การใช้พลังงานรังสีอาทิตย์ ทำความเย็น และลดความชื้น ในอากาศ

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

ประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตร้อนชื้น อาคารธุรกิจจึงจำเป็นต้องใช้ระบบปรับอากาศ โดยสัดส่วนการใช้ไฟฟ้าที่ใช้ปรับอากาศในภาคอาคารอยู่ที่ 15% ของไฟฟ้าที่ใช้ทั้งประเทศ และสัดส่วนการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในอาคาร ร้อยละ 60 มาจากภาระการปรับอากาศ โดยภาระของระบบปรับอากาศประกอบไปด้วย ภาระจากความร้อนสัมผัส (Sensible Load) และ ภาระจากการลดความชื้นของอากาศ (Latent Load) ดังนั้นการปรับอากาศมีผลต่อความมั่นคงด้านพลังงานและต่อการใช้ทรัพยากรของประเทศอีกทั้งยังเป็นปัจจัยสำคัญหนึ่งในการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศในปริมาณมาก หากสามารถนำระบบทำความเย็นและลดความชื้นที่ใช้พลังงานรังสีอาทิตย์มาใช้ได้ การใช้ไฟฟ้าในอาคารจะลดลงได้มาก ซึ่งนอกจากช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้า ยังสามารถช่วยลดความจำเป็นในการลงทุนและลดขนาดของทุนที่ต้องใช้เพื่อสร้างโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้นในอนาคต และยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย

ระบบทำความเย็นรังสีอาทิตย์ เป็นระบบที่ใช้พลังงานรังสีอาทิตย์ ซึ่งเป็นพลังงานที่สะอาดและได้มาฟรีมาเป็นตัวขับเคลื่อนให้กับระบบ ระบบทำความเย็นรังสีอาทิตย์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปนั้นจะมีแผงรับรังสีอาทิตย์เพื่อใช้ในการผลิตน้ำร้อน ซึ่งในกรณีนี้อาคารธุรกิจและบ้านอยู่อาศัยที่ไม่ใช่โรงงานอุตสาหกรรมหรือไม่มีโรงงานอุตสาหกรรมอยู่ใกล้ แต่มีพื้นที่ที่รับรังสีอาทิตย์ได้และติดตั้งแผงผลิตน้ำร้อนจากรังสีอาทิตย์ได้ เช่น พื้นที่บนหลังคา อาคารเช่นนี้อาจติดตั้งแผงผลิตน้ำร้อนจากรังสีอาทิตย์เพื่อใช้ผลิตน้ำร้อนจ่ายให้แก่เครื่องทำความเย็นแบบดูดกลืน โดยระบบนี้จะใช้สารดูดความชื้นแบบดูดกลืน (Absorbent) มักมีสภาพเป็นสารละลาย และมีโมเลกุลของสารถูกดูดกลืน (Absorbate) แทรกเข้าระหว่างโมเลกุลของสารดูดกลืน ซึ่งวัฏจักรการทำงานใช้สารถูกดูดกลืนเป็นสารทำความเย็น (Refrigerant) แตกต่างจากวัฏจักรการอัดไอที่ใช้สารไฮโดรคาร์บอนเป็นสารทำความเย็น ระบบทำความเย็นระบบนี้ได้เริ่มพัฒนามานานแล้ว และมีการใช้งานแพร่หลายในกรณีที่มีแหล่งความร้อนที่มีต้นทุนต่ำ เช่นที่สนามบินสุวรรณภูมิที่ใช้น้ำร้อนที่ผลิตได้จากแก๊สที่ใช้แล้ว หรือในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีแหล่งความร้อนเหลือทิ้ง เครื่องผลิตน้ำเย็น (Absorption Chiller) ที่มีใช้กันแพร่หลายใช้สารดูดกลืนความชื้นเป็นลิเธียมโบรไมด์และใช้น้ำเป็นสารทำความเย็น ในกรณีที่มีพื้นที่รับรังสีอาทิตย์เพียงพอ ระบบนี้สามารถใช้ร่วมกับเครื่องทำน้ำเย็นที่ใช้ไฟฟ้าอย่างคุ้มค่า โดยมีมูลค่าใช้จ่ายรวมต่ำกว่าการใช้ไฟฟ้าทำความเย็นอย่างเดียว

ความชื้นในอากาศ

การลดความชื้นอากาศในปัจจุบันกระทำโดยการใช้ระบบอัดไอน้ำ เพื่อใช้กับคอยล์เย็นสำหรับลดความชื้นอากาศ โดยการทำให้ความชื้นในอากาศกลั่นตัวเป็นน้ำ ระบบนี้ไม่ได้ใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิอากาศ แต่ใช้เพื่อลดความชื้นอย่างเดียว เช่น ความต้องการในการควบคุมความชื้นในห้องสมุด ทำให้ระบบนี้มีความสิ้นเปลือง เพราะมีการลดอุณหภูมิอากาศโดยไม่จำเป็น เพื่อลดการใช้พลังงานในส่วนนี้ จึงใช้ระบบควบคุมความชื้นอากาศอิสระมาแทนได้ โดยระบบนี้จะใช้สารที่ความสามารถดูดซับความชื้นได้สูงช่วยในการลดความชื้นของอากาศ ซึ่งการลดความชื้นโดยใช้สารดูดความชื้นนั้นได้รับความสนใจมากในปัจจุบัน กระบวนการลดความชื้นนี้สามารถลดความชื้นได้โดยไม่ต้องมีการควบแน่นความชื้นในอากาศเป็นหยดน้ำ แต่ใช้สารลดความชื้นดูดซับความชื้นจากอากาศชื้นที่มาสัมผัสโดยตรงกับสารลดความชื้นที่แห้ง เมื่อการดูดซับถึงสภาวะอิ่มตัวจะมีการนำสารดูดความชื้นที่ใช้แล้วมาใช้ใหม่ ซึ่งทำได้โดยการใช้ความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์หรือความร้อนทิ้งมาทำให้สารลดความชื้นแห้ง

โมเดลบ้านพลังงานสุทธิเป็นศูนย์ และเครื่องลดความชื้นในอากาศ (D.O.A.S)
โมเดลบ้านพลังงานสุทธิเป็นศูนย์ และเครื่องลดความชื้นในอากาศ (D.O.A.S)

ระบบทำความเย็นรังสีแสงอาทิตย์สามารถใช้รับภาระความร้อนสัมผัสของอากาศได้ดี และระบบลดความชื้นอากาศใช้ลดภาระความร้อนแฝงของอากาศได้ดี โดยทั้งสองระบบจะทำงานเป็นอิสระจากกัน แต่เมื่อนำทั้งสองระบบมาประยุกต์ใช้พร้อมกัน สามารถช่วยควบคุมอุณหภูมิและความชื้นของอากาศที่เข้ามาใช้ในการปรับอากาศได้ดีกว่าการใช้ระบบทำความเย็นแบบทั่วไปอย่างเดียว ซึ่งทั้งสองระบบมีการใช้พลังงานไฟฟ้าที่น้อยกว่า นอกเหนือจากนั้นการใช้ระบบควบคุมความชื้นอากาศอิสระร่วมกับระบบควบคุมอุณหภูมิในบริเวณที่ต้องการปรับอากาศจะทำให้สามารถควบคุมทั้งความชื้นและอุณหภูมิแยกกันอย่างอิสระโดยเด็ดขาดและมีประสิทธิภาพเชิงพลังงานสูงกว่าและโดยรวมคุ้มค่ากว่าระบบที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน


  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •