THERMAL WATER PUMP WITH STEAM
Keywords:
Direct water cooling, Pump efficiency, Thermal water pumpAbstract
This research aimed to study operating principles of steam-powered thermal water pump, the use of various heat sources, height level study, coolant quantity and temperature, and air quantity in the system affecting driving and pumping water. From the previous studies, it was found that using steam to drive and pump water was a way to increase pumping capacity. This was relied on the steam power produced to drive water and release heat by the coolant. Reducing the coolant temperature, increasing the coolant volume, and direct water cooling allowed the system to pump water at greater depths. This was due to fast dropping temperature in the tank leading to condensation and vacuum pressure. Therefore, as the temperature inside the tank dropped, the absolute pressure also dropped, so the system was able to pump at a higher level. Moreover, the proportion of air inside the system could increase the water-driving pressure. Therefore, after driving water was completed, the air inside the system had to be released along with steam ventilation to get the system pressure to be as close to the atmospheric pressure as possible. Condensation was still problematic because air collapse was difficult, so the system needed filling new air in every operating cycle. In terms of pump efficiency, it depended on the input power into the system and the amount of water pumped and the total height of water pumping. Therefore, reducing the temperature inside the pumping tank during the cooling process was able to increase the vacuum pressure, and this allowed the system to pump at a greater depth. To increase pump efficiency by reducing the loss of energy supplied to the system can be achieved by increasing the number of operating cycles that is more than one cycle. In addition, by increasing the amount of water pumped per cycle and increasing the pump tank size when the system can pump water at a higher level, the pump efficiency is also increased.
References
เกรียงไกร เฉลิมธำรงค์, พิชัย นามประกาย, และนริส ประทินทอง. (2556) ปั๊มสูบน้ำด้วยกำลังไอน้ำ
โดยการนำความร้อนเหลือทิ้งมาใช้. ในการประชุมวิชาการแห่งชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน ครั้งที่ 10, มหาวิทยาลัยเกษตรศาตร์, นครปฐม.
จิรวัฒน์ สิตรานนท์, กิตติวุฒิ ศุทธิวิโรจน์, และณัฐพล รุ่นประแสง. (2563). แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการศึกษาระดับความสูงในการสูบน้ำของระบบสูบน้ำความร้อนด้วยกำลังไอน้ำแบบต่อเนื่อง. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, 15(3), 89-100.
ฉัตรชัย อุ่นวิเศษ, จิรวัฒน์ สิตรานนท์, และกิตติวุฒิ ศุทธิวิโรจน์. (2564). การศึกษาอุณหภูมิและปริมาณน้ำหล่อเย็นที่สงผลต่อความดันสุญญากาศของปั๊มสูบน้ำด้วยกำลังไอน้ำ. วารสารวิชาการพลังงานทดแทนสู่ชุมชน, 4(3), 107-120.
ภาณุศักดิ์ มูลศรี, ปองพล รักการงาน, ชลีดล อินยาศรี, และกังสดาล สกุลพงษ์มาลี. (2558, พฤศจิกายน). เครื่องสูบน้ำพลังงานความร้อนจากถ่านไม้สำหรับชุมชน. ในการประชุมสัมมนาเชิงวิชาการรูปแบบพลังงานทดแทนสู่ชุมชนแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 8,มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี, ปทุมธานี.
ยศสวิน กายนันท์. (2543). การหมุนเวียนน้ำโดยใช้พลังงานความร้อน. รายงานปัญหาพิเศษประกาศนียบัตรบัณฑิต, สาขาวิชาเทคโนโลยีอุณหภาพ, คณะพลังงานและวัสดุ, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, (บทที่ 1 และ 2).
Al-Haddad, A.A., Enaya, E., & Fahim, M.A. (1996). Performance of a thermodynamic. Applied Thermal Engineering, 16(4), 321-334.
Beni G.D., & Friesen R. (1985). Passive downward heat transport experimental results of a technical unit. Solar Energy, 34(2), 127-134.
Das, D., & Gopal, M.R. (2004). Studies on a metal hydride based solar water pump. Interational Jounal of Hydrogen Energy, 29, 103-112.
El-Mallah, A.A., & Mohamad, M.A. (1989). Development of solar energy operated Water pumping system. Proceeding of the International Solar Energy Society Japan, 3, 2025-2029.
Jenness, J. R., Jr. (1961). Some consideration relative to a solar power savery water pump. Solar Energy, 5(2), 58-60.
Liengjindathaworn, S., Kirtikara, K., Namprakai, P., & Kiatsiriroat, T. (2002). Parametric studies of a pulsating-steam water pump. International Journal of Ambient Energy, 23(1), 37-46.
Markides, C.N., & T.C.B. Smith, T.C.B. (2011). A dynamic model for the efficiency optimization of an oscillatory low grade heat engine. Energy, 36(12), 6967-6980.
Picken, D.J., Seare, K.D.R., & Goto, F. (1997). Design and development of water Piston solar powered steam pump. Solar Energy, 61(3), 219-224.
Rao, D. P., & Rao, K. S. (1976). Solar water pump for liff irrigation. Solar Enersy, 18(5), 405-411.
Seldon, J. W., Crane, R.A., & Kranc, S. C. (1976). Pumping action from heat-driven Oscillations in a liquid-vapour column. Journal of Physics D: Applied Physics, 9(10), 1419-1425.
Sitranon, J., Lertsatitthanakorn, C., Namprakai, P., Namprakai, N., Suparos, T., & Roonprasang, N. (2014). Parametric consideration of a thermal water pump and application for agriculture. Journal of Solar Energy Engineering (ASME), 137(3), 03100601-12.
Sitranon, J., Lertsatitthanakorn, C., Namprakai, P., Namprakai, N., Suparos, T., & Roonprasang, N. (2014). Performance enhancement of solar water heater with a thermal water pump. Journal of Energy Engineering (ASCE), 141(4), 0401403601-10.
Sutthivirode, K., Namprakai, P., & Roonprasang, N. (2009). A new version of a solar water heating system coupled with a solar water pump. Applied Energy, 86(9), 1423-1430.
Wong, Y.W., & Sumathy, K. (2001). Performance of a solar water pump with ethyl-ether as working fluid. Renewable Energy, 22(1-3), 389-394.