การออกแบบและศึกษาประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศโดยใช้เทอร์โมอิเล็กทริก เพื่อใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าแบบเปิด

ผู้แต่ง

  • เฉลิมชาติ เมฆเมืองทอง คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล วิทยาลัยเชียงราย
  • สมชาย แสงนวล สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาลัยเชียงราย
  • ชลธิศ ปิติภูมิสุขสันต์ สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาลัยเชียงราย

DOI:

https://doi.org/10.14456/jeit.2024.21

คำสำคัญ:

การปรับอากาศ, เทอร์โมอิเล็กทริก, อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน, ระบบทำความเย็น, ยานยนต์ไฟฟ้าแบบเปิด

บทคัดย่อ

การวิจัยนี้มุ่งเน้นการออกแบบและศึกษาประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศโดยใช้แผ่นเพลเทียร์ ในยานยนต์ไฟฟ้าแบบเปิด สร้างความสะดวกสบายแก่ผู้โดยสาร การทดลองดำเนินการในสภาวะอากาศ ได้แก่ ฤดูร้อน ฤดูฝน และ ฤดูหนาว โดยใช้การเก็บข้อมูลอุณหภูมิ ความเร็วลม ความชื้นสัมพัทธ์ และการใช้พลังงานของระบบ การวิเคราะห์ความน่าสบายพบว่า ในฤดูร้อนระบบสามารถทำให้อุณหภูมิลมจากพัดลมต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศ 5 องศาเซลเซียส ในขณะที่ฤดูฝนและฤดูหนาวสามารถลดอุณหภูมิได้ 3 ถึง 4 องศาเซลเซียส ผู้โดยสารที่นั่งห่างจากพัดลมประมาณ 0.5 เมตร จะรู้สึกสบายในฤดูร้อนและฤดูฝน แต่ในฤดูหนาวรู้สึกเย็นเล็กน้อย ค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องปรับอากาศนี้มีค่าระหว่าง 0.0196 ถึง 0.0303 ซึ่งมีความใกล้เคียงกับการศึกษาระบบทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกแบบสองขั้น ที่มีการปรับปรุงเรขาคณิตและควบคุมกระแสเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ โดยอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานของระบบอยู่ในช่วงประมาณ 0.02 ถึง 0.04 งานวิจัยนี้ศึกษาเพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์โดยใช้การทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกพบว่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานอยู่ที่ประมาณ 0.025 ถึง 0.035 ซึ่งค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานของเทอร์โมอิเล็กทริกจะมีค่าต่ำกว่าระบบทำความเย็นแบบคอมเพรสเซอร์และแบบดูดซึม ที่ใช้สารทำความเย็น R134a มีค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานอยู่ที่ 3.0 ถึง 3.5 อย่างไรก็ตามเครื่องปรับอากาศเทอร์โมอิเล็กทริกนี้มีข้อดี คือ ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ไม่มีเสียงดัง มีขนาดเล็ก สามารถแยกการทำงานแต่ละเครื่องได้อย่างอิสระ ซึ่งทำให้เหมาะสมกับการใช้งานในพื้นที่จำกัด การใช้งานอุปกรณ์ในที่ต้องการความเงียบสงบ การบำรุงรักษาต่ำ

References

[1] B. O. Bolaji, M. A. Akintunde, and T. O. Falade, "Comparative analysis of performance of three ozone-friendly HFC refrigerants in a vapour compression refrigerator," Journal of Sustainable Energy & Environment, vol. 2, pp. 61-64, 2011.

[2] H. Tan, H. Fu, and J. Yu, "Evaluating optimal cooling temperature of a single-stage thermoelectric cooler using thermodynamic second law," Applied Thermal Engineering, vol. 123, pp. 845-851, 2017.

[3] L. Zhu and J. Yu, "Optimization of heat sink of thermoelectric cooler using entropy generation analysis," International Journal of Thermal Sciences, vol. 118, pp. 168-175, 2017.

[4] N. Panigrahi, K. Venkatesan, and M. Venkata Ramanan, "Performance study of thermoelectric cooler using multiphysics simulation and numerical modelling," International Journal of Ambient Energy, 2019.

[5] E. Fong, T. T. Lam, W. D. Fischer, and S. W. K. Yuan, "Analytical approach for study of transient performance of thermoelectric coolers," Journal of Thermophysics and Heat Transfer, vol. 33, pp. 96-105, 2019.

[6] Y. M. Seo, M. Y. Ha, S. H. Park, G. H. Lee, Y. S. Kim, and Y. G. Park, "A numerical study on the performance of the thermoelectric module with different heat sink shapes," Applied Thermal Engineering, vol. 128, pp. 1082-1094, 2018.

[7] Y. Qin, B. Qin, D. Wang, C. Chang, and L. Zhao, "Solid-state cooling: thermoelectrics," Energy & Environmental Science, vol. 15, pp. 4527-4541, 2022.

[8] A. Nemati, H. Nami, M. Yari, and F. Ranjbar, "Effect of geometry and applied currents on the exergy and exergoeconomic performance of a two-stage cascaded thermoelectric cooler," International Journal of Refrigeration, vol. 85, pp. 1-12, 2018.

[9] H. S. Dizaji, S. Jafarmadar, S. Khalilarya, and S. Pourhedayat, "A comprehensive exergy analysis of a prototype Peltier air-cooler; experimental investigation," Renewable Energy, vol. 131, pp. 308-317, 2019.

[10] X. Cui and T. Hu, "Robust predictive thermal management strategy for lithium-ion battery based on thermoelectric cooler," Applied Thermal Engineering, vol. 221, 2023.

[11] E. A. Fawzy, S. I. Lee, S. G. Hong, and W. Choi, "Hybrid cooling techniques to improve the performance of solar photovoltaic modules," Solar Energy, vol. 245, no. 2, pp. 254-264, 2022.

[12] K. Ma, Z. Zhengxing, and W. Wei, "Design and experimental study of an outdoor portable thermoelectric air-conditioning system," Applied Thermal Engineering, vol. 219, 2023.

[13] Y. A. Cengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach, 9th ed., New York, NY: McGraw-Hill Education, 2019.

[14] V. Olgyay, Design with Climate: Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism, Princeton, NJ: Princeton University Press, 1963.

[15] M. Kosir, "Bioclimatic potential: A way to determine climate adaptability," in Climate Adaptability of Buildings: Bioclimatic Design in the Light of Climate Change, M. Košir, Ed., Cham: Springer International Publishing, 2019.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

30-10-2024

How to Cite

[1]
เมฆเมืองทอง เ., แสงนวล ส. ., และ ปิติภูมิสุขสันต์ ช., “การออกแบบและศึกษาประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศโดยใช้เทอร์โมอิเล็กทริก เพื่อใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าแบบเปิด”, JEIT, ปี 2, ฉบับที่ 5, น. 23–33, ต.ค. 2024.