Development of Hybrid Water Heaters การพัฒนาเครื่องทำน้ำร้อนระบบไฮบริด

Abstract

การใช้ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มีลักษณะแตกต่างจากระบบพลังงานทดแทนชนิดอื่น ๆ เนื่องจากค่ารังสีแต่ละชั่วโมงมีค่าไม่คงที่และค่ารังสีอาทิตย์ในแต่ละเดือนก็แตกต่างกัน ดังนั้น จำนวนชั่วโมง การทำงานของระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์จึงถูกจำกัดอยู่ที่ประมาณ 4-6 h/d ในช่วงเวลาหลัง 10.00 น. เป็นต้นไป วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้ คือเพื่อพัฒนาเครื่องทำน้ำร้อนระบบไฮบริด ศึกษาอุณหภูมิของน้ำร้อน ที่นำไปใช้และศึกษาความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ โดยเครื่องทำน้ำร้อนระบบไฮบริดที่สร้างขึ้นจะใช้แผงรับรังสีอาทิตย์แบบ แผ่นเรียบ ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน คือ แผงรับรังสีอาทิตย์และถังเก็บน้ำร้อน เครื่อง ทำน้ำร้อนระบบไฮบริดใช้การไหลเวียนของน้ำระหว่างแผงรับรังสีอาทิตย์และถังเก็บน้ำร้อน แผงรับรังสีอาทิตย์มีขนาด 2 x 1 ตารางเมตร ทำมุมเอียง 15 องศา และ ส่วนถังเก็บน้ำร้อนมีขนาด 40 ลิตร มีความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ในการทดลอง 900 W/m2 ติดตั้งใช้งานที่ชมรมผู้สูงอายุตำบลบางยอ องค์การบริหารส่วนตำบลบางยอ จังหวัดสมุทรปราการ ในกิจกรรมนันทนาการและการใช้เวลาว่างสำหรับผู้สูงอายุ (การแช่เท้าด้วยสมุนไพร) ทดลอง ในวันที่ 8 เดือนเมษายน 2568 และเริ่มสะสมความร้อนในเวลา 12.00 น. เมื่อเวลาผ่านไป 1 h ("∆t" ) อุณหภูมิน้ำในถังเก็บน้ำร้อนมีค่า 59.77°C กรณีไม่มีแหล่งความร้อนเสริมและกรณีมีแหล่งความร้อนเสริมสามารถเพิ่มอุณหภูมิน้ำในถังเก็บน้ำร้อนได้สูงสุด 154.06 °C การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เพื่อหาระยะเวลาคืนทุนของเครื่องทำน้ำร้อนระบบไฮบริด พบว่ามีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 6.6 ปี

Solar water heating systems differ from other renewable energy systems in that their monthly solar radiation values and hourly radiation values fluctuate. As a result, after 10:00 a.m., the solar water heating system's operating hours are restricted to roughly 4-6 hours per day. This research's primary goals are to create a hybrid water heater, investigate the temperature of the hot water used, and assess its financial worth. The flat-plate solar collector used in the developed hybrid water heater is made up of two primary parts: a hot water tank and a solar collector. Water is circulated between the hot water tank and the solar collector in the hybrid water heater. The 40-liter hot water tank and the 2x1-square-meter solar collector are angled 15 degrees. The experiment's solar radiation intensity is 900 W/m2. It is set up for senior citizens' leisure and recreational activities in the Bang Yo Subdistrict Elderly Club, Bang Yo Subdistrict Administrative Organization, Samut Prakan Province (Herbal foot soaking). On April 8, 2025, the experiment was carried out, and at noon, it began to accumulate heat. After one hour ("∆t"), the water temperature in the hot water tank was 59.77 °C in the absence of an additional heat source, and it could reach a maximum of 154.06 °C in the presence of an extra heat source. According to the economic research used to calculate the hybrid water heater's payback period, it would take about 6.6 years.