ข้อมูลการทดสอบ (Steady State)
A · ของไหลและการไหล
kg/s
ISO: 0.02 kg/s·m² × A_G — ซิงค์อัตโนมัติ
kJ/kg·K
B · อุณหภูมิ
°C
°C
°C
C · ตัวเก็บรังสี
m²
W/m²
ASHRAE: IT ≥ 790 W/m², Ta ≥ 30°C, ช่วง 10:00–14:00 น.
D · พารามิเตอร์ตัวเก็บ (จากกราฟ)
–
W/m²·K
Flat-Plate: FRτα≈0.64, FRUL≈10.7 · ICS: FRτα≈0.45, FRUL≈9.2
E · พรีเซ็ตค่ามาตรฐาน
Qu — ความร้อนใช้ได้จริง
—
W
ηc — Hottel-Whillier (Eq.2.28)
—
%
ผลการคำนวณโดยละเอียด
| ตัวแปร | สูตร (Hottel-Whillier) | ค่า | หน่วย |
|---|---|---|---|
| กรอกข้อมูลแล้วกด ▶ คำนวณ | |||
ป้อนข้อมูลทดลองหลายจุด
ป้อน Tfi, Ta, IT และ ηc จากการทดสอบ
→ วาดกราฟ ηc vs (Tfi−Ta)/IT → หาค่า FRτα และ FRUL
| # | Tfi(°C) | Ta(°C) | IT(W/m²) | ηc(–) |
|---|
ผล Linear Regression
FRτα (y-intercept)—
FRUL (slope×(−1))— W/m²·K
R²—
RMSE—
กราฟ ηc กับ (Tfi−Ta)/IT
จุดกลม = ข้อมูลทดลอง · เส้นตรง = สมการถดถอย (Hottel-Whillier)
ข้อมูลระบบทำน้ำร้อน
ข้อมูลถังสะสมน้ำร้อน
kg
°C
°C
°C
รังสีอาทิตย์รายวัน
W/m²
hr
ข้อมูลตัวเก็บรังสี
m²
–
W/m²·K
การสูญเสียความร้อนในถัง (กลางคืน)
kg/m³
hr
°C
°C
ΣQu รวมรายวัน
—
MJ
ηdaily ประสิทธิภาพรายวัน
—
%
Us สัมประสิทธิ์สูญเสียกลางคืน
—
W/m²·K equiv.
Qloss ความร้อนสูญเสียกลางคืน
—
MJ
รายละเอียดการคำนวณระบบ
| พารามิเตอร์ | สูตร | ค่า | หน่วย |
|---|---|---|---|
| กดคำนวณก่อน | |||
เปรียบเทียบสมรรถนะ Flat-Plate vs ICS (ค่าจากงานวิจัย)
🔶 Flat-Plate Collector
พื้นที่รับรังสี Ac2.02 m²
FRτα0.6362
FRUL10.66 W/m²·K
R²0.942
η สูงสุด63.62%
η ระบบ (1 แผง)55.40%
อัตราการไหล2.4 L/min
Tfi ที่ทดสอบ35–75 °C
VS
🟢 ICS Collector
พื้นที่รับรังสี Ac2.45 m²
FRτα0.4482
FRUL9.153 W/m²·K
R²0.927
η สูงสุด44.82%
η ระบบ (1 แผง)40.13%
อัตราการไหล2.9 L/min
Tfi ที่ทดสอบ35–75 °C
กราฟเปรียบเทียบ ηc vs (Tfi−Ta)/IT
ข้อมูลจากงานวิจัย: FP y = −1066x + 63.62 (R²=0.942) · ICS y = −915.3x + 44.82 (R²=0.927)
คำนวณและเปรียบเทียบทั้งสองระบบพร้อมกัน
ค่าทดสอบร่วม
°C
°C
W/m²
ประวัติการคำนวณทั้งหมด
| # | ṁ | Cₚ | Tfi | Tfo | Ta | Ac | IT | Qu(W) | ηc% | ηcFR% | เวลา |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ยังไม่มีประวัติ | |||||||||||
สมการที่ 2.24 — ความร้อนที่ได้จากตัวเก็บรังสี Qu
Qu = ṁ · Cp · (Tfo − Tfi)
| Qu | อัตราความร้อนที่ได้จากตัวเก็บรังสี | W |
| ṁ | อัตราการไหลมวลของของไหล (น้ำ) | kg/s |
| Cp | ความจุความร้อนจำเพาะ (น้ำ = 4.182 kJ/kg·K) | kJ/kg·K |
| Tfo, Tfi | อุณหภูมิของไหลออก/เข้า | °C |
⚠️ Q ต้องอยู่ในหน่วย W — แปลง: Q[W] = ṁ·Cₚ·ΔT × 1000 (ถ้า Cₚ เป็น kJ/kg·K)
สมการที่ 2.28-2.29 — ประสิทธิภาพตัวเก็บรังสี (Hottel-Whillier)
ηc = FR(τα)e − FRUL · (Tfi − Ta) / IT
หรือคำนวณจากข้อมูลทดลองโดยตรง:
ηc = Qu / (IT · Ac)
| FR(τα)e | ประสิทธิภาพเชิงแสงสูงสุด (y-intercept กราฟ η) | – |
| FRUL | สัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อนรวม (|slope| กราฟ η) | W/m²·K |
| IT | ความเข้มรังสีอาทิตย์บนพื้นเอียง | W/m² |
| Ac | พื้นที่รับรังสีของตัวเก็บ | m² |
ค่าพารามิเตอร์จากงานวิจัย (KMUTT)
| ชนิดตัวเก็บ | FRτα | FRUL (W/m²·K) | R² | ηmax% |
|---|---|---|---|---|
| 🔶 Flat-Plate (Ac=2.02m²) | 0.6362 | 10.66 | 0.942 | 63.62 |
| 🟢 ICS (Ac=2.45m²) | 0.4482 | 9.153 | 0.927 | 44.82 |
ICS มี FRUL ต่ำกว่า FP → สูญเสียความร้อนน้อยกว่าที่อุณหภูมิสูง
FP มี FRτα สูงกว่า → ดูดกลืนรังสีได้ดีกว่า → η สูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำ
FP มี FRτα สูงกว่า → ดูดกลืนรังสีได้ดีกว่า → η สูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำ
สมการที่ 2.42 — สัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อนในถัง (กลางคืน)
Us = (ρ·Cp·V/Δt) · ln[(Ti−Ta,m) / (Tf−Ta,m)]
| Us | สัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อนรวมของถังสะสมน้ำร้อน | W/K equiv. |
| ρ | ความหนาแน่นของน้ำ (~1000 kg/m³) | kg/m³ |
| V | ปริมาตรน้ำในถัง (V = M/ρ) | m³ |
| Δt | ช่วงเวลากลางคืน (ชั่วโมง → ×3600 วินาที) | s |
| Ti, Tf | อุณหภูมิน้ำต้น/ท้ายช่วงกลางคืน | °C |
| Ta,m | อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยกลางคืน | °C |
ประสิทธิภาพระบบรายวัน (Eq.2.41)
ηdaily = ΣQu / (ΣIT · Ac)
💡 ผลงานวิจัยพบว่า:
• FP (1 แผง): ηdaily = 55.40% | FP (อนุกรม 2): 60.62% | FP (ขนาน 2): 59.89%
• ICS (1 แผง): ηdaily = 40.13% | ICS (อนุกรม 2): 42.68% | ICS (ขนาน 2): 42.87%
• FP (1 แผง): ηdaily = 55.40% | FP (อนุกรม 2): 60.62% | FP (ขนาน 2): 59.89%
• ICS (1 แผง): ηdaily = 40.13% | ICS (อนุกรม 2): 42.68% | ICS (ขนาน 2): 42.87%