การศึกษาฮีทไปป์เพื่อการประหยัดพลังงานในเครื่องปรับอากาศ

กอบชัย แสงสว่าง

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65457

Title:	การศึกษาฮีทไปป์เพื่อการประหยัดพลังงานในเครื่องปรับอากาศ
Other Titles:	Heat pipe study for saving energy in air conditioner
Authors:	กอบชัย แสงสว่าง
Advisors:	ฤชากร จิรกาลวสาน
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email:	Richakorn.C@Chula.ac.th
Subjects:	ฮีทไปป์ การปรับอากาศ พลังงานไฟฟ้า -- การอนุรักษ์ การอนุรักษ์พลังงาน Heat pipes Air conditioning Electric power -- Conservation Energy conservation
Issue Date:	2545
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	โครงการวิจัยนี้ เป็นการศึกษาฮีทไปป์ เพื่อใช้ร่วมกับเครื่องปรับอากาศ ในการควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ในห้องปรับอากาศ โดยเฉพาะห้องที่ต้องควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ตํ่า ซึ่งมักจะต้องใช้ฮีทเตอร์ไฟฟ้า และสารดูดซับความชื้น การใช้สารดูดซับความชื้นจำเป็นต้องเป่าลมร้อน (ที่ผลิตจากฮีทเตอร์หรืออากาศความดันสูง) เพื่อพื้นสภาพสารดูดซับความชื้น ซึ่งต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ในขณะเดียวกันสารดูดความชื้นก็จะคายความร้อนเข้าห้อง ซึ่งเป็นการเพิ่มภาระให้กับเครื่องปรับอากาศ การใช้ฮีทไปป์จะประหยัดพลัง งานได้มาก โดยฮีทไปป์จะเป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนสัมผัสระหว่างอากาศก่อนเข้า และหลังออกจากคอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศ ฮีทไปป์ที่ใช้เป็นลักษณะคอยล์ลูปแบบมิครีบอลูมิเนียม ประกอบด้วยคอยล์ส่วนระเหย และคอยล์ส่วนควบแน่น ที่มีลักษณะเหมือนคอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศที่ใช้และมีพื้นที่ด้านหน้าเท่ากัน โดยทดลองกับเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนขนาด 14 kW (48,000 Btu/hr) ซึ่งฮีทไปป์นี้จะมี 4 แบบคือ 1 แถว, 2 แถว, 3 แถว และ 4 แถว สารทำงานที่ใช้คือ R-22 โดยทำการทดลองในห้องปรับอากาศทั่วไป และในห้องทดสอบเครื่องปรับอากาศ การทดสอบในห้องทดสอบเครื่องปรับอากาศนั้นจะควบคุมสภาวะอากาศภายในห้องให้มีอุณหภูมิกระเปาะเปียกเท่ากับ19℃ และอุณหภูมิกระเปาะแห้งเท่ากับ 27℃ จากผลการวิจัยพบว่าฮีทสามารถถ่ายเทความร้อนกับอากาศได้เป็นอย่างดี คือสามารถถ่ายเทพลังงานความร้อนได้จำนวนมากกลับคืนสู่ห้องปรับอากาศ โดยความร้อนเฉลี่ยที่ถ่ายเทได้คือ ประมาณ 2.6, 3.5, 3.7 และ 5.6 kW สำหรับฮีทไปป์แบบ 1, 2, 3 และ 4 แถว ตามลำดับ เมื่อทดลองในห้องทั่วไป สำหรับฮีทไปป์แบบ 3 แถว และ 4 แถว นั้นได้ทดลองในห้องทดลองเครื่องปรับอากาศอีกครั้ง พบว่า ได้ค่าประมาณ 3.5 และ 5.0 kW ตามลำดับ หรือลดค่าอัตราส่วนความร้อนสัมผัส (SHR) ของเครื่องปรับอากาศจาก 0.53 เป็น 0.45 และ 0.54 เป็น 0.40 ตามลำดับ หรือเพิ่มปริมาณการกลั่นตัวของน้ำได้ประมาณ 15% และ 33% ตามลำดับ เมื่อพิจารณาประสิทธิภาพของฮีทไปป์โดยใช้อุณหภูมิเป็นหลัก ค่าประสิทธิผลของฮีทไปป์เฉลี่ยโดยประมาณคือ 0.19, 0.27, 0.30 และ 0.41 สำหรับฮีทไปป์แบบ 1, 2, 3 และ 4 แถว ตามลำดับ กำลังไฟฟ้าที่ระบบปรับอากาศใช้ทั่งหมด และค่า COP ของฮีทไปปทั่งแบบ 3 แถว และ 4 แถว ลดลงเล็กน้อย เป็นผลเนื่องจากฮีทไปปส่งผลโดย ตรงกับเครื่องปรับอากาศแบบสารทำความเย็นทำความเย็นโดยตรง (Direct Expansion) คือลดอุณหภูมิของอากาศก่อนเข้าเครื่องปรับอากาศ ทำให้อุณหภูมิอิ่มตัว (ความดัน) ของสารทำความเย็นเปลี่ยนไป ซึ่งจะไม่เกิดขึ้นกับระบบปรับอากาศที่ใช้น้ำเย็น เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำเย็นคงที่ ประเทศไทยมีอากาศร้อน และชื้นมาก ดังนั้นฮีทไปป์แบบ 3 แถว และ 4 แถว มักจะมีความเหมาะสมที่สุด สำหรับระบบปรับอากาศที่ต้องการควบคุมความชื้นตํ่า ซึ่งได้เน้นในงานวิจัย
Other Abstract:	The purpose of this research is to study Heat Pipe in air conditioner. In an air additioning room in which precise low relative humidity is required electric heater desiccant are often used. Using desiccant is also required heat or compressed air for regeneration. The desiccant also generates heat to the room air which adds load to the air conditioner. Incorporating heat pipe in the air conditioner will save a lot of electric energy. Heat pipe is a heat exchanger to exchange sensible heat between leaving and entering air of a cooling coil. Fin coil-looped heat pipe used in this research consists of an evaporating coil and a condensing coil filled with R-22 refrigerant. The construction of each coil is nearly the same as a cooling coil of a typical air conditioner with a minor difference in circuiting. The research used 14 kW (48,000 Btu/h) split type air conditioner as a model. Its cooling coil (evaporator) was incorporated with the heat pipe coil with the same face area but with various rows deep. The numbers of rows were 1,2, 3 and 4. However concentration was made on 3 and 4 rows deep. The experiment was carried out in a typical room and also in the calorimeter room with 19℃ WB and 27℃ DB ambient. The experiment indicated that the performance of heat pipe in transferring sensible heat was really good. The average heat reclaims were 2.6, 3.5, 3.7 and 5.6 kW by 1,2, 3 and 4 rows deep heat pipe respectively. The 3 and 4 rows heat pipe were also carried out in the calorimeter room wit a heat reclaim of 3.5 and 5 kW respectively. The 3-row-deep heat pipe reduced equipment sensible heat ratio (SHR) from 0.53 to 0.45 while the 4-row-deep heat pipe reduced SHR from 0.54 to 0.40. The moisture condensation rate was increased by 15 and 33% for 3-row-deep and 4-row deep heat pipes respectively. However there was a little reduction in Coefficient of performance (COP) due to the lowering of the evaporating pressure of a direct expansion system. This would not occur in chilled water system. In hot and humid country like Thailand the 3 and 4 rows deep heat pipe would normally be suitable in which the emphasis was made.
Description:	วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2545
Degree Name:	วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level:	ปริญญาโท
Degree Discipline:	วิศวกรรมเครื่องกล
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65457
ISSN:	9741708874
Type:	Thesis
Appears in Collections:	Eng - Theses

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Kopchai_sa_front_p.pdf	หน้าปก บทคัดย่อ และสารบัญ	900.95 kB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_ch1_p.pdf	บทที่ 1	889.08 kB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_ch2_p.pdf	บทที่ 2	1.44 MB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_ch3_p.pdf	บทที่ 3	3.15 MB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_ch4_p.pdf	บทที่ 4	2.72 MB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_ch5_p.pdf	บทที่ 5	700.31 kB	Adobe PDF	View/Open
Kopchai_sa_back_p.pdf	รายการอ้างอิง และภาคผนวก	1.44 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record