การวิเคราะห์แนวโน้มผลกระทบของตัวแปรสภาวะการทำงาน ที่มีต่อสมรรถนะของกระบวนการดูดความชื้นอากาศ

Abstract

การศึกษาแนวโน้มของผลกระทบของตัวแปรต้นที่มีต่อสมรรถนะหลักของกระบวนการดูดความชื้นอากาศที่ใช้สารดูดความชื้นชนิดเหลว ได้แบ่งตัวแปรต้นออกเป็น 6 ตัว คือ อัตราการไหล อุณหภูมิ และความชื้นของอากาศ อัตราการไหล อุณหภูมิ และความเข้มข้นของสารดูดความชื้น และ สัดส่วนของอัตราการไหลของสารดูดความชื้นต่ออัตราการไหลของอากาศ (L/G ratio) ส่วนสมรรถนะหลักการบวนการดูดความชื้นมี 2 ตัว คือ อัตราการดูดความชื้น และประสิทธิผลกระบวนการดูดความชื้น จากการศึกงานวิจัยที่ผ่านมา พบว่า ผลของตัวแปรต้นที่มีต่อสมรรถนะหลักเป็นไปในทิศทางเดียวกัน แต่ยังมีงานวิจัยที่ผ่านมาบางส่วน และผลการทดลองจริงที่มหาวิทยาลัยศิลปากร ได้แสดงแนวโน้มผลกระทบขัดแย้งกับงานวิจัยส่วนใหญ่ ดังนั้น จึงได้รวบรวมผลการทดลองจริงจากงานวิจัยที่ผ่านมา ซึ่งพบว่ามีการทดลองในช่วง L/G ratio ตั้งแต่ 0.1-10.0 และเพื่อให้สามารถวิเคราะห์แนวโน้มของผลกระทบของตัวแปรต้นที่ส่งผลต่อสมรรถนะหลักของกระบวนการดูดความชื้นอากาศได้ชัดเจนขึ้นจึงได้ทำการทดลองจริงโดยแปรค่าอัตราการไหลอากาศและอัตราการไหลสารดูดความชื้นให้ครอบคลุมช่วงดังกล่าว โดยที่อุณหภูมิของอากาศ สัดส่วนของอากาศและอุณหภูมิของสารละลาย สัดส่วนความชื้นอากาศขึ้นอยู่กับสภาวะอากาศจริง ส่วนความเข้มข้นของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ถูกควบคุมไว้ที่ 40%wt ผลลัพธ์ที่ได้ คือ การแปรค่าอัตราการไหลอากาศและสารละลายเพิ่มขึ้น ได้แสดงแนวโน้มที่สอดคล้องกับงานวิจัยส่วนใหญ่ คือ เมื่ออัตราการไหลของอากาศเพิ่มขึ้นส่งผลให้แนวโน้มอัตราการดูดความชื้นเพิ่มขึ้น แต่ประสิทธิผลกลับลดลง และเมื่อแปรค่าอัตราการไหลสารละลายและ L/G ratio เพิ่มขึ้นส่งผลให้อัตราการดูดความชื้น และประสิทธิผลกระบวนการดูดความชื้นเพิ่มขึ้น หลังจากนั้นนำผลการทดลองที่ได้ไปปรับปรุงสมการทำนายประสิทธิผลกระบวนการดูดความชื้นอากาศ เพื่อที่จะนำไปหาสภาวะการทำงานที่เหมาะสมของเครื่องดูดความชื้นในแต่ละกรณีของอัตราการไหลอากาศ แล้วนำสภาวะที่ได้ไปประยุกต์ใช้ร่วมกับเครื่องปรับอากาศทั่วไป และวิเคราะห์ผลประหยัดพลังงานตลอดทั้งปี โดยเปรียบเทียบการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศทั้ง 3 กรณี คือ ระบบปรับอากาศทั่วไป ระบบ Overcool and reheat และระบบที่ใช้งานร่วมกับระบบดูดความชื้นซึ่งพบว่า ชั่วโมงที่เกิดภาวะสบายของพื้นที่ปรับอากาศ (26.5 oC, 50%RH) จำนวนสูงสุด คือ การใช้ Overcool and reheat ระบบปรับอากาศที่ใช้ร่วมกับเครื่องดูดความชื้น และระบบปรับอากาศทั่วไป ตามลำดับ โดยสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องดูดความชื้นในแต่ละอัตราการไหลของอากาศ คือกรณีที่มีการแปรค่าอัตราการไหลของอากาศเท่ากับ 185 CFM และอัตราการไหลของสารดูดความชื้นเท่ากับ 7 LPM สามารถประหยัดพลังงานได้ 1,599.4 kWh คิดเป็น 12.13% ต่อปี เมื่อเปรียบเทียบกับระบบ Overcool and reheat

Studying trend of influence input parameter on key performance dehumidifying is used liquid desiccant process. Input parameters have air flow rate, air temperature and humidity and desiccant flow rate, desiccant temperature, desiccant concentration and L/G ratio. The key Performances have moisture removal rate and dehumidification effectiveness. Studying research it was found that trend of input parameter same direction but some research and experimental at Silpakorn University are show trend of input parameter on performance is not corresponding with generally research. So in this research accumulate from result experiment range of L/G ratio 0.1-10.0, in this research have experiment cover in this range by varies air flow rate and desiccant flow rate, air temperature, desiccant temperature, humidity ratio and air temperature are depend on ambient condition in Nakon Prathom while desiccant concentration has been controlled 40%wt. Result show that varying air and desiccant flow rate are increased. Trend of key performance corresponding with the most researches and trend of moisture removal rate are increase but dehumidification effectiveness is reduced. When varies desiccant flow rate and L/G ratio are increased to influence dehumidification effectiveness increase. Next step to make equation by improves group of coefficient for predict optimization on operating parameter’s dehumidifier each of air flow rate, that condition to apply with air conditioning and analysis energy consumption all year. The comparison with energy consumption have 3 incident such as air-condition, Overcool and reheat and air-condition with dehumidifier, it was found the possible happen time of thermal comfort in space (26.5oC, 50%RH) is using Overcool and reheat, air condition combine with dehumidifier system. The most optimization on operating condition of air flow rate dehumidifier is the case air condition combine with dehumidifier system. When the comparison is dehumidifier conditioning optimization in each of air flow rate is air flow rate variable equal 185 CFM and liquid desiccant 7 LPM which saving energy equal 1,599.4 kWh, 12.13% per year when compare with overcool and reheat system.