopoulos, Andranikos E. Filios, Georgios T. Kotsiovelos, Eleftherios D.

Krawaritis, “Incorporated evaporative condenser”, Applied Thermal Engineering, 22(2007),

pp.823-828.

11. M. Goldworthy, S. White, 2011, “Optimization of a desiccant cooling system design with

indirect evaporative cooler”, International Journal of Refrigeration, 34(2011), pp. 148-158.

12. Dong La., Yanjun Dai, Yong Li, Tian shu Ge, Ruzhu Wang, 2010, “Study on a novel thermally

driven air conditioning system with desiccant dehumidification and regenerative cooling”,

Building and Environment, 45(2010), pp.2473-2484.

13. Ghassem Heidarinjad, Mojtaba Bozorgmethr, Shahram Delfani, Jafar Esmaeelian,2009,

“Experimental investigation of 2-stage indirect/direct evaporative cooling system in various

climate conditions”, Building and Environment, 44(2009), pp.2073-2079.

14. X. Zhao, Shuang Yang, Zhiyin Duan, S. B. Riffat, 2009, “Feasibility study of a novel dew point

air conditioning system for China building application”, Building and Environment, 44(2009),

pp.1990-1999.

15. B. Riangvilaikul, S. Kumar, 2010, “Numerical study of a novel dew point evaporative

cooling system”, Energy and Building, 42(2010), pp.2241-2250.

16.B.Li,Q.Y.Lin,Y.Y. Yan, 2012, “Development of Solid desiccant dehumidification using electro-

osmosis regeneration method for a HVAC application”, Building and Environment, 48(2012),

pp.128-134.

17.Ronghui Qi,Changqing Tain, Shuangquan Shao, 2010, “Experiment investigation on possibility

of electro-osmosis regeneration for Solid desiccant”,Applied Energy 87(2010), pp.2266-2272.

ลงนาม ....................................................... (นกศกษา)

(นายด ารงค บวยอม)

วนท ..........................................................

ลงนาม ....................................................... (อาจารยทปรกษา)

(รศ.ดร.อดศกด นาถกรณกล)

วนท ..........................................................