การศึกษาเชิงเทคนิคระบบกักเก็บความเย็นร่วมกับสารเปลี่ยนสถานะสำหรับการปรับอากาศภายในอาคารTechnical Analysis of Cold Storage System with Phase Change Material for Air Conditioning on Building

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการทำงานเบื้องต้นของระบบกักเก็บความเย็นด้วยสารเปลี่ยนสถานะสำหรับการปรับอากาศ โดยนำระบบกักเก็บความเย็นทำงานร่วมกับระบบทำความเย็นขนาด 11,601 บีทียูต่อชั่วโมง ที่ความถี่ไฟฟ้า 50 เฮิรตซ์ ในห้องปฏิบัติการที่ได้รับมาตรฐาน ISO 17025 บริษัท บิทไว้ส์ (ประเทศไทย) จำกัด เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการกักเก็บความเย็นของระบบ จากผลการทดสอบพบว่าในกระบวนการประจุความเย็นของเครื่องกักเก็บความเย็น ใช้ระยะเวลาเฉลี่ย 45 นาที สามารถทำให้สารเปลี่ยนสถานะเย็นตัวลงได้อุณหภูมิ -3.42 องศาเซลเซียส สำหรับการทดสอบกระบวนการคายความเย็นของเครื่องกักเก็บความเย็น โดยควบคุมอากาศที่ไหลผ่านให้มีอุณหภูมิอยู่ที่ 30 องศาเซลเซียส ที่ความเร็วลมเฉลี่ย 2.30 เมตรต่อวินาที พบว่าสามารถลดอุณหภูมิอากาศลงได้สูงสุด 10.37 องศาเซลเซียส คิดเป็นค่าเฉลี่ยผลต่างประมาณ 3.90 องศาเซลเซียส ซึ่งระบบจะหยุดคายความเย็น เมื่ออุณหภูมิสารเปลี่ยนสถานะเท่ากับ 30 องศาเซลเซียส โดยใช้ระยะเวลาประมาณ 30 นาที และมีประสิทธิภาพการกักเก็บความเย็นอยู่ที่ร้อยละ 67.91 คิดเป็นปริมาณพลังงานเฉลี่ย 2,910.12 บีทียูต่อชั่วโมง ดังนั้นระบบกักเก็บความเย็นร่วมกับสารเปลี่ยนสถานะสามารถนำมาใช้ในการปรับอากาศภายในกรอบอาคารคอนกรีตมวลเบาได้ และจะทำการศึกษาความเป็นไปได้ของระบบกักเก็บความเย็นร่วมกับสารเปลี่ยนสถานะโดยใช้แหล่งพลังงานการระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสานได้ในอนาคต

The objective of this study was to investigate the efficiency of the basic performance of cold storage system using phase change material (PCM-CSS) for air conditioning. The cold storage system working with the refrigerator system of 11,601 Btu/hr. at an electrical frequency of 50 Hz was tested in a laboratory certified by ISO 17025, Bitwise (Thailand) Co., Ltd. The results showed that the cooling charging process of the cold storage unit at an average of 45 min for the phase change material (PCM) to cool down to the temperature of –3.42°C. The cold discharging process of PCM-CSS was tested by controlling the airflow at the temperature of 30°C and at the average wind speed of 2.30 m/s. It was found that the reduction of the air temperature was at the maximum of 10.37°C with the average difference of 3.90°C. The discharging process would stop when the temperature of PCM was 30°C which took around 30 minutes. This revealed that the cold storage efficiency was 67.91% and the average energy of 2,910.12 Btu/hr Therefore, the PCM-CSS can be used for air conditioning in building with lightweight concrete walls. There is a possibility to study the efficiency of cold storage system and phase change materials using the photovoltaic hybrid system in the future.