Solar Cooled Box – (2013)

Solar Cooled box: กล่องเย็นทำงานโดยพลังงานแสงอาทิตย์

โครงงานนี้เป็นการคิดค้นสิ่งประดิษฐ์กล่องทำความเย็นพกพา “Solar Cooled Box” สำหรับใช้ถนอม อาหารและเครื่องดื่มต่างๆ ซึ่งผู้จัดทำโครงงานมีแนวคิดนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้เป็นพลังงานตั้งต้นสำหรับกระบวนการทำความเย็น   ในกระบวนการทำความเย็นนั้นใช้แนวคิดการดูดพลังงานความร้อนออกจากกล่องและพาความร้อนออกไปด้วยแก๊สไปสู่ภายนอก โดยการให้สารทำความเย็นเกิดการระเหยเป็นก๊าซ

ส่วนประกอบของ Solar Cooled Box

การทำความเย็นใน Solar Cooled Box เกิดขึ้นที่กล่องบรรจุสารทำความเย็นภายในกล่องปิ๊กนิ๊ก โดยอาศัยพัดลมภายในกล่องพัดให้อากาศชนเข้ากับตัวกล่องเพื่อให้เกิดการถ่ายเทความร้อนออกจากกล่อง โดยพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในพัดลมตัวดังกล่าวนี้มาจากไฟฟ้าที่ได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์

หลักการทำความเย็นของ Solar Cooled Box


หลักการทำความเย็นโดยใช้สารทำความเย็น-ตัวดูดซับ และได้สร้างแนวคิดระบบทำความเย็นแบบใหม่

  1. กระบวนการทำความเย็น โดยอากาศไหลเป็นตัวเป่าผ่านผิวสารทำความเย็นให้เกิดการระเหย ซึ่งเกิดปฏิกิริยาดูดความร้อนจากบริเวณนั้นๆ แล้วสารทำความเย็นที่สถานะแก๊สไหลไปถูกดูดซับโดยตัวดูดซับ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดการคายพลังงานจากแก๊สออกมา
  2. กระบวนการนำสารทำความเย็นออกจากตัวดูดซับ เป็นการนำกลับมาใช้ใหม่ทำได้โดยการให้ความร้อนกระตุ้นให้สารทำความเย็นหลุดออกจากตัวดูดซับ ซึ่งปฏิกิริยานี้เกิดการคายความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม สารทำความเย็นจึงควบแน่นกลับเป็นสถานะของเหลวอีกครั้ง

(เพิ่มเติม, 2014) ข้อเสียของระบบนี้คือ

  1. ระบบทำควมเย็นเป็นระบบเปิด ทำให้สารทำความเย็นปล่อยออกสู่บรรยากาศ
  2. สารทำความเย็นที่เลือกใช้เป็นอะซิโทน เมื่อถูกลมเป่าผ่านทำให้เกิดการดูดความร้อนมาให้ตัวมันเองระเหย พลังงานที่ดูดนี้น้อยกว่าเมื่อเทียบกับระบบทำความเย็นที่อาศัยการเปลี่ยนสถานะและสภาวะความดันของสารทำความเย็น

อุปกรณ์ที่เหมาะสมต่อการทำงานหลังจากทดลองคัดเลือก

การทดสอบประสิทธิภาพกล่องทำความเย็นขนาด 1.3 คิวบิกฟุตที่ใช้กับไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้แผลเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 10.8 วัตต์ โดยการใช้สารทำความเย็นแอซิโตน และถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับ ผลการทดสอบพบว่ากล่องเย็นสามารถลดอุณหภูมิลงเป็น 15.5 องศาเซลเซียส โดยประมาณจากอุณหภูมิห้อง และใช้เวลาในการลดอุณหภูมิประมาณ 30 นาที

ทีมงาน

คณะผู้จัดทำ  จิตรกร  แก้วมงคล ตะวัน  ถิ่นถาวรกุล อิทธินันท์ ดวงงาม
อาจารย์ที่ปรึกษา    อาจารย์ จีรกร  ดีอุต
อาจารย์ประจำวิชาฟิสิกส์ มัธยมศึกษาตอนปลาย โรงเรียนปรินส์รอยแยลส์วิทยาลัย