การทดสอบสมรรถนะของระบบผลิตน้ำร้อนด้วยปั๊มความร้อนเสริมด้วยการผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อลดต้นทุนด้านการใช้พลังงานไฟฟ้าในโรงฆ่าสัตว์
คำสำคัญ:
แผงผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์, ปั๊มความร้อน, น้ำร้อน, การลดต้นทุนด้านพลังงาน, สมรรถนะบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ทำการศึกษาสมรรถนะของระบบผลิตน้ำร้อนด้วยปั๊มความร้อนเสริมด้วยการผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งใช้งานจริงในโรงฆ่าสัตว์เทศบาลตำบลไชยปราการ จังหวัดเชียงใหม่ ใช้ปั๊มความร้อนขนาดประมาณ 17.8 kWth ใช้ R134a เป็นสารทำงาน ให้ความร้อนเสริมในส่วนทำระเหยจากน้ำร้อนที่ผลิตได้จากแผงผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 295 Wp จำนวน 4 แผง และปั๊มความร้อนใช้พลังงานไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดกำลังไฟฟ้าสูงสุด 370 Wp จำนวน 14 แผง เพื่อผลิตน้ำร้อนในถังเก็บน้ำร้อนขนาด 3,000 L เพื่อช่วยลดต้นทุนทางด้านพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในกะบวนลวกและขูดขนสุกรที่ต้องการใช้น้ำร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 65°C จากการทดสอบพบว่า ปั๊มความร้อนเสริมด้วยการผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar PV/T boosted heat pump) มีค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพทางพลังงาน (EER) เฉลี่ย 3.17 kWth/kWe สูงกว่าปั๊มความร้อนที่ไม่มีการให้ความร้อนเสริม (Heat pump) ที่มีค่า EER เฉลี่ย 2.79 kWth/kWe และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ 59.28% ในด้านการลดต้นทุนด้านพลังงานไฟฟ้าในกระบวนการลวกและขูดขนสุกร สามารถลดค่า SEC จากเดิม 7.27 kWh/ตัว ลดลงเหลือ 1.25 kWh/ตัว หรือคิดเป็นต้นทุนด้านพลังงานไฟฟ้าจาก 33.15 บาท/ตัว เหลือ 5.70 บาท/ตัว สามารถลดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้จากระบบสายส่งพื้นฐานลงได้ 82.80% (30,361.24 kWh/ปี) คิดเป็นค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าลดลง 138,447.24 บาท/ปี โดยระบบลงทุนเป็นเงิน 708,060 บาท มีระยะคืนทุน 5.49 ปี อัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) 17.31%
References
สราวุธ พลวงษ์ศรี และสุลักษณา มงคล. การออกแบบและศึกษาสมรรถนะระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ส าหรับโรงฆ่าสัตว์ กรณีศึกษาโรงฆ่าสัตว์เทศบาลชุมแสง จังหวัดนครสวรรค์.การประชุมวิชาการเรื่องการถ่ายเทพลังงานความร้อนและมวลในอุปกรณ์ด้านความร้อนและกระบวนการ ครั้งที่ 16,23-24 กุมภาพันธ์,ศูนย์ฝึกอบรมธนาคารไทยพาณิชย์, จังหวัดเชียงใหม่, 2560.
Fudholi, A., Sopian, K., Yazdi, M.H., Ruslan, M.H., Ibrahim, A. and Kazem, H.A. Performance Analysis of Photovoltaic Thermal (PVT) Water Collectors. Energy Conversion and Management, 2014;78: 641–651.
สราวุธ พลวงษ์ศรี และ ทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน์. การเพิ่มสมรรถนะทางความร้อนของระบบทำน้ำร้อนแสงอาทิตย์ที่มีปั๊มความร้อนเสริมโดยการใช้สารละลายเงินนาโนในตัวรับรังสีอาทิตย์. วารสารวิชาการ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง,2556;6(2):106–120.
เทคโนโลยีการใช้ปั๊มความร้อนสำหรับการทำความร้อน.กรุงเทพฯ:โครงการสาธิตเทคโนโลยีเชิงลึกเพื่อการอนุรักษ์พลังงานกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน, กระทรวงพลังงาน,2552.
วงศ์สวรรค์ จันทะบูลย์และ ทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน์. การทดสอบสมรรถนะเครื่องทำน้ำร้อนที่ใช้ปั๊มความร้อนเสริมพลังงานแสงอาทิตย์แผ่นเรียบไม่มีกระจกปิดเป็นอิวาปอเรเตอร์.การประชุมวิชาการการถ่ายเทพลังงานความร้อนและมวลในอุปกรณ์ด้านความร้อน (ครั้งที่6),15-16 มีนาคม, โรงแรมอโมร่า จังหวัดเชียงใหม่, 2550.
Bakirci, K. and Yuksel, B. Experimental Thermal Performance of a Solar Source Heat-Pump System for Residential Heating in Cold Climate Region. Applied Thermal Engineering, 2011;31(8-9):1508–1518.
Burker, M.S. and Riffer, S.B. Solar Assisted Heat Pump Systems for Low Temperature Water Heating Applications: a Systematic Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016;55:399–413.
วิวัฒน์ มูลอ้าย และ ทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน์. ศักยภาพในการผลิตน้ำร้อนในโรงพยาบาลด้วยปั๊มความร้อนเสริมแสงอาทิตย์ที่ใช้ตัวเก็บรังสีแบบโพลีพรอพีลีน.วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2552; 16(3): 23–33.
Anderson, T.N. and Morrison, G.L. Effect of Load Pattern on Solar-Boosted Heat Pump Water Heater Performance. Solar Energy, 2007;81(11): 1386–1395
Chaichana, C., Kiatsiriroat, T. and Nuntaphan, A. Comparison of Conventional Flat-Plate Solar Collector and Solar Boosted Heat Pump Using Unglazed Collector for Hot Water Production in Small Slaughterhouse. Heat Transfer Engineering, 2010;31(5): 419–429.
Wang, G., Quan, Z., Zhao, Y., Sun, C., Deng, Y. and Tong, J. Experimental Study on a Novel PV/T Air Dual-Heat-Source Composite Heat Pump Hot Water System. Energyand Buildings, 2015;108: 175–184.
ณัฐพงศ์ สุวรรณสังข์ และโสภิตสุดา ทองโสภิต. การประเมินศักยภาพเชิงเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาอาคารในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.วารสารวิจัยพลังงาน, 2558; 12(2): 59-74.
สราวุธ พลวงษ์ศรี. เอกสารประกอบการสอนวิชาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์. วิทยาลัยพลังงานทดแทน, มหาวิทยาลัยแม่โจ้, 2557.
Wanchupela, N. and Polvongsri, S. The Comparison Study of Performance Between Two Different Types of Glazed Solar Photovoltaic Thermal Panels. The 5th National Conference and the 1st International Conference on Informatics, Agriculture, Management, Business administration, Engineering, Science and Technology, May 28-29, Diamond Plaza Hotel, Suratthani, Thailand, 2020.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
บท
License
ลิขสิทธิ์ของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารฉบับนี้จะยังเป็นของผู้แต่งและยินยอมให้สิทธิ์เผยแพร่กับทางวารสาร
การเผยแพร่ในระบบวารสารแบบเปิดนี้ บทความจะสามารถนำไปใช้ได้ฟรีในการศึกษา และในทางที่ไม่เกี่ยวกับการค้า
