การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ในระบบอบแห้ง

ผู้แต่ง

  • ยุงยุทธ ใต้เงาสน วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้
  • ปริญ คงกระพันธ์ วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้
  • หยาดฝน ทนงการกิจ คณะวิศวกรรมและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยแม่โจ้

DOI:

https://doi.org/10.14456/rmutlengj.2022.12

คำสำคัญ:

การอบแห้ง, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, การนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้, ประหยัดพลังงาน, ภาวะโลกร้อน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการออกแบบ สร้าง และทดสอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขวาง (Cross Flow Heat Exchanger) สำหรับนำความร้อนทิ้งจากกระบวนการอบแห้งกลับมาใช้ใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องอบแห้ง ภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนติดตั้งท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตร ยาว 60 เซนติเมตร จำนวน 12 ท่อ วางเยื้องแนวสลับกันทั้งสิ้น 5 แถว ทำหน้าที่เป็นทางเดินของอากาศชื้น (ของไหลร้อน) คิดเป็นพื้นที่ในการแลกเปลี่ยนความร้อนรวม 1.13 ตารางเมตรความร้อนจากอากาศชื้นจะถ่ายเทสู่อากาศแห้ง (ของไหลเย็น) ที่ไหลผ่านกลุ่มท่อดังกล่าว ทำให้อากาศแห้งมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่วนประกอบทุกชิ้นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสร้างจากวัสดุโลหะปลอดสนิมมาตรฐานอุตสาหกรรมอาหาร (Stainless Steel; SUS304) ภายนอกหุ้มด้วยฉนวนกันความร้อนเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน จากผลการทดสอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิอากาศชื้นและอากาศแห้งขาเข้าเฉลี่ย 55 และ 36 องศาเซลเซียส โดยควบคุมให้ของไหลทั้งสองมีอัตราการไหลเชิงมวลเท่ากันเท่ากับ 0.017 กิโลกรัมต่อวินาที พบว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีค่าประสิทธิผลและมีประสิทธิภาพในการทำงานร้อยละ
31.58 และ 64.81 ตามลำดับ อุปกรณ์นี้สามารถอุ่นอากาศแห้งให้มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูงสุดและเฉลี่ย 6.00 และ 4.42 องศาเซลเซียส และลดอุณหภูมิอากาศชื้นได้สูงสุดและเฉลี่ย 10.71 และ 6.82 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งคิดเป็นพลังงานที่นำกลับมาใช้ใหม่เท่ากับ 272.40 กิโลจูล หรือคิดเป็นร้อยละ 9.16 ของความร้อนที่ปล่อยทิ้ง จากผลการทดลองอบแห้งใบมะกรูดพบว่าการติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไม่ส่งผลต่อการเพิ่มอัตราการอบแห้ง แต่สามารถลดอัตราการสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ (SEC) ร้อยละ 9.81 และเพิ่มอัตราการระเหยน้ำจำเพาะ (SMER) ร้อยละ 10.89 ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องอบแห้งที่ได้รับการปรับปรุงสูงกว่าเครื่องเดิมร้อยละ 10.88 ส่งผลให้ต้นทุนด้านพลังงานในการผลิตใบมะกรูดอบแห้งลดลงร้อยละ 9.39

Downloads

Download data is not yet available.

References

Energy statistics of Thailand. Energy Policy and Planning Office. Ministry of Energy.

Thailand;2019. Thai.

Energy conservation in thermal system, Bureau of Energy Human Resource Development.Department of Alternative Energy Development and Efficiency. Ministry of Energy.Thai.

Dussadee N. Agricultural products Drying with renewable energy. Basics and Applications. Maejo University Press. Chiang Mai Thailand; 2016. Thai.

Piamdee J. Design and Construction of Heat HEXchanger for Waste Heat Recovery in a Snack Drying Process. MEng thesis. Chiang Mai University Chiang Mai Thailand; 2002. Thai.

Akbari A, Kouravand S, Chegini G. Experimental analysis of a rotary heat exchanger for waste heat recovery from the exhaust gas of dryer. Appl Therm Eng. 2018 Jun;138:668–74.

Kunlawaniteewat J. Heat HEXchanger Network Control Structure Design. MEng thesis.

Chulalongkorn University Bangkok Thailand; 2001. Thai.

Kraitonga K, Nuntaphan A. Application of Cross Flow Heat Exchanger Modified from Automobile Air conditioning Condenser: A Case Study of Waste Heat Recovery from Hot Water for Air Preheating. 2005; 13(1):(1):13–23.

Cengel YA. Heat Transfer. A Practical Approach. 2nd ed Singapore: McGraw - Hill

International Edition; 2003.

Thai Community Product Standard. TCPS 136/2015.Dried Fruits and Vegetables.Thai Industrial Standards Institute. Ministry of Industry Thailand. 2015. Thai.

Sarkar J,Bhattacharyya S,Gopal MR.Transcritical CO 2 Heat Pump Dryer: Part 2. Validation and Simulation Results. Dry Technol. 2006 Dec; 24 (12):1593–600.

Charoenvai SC, Yingyuen W, Jewyee A, Rattanadecho P, Vongpradubchai S. Analysis

of Energy Consumption in a Drying Process of Particleboard Using a Combined Multi-

Feed Microwave-Convective Air and Continuous Belt System (CMCB).Sci Technol Asia. 2013;1-15.

Syahrul S, Dincer I, Hamdullahpur F. Thermodynamic modeling of fluidized bed

drying of moist particles. Int J Therm Sci. 2003 Jul;42(7):691–701.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2022-12-23

How to Cite

ใต้เงาสน ย. ., คงกระพันธ์ ป. ., & ทนงการกิจ ห. . (2022). การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ในระบบอบแห้ง . วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา, 7(2), 49–59. https://doi.org/10.14456/rmutlengj.2022.12