การศึกษาสมรรถนะเชิงความร้อนของผนังเก็บรังสีอาทิตย์ร่วมกับพัดลมไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับการทำนํ้าร้อนอย่างง่ายและการระบายอากาศแบบธรรมชาติของบ้านจำลองภายใต้สภาวะอากาศแบบร้อนชื้น

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลดภาระความร้อนและเปรียบเทียบสมรรถนะทางความร้อนระหว่างผนังเก็บรังสีอาทิตย์สำหรับการทำนํ้าร้อนอย่างง่ายและการระบายอากาศแบบธรรมชาติร่วมกับพัดลมไฟฟ้ากระแสตรง (SCW) กับผนังบล็อกแก้วคอนกรีตทั่วไป (GW) และผนังคอนกรีตทั่วไป (SW) มีขนาดความหนา 0.10 ม. ที่ติดตั้งกับบ้านจำลองภายใต้สภาวะอากาศแบบ ร้อนชื้น ผนังเก็บรังสีอาทิตย์มีโครงสร้างเป็นผนังสองชั้น ประกอบด้วยขนาดความสูง 1.50 ม. และความกว้าง 0.60 ม. ผนังชั้นนอกเป็นตัวเก็บรังสีแบบแผ่นราบที่มีโครงสร้างเป็นบล็อกแก้วร่วมกับแผงโซล่าร์เซลล์ขนาด 80 วัตต์ และสามารถทำนํ้าร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์มีขนาดความจุ ของนํ้าประมาณ 10 ลิตร มีความหนาประมาณ 0.08 ม. และชั้นในเป็นกระจกใสธรรมดามีความหนา 0.006 ม. มีช่องว่างเท่ากับ 0.08 ม และช่องเปิดด้านบนอยู่ภายนอกขนาดพื้นที่ประมาณ 0.24 x 0.12 ตร.ม. ที่ติดตั้งพัดลมไฟฟ้ากระแสตรงมีขนาด 2 x 5.76 วัตต์ เพิ่มความเร็วในการระบาย และช่องเปิดด้านล่างอยู่ภายในบ้านขนาดพื้นที่ประมาณ 0.24 x 0.12 ตร.ม. ที่ติดตั้งพัดลมไฟฟ้ากระแสตรงมีขนาด 2 x 5.76 วัตต์ เพิ่มความเร็วในการระบายปล่องผนังโซล่าร์เซลล์ติดตั้งอยู่ทางด้านทิศใต้ของบ้านจำลองขนาดเล็กที่มีปริมาตรเท่ากับ 4.05 ลบ.ม. มีความหนา 0.10 ม. สร้างด้วยผนัง มวลเบาแบบอบไอนํ้า ผลการทดลองพบว่า ระบบของผนัง SCW สามารถผลิตนํ้าร้อนได้อุณหภูมิสูงกว่า 55–62°C และบ้านที่ติดตั้งผนัง SCW จะมีอุณหภูมิภายในห้องตํ่ากว่าบ้านที่ติดตั้งผนัง GW และผนัง SW ประมาณ 2 - 8°C และช่วยลดอัตราการถ่ายเทความร้อนผ่านผนังทางด้านทิศใต้ของบ้านจำลองร้อยละ 75 และผนัง SCW ช่วยระบายอากาศและประหยัดพลังงานจากเครื่องปรับอากาศมากกว่าผนังบล็อกแก้ว (GW) กับผนังคอนกรีตทั่วไป (SW) ประมาณร้อยละ 32 - 33

คำสำคัญ : การระบายอากาศแบบธรรมชาติ, การทำนํ้าร้อนอย่างง่าย, ผนังเก็บรังสีอาทิตย์ (SCW), ความสว่างธรรมชาติ, สภาวะอากาศแบบร้อนชื้น

Abstract

This paper aims to investigate heat gain reduction and assess thermal performances among 3 wall types, i.e. a solar collector wall (SCW) designed in favor of domestic hot water and natural ventilation assisted with DC fan; a glass block concrete wall (GW) and a simple concrete wall type (SW). The 0.1 m thickness walls of 3 types were installed into a model house fabricated for the hot and humid tropical climate. The SCW was made up of 0.6 m by 1.5 m - double wall panel. The SCW external wall was flat - plate solar collector, is glass block double and solar cells panel (80 W) in support of solar hot water, holding approximately 10 liters. The solar collector was 0.08 m thickness while the inner side glass wall was 0.006 m thickness with 0.08 m. air gap. The openings were located at the bottom (room side) with two DC electrical fans (5.76 W) installed in 0.24 × 0.12 m2, to increase ventilation, and at the top (ambient side) with two DC electrical fans (5.76 W) installed in 0.24 × 0.12 m2, to increase ventilation. The SCW was integrated in the south façade of a 4.05 m3 model house, 0.1 m thickness, built by autoclaved aerated concrete blocks. As results, the SCW wall type was found to produce exceeding 55 – 62°C hot water, and indoor temperature of the room mounted with SCW was 2 - 8°C lower than those utilizing GW and SW. Heat gain through the south wall of SCW installed room decreased by 75%. In comparison with the other 2 types, induce better natural ventilation, and proved to be more energy efficient in terms of air conditioning system; energy consumption decreased by 32-33%.

Keywords: Natural Ventilation, Domestic Hot Water, Solar Collector Wall (SCW), Daylight, Tropical Climate