การพัฒนาระบบควบคุมอุณหภูมิน้ำสำหรับที่นอนควบคุมอุณหภูมิ

บทคัดย่อ

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาระบบควบคุมอุณหภูมิน้ำสำหรับที่นอนควบคุมอุณหภูมิ การศึกษาครั้งนี้อยู่ในขั้นตอนการออกแบบระบบควบคุมอุณหภูมิน้ำ เพื่อให้ได้ต้นแบบ (prototype) ของที่นอนควบคุมอุณหภูมิที่เป็นประโยชน์ต่อคุณภาพการนอนในผู้สูงอายุ การศึกษาได้ทดลองความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิน้ำของแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริกส์โมดูล (เพลเทียร์) 2 ชนิด ได้แก่ (1) เพลเทียร์ชนิด TEC12706 และ (2) เพลเทียร์ชนิด TEC12712 โดยการทดลองมีด้วยกัน 4 รูปแบบ ได้แก่ รูปแบบที่ 1 การทดลองชนิดเพลเทียร์ที่เหมาะสมสำหรับที่นอนควบคุมอุณหภูมิ รูปแบบที่ 2 การทดลองพลังงานสะสมในน้ำและเพลเทียร์ รูปแบบที่ 3 การทดลองความสามารถของระบบที่พัฒนาขึ้นในการทำความเย็นให้กับที่นอน และรูปแบบที่ 4 การทดลองความสามารถของระบบที่พัฒนาขึ้นในการทำความร้อนให้กับที่นอน ในการทดลองทั้งหมดมีการบันทึกอุณหภูมิของน้ำที่จุดต่าง ๆ เพื่อนำมาคำนวณหาค่าพลังงานที่ระบบทำได้ทั้งการดูดซับและปลดปล่อยโดยใช้สมการเพลเทียร์ ผลการศึกษาพบว่า เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แผ่นเพลเทียร์จะส่งผลให้อุณหภูมิด้านน้ำร้อนสูงขึ้นและอุณหภูมิด้านน้ำเย็นต่ำ การใช้เพลเทียร์ TEC12712 ช่วยลดเวลาที่ใช้ในการทำอุณหภูมิที่ต้องการให้กับน้ำร้อนและน้ำเย็นได้ดีกว่าการใช้เพลเทียร์ TEC12706 เนื่องจากกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับเพลเทียร์ TEC12712 มากกว่า จึงทำให้พลังงานที่ปลดปล่อยและพลังงานที่ดูดซับของเพลเทียร์มีค่าเพิ่มขึ้น ในการศึกษาพลังงานสะสมในน้ำและพลังงานจากเพลเทียร์พบว่า พลังงานที่เพลเทียร์ปลดปล่อยและดูดซับมีความสอดคล้องกับพลังงานที่เปลี่ยนแปลงในน้ำทั้งด้านร้อนและด้านเย็น โดยพลังงานสะสมที่เปลี่ยนแปลงในน้ำจะมีค่าน้อยกว่าพลังงานที่คำนวณจากเพลเทียร์ ทั้งนี้เนื่องจากประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน รวมถึงมีความร้อนถ่ายเทออกสู่ภายนอกระบบ สำหรับผลการศึกษาความสามารถในการทำความร้อนและเย็นให้กับที่นอนพบว่าระบบที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพในการทำความร้อนและความเย็นให้กับที่นอนปรับอุณหภูมิได้