การจำลองเครื่องลดความชื้นแบบหมุนโดยการดูดซับ

Abstract

พัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์ของระบบเครื่องลดความชื้นแบบหมุน โดยการดูดซับซึ่งปฏิบัติงานอย่างต่อเนื่อง (continuous) ในขณะที่อากาศชื้นภายในห้องไหลผ่านซีกดูดความชื้นของโรเตอร์ ลิเธียมคลอไรด์ที่เคลือบอยู่บนผิวของโรเตอร์รูปรังผึ้งจะดูดซับความชื้นออกจากอากาศ และอากาศที่แห้งจะไหลกลับไปในห้อง เนื่องจากโรเตอร์หมุนอย่างช้าๆ ตลอดเวลา รังผึ้งส่วนที่ดูดความชื้นไว้จะค่อยๆ หมุนมาซีกคายความชื้น ลมร้อนที่ได้จากการเพิ่มอุณหภูมิของอากาศภายนอกห้องจะไหลผ่านซีกคายความชื้นเพื่อระเหยไล่ความชื้นออกจากลิเธียมคลอไรด์ จากนั้นส่วนของรังผึ้งที่แห้งจะหมุนกลับไปซีกดูดความชื้นต่อไป แบบจำลองนี้จำลองพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงเชิงจลน์ของความชื้นและอุณหภูมิของตัวดูดซับและของลมร้อนภายในโรเตอร์ ตลอดจนปริมาณน้ำบนพื้นผิวห้อง, อุณหภูมิของน้ำบนพื้นผิวห้อง, ความชื้นและอุณหภูมิของอากาศภายในห้อง ตลอดจนพลังงานที่ใช้ในการอุ่นอากาศทางซีกคายความชื้น จากการเปรียบเทียบผลการจำลองกับผลการทดลอง 3 ครั้ง พบว่า แบบจำลองนี้สามารถทำนายพฤติกรรมเชิงจลน์ของระบบได้ดี ตัวอย่างเช่น ตลอดช่วงเวลาที่ทำการทดลองสามารถทำนายค่าร้อยละของความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศภายในห้องคลาดเคลื่อนไม่เกิน +_2.0 และค่าปริมาณน้ำบนพื้นผิวห้องคลาดเคลื่อนไม่เกิน +_0.02 กิโลกรัมน้ำต่อตารางเมตรพื้นห้อง จากนั้นได้นำแบบจำลองนี้มาศึกษาอิทธิพลของตัวแปรหลักของระบบ 7 ตัวแปร คือ ปริมาณน้ำเริ่มต้นบนพื้นผิวภายในห้อง, ความเร็วลมภายในห้อง, อุณหภูมิลมร้อนที่ทางเข้าโรเตอร์ด้านคายความชื้น, ความเร็วลมภายในโรเตอร์ด้านคายความชื้น, ความเร็วลมภายในโรเตอร์ทั้ง 2 ด้านของโรเตอร์, ความเร็วรอบหมุน และสภาวะของอากาศภายนอก จากการศึกษาพบว่า เงื่อนไขที่เหมาะสมในการลดความชื้นภายในห้องของระบบนี้ คือ ที่ความเร็วลมภายในห้องไม่น้อยกว่า 0.06 เมตร/วินาที, อุณหภูมิลมร้อนที่ทางเข้าโรเตอร์ด้านคายความชื้น 70 ํC, ความเร็วลมภายในโรเตอร์ด้านคายความชื้น 0.50 เมตร/วินาที, ความเร็วลมภายในโรเตอร์ด้านดูดซับความชื้น 0.68 เมตร/วินาที และความเร็วรอบหมุน 10 รอบ/ชั่วโมง โดยจะสามารถทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ภายในห้องต่ำกว่าร้อยละ 50 และน้ำบนพื้นห้องแห้งภายในเวลา 12 ชั่วโมง ในทุกกรณีที่ได้จำลองพฤติกรรม