การลดภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศโดยใช้สารดูดความชื้นเพื่อการประหยัดพลังงาน

Abstract

Utilization of sorption to Reduce cooling load of an air conditioning system for energy SAVING

โดยทั่วไประบบปรับอากาศจำเป็นต้องใช้พลังงานในการลดความร้อนแฝง (ความชื้น) มากกว่าการลดความร้อนสัมผัส (อุณหภูมิ) ดังนั้นการลดความชื้นเป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ เนื่องจากเป็นการช่วยแบ่งเบาภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศ งานวิจัยนี้ศึกษาการลดภาระการทำความเย็นของระบบปรับอากาศโดยการทดลองใช้สารดูดความชื้นสามชนิดได้แก่ ดรายแอค (dry act) และอีโคดราย (eco dry) ซึ่งเป็นสารดูดความชื้นจากธรรมชาติ และ ซิลิกาเจล (silica gel) ซึ่งเป็นสารดูดความชื้นสังเคราะห์ การทดลองแบ่งเป็น 3 การทดลอง ได้แก่ 1) การทดสอบการดูดความชื้นของสารดูดความชื้นในแผ่นเบดที่มี รูปแบบ ขนาด และลักษณะการจัดวางของแผ่นเบดในกล่องทดสอบ 4 ขนาด ได้แก่ 35x40x40 ลบ.ซม. 35x40x40 ลบ.ซม. 50x40x40 ลบ.ซม. และ 40x60x40 ลบ.ซม. โดยใช้ความเร็วของอากาศผ่านแผ่นเบดมีค่าเริ่มต้นเฉลี่ยใกล้เคียงกันที่ 0.5 เมตร/วินาที 2) การทดสอบการคายความชื้นของสารดูดความชื้นชนิดต่างๆ โดยใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ในกล่องอบแห้ง และ 3) การนำผลจากการทดลองที่ 1 และ 2 มาทดสอบในห้องทดลองร่วมกับระบบปรับอากาศระหว่างมีการใช้และไม่มีการใช้สารดูดความชื้นเพื่อเปรียบเทียบปริมาณการใช้ไฟฟ้า ผลการทดลองที่ 1 พบว่า แผ่นเบดอีโคดรายขนาดแผ่น 20x30 ตร.ซม. ที่มีลักษณะการจัดวางของแผ่นเบดแบบตั้งฉากกับทิศทางการไหลของอากาศ มีประสิทธิภาพในการดูดความชื้นสูงสุด โดยสามารถดูดซับความชื้นได้ 7.09-10.34% ของน้ำหนักสารเริ่มต้น โดยมีผลต่างของมวลสาร 28.59-41.66 กรัมในช่วงเวลา 10 นาทีแรกของการทดลอง พบว่า อุณหภูมิในอากาศสูงขึ้นเฉลี่ย 1-1.5^oC ความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ยลดลงสูงสุด 9-12% และความเร็วของอากาศเฉลี่ยลดลง 50% ผลการทดลองที่ 2 พบว่า แผ่นเบดซิลิกาเจลขนาดแผ่น 20x30 ตร.ซม. มีประสิทธิภาพในการคายความชื้นได้สูงสุด โดยสามารถคายความชื้น 5.71-7.45% ของน้ำหนักสารเริ่มต้น โดยมีอัตราการคายความชื้นสูงสุดในเวลา 12.00-15.00 น. ผลการทดลองที่ 3 พบว่า กรณีที่มีการใช้สารดูดความชื้นทั้งซิลิกาเจลและอีโคดรายร่วมกับระบบปรับอากาศ มีค่าปริมาณการใช้ไฟฟ้าอยู่ที่ 10.605 กิโลวัตต์ชั่วโมง และ 11.183 กิโลวัตต์ชั่วโมง ส่วนกรณีที่ไม่มีการใช้สารดูดความชื้นร่วมกับระบบปรับอากาศมีค่าอยู่ที่ 11.770 กิโลวัตต์ชั่วโมง ผลการศึกษาแสดงว่า กรณีที่มีการใช้สารดูดความชื้นร่วมกับระบบปรับอากาศสามารถช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศลงได้ คิดเป็น 5-10% เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ไม่มีการใช้สารดูดความชื้นร่วมกับระบบปรับอากาศ