วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2547

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ทำการศึกษาระบบทำความเย็นที่ใช้อากาศเป็นสารทำความเย็น โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเสนอรูปแบบระบบต่างๆ เพื่อเป็นแนวทางในการนำไปใช้ในทางปฏิบัติ โดยรูปแบบที่ทำการวิเคราะห์มี 4 รูปแบบ ได้แก่ ระบบปิด อัดหนึ่งขั้น แบบไม่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ, ระบบปิด อัดหนึ่งขั้นแบบมีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ, ระบบปิด อัดสองขั้นแบบไม่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ และระบบปิดอัดสองขั้นแบบมีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ ด้วยการวิเคราะห์อิทธิพลของพารามิเตอร์ ได้แก่ อัตราส่วนการอัด, ประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศ, ประสิทธิภาพกังหัน, ประสิทธิผลของอุปกรณ์ระบายความร้อน และประสิทธิผลอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ ที่มีต่อการระบายความร้อน, ภาระการทำความเย็น และสัมประสิทธิ์บ่งสมรรถนะการทำความเย็น และเพื่อแสดงความเป็นไปได้เชิงรูปธรรมด้วยการสร้างเครื่องทำความเย็นโดยใช้อากาศเป็นสารทำความเย็นขึ้น โดยรูปแบบที่ทำการสร้างต้นแบบคือระบบเปิด อัดหนึ่งขั้นแบบไม่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ ผลที่ได้จากการวิเคราะห์พบว่า ระบบอัคหนึ่งขั้นแบบไม่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ เมื่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในระบบเท่ากับ 85% ระบบจะเกิดขึ้นได้จริงเมื่ออัตราส่วนการอัดมากกว่า 1.4 แต่ถ้าติดตั้งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ จะทำให้ระบบเกิดขึ้นได้จริงที่อัตราส่วนการอัดลดลงแค่ 1.1 เท่านั้น หรือ ถ้าติดตั้งเครื่องอัดอากาศขั้นที่สอง อัตราส่วนการอัดจะลดลงเหลือแค่ 1.2 แต่ถ้าวิเคราะห์ในแง่ของภาระทำความเย็น และสมรรถนะการทำความเย็น จะพบว่าระบบอัดสองขั้นจะให้ภาระการทำความเย็นมากกว่าระบบอัดหนึ่งขั้น และระบบที่ติดตั้งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำจะให้ภาระการทำความเย็นที่มากกว่าระบบที่ไม่ได้ติดตั้งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ แต่สมรรถนะการทำความเย็นจะมีค่าสูงสุดเรียงตามลำดับ ดังนี้ ระบบอัดหนึ่งขั้นแบบไม่มีอุปกรณ์และเปลี่ยนความร้อนซ้ำ, ระบบอัดหนึ่งขั้นแบบมีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ, ระบบอัดสองขั้นแบบไม่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำ และระบบอัดสองขั้นแบบมีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนซ้ำตามลำดับ โดยอุปกรณ์ในทุกระบบมีประสิทธิภาพ 100% ถ้าอุปกรณ์มีประสิทธิภาพไม่กับ 100% ต้องพิจารณาอัตราส่วนการอัดขั้นหนึ่ง และ/หรือ อัตราส่วนการอัดรวมของระบบด้วย ดังรายละเอียดในวิทยานิพนธ์ ผลที่ได้จากการทดลองพบว่า เมื่อทดลองที่ความเร็วรอบ 2,698, 3,230, 4,260, และ 5,112 รอบต่อนาทีหรือที่อัตราส่วนการอัด 1.48, 1.68, 1.78 และ 1.82 ตามลำดับ ที่อัตราส่วนการอัด 1.48 จะมีสมรรถนะการทำความเย็นสูงสุดที่ 0.12 แต่มีภาระการทำความเย็นต่ำสุดที่ 4.9 kj/kg และอุณหภูมิต่ำสุดที่ทำได้อยู่ที่ 20.1 องศาเซลเซียส และอัตราส่วนการอัด 1.82 จะมีสมรรถนะการทำความเย็นต่ำสุดที่ 0.10 แต่จะได้ภาระการทำความเย็นสูงสุดที่ 8.1 kj/kg และอุณหภูมิต้ำสุดที่ทำได้อยู่ที่ 17.0 องศาเซลเซียส