สมรรถนะความร้อนของเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวรับรังสีแบบท่อสุญญากาศร่วมกับท่อเทอร์โมไซฟอนและมีวัสดุเปลี่ยนสถานะ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมรรถนะทางความร้อนของเครื่องทา น้าร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวรับรังสีแบบท่อสุญญากาศร่วมกับท่อเทอร์โมไซฟอนและมีวัสดุเปลี่ยนสถานะ และสร้างแบบจา ลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทา นายการถ่ายเทความร้อน ของเครื่องทา น้า ร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวรับรังสีแบบท่อสุญญากาศร่วมกับท่อเทอร์โมไซฟอนและมีวัสดุเปลี่ยนสถานะ สาหรับการทดลองได้ทา การแปรค่าอัตราการไหลของน้า หล่อเย็นของเครื่องทา น้า ร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ 3 ค่า คือ 0.25 0.5 และ 1.0 ลิตรต่อนาที และมุมเอียงของตัวรับรังสีอาทิตย์ 3 มุม เอียง คือ 14 30 และ 45 องศา วัดจากแนวระดับ โดยทา การทดลองในตั้งแต่เวลา 08.00 - 20.00 น.ตั้งแต่ 12 พ.ค. – 10 ต.ค. 2557 จากผลการทดลอง พบว่า เมื่อเพิ่มอัตราการไหลของน้า หล่อเย็นของ เครื่องทา น้า ร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ การถ่ายเทความร้อน และประสิทธิภาพสูงสุดมีค่าเพิ่มขึ้น และ ความต้านทานความร้อนมีค่าลดลง เมื่อเพิ่มมุมเอียงของตัวรับรังสีอาทิตย์ จาก 14 เป็น 30 องศาจากแนวระดับ ทา ให้การถ่ายเทความร้อน และประสิทธิภาพสูงสุดมีค่าเพิ่มขึ้น หลังจากนั้นเมื่อเพิ่มมุม เอียงการทา งานจาก 30 เป็น 45 องศาจากแนวระดับ การถ่ายเทความร้อนและประสิทธิภาพสูงสุดจะมีค่าลดลง ซึ่งมุมเอียงการทา งานของเครื่องทา น้า ร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีการถ่ายเทความร้อนและประสิทธิภาพสูงสุด คือ มุมเอียงการทางาน 30 องศาจากแนวระดับ เมื่อทาการเปรียบเทียบสมรรถนะทางความร้อนของเครื่องทา น้า ร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวรับรังสีแบบท่อสุญญากาศร่วมกับท่อเทอร์โมไซฟอนและมีวัสดุเปลี่ยนสถานะ และแบบธรรมดา พบว่าเครื่องทา น้าร้อนพลังงานแสงอาทิต์ที่มีวัสดุเปลี่ยนสถานะ มีการถ่ายเทความร้อน ประสิทธิภาพสูงสุด และความต้านทานความร้อนสูงกว่าเครื่องทา น้า ร้อนพลังงานแสงอาทิต์แบบธรรมดา ผลการทา นายการถ่ายเทความร้อนจากแบบจา ลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องทา น้าร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ตัวรับรังสีแบบท่อสุญญากาศร่วมกับท่อเทอร์โมไซฟอนและมีวัสดุเปลี่ยนสถานะ พบว่าการถ่ายเทความร้อนที่คา นวณได้มีความคลาดเคลื่อนจากผลการทดลอง 58.4% ภาค This research presents the thermal performance investigation andestablish the mathematic model to predict the heat transfer of a solar water heaterintegrated vacuum tube with thermosyphon contain with phase change material(PCM). For the experiment, the mass flow rate water inlets were varied: 0.25, 0.5, and 1.0 liter per minute. The inclination angles of solar collector were varied: 14, 30,and 45 degrees from horizontal orientation. The experimental was start from 8.00a.m. to 8.00 p.m. in 12 May to 10 October 2014. The results showed that when thewater inlet mass flow rate increased; the heat transfer and maximum thermalefficiency increased, and the thermal resistance decreased. The inclination angles of solar collector increased from 14 degree to 30 degree, the heat transfer andmaximum thermal efficiency increased. After that, the inclination angle of a solarcollector increased from 30 degree to 45 degree, the heat transfer and maximum thermal efficiency decreased. It was found that the maximum heat transfer and efficiency was occurred at the inclination angle of 30 degree from horizontal. When the thermal performance of the solar water heater integrated vacuum tube with thermosyphon contain with phase change material (PCM) was compared to that of the conventional solar water heater integrated vacuum tube with thermosyphon, the heat transfer, maximum efficiency and thermal resistance of solar water heater with PCM was higher than the conventional solar water heater. The result of Mathematical model to predict the heat transfer of a solar water heater with PCM has average error from the result of experimental 58.4% Department