การศึกษาการนำระบบทำความเย็นสเตอร์ลิงมาใช้ในการปรับอากาศ

Abstract

ปัจจุบันระบบปรับอากาศเข้ามามีบทบาทสำคัญไม่ว่าจะใช้ตามบ้านเรือนหรือใช้ใน การเดินทางโดยรถยนต์ ระบบปรับอากาศที่ใช้ยังคงพึ่งพาระบบอัดไอ แต่สารทำความเย็นที่ใช้ทำลายชั้นโอโซน และมีผลต่อสภาวะโลกร้อน ทำให้มีการค้นคว้าหาสารทำความเย็นชนิดอื่นมาทดแทน แต่ก็ยังไม่ประสบผลสำเร็จเท่าที่ควร ดังนั้นจึงมีแนวคิดในการหาระบบทำความเย็นรูปแบบอื่นมาทดแทนระบบอัดไอ ระบบดังกล่าวก็คือระบบทำความเย็นสเตอร์ลิง วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอแนวทางการออกแบบ และวิเคราะห์ทางเทอร์โมไดนามิกส์ของเครื่องทำความเย็นสเตอร์ลิง โดยทั่วไปแล้วระบบทำความเย็นสเตอร์ลิงวางอยู่บนพื้นฐานการทำงานย้อนกลับของ เครื่องยนต์สเตอร์ลิง การศึกษาแสดงให้เห็นถึงการนำเครื่องทำความเย็นสเตอร์ลิงมาใช้ในการปรับอากาศ รวมถึงเครื่องทำความเย็นชนิดเบตามีพิกัดทำความเย็น 50 W ใช้อากาศเป็นสารทำงานออกแบบความดันสูงสุดที่ .70 MPa ความเร็ว 1000 รอบต่อนาที และช่วงอุณหภูมิทำความเย็นที่ปลายด้านเย็น -5 ℃ ถึง 20 ℃ จากนั้นทดสอบหาสมรรถนะทางด้านพิกัดทำความเย็นและ COP ที่มีผลจากการเปลี่ยนแปลงความดัน รอบการทำงานและอุณหภูมิด้านการทำความเย็น โดยพิกัดทำความเย็นและ COP สูงสุดมีค่า 45.1 W และ 0.16 ตามลำดับที่ความดัน 0.70 MPa และผลต่างอุณหภูมิปลายด้านเย็น/ปลายด้านร้อน T5/31 ℃ เมื่อเพิ่มความดันให้กับเครื่อง ทำให้เครื่องมีพิกัดทำความเย็นและ COP เพิ่มมากขึ้น นอกจากนั้นแล้วผลต่างอุณหภูมิในการทำความเย็นยังส่งผลต่อพิกัดทำความเย็น โดยพิกัดทำความเย็นเพิ่มขึ้นเมื่อผลต่างของอุณหภูมิลดลง สำหรับการทำนายพิกัดทำความเย็นสามารถทำนายได้อย่างแม่นยำด้วยความสัมพันธ์ ของสมการเชิงประจักษ์ และในส่วนของตัวแปรไร้มิติของค่าพิกัดทำความเย็นอยู่ในช่วงใกล้เคียงกับการ ศึกษาอื่น จากการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า การใช้งานในการปรับอากาศในยานยนต์มีความเหมาะสมมากกว่าการปรับอากาศตามบ้าน เรือน แต่ยังมีข้อจำกัดทางด้านสมรรถนะ COP ที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับระบบอัดไอ จึงต้องมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ให้สามารถนำมาใช้งานในการปรับอากาศได้อย่างเหมาะสมต่อไป