Title	ประสิทธิภาพการหน่วงความร้อนของวัสดุเปลี่ยนสถานะเมื่อใช้เป็นฉนวนหลังคาอาคาร ในสภาพอากาศร้อนชื้น
Author	เปรมวิภา สิริปัญญานนท์
Imprint	2559
Connect to	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55746
Descript	-

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนและการประหยัดพลังงานของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials; PCM) เมื่อทำหน้าที่เป็นฉนวนหลังคาของอาคารที่ใช้งานส่วนใหญ่ในเวลากลางวัน โดยทดลองด้วยการติดตั้ง PCM ด้านบนกล่องทดลอง ในภูมิอากาศจริง เดือน ม.ค.-พ.ค. ของกรุงเทพฯ ประเทศไทย และนำข้อมูลทางอุณหภาพไปจำลองด้วยโปรแกรม VisualDOE 4.1 เพื่อคำนวณการใช้พลังงานในอาคารตลอดจนศึกษาความเป็นไปได้ในการลงทุน การศึกษาขั้นที่ 1 ทดลองเพิ่มประสิทธิภาพพาราฟิน โดยการผสม CaCl2 Na2CO3 และกลีเซอรีนในอัตราส่วน 1:1 เปรียบเทียบกับน้ำ พบว่า CaCl2 และ Na2CO3 ทำให้ประสิทธิภาพพาราฟินลดลง และไม่พบการเปลี่ยนแปลงในกลีเซอรีน ขณะที่พาราฟินหน่วงความร้อนและมีค่าความจุความร้อนน้อยกว่าน้ำเล็กน้อย การศึกษาขั้นที่ 2 เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของพาราฟินในบรรจุภัณฑ์ 3 ชนิด คือ กล่องพลาสติกโพลีสไตรีน กล่องสเตนเลส และกล่องเมทัลชีท เปรียบเทียบกับวัสดุหลังคาที่ใช้ทั่วไป ได้แก่ เมทัลชีทกรุ ฟอยล์ด้านล่างและแผ่นคอนกรีต หนา 5 ซม. พบว่ากล่องเมทัลชีทบรรจุพาราฟิน มีอุณหภูมิภายในกล่องทดสอบของหลังคากล่องเมทัลชีทมีต่ำที่สุด และสามารถเป็นฉนวนป้องกันความร้อนและลดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในอาคารช่วงเวลากลางวันได้ดีที่สุด และประสิทธิภาพจะดีมากขึ้นเมื่อใช้กล่องเมทัลชีทร่วมกับหลังคาคอนกรีตโดยการวางไว้ด้านบนนอกอาคาร ทำให้อุณหภูมิภายในกล่องทดลองต่ำกว่าแผ่นคอนกรีต 3-5 ºC ในเวลากลางวัน จากการคำนวณกล่องหลังคาเมทัลชีทบรรจุพาราฟินมีค่าความต้านทานความร้อน 3.36 m2oK/W และค่ามีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน 0.0067 W/moK จากการจำลองประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานไฟฟ้าของอาคาร 1 ชั้นที่มีการปรับอากาศ พบว่าในอาคารสำนักงานซึ่งปรับอากาศเวลากลางวัน หลังคากล่องเมทัลชีทที่บรรจุพาราฟินวางบนหลังคาคอนกรีตเดิม สามารถลดภาระในการทำความเย็นของอาคารและประหยัดราคาค่าไฟฟ้าได้ต่อปีได้มากที่สุด ซึ่งประหยัดพลังงานถึงร้อยละ 46 เมื่อเทียบกับหลังคาคอนกรีตธรรมดา สำหรับอาคารร้านค้าซึ่งปรับอากาศไปจนถึงช่วงกลางคืน การใช้หลังคากล่องเมทัลชีทที่บรรจุพาราฟินจะเหมาะสมที่สุด คือ สามารถประหยัดพลังงานร้อยละ 36 เมื่อเทียบกับหลังคาทั่วไปที่ใช้เมทัลชีท ทั้งนี้ในช่วงกลางคืนพาราฟินจะคายความร้อนเพื่อคืนสภาพเป็นของแข็ง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานของร้านค้าต่ำกว่าสำนักงาน ซึ่งมีการใช้งานจนถึงเวลากลางคืน ซึ่งหมายความว่าการใช้งานกลางวันจะมีประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานสูงสุด
This research aims to study the thermal performance and energy efficiency of phase-change materials when used as roof insulation in daytime-only used buildings. Experiment was performed using test boxes placed outdoor under climatic conditions of Bangkok during January-May. Energy consumption of buildings was simulated by VisualDOE 4.1 Also, economic feasibility is estimated. In the first test, settings to enhance the thermal performance of paraffin, mixing it with CaCl2, Na2CO3, and Glycerin in 1:1 ratio were conducted in order to compare with water. The results indicated that CaCl2 and Na2CO3 reduced performance of Paraffin whereas there is no change occurred with Glycerin. Due to Paraffin has lower specific heat than water, the performance was slightly lower. In the second test sets, by placing Paraffin in 3 types of containers in order to select the best container; Polystyrene box, Stainless steel box and Metal sheet box compared with normal roofing materials; metal sheet roof with foil and concrete slab 5 cm thickness. It was found that the box with metal sheet roof had the lowest indoor temperature and has capability to reduce indoor temperature fluctuation. Paraffin-integrated in metal sheet box on the top of concrete roof had the best performance for daytime-only used buildings. The indoor temperature was lower by 3-5 ºC compared with typical concrete roof. The R value of the Paraffin-integrated roof insulation is 3.36 m2oK/W and the thermal conductivity was found to be 0.0067 W/moK From the energy simulation of a one storey office building, the proposed Paraffin roof insulation can help cut the cooling load by 46 % For retail building, the energy saving is 36% Due to the heat released from paraffin for return to solid made Retail energy saving efficiency lower that office. The proposed material is more suitable for daytime use only