สมรรถนะการถ่ายโอนความร้อนของเทอร์โมไซฟอนชนิดวงจรแบบเปิดภายใน (THE HEAT TRANSFER PERFORMANCE OF AN INTERNAL OPEN LOOP THERMOSYPHON)

Abstract

การศึกษาวิจัยครั้งนี้เป็นการทดลองการทำงานของเทอร์โมไซฟอนชนิดวงจรแบบเปิดภายในเพื่อศึกษาสมรรถนะในการถ่ายโอนความร้อนในรูปของค่าความต้านทานความร้อนรวม (Z) และอัตราส่วนของความร้อนที่ถ่ายโอนได้ (Q/Q90) โดยออกแบบสร้างให้ส่วนปลายของท่อนำไอระเหยและของเหลวอยู่ภายในอีวาโปเรเตอร์และคอนเดนเซอร์ซึ่งส่วนประกอบของเทอร์โมไซฟอนทั้งหมดทำด้วยท่อทองแดง เติมสารทำความเย็น R-134a เป็นสารทำงานในระบบด้วยปริมาณการเติมเท่ากับ 0.8, 1.0 และ 1.2VE ทดลองด้วยโหลดความร้อนคงที่ในช่วง 50–200W คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำเย็นอุณหภูมิทางเข้าคงที่ 25ºC และอัตราการไหลคงที่เท่ากับ 400 g/min ทดสอบผลกระทบของมุมเอียงในช่วง 0–90º โดยเทียบกับแนวนอน จากผลการทดลองพบว่า เทอร์โมไซฟอนที่ใช้ทดลองสามารถถ่ายเทความร้อนได้ทั้งในแนวนอนและแนวตั้งซึ่งในแนวนอนนั้นมีสมรรถนะต่ำกว่าแนวตั้งเฉลี่ยประมาณ 15% โดยมีค่าความต้านทานความร้อนรวมต่ำสุดเท่ากับ 0.135 K/W ด้วยโหลดความร้อนเท่ากับ 175W ในขณะที่ปริมาณการเติม R-134a ที่เหมาะสมนั้นเท่ากับปริมาณความจุของอีวาโปเรเตอร์ (1.0VE)คำสำคัญ: เทอร์โมไซฟอน  มุมเอียง  ท่อความร้อน  แนวนอน  R-134aThis research study is an internal open loop thermosyphon test for the study of heat transfer performance total thermal resistance (Z) and ratio of heat transfer (Q/Q90). The thermosyphon design, the end of tube of the vapor and liquid line are inside the evaporator and the condenser section witch all components of the thermosyphon made of copper tubes. R-134a refrigerant is use as the working fluid with filling ratios of 0.8, 1.0, and 1.2VE. Experiment with constant heat load in the range of 50W to 200W. The condenser cooled by cold water with constant inlet temperature is 25ºC and the constant flow rate of 400 g/min. Effect of tilt angle between 0º to 90º of pipe examined in comparison with the horizontal orientation. The results showed that the experimental thermosyphon was able to transfer heat in horizontal and vertical plan, which the performance of horizontal is lower than the vertical average of about 15%. The smallest total thermal resistance was 0.135 K/W with a heat load of 175W while the best of R-134a was equal to the capacity of the evaporator (1.0VE).Keywords: Thermosyphon, Tilt angle, Heat pipe, Horizontal, R-134a