การเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนแผงรับรังสีอาทิตย์โดยใช้ท่อดูดซับวัสดุพรุนสำหรับเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์

สุรเดช  สินจะโป๊ะ; จัตุพล  ป้องกัน; ไพลิน  หาญขุนทด; นิวัฒน์  เกตุชาติ

doi:10.14456/jeit.2026.18

ผู้แต่ง

สุรเดช สินจะโป๊ะ สาขาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา
จัตุพล ป้องกัน สาขาระบบราง คณะระบบรางและการขนส่ง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา
ไพลิน หาญขุนทด สาขาระบบราง คณะระบบรางและการขนส่ง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา
นิวัฒน์ เกตุชาติ สาขาวิศวกรรมพลังงานและการปรับอากาศ คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน นครราชสีมา

DOI:

https://doi.org/10.14456/jeit.2026.18

คำสำคัญ:

ประสิทธิภาพเชิงความร้อน, แผงรับรังสีอาทิตย์ , ท่อดูดซับวัสดุพรุน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ถูกจัดทำโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของวัสดุพรุนที่มีผลต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อนในแผงรับรังสีอาทิตย์โดยใช้ท่อดูดซับวัสดุพรุน การทดลองแบ่งออกเป็น 2 กรณี คือ 1) แผงรับรังสีอาทิตย์แบบแผ่นเรียบ 2) แผงรับรังสีอาทิตย์แบบท่อดูดซับวัสดุพรุน โดยใช้ตาข่ายสแตนเลสเกรด 304 ที่มีจำนวนขนาดช่องว่างต่อหนึ่งนิ้ว (PPI) มี 4 ค่า คือ 12, 16, 20 และ 24 ถูกติดตั้งโดยใส่ภายในท่อโดยอัตราส่วนความสูงของแผ่นวัสดุพรุน เท่ากับ 1 อัตราส่วนระยะพิตช์ของแผ่นวัสดุพรุน เท่ากับ 2 ความเข้มของรังสีตกกระทบ เท่ากับ 600, 800 และ 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตรอัตราการไหลเชิงมวลของอากาศ มี 3 ค่า คือ 0.01, 0.015 และ 0.02 กิโลกรัมต่อวินาที ผลการทดลองพบว่า แผงรับรังสีอาทิตย์ที่ติดตั้งท่อดูดซับวัสดุพรุนให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกว่าแผงรับรังสีแบบแผ่นเรียบในทุกสภาวะ โดยประสิทธิภาพเชิงความร้อนเพิ่มขึ้นตามอัตราการไหลเชิงมวลของอากาศ ค่าสูงสุดเท่ากับร้อยละ 54.96 ที่ PPI เท่ากับ 12 อัตราการไหลเชิงมวลของอากาศ 0.02 กิโลกรัมต่อวินาที และความเข้มของรังสีตกกระทบ เท่ากับ 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร นอกจากนี้ยังสามารถลดความชื้นของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แสดงให้เห็นว่าวัสดุพรุนมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้กับระบบอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์และอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนพลังงานต่ำ

เอกสารอ้างอิง

[1] P. Promvonge and S. Skullong, “Thermal characteristics in solar air duct with V-shaped flapped-baffles and chamfered-grooves,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 172, Art. no. 121220, Jun. 2021. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121220

[2] A. A. Y. Bashria and M. A. Nor, “Analysis of single and double passes V-grooves solar collector with and without porous media,” Int. J. Eng. Environ., vol. 1, no. 2, pp. 109–114, 2007.

[3] B. A. A. Yousef and N. M. Adam, “Performance analysis for flat plate collector with and without porous media,” J. Energy South. Afr., vol. 19, no. 4, pp. 32–42, Nov. 2008.

[4] P. T. Saravanakumar and K. Mayilsamy, “Forced convection flat plate solar air heaters with and without thermal storage,” J. Sci. Ind. Res., vol. 69, no. 12, pp. 966–968, Dec. 2010.

[5] M. K. Lalji et al., “Experimental investigations on packed bed solar air heater,” Curr. World Environ., vol. 6, no. 1, pp. 151–157, Nov. 2011. DOI: 10.12944/CWE.6.1.22

[6] P. Velmurugan and P. Ramesh, “Evaluation of thermal performance of wire mesh solar air heater,” Indian J. Sci. Technol., vol. 4, no. 1, pp. 12–14, Jan. 2011.

[7] A. K. Kapardar and R. P. Sharma, “Experimental investigation of solar air heater using porous medium,” Int. J. Mech. Eng. Technol., vol. 3, no. 2, pp. 387–396, May–Aug. 2012.

[8] สังวาลย์ บุญจันทร์ และคณะ, “ผลกระทบของความพรุนตาข่ายสแตนเลสต่อการส่งเสริมการถ่ายเทความร้อนของแผงรับรังสีอาทิตย์ที่มีอากาศไหลผ่านในช่วงปั่นป่วน,” ใน การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 36, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์, 2565, หน้า 1118–1128.

[9] ธนกร หอมจำปา และคณะ, “สมรรถนะเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดรับรังสีอาทิตย์แบบผสมด้วยวัสดุพรุน: กรณีศึกษาอบตะไคร้,” วารสารเกษตรศาสตร์และเทคโนโลยี, ปีที่ 2, ฉบับที่ 3, หน้า 105–116, ก.ย.–ธ.ค. 2564.

[10] ยุธนา ศรีอุดม และคณะ, “การศึกษาเชิงทดสอบอบแห้งพริกด้วยเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้หินภูเขาไฟเป็นตัวกักเก็บความร้อน,” วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งรัตนโกสินทร์, ปีที่ 6, ฉบับที่ 1, หน้า 21–33, ม.ค.–เม.ย. 2567.

[11] Y. A. Cengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach, 7th ed., New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2011.

[12] S. A. Kalogirou, Solar Energy Engineering: Processes and Systems, 2nd ed., Oxford, U.K.: Academic Press, 2014.

[13] J. A. Duffie and W. A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, 4th ed., Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2013.

[14] A. S. Mujumdar, Handbook of Industrial Drying, 3rd ed., Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2007.