การออกแบบและสร้างระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

บทคัดย่อ

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ศึกษาประสิทธิภาพ และวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตน้ำร้อน โดยระบบสามารถทำงานร่วมกันหรือแยกการทำงานได้ ทำการทดลองในช่วงเวลา 9.00 น. – 16.00 น. ในช่วงเดือนมกราคม 2560- เดือนเมษายน 2561 ซึ่งผลการวิจัยสามารถแบ่งเป็น 3 ส่วน ดังนี้ 1. การออกแบบและสร้างระบบผลิตน้ำร้อนแบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า พบว่า ตัวเก็บรังสีอาทิตย์มีพื้นที่ 1.5 m2 โดยท่อผลิตน้ำร้อนทำด้วยท่อทองแดง type K พื้นผิวตัวเก็บรังสีอาทิตย์ทาสีดำด้านและหุ้มด้วยแผ่นสะท้อนความร้อนและฉนวนยางดำ ด้านบนจะปิดด้วยแผ่นโพลีคาร์บอเนต ถังเก็บน้ำร้อนมีขนาดประมาณ 200 L หุ้มด้วยแผ่นสะท้อนความร้อนและฉนวนยางดำ การหมุนเวียนน้ำจะอาศัยปั๊มโซล่าร์เซลล์ d.c 12 V ระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า จะใช้เตาแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ส่วนระบบผลิตน้ำร้อนจากความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศ จะมีการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำจากขดท่อทองแดง 2. การศึกษาประสิทธิภาพของระบบผลิตน้ำร้อนแบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า พบว่า (2.1) ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าใช้พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ย 1.39 kW-h และใช้เวลาในการผลิตน้ำร้อนประมาณ 2.40 h และใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า อยู่ประมาณ 2.17 kW-h หรือสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าประมาณ 60 % และลดระยะเวลาในการผลิตน้ำร้อนประมาณ 50 min (2.2) ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าใช้พลังงานไฟฟ้าเฉลี่ย 1.21 kW-h และใช้เวลาในการผลิตน้ำร้อนประมาณ 1.30 h ซึ่งใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า อยู่ประมาณ 0.66 kW-h และ 2.35 kW-h ตามลำดับ และสามารถลดระยะเวลาในการผลิตน้ำร้อนประมาณ 1.10 h และ 2 h ตามลำดับ 3. การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ พบว่า ผลการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 3.27 ปี การประหยัดค่าใช้จ่ายรายปี 4,066 บาท ของระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับระบบผลิตน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 4.3 ปี การประหยัดค่าใช้จ่ายรายปี 3,271 บาท และของระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบร่วมกับความร้อนทิ้งจากระบบปรับอากาศและระบบทำน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีระบบมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 4.3 ปี การประหยัดค่าใช้จ่ายรายปี 3,764 บาท

คำสำคัญ