การศึกษาสมรรถนะของระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบฮีตไปป์

Abstract

ศึกษาสมรรถนะของระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบฮีตไปป์ ขนาด 1.1625 ตร.ม. และถังเก็บน้ำร้อนหุ้มด้วยฉนวนโฟมขนาด 200 L ปั๊มหมุนเวียนน้ำร้อนและเครื่องควบคุมการทำงานปั๊ม แผงรับแสงอาทิตย์วางหันหน้าไปทางทิศใต้ และวางทำมุม 35 องศากับแนวระดับ ระบบทำน้ำร้อนถูกติดตั้งอยู่บนดาดฟ้าของอาคารในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พารามิเตอร์ที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ ความเข้มแสงอาทิตย์ อุณหภูมิน้ำในถังเก็บน้ำร้อน อุณหภูมิน้ำเข้า และออกจากแผง อุณหภูมิอากาศภายนอก และความเร็วลม โดยการทดสอบจะเก็บข้อมูลทุกๆ 2 นาทีตั้งแต่เวลา 8.00-16.00 น. แล้วนำข้อมูลที่ได้มาคำนวณหาปริมาณความร้อนที่เก็บได้จากถังเก็บน้ำร้อนจาก Q=MC [subscript P] (T[subscript f]-T[subscript i]) และประสิทธิภาพของแผงรับแสงอาทิตย์ eta=QX100/S จากนั้นวิเคราะห์หาผลของพารามิเตอร์ต่อประสิทธิภาพ จากการวิเคราะห์จะได้ว่าประสิทธิภาพของระบบขึ้นอยู่กับ ความเข้มแสงอาทิตย์ อุณหภูมิเฉลี่ยของน้ำเริ่มต้น อุณหภูมิเฉลี่ยสุดท้ายของน้ำในถังเก็บน้ำร้อน และอุณหภูมิอากาศภายนอกตามสมการ eta=-20.615 (T[subscript i]-T[subscript a])/+0.4708 โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ R [superscript 2] = 0.32 สำหรับช่วงที่ใช้ในการทดสอบประสิทธิภาพของระบบจะอยู่ในช่วง 22-28% น้ำร้อนมีพลังงานที่สะสมอยู่ในช่วง 3–6 MJ/day และสามารถทำน้ำร้อนได้อุณหภูมิสูงถึง 45.4 °C อุณหภูมิน้ำเริ่มต้นเป็น 29.5°C การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบทำโดยการใช้แผ่นสะท้อนแสงทำจากอลูมิเนียมฟอยล์ ซึ่งมีค่าการสะท้อนสูง สอดไว้ใต้แผงรับแสงอาทิตย์ เพื่อช่วยให้แผงรับแสงอาทิตย์ดูดซับแสงได้มากขึ้น จากผลการทดสอบปรากฎว่า การใช้แผ่นสะท้อนแสงทำให้น้ำในถังมีอุณหภูมิสะสมตลอดวันสูงขึ้น 3-5 °C และทำให้ระบบมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 11-13%