การศึกษาการใช้ปั๊มความร้อนในการบ่มใบยาสูบ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการใช้ปั๊มความร้อนในการบ่มใบยาสูบ โดยใช้ข้อมูลจริงจากการตรวจวัดการทำงานของโรงบ่มใบยาสูบประกอบแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการใช้พลังงานของปั๊มความร้อน ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยใช้โปรแกรมวิชวลเบสิก เป็นเครื่องมือในการศึกษา โดยกำหนดให้ปั๊มความร้อนทำงานใน 4 รูปแบบ คือ ทำงานด้วยวัฏจักรอุดมคติ ทำงานด้วยวัฏจักรจริงโดยไม่มีการควบคุมอุณหภูมิขีดจำกัดของสารทำความเย็นในเครื่องควบแน่น ทำงานด้วยวัฏจักรอุดมคติโดยมีการควบคุมอุณหภูมิขีดจำกัดของสารทำความเย็นในเครื่องควบแน่น และทำงานด้วยวัฏจักรจริงโดยมีการควบคุมอุณหภูมิขีดจำกัดของสารทำความเย็นในเครื่องควบแน่น โดยแต่ละรูปแบบนั้นก็มีการทำงานที่ปลีกย่อยอีก 2 ลักษณะคือ มี และไม่มีการเก็บคืนความร้อนของอากาศระบายทิ้งเพื่อใช้งานที่เครื่องทำระเหย (Evaporator) จากการศึกษาพบว่า ความแตกต่างของอุณหภูมิของเครื่องควบแน่นและเครื่องทำระเหยและข้อจำกัดทางคุณสมบัติของสารทำความเย็น เป็นปัจจัยสำคัญต่อการใช้พลังงานในปั๊มความร้อนค่าสัมประสิทธิ์สมรรถนะของปั๊มความร้อนในช่วงการเปลี่ยนสี กับการตรึงสี การทำแห้งใบยาสูบ และการไล่น้ำที่ก้าน มีค่าเฉลี่ย 5.55, 3.43 และ 2.05 ตามลำดับ การเก็บคืนความร้อนจากอากาศระบายทิ้งเพื่อใช้งานที่เครื่องทำระเหย สามารถปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์สมรรถนะของปั๊มความร้อนให้มีค่าสูงขึ้น และสามารถลดการใช้พลังงานลงได้โดยเฉลี่ยประมาณ 16.5% จากการศึกษาพบว่า การบ่มใบยาสูบด้วยปั๊มความร้อน มีความต้องการพลังงานจำเพาะเฉลี่ยเพียง 17 MJ/kg ใบยาแห้ง ซึ่งมีค่าน้อยกว่าระบบความร้อนรวมศูนย์ถึง 50% แต่เนื่องจากพลังงานไฟฟ้ามีราคาสูงกว่าลิกไนต์มาก ส่งผลให้การบ่มใบยาสูบด้วยปั๊มความร้อน มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อีกทั้งเงินลงทุนเริ่มต้นของระบบปั๊มความร้อนมีค่าสูงกว่าระบบความร้อนรวมศูนย์ 3 เท่า ทำให้ระบบปั๊มความร้อนไม่น่าสนใจในการลงทุน แต่เมื่อพิจารณาการบ่มใบยาสูบ ด้วยปั๊มความร้อนในแง่ของผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อม พบว่าไม่มีปัญหาเรื่องการกระจายมลพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงสู่ชุมชน ซึ่งมีผลกระทบต่อชาวบ้านที่อยู่อาศัยโดยรอบโรงบ่ม และในด้านความคล่องตัวในการจัดการ พบว่ามีความคล่องตัวในการจัดการใบยาสูบเข้าบ่มมากกว่าระบบความร้อนรวมศูนย์ทำให้สามารถลดความเสียหายจากใบยาสูบเน่าเสียเนื่องจากเข้าบ่มไม่ทันได้อีกด้วย