การศกษาเตรยมแผนสารดดความชนเพอใชในการลดภาระความรอนทผานหลงคา

นางสาวศภรตน กกเครอ

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร ปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยวสด

คณะพลงงานและวสด มหาวทยาลยพระจอมเกลาธนบร

พ.ศ. 2546

ISBN 974-183-372-5

ข

หวขอวทยานพนธ การศกษาเตรยมแผนสารดดความชนเพอใชในการลดภาระความรอน ทผานหลงคา

หนวยกต 15 ผเขยน นางสาวศภรตน กกเครอ อาจารยทปรกษา ดร.นนทน ถาวรงกร ดร.ภาวด องควฒนะ หลกสตร วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา เทคโนโลยวสด สายวชา เทคโนโลยวสด คณะ พลงงานและวสด พ.ศ. 2546

บทคดยอ งานวจยนศกษาการเตรยมแผนสารดดความชนเพอนาไปลดภาระความรอนทผานหลงคา วธการขนรปทพจารณาใชในการทดลองน ไดแก กระบวนการหลอแผนบาง การอดขนรปแบบแหง และ gravity coating วธทเหมาะสมทสดคอ gravity coating และเลอกใชซลกาเจลผงทมขนาดรพรน 0.6 นาโนเมตร และ BET surface area 344.72 ตารางเมตรตอกรม ซงแผนซลกาเจลมความสามารถในการดดความชน 15.07 เปอรเซนต และในสวนของการทดสอบอายการใชงานทาการทดสอบภายใต 2 สภาวะซงไดแก สภาวะเรง และสภาวะหลงคาจาลอง ในการทดสอบภายใตสภาวะเรงพบวาเมอซลกาเจลผานการดดและคายความชน 90 รอบทดสอบ (1 รอบทดสอบ คอการอบท 100 องศาเซลเซยส เปนเวลา 8 ชวโมง และดดความชนทความชนสมพทธของอากาศ 75 เปอรเซนต อณหภม 36 องศาเซลเซยส เปนเวลา 8 ชวโมง) พบวาความสามารถในการดดความชน และสมบตทางกายภาพ ซงไดแก ขนาดรพรน และ BET surface area เปลยนแปลงเลกนอย ซงการทดสอบทสภาวะหลงคาจาลองภายใตบรรยากาศแวดลอมเปนเวลา 7 เดอน กใหผลเชนเดยวกน ในสวนของความสามารถในการลดอณหภมของแผนซลกาเจลแผนเรยบทใชปบนฝาเพดานของบานจาลองซงมพนท 2 ตารางเมตร สามารถลดอณหภมภายในบานจาลองไดไมถง 1 องศาเซลเซยส และแผนซลกาเจลทมลกษณะเปนแผนหยกซงมพนท 10 ตารางเมตร เมอปลงบนฝาเพดานของบานจาลองหลงเดยวกนสามารถลดอณหภมภายในบานจาลอง ไดประมาณ 1 องศาเซลเซยส ซงเปนผลทาใหลดภาระความรอนในการปรบอากาศไดประมาณ 16.42เปอรเซนต และเมอคานวณตนทนการผลตของแผนซลกาเจลในงานวจยนมราคา 318 บาทตอตารางเมตร คาสาคญ: แผนซลกาเจล การดดซบ การลดภาระความรอน

ค

Thesis Title A Study of Solid Adsorption Sheet Preparation for Through-Roof Heat Load Reduction

Thesis Credits 15 Candidate Miss Supparat Kokhrua Thesis Advisor Dr.Nandh Thavarungkul Dr.Pavadee Aungkavattana Program Master of Engineering Field of Study Material Technology Department Material Technology Faculty School of Energy and Materials B.E. 2546

Abstract This research was aimed to prepare solid adsorption sheets for through-roof heat load reduction. Adsorbent in this study was silica gel powder. Solid adsorption specimens were formed using three different processes: tape casting, dry pressing and gravity coating. Solid adsorption sheets with silica gel powder of 0.6 nm. pore size and 344.72 m2/g BET surface area found to be suitable for the application and will be obtained from the gravity coating process. The solid adsorption sheet imparted 15.07% adsorption efficiency. Durability tests of the sheets were conducted under both accelerated and atmospheric conditions. After 90 accelerated test cycles of 8-hour oven heating and 8-hour 36 °C heating with 75%RH cycle, the pore size and the BET surface area slightly decreased. The results were similar for the atmospheric condition test in a model house for 7 months. The solid adsorption sheets were applied on 2 m2 ceiling of the model house. In the form of flat sheet, 2 m2 of solid adsorption sheet fitted on the ceiling was reduced less than 1°C of the room temperature in the model house. In the form of wavy sheet, 10 m2 of solid adsorption sheet fitted on the same ceiling was reduced about 1°C. The 1°C reduction could lessen heat load of about 16.42% Keywords: Silica Gel Sheet, Adsorption, Reduction Heat Load

ง

กตตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบพระคณ ดร.นนทน ถาวรงกร ซงเปนทปรกษาวทยานพนธ ทใหคาปรกษาไมวาจะเปนในดานวชาการหรอขอคดดๆในการดาเนนชวต และ ดร.ภาวด องควฒนะ ซงเปนทปรกษารวมในงานวจยน ทไดเปนผใหความรและเทคนคตางๆ ในการดาเนนงานวจย นอกจากนผวจยขอขอบพระคณกรรมการสอบวทยานพนธ ซงประกอบดวย ดร.จรวรรณ เตยรถสวรรณ และ ศ.ดร.ทนงเกยรต เกยรตศรโรจน ทกรณาใหคาแนะนาในการทางานวจยและประเมนผลงานวจยเพอใหวทยานพนธมความสมบรณยงขน ขอขอบพระคณอยางสงตอ ดร.สพรรณ ฉายาบตร ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร ทกรณาใหใชเครองมอในการวดขนาดรพรนและ BET surface area และคณวฑรย แซโงว เจาหนาทควบคมเครองมอ สถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยศลปากร ทกรณาใหความชวยเหลอในการใชเครองวดขนาดรพรนและ BET surface area สดทายผวจยขอขอบพระคณอยางสงตอ บดา มารดา และบคคลในครอบครว ทใหการสนบสนนในทกๆ ดาน รวมไปถงเพอนๆ ทมสวนรวมในการทาใหงานวจยนใหสาเรจลลวงไดดวยด

จ

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย ข บทคดยอภาษาองกฤษ ค กตตกรรมประกาศ ง สารบญ จ รายการตาราง ฌ รายการรปประกอบ ฎ บทท 1. บทนา 1.1 ทมาของงานวจย 1 1.2 วตถประสงคของงานวจย 1 1.3 ขอบเขตของงานวจย 2

2. ทฤษฎทเกยวของ 2.1 การดดซบ 3 2.1.2 ประเภทของการดดซบ 4 2.1.2.1 การดดซบทางกายภาพ 4 2.1.2.2 การดดซบทางเคม 4 2.1.3 การดดซบแบบไอโซเทอรม 5 2.1.3.1 ประเภทของการดดซบแบบไอโซเทอรม 5 2.2 การเตรยมซลกาเจลใหมลกษณะตางๆ 7 2.2.1 การผลตซลกาเจลทมลกษณะของผงไมแนนอน 9 2.2.2 การผลตซลกาเจลทมลกษณะของผงเปนทรงกลม 9 2.2.3 การผลตซลกาเจลทมลกษณะเปน pellicular packing 10 2.3 การดดความชนของซลกาเจล 11 2.4 คาจากดความของศพทไซโครเมตรก 13 2.5 การถายเทความรอน 15 2.5.1 การนาความรอน 15 2.5.2 การพาความรอน 16 2.5.3 การแผรงสความรอน 18

ฉ

หนา 2.6 การคานวณหาอตราการถายเทความรอนทผานแผนซลกาเจล 19 2.7 กระบวนการขนรป 20 2.7.1 กระบวนการหลอแผนบาง 21 2.7.2 กระบวนการอดขนรปแบบแหง 22 2.7.3 กระบวนการทากระดาษทราย 23 2.7.3.1 กระบวนการโรยเมลดคม 24 2.8 งานวจยทผานมา 25 3. การดาเนนงานวจย 3.1 วสดและอปกรณ 27 3.1.1 อปกรณทใชในการศกษากระบวนการขนรปแผนซลกาเจล 27 3.1.2 อปกรณสาหรบการทดสอบอายการใชงาน 28 3.1.3 อปกรณสาหรบการทดสอบความสามารถในการลดภาระความรอน 30 3.1.4 เครองมอสาหรบการวเคราะหสมบตทางกายภาพของแผนซลกาเจล 31 3.2 สารเคมทใชในการทดลอง 31 3.2.1 สมบตทางกายภาพของซลกาเจล 31 3.3 ขนตอนการเตรยมสารเคมและการขนรปแผนซลกาเจลดวยวธตางๆ 32 3.3.1 ขนตอนการเตรยมผงซลกาเจลบด 32 3.3.2 ขนตอนการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง 33 3.3.3 ขนตอนการขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง 34 3.3.4 การขนรปดวยวธ gravity coating 35 3.3.5 ขนตอนการนาแผนซลกาเจลทขนรปดวยวธ gravity coating มาทาใหมลกษณะเปนแผนหยก 36 3.4 การทดสอบสมบตทางกายภาพของแผนซลกาเจล 36 3.4.1 การคานวณหาความสามารถในการดดความชน 36 3.4.2 การทดสอบความสามารถในการดดความชนของแผนซลกาเจล ทไดจากการขนรปดวยกระบวนการตางๆ 37 3.4.3 การทดสอบความสามารถในการดดความชนของแผนซลกาเจไดจากการขนรป ดวยกระบวนการทเหมาะสมทสดโดยใชซลกาเจลชนดตางๆ 38 3.4.4 การทดสอบอายการใชงาน 39 3.4.4.1 การทดสอบภายใตสภาวะบานจาลอง 39

ช

หนา 3.4.4.2 การทดสอบภายใตสภาวะเรง 39 3.4.5 การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมและ ความสามารถในการลดภาระความรอน 41 3.4.6 การวเคราะหขนาดและการกระจายตวของอนภาค 42 3.4.7 การวเคราะหขนาดรพรนและ BET surface area 43 4 ผลการทดลองและการวจารณ 4.1 การเตรยมผงซลกาเจลบด 45 4.2 ศกษากระบวนการขนรปผงซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน 47 4.3 การศกษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจล ทขนรปดวยกระบวนการตางๆ 49 4.4 ศกษากระบวนการขนรปผงซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน ดวยวธ gravity coating 50 4.5 การศกษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลชนดตางๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating 51 4.6 การศกษาอายการใชงาน 53 4.6.1 การศกษาในสวนทผานวฏจกรสภาวะเรง 53 4.6.2 การทดสอบภายใตสภาวะบานจาลอง 55 4.7 การทดสอบสมบตทางกายภาพของซลกาเจลเมอผานวฏจกรสภาวะเรง และสภาวะบานจาลอง 56 4.7.1 การศกษา BET surface area 56 4.7.2 การศกษาขนาดของรพรน 58 4.8 การศกษาความสามารถในการลดอณหภมภายใตบานจาลอง 60 4.9 ความสามารถในการลดภาระความรอนของแผนซลกาเจล 69 4.10 การคานวณราคาตอหนวยของแผนซลกาเจล 70 5. สรปผลและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการทดลอง 71 5.2 ขอเสนอแนะ 72

ซ

หนา เอกสารอางอง 73 ภาคผนวก ก การทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจล 75 ข การกระจายตวของอนภาคซลกาเจลทผานการบด 77 ค การทดสอบภายใตสภาวะเรง 79 ง การวเคราะหขนาดรพรนและ BET surface area 83 จ การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมภายใตสภาวะหลงคาจาลอง 95 ฉ ขอมลสมบตของซลกาเจลผง ขนาด 40-63 ไมครอน และ 63-200 ไมครอน บรษท Merck 102 ช การคานวณพลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศ 104 ประวตผวจย 106

ฌ

รายการตาราง ตาราง หนา ก.1 ขอมลการทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลเมอ ขนรปดวยกระบวนการตางๆ 76 ก.2 ขอมลการทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลชนดตางๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating 76 ข.1 volumn% ของขนาดอนภาคของซลกาเจลทผานการบดจากซลกาเจล ขนาด 40-63 ไมครอน 78 ข.2 volumn% ของขนาดอนภาคของซลกาเจลทผานการบดจากซลกาเจล ขนาด 2-5 มลลเมตร 78 ข.3 คาเฉลยและคามธยฐานของขนาดอนภาคทไดจากการบดซลกาเจล ขนาด 40-63 ไมครอนและ 2-5 มลลเมตร 78 ค.1 ขอมลแสดงนาหนงของแผนซลกาเจลแผนท 63 และ 74 เมอผาน การอบคายความชนและดดความชน ทรอบทดสอบตางๆ 80 ง.1 BET surface area ของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล และผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง ทรอบทดสอบตางๆ 84 ง.2 BET surface area ของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะบานจาลองเปนเวลาตางๆ 84 ง.3 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผาน การขนรปใหเปนแผนซลกาเจล และผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตางๆ 85 ง.4 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะบานจาลองเปนเวลาตางๆ 85 จ.1 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 25 ธนวาคม 2546 96 จ.2 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 26 ธนวาคม 2546 97 จ.3 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 27 ธนวาคม 2546 98 จ.4 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนหยก ทดสอบวนท 27 พฤศจกายน 2546 99

ญ

ตาราง(ตอ) หนา จ.5 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ ปนแผนหยก ทดสอบวนท 28 พฤศจกายน 2546 100 จ.6 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนหยก ทดสอบวนท 29 พฤศจกายน 2546 101

ฎ

รายการรปประกอบ รป หนา 2.1 การยดเกาะของโมเลกลของตวถกดดซบบนตวดดซบ 3 2.2 การดดซบแบบชนเดยว และการดดซบแบบหลายชน 4 2.3 ไอโซเทอรมประเภทตางๆ 6 2.4 polymerization of silicic acid 8 2.5 formation of silica gel 8 2.6 irregular silica gel 9 2.7 Spherical silica gel 10 2.8 Pellicular packing 10 2.9 การเกด hydroxyl group บนผวหนาของซลกาเจล 11 2.10 การจบกนระหวางโมเลกลของนาแบบ multilayer adsorption 12 2.11 การดดซบโมเลกลของนาบนผวหนาของซลกาเจล 12 2.12 แผนภมอากาศชนสาหรบชวงอณหภม 10-120 องศาเซลเซยส และความดน 101.325 kPa 14 2.12 การนาความรอนผานผนงราบทมคาการนาความรอนคงท 15 2.14 การพาความรอนแบบบงคบ 17 2.15 สวนประกอบของอปกรณ doctor blade tape casting machine 22 3.1 อปกรณชดบด planetary mill 27 3.2 เครองวดความเรวลมและความชนแบบขดลวดความรอน 28 3.3 เครอง Flurescent - UV lamp corrosion test 28 3.4 ตอบความรอน 29 3.5 เครองชงนาหนก ความละเอยด 0.0001 กรม 29 3.6 เครองบนทกอณหภม 30 3.7 แบบบานจาลองทใชในการทดสอบ 30 3.8 การขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง 34 3.9 การขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง 34 3.10 การขนรปดวยวธ gravity coating 35 3.11 ภาพ side view และภาพ top view ของแผนซลกาเจลแผนหยก 36 3.12 ชนงานทใชทดสอบสภาวะเรงและผงซลกาเจล ทยงไมผานการขนรป 40 3.13 ตาแหนงตางๆในการวดอณหภมภายในบานจาลอง 41 3.14 หลกการวดขนาดอนภาคโดยเทคนค laser diffraction 43

ฏ

รป(ตอ) หนา 3.15 schematic diagram ของเครองวดขนาดของรพรนและ BET surface area 44 4.1 การกระจายตวของผงซลกาเจลขนาดอนภาค 10 ไมครอน

ทไดจากการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 40-63 ไมครอน 45 4.2 การกระจายตวของผงซลกาเจลขนาดอนภาค 63-200 ไมครอน ทไดจากการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 2-5 mm 46 4.3 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง 47 4.4 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง 47 4.5 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการ gravity coating 48 4.6 เปอรเซนตนาหนกของซลกาเจลทเพมขนหลงจากดดความชนเมอเปรยบเทยบกบ นาหนกของซลกาเจลกอนดดความชนทขนรปดวยกระบวนการตางๆ 49

4.7 ปรมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนโพลเมอรเมอสเปรยกาว 1 ครง จากเครอง SEM 50

4.8 ปรมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนโพลเมอรเมอสเปรยกาว 2 ครง จากเครอง SEM 50

4.9 ปรมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนโพลเมอรเมอสเปรยกาว 3 ครง จากเครอง SEM 51

4.10 เปอรเซนตนาหนกของซลกาเจลทเพมขนหลงจากดดความชนเมอเปรยบเทยบกบ นาหนกกอนดดความชนของซลกาเจลขนาดตางๆทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating 52 4.11 ชนงานทผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตางๆ 53 4.12 ความสมพนธระหวางนาหนกของแผนซลกาเจลแผนท 63, 74 และแผนกาว เมอมการดดความชน ณ สภาวะเรง เปนจานวน 90 รอบทดสอบ 54 4.13 ชนงานทผานการใชงานในสภาวะบานจาลองเปนระยะเวลาตางๆ 55 4.14 BET surface area ของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง 56 4.15 BET surface area ของแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลอง 57 4.16 ขนาดรพรนของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง 58 4.17 ขนาดรพรน ของแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลอง 58 4.18 แผนซลกาเจลแผนหยก 60 4.19 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 25 ธนวาคม 2546 (แผนเรยบ) 61

ฐ

รป(ตอ) หนา 4.20 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 26 ธนวาคม 2546 (แผนเรยบ) 62 4.21 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 27 ธนวาคม 2546 (แผนเรยบ) 63 4.22 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 27 พฤศจกายน 2546 (แผนหยก) 64 4.23 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 28 พฤศจกายน 2546 (แผนหยก) 65 4.24 อณหภม ณ ตาแหนง gap ใตหลงคาและใตฝาเพดานเปรยบเทยบระหวาง หลงทใชและไมใชแผนซลกาเจล ทดสอบวนท 29 พฤศจกายน 2546 (แผนหยก) 66 4.25 ความสามารถในการคายความชนของแผนซลกาเจลในสภาวะบานจาลอง 68 4.26 ผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมภายใตสภาวะบานจาลอง ของนายจกรภพ ปาณราช 68 4.27 เปรยบเทยบปรมาณซลกาเจลทใชกบงานวจยของนายจกรภพ 69 ง.1 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล เมอยงไมผานสภาวะเรง 86 ง.2 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 15 รอบทดสอบ 86 ง.3 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ 87 ง.4 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ 87 ง.5 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ 88

ฑ

รป(ตอ) หนา ง.6 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ 88 ง.7 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล ทยงไมผานสภาวะเรง 89 ง.8 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 15รอบทดสอบ 89 ง.9 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ 90 ง.10 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ 90 ง.11 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ 91 ง.12 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบ 91 ง.13 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ 92 ง.14 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 30 วน 92 ง.15 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 90 วน 93 ง.16 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 120 วน 93 ง.17 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 150 วน 94 ง.18 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 210 วน 94

บทท 1 บทนา 1.1 ทมาของงานวจย ในปจจบนการใชเครองปรบอากาศในการลดอณหภมภายในอาคารมการใชกนกวางขวาง ซงเปนการสนเปลองพลงงานมาก ดงนนจงมการพยายามทจะลดพลงงานทสญเสยไปในสวนน โดยการชวยลดอณหภมภายในหองลงไปบางสวน จะชวยใหลดพลงงานทตองใชในการลดอณหภมของเครองปรบอากาศ เนองจากอตราการใชพลงงานของเครองปรบอากาศขนกบภาระการปรบอณหภมของอากาศภายในหอง สงสาคญททาใหอณหภมภายในหองสงไดแก ปรงสจากดวงอาทตย ดงนนถาสามารถลดความรอนทเกดจากรงสนได จะเปนการชวยลดอณหภมภายในหองไดสวนหนงแนวทางทใชกนในปจจบนไดแก การใชฉนวนกนความรอนตดตงทบรเวณหลงคาเพอปองกนการถายเทความรอนจากดานนอกเขาสดานใน เนองจากฉนวนกนความรอนนทาจากวสดทมสมประสทธการนาความรอนตา สวนแนวทางใหมทไดมการพฒนาและทดลองใช ไดแกการนาสารดดความชนมาชวยลดภาระความรอนใตหลงคา เนองจากสารดดความชนมสมบตดดความชนในสภาวะทความชนสงและคายความชนในสภาวะทอณหภมสง จากสมบตดงกลาวจงไดมการทดลองนาสารดดความชนมาใชในการลดภาระความรอน โดยในเวลากลางคนสารดดความชนจะดดซบความชนไว และในเวลากลางวนรงสจากดวงอาทตยสวนหนงจะไปทาใหสารดดความชนมการคายความชน ทาใหมการลดรงสทจะผานเขาไปในตวอาคารและความชนสวนหนงทสารดดความชนคายออกมากจะชวยลดอณหภมไดอกดวย ดงนนการลดภาระความรอนทผานหลงคาดวยวธนจงมประสทธภาพสง ซลกาเจลกเปนสารดดความชนชนดหนงทถกนามาใชทดลองเพอลดภาระความรอนใตหลงคา และพบวาสามารถลดภาระความรอนใตหลงคาได ดงนนในงานวจยนจะใชซลกาเจลเพอชวยลดภาระความรอนภายใตหลงคาในการทจะนาซลกาเจลไปใชในการลดภาระความรอนภายใตหลงคาในชวตประจาวนนน ซลกาเจลควรอยในสภาพทเหมาะสมทจะนาไปใชงาน ดงนนงานวจยนจงศกษาวธการขนรปแผนซลกาเจลเพอความสะดวกในการนาไปใชลดภาระความรอนใตหลงคา 1.2 วตถประสงคของงานวจย

1. ศกษาชนดของซลกาเจลและวธการขนรปซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน เพอชวยในการลดภาระความรอน

2. ประเมนความคมคาทางเศรษฐศาสตร

2

1.3 ขอบเขตของงานวจย 1. ศกษาขอมลเบองตนของการขนรปซลกาเจล และวธการขนรปซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน 2. ศกษาสมบตของซลกาเจลทมผลตอการดดและคายความชนของแผนซลกาเจล 3. แปรผลจากการดดและคายความชนของแผนซลกาเจลเพอพจารณาความสามารถในการลด

ภาระความรอนของแผนซลกาเจล 4. ศกษาอายการใชงานของแผนซลกาเจล 5. วเคราะหและสรปผล

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ ในบทนจะเปนการกลาวถงทฤษฎตางๆ โดยจะแบงออกเปนหวขอหลก ๆ ไดแก การดดซบ สมบตของซลกาเจล การถายเทความรอน และกระบวนการในการขนรปทเลอกใชในงานวจยน ซงจะกลาวเรยงลาดบตามทไดกลาวมาขางตนดงน 2.1 การดดซบ (adsorption) การดดซบเปนกระบวนการท โมเลกลของกาซหรอของเหลวเกดการยดเกาะหรอรวมตวกนบรเวณผวหนาของของแขง โดยโมเลกลทเขายดเกาะทบรเวณผวหนาของของแขงนเรยกวา ตวถกดดซบ (adsorbate) และของแขงทตวถกดดซบเขาไปยดเกาะบรเวณผวหนาเรยกวา ตวดดซบ (adsorbent) [1] ดงแสดงในรปท 2.1 การดดซบเกดขนเนองจากพนผวของตวดดซบเกดปฏกรยากบตวถกดดซบและการจบกนระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกบตวถกดดซบเอง โดยกระบวนการดดซบจะขนอยกบลกษณะโครงสรางทซบซอนของตวดดซบ สมบตทางเคมของตวดดซบและตวถกดดซบ จานวนชนของโมเลกลของตวถกดดซบบนพนผวและขนาดรพรนของตวดดซบ[2] ดงนนในการเลอกตวดดซบจงควรเลอกใหเหมาะสมกบองคประกอบตาง ๆ ของตวถกดดซบ เชน ผงคารบอนกมมนต (activated carbon) สามารถดดซบสารละลายทไมมขวไดด แตซลกาเจลสามารถดดซบสารละลายทมขวไดด เปนตน

รปท 2.1 การยดเกาะของโมเลกลของตวถกดดซบบนตวดดซบ [1]

4

2.1.2 ประเภทของการดดซบ การดดซบแบงออกเปน 2 ประเภท ดงน 2.1.2.1 การดดซบทางกายภาพ (physical adsorption) เปนการดดซบทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลไมสง สวนมากเปนแรงแวนเดอรวาลส (van der Waals’ forces) และในการดดซบทางกายภาพนเปนการดดซบทเปนปฏกรยาทเกดความรอนขน (exothermic) ซงความรอนทเกดขนเมอมการดดซบ (heat of adsorption, ∆Hads) จะอยในชวง –10 ถง –40 กโลจลตอโมล และในการเกดการดดซบลกษณะนเปนการดดซบทเกดขนบรเวณใดกไดภายในรพรนไมวาจะเปนบรเวณผวหนาของตวดดซบหรอระหวางตวถกดดซบกบตวถกดดซบ แตโดยสวนใหญแลวจะเปนการเกดระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกบตวถกดดซบมากกวา[3] โดยการดดซบแบบนเปนการดดซบทเกดไดหลายชน (multilayer adsorption) ดงแสดงในรปท 2.2b 2.1.2.2 การดดซบทางเคม (chemical adsorption) เปนการดดซบทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลทสงมาก ซงพนธะทเกดขนในการดดซบลกษณะนไดแก พนธะโควาเลนซ (covalent bond) หรอ พนธะอออนก (ionic bond) และความรอนทเกดขนเมอเกดการดดซบนนสงกวาการดดซบทางกายภาพมาก คออยในชวง –40 ถง –1000 กโลจลตอโมล และการดดซบทางเคมนเกดขนเฉพาะบรเวณผวหนาของตวดดซบกบตวถกดดซบเทานน [3] โดยการดดซบจะเกดเพยงชนเดยว (monolayer adsorption) ดงแสดงในรปท 2.2a การดดซบในลกษณะนสามารถทาการ desorption ได โดยการรบกวนสภาวะทสมดลนน เชน การเพมอณหภม หรอ การลดความดน

รปท 2.2 a) การดดซบแบบชนเดยว (monolayer adsorption) b) การดดซบแบบหลายชน (multilayer adsorption)[2]

5

ขอแตกตางระหวางการดดซบทางเคมและทางกายภาพ การดดซบทางกายภาพเปนการดดซบทมแรงยดเหนยวระหวางโมเลกลตากวาการดดซบทางเคม ซงเปนผลทาใหการดดซบทางกายภาพสามารถทาการ desorption ได สวนการดดซบทางเคมนนทาไดยาก และการดดซบทางเคมเปนการดดซบทบรเวณผวหนาของตวดดซบ ดงนนเมอบรเวณผวหนาของตวดดซบถกปกคลมดวยตวถกดดซบเตมพนทแลวจงไมสามารถเกดการดดซบทางเคมอกได เปนผลทาใหการดดซบทางเคมเปนการดดซบแบบเกดเพยงชนเดยว สวนการดดซบทางกายภาพเปนการดดซบระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกบตวถกดดซบเอง ทาใหการดดซบทางกายภาพเปนการดดซบแบบหลายชน 2.1.3 การดดซบแบบไอโซเทอรม ในสภาวะสมดลของการดดซบนนเปนลกษณะของการทเกดการเคลอนทอยตลอดเวลา (dynamic) กลาวคอ เมออตราการดดซบของโมเลกลทถกดดซบบนผวมคาเทากบอตราการหลดออกจากผว แสดงวาในขณะนนการดดซบอยในสภาวะสมดล ซงการดดซบแบบไอโซเทอรม (adsorption isotherm) เปนการแสดงความสมพนธระหวางปรมาณของตวถกดดซบกบความดนสมดล(equilibrium pressure) ทอณหภมคงท ซงการดดซบแบบไอโซเทอรมนเปนการแสดงความสมพนธระหวางความเขมขน ปรมาณ หรอปรมาตรของกาซทถกดดซบไวเทยบกบความดนยอย (p/p0) ทอณหภมคงท 2.1.3.1 ประเภทของการดดซบแบบไอโซเทอรม [4],[6] การดดซบแบบไอโซเทอรม จาแนกออกไดเปน 5 ประเภท ดงรปท 2.3 ซงสามารถอธบายตามรปรางกราฟไดดงน

6

รป 2.3 ไอโซเทอรมประเภทตางๆ [4] แบบท 1 เปนการดดซบแบบชนเดยว (monolayer) ทงในวสดทมรพรนและไมมรพรน ในตอนแรกพนผวของตวดดซบจะยงวางอย โมเลกลของตวถกดดซบจะดดซบไดอยางรวดเรว ทาใหปรมาณสารทถกดดซบเพมขนอยางรวดเรว เมอเวลาผานไปพนทผวของตวดดซบจะคอยๆลดลง ทาใหอตราการดดซบลดลงดวย การดดซบจงเกดไดชาลง และในทสดเมอพนทผวของตวดดซบเตม หรอเขาสจดสมดล อตราการดดซบกจะกลายเปนศนย ปรมาณสารทถกดดซบจงกลายเปนคาคงท เชน การดดซบนาบนพนผวของซโอไลท [a4, p25] แบบท 2 เปนการดดซบแบบหลายชน (multilayer) บนวสดไมมรพรน (non-porous solid) ในกรณทแรงดงดดระหวางตวดดซบ กบตวถกดดซบมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกนเอง ในตอนแรกจะเกดการดดซบแบบชนเดยวทงพนผวกอน หลงจากนนโมเลกลของตวถกดดซบทพน ผวจะเกดการดงดดกบโมเลกลของตวดดซบอนๆทยงไมถกดดซบ ทาใหเกดเปนการดดซบชนตอๆ ไป ดงนนปรมาณสารทถกดดซบจงเพมขนเรอย ๆ ตามจานวนชนของการดดซบ เชน การดดซบนาบนพนผวของอะลมนา

7

แบบท 3 เปนการดดซบแบบหลายชนบนวสดไมมรพรน ในกรณทแรงดงดดระหวางตวดดซบกบตวถกดดซบนอยกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกนเอง อตราการดดซบขนกบปรมาณตวถกดดซบทผวของตวดดซบ กลาวคอในชวงแรกยงมโมเลกลของตวถกดดซบอยทผวของตวดดซบนอยทาใหอตราการดดซบยงไมสงมาก เมอเวลาผานไปมโมเลกลถกดดซบมากขนทาใหอตราการดดซบเพมขน เชน การดดซบไอนาบนพนผวของคารบอน แบบท 4 เปนการดดซบแบบ หลายชน บนวสดรพรน (porous solid) ในกรณทแรงดงดดระหวางตวดดซบกบตวถกดดซบมากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกนเอง กลไกการดดซบจะคลายกบแบบท 2 กลาวคอในตอนแรกจะเกดการดดซบแบบชนเดยวทงพนผวกอน หลงจากนนโมเลกลของตวถกดดซบทพนผวจะเกดการดงดดกบโมเลกลของตวดดซบอนๆทยงไมถกดดซบทาใหเกดเปนการดดซบชนตอๆไป แตการดดซบจะถงจดอมตวเนองจากรพรนของตวดดซบเตมหมดแลวทาใหไมสามารถเกดการดดซบไดอก เชน การดดซบนาบนพนผวของซลกาเจล แบบท 5 เปนการดดซบแบบหลายชนบนวสดรพรนในกรณทแรงดงดดระหวางตวดดซบกบตวถกดดซบนอยกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลของตวถกดดซบกนเอง กลไกการดดซบจะคลายกบในแบบท 3 แตการดดซบจะถงจดอมตวเนองจากรพรนของตวดดซบเตมหมดเชนเดยวกบในแบบท 4 2.2 การเตรยมซลกาเจลใหมลกษณะตางๆ [7] การเตรยมซลกาเจลนนในขนตนจะกลาวในสวนของการสงเคราะหซลกาเจล จากนนจะกลาวในสวนของกระบวนการทาใหซลกาเจลมรปรางตางๆ ซงขนตอนการสงเคราะหซลกาเจลมดงน ซลกาเจลนนสงเคราะหจากการ ทาปฏกรยาระหวาง sodium silicate (aq) กบ hydrochloric acid เกดเปน silicic acid และ sodium chloride ดงสมการตอไปน

Na2SiO3 + H2O + 2HCl Si(OH)4 + 2NaCl (2.1) จากนน silicic acid กจะเกดการรวมตวกนอยางรวดเรวจนกลายเปน polymeric silicic acid ดงแสดงในรปท 2.4 จากนนกจะเกดการรวมตวกนจนกระทงกลายเปนเจล ดงแสดงในรปท 2.5 จากนนเมอไดเจลทมลกษณะออนตว นาเจลทไดนมาเทใสถาดและทงไวโดยในระหวางนจะเกดการหดตวของเจลและเจลจะเรมแขงขนโดยเจลทแขงตวจากการทงเอาไวใหเกดการหดตวนเรยกวา hydrogel จากนนนา hydrogel ทไดไปใหความรอนทอณหภมประมาณ 120 องศาเซลเซยส จะไดซลกาเจลทมลกษณะแขง

8

ซงเรยกวา xerogel และในสวนของการผลตซลกาเจลทมลกษณะของผงทแตกตางกนไปจะกลาวในหวขอตอไป

รปท 2.4 polymerization of silicic acid [7]

รปท 2.5 formation of silica gel [7]

9

2.2.1 การผลตซลกาเจลทมลกษณะของผงไมแนนอน (irregular silica gel) ในการผลตซลกาเจลทมรปรางของผงไมแนนอนทาโดยการนา xerogel ทไดจากการสงเคราะหตามทไดกลาวมากอนหนานไปบดเพอใหไดขนาดตามทตองการ ลกษณะของ irregular silica gel แสดงดงรปท 2.6

รปท 2.6 irregular silica gel [7] 2.2.2 การผลตซลกาเจลทมลกษณะของผงเปนทรงกลม (spherical silica gel) ในการผลตซลกาเจลทมลกษณะเปนผงนนสวนใหญจะเปนความลบของบรษท ยงไมมรายงานออกมาสสาธารณะมากนกแตยงพอมรายงานมาบาง คอมการเตรยม spherical silica gel โดยนา tetraethoxy-silane ทผานกระบวนการ hydrolysis แลวจะได polyethoxysiloxane ซงจะมลกษณะคอนขางหนด จากนนนา polyethoxysiloxane ทไดไปทาใหเกดการสนอยางรนแรง (vigorous stirring) จะได polyethoxysiloxane ทมลกษณะเปนทรงกลม จากนนเตมตวเรงปฏกรยาทาให polyethoxysiloxane กลายเปน silica hydrogel และนา hydrogel ทไดไปใหความรอนจนกลายเปน xerogel ทมลกษณะเปนทรงกลม ดงรปท 2.7

10

รปท 2.7 Spherical silica gel [7] 2.2.3 การผลตซลกาเจลทมลกษณะเปน pellicular packing ซลกาเจลทมลกษณะ pellicular packing นเปนลกษณะของการเคลอบซลกาบนแกวทเปนทรงกลมโดยการเคลอบดวย silica sol จากนนนาไปทาใหเปน xerogel โดยการใหความรอนในการทาซลกาเจลลกษณะนสามารถเลอกขนาดไดตามตองการ ซลกาเจลทมลกษณะ pellicular packing นแสดงใน รปท 2.8

รปท 2.8 Pellicular packing [7]

11

2.3 การดดความชนของซลกาเจล [7] การดดความชนของซลกาเจลนนเปนผลมาจากสมบตการดดซบ (adsorption) ของซลกาเจล จากทฤษฎการดดซบทไดกลาวในหวขอ 2.1 จะเหนวาการดดซบจะเกดเฉพาะบรเวณผวเทานนดงนนในหวขอนจะกลาวถงลกษณะโครงสรางของซลกาเจลบรเวณผวหนา ซลกาเจลนนจดอยในจาพวกทชอบนา (hydrophilic) โดยทผวของซลกาเจลเตมไปดวย siloxane bonds ซงจะจบกบ hydroxyl group ไดด ซงการจบกนระหวาง siloxane bonds ทบรเวณผวของซลกาเจลกบ hydroxyl group นนอาจเกดไดในหลายรปแบบดงรปท 2.9 โดยการจบกนระหวาง siloxane bonds กบ hydroxyl group เปนการจบกนดวยพนธะโควาเลนซ และเปนการดดซบเพยงชนเดยว (monolayer adsorption) กลาวคอเมอ siloxane bonds จบกนกบ hydroxyl group จนไมเหลอแลวจะไมสามารถเกดปฏกรยาเชนนไดอก ซงการเกดการดดซบในชนนเปนการดดซบทางเคม (chemisorption) และในการระเหยนาในชนนตองใหอณหภมสงถง 300 องศาเซลเซยส จากนนในการดดซบนาในชนตอๆไปเปนการดดซบทางกายภาพ (physisorption) โดยการจบกนระหวางโมเลกลของนาเปนการจบกนดวยพนธะไฮโดรเจน ซงการจบกนระหวางโมเลกลของนาเปนการดดซบแบบหลายชน (multilayer adsorption) ดงแสดงในรป 2.10 และรปแสดงการดดซบโมเลกลของนาบนผวหนาของซลกาเจลแสดงดงรปท 2.11

รปท 2.9 การเกด hydroxyl group บนผวหนาของซลกาเจล [7]

the single hydroxyl group The double hydroxyl group

The triple hydroxyl group

12

รปท 2.10 การจบกนระหวางโมเลกลของนาแบบ multilayer adsorption [7]

รปท 2.11 การดดซบโมเลกลของนาบนผวหนาของซลกาเจล [8]

13

2.4 คาจากดความของศพทไซโครเมตรก (psychrometric terms) [9] ในการนาซลกาเจลมาใชเพอลดภาระความรอนภายใตหลงคานน ความชนสมพทธภายในบรเวณใตหลงคาจาลองเปนปจจยสาคญทมผลตอการดดและคายความชนของซลกาเจล แผนภมไซโครเมตรกเปนเครองมอสาคญทจาเปนทตองศกษาเพราะชวยใหทราบการเปลยนแปลงสมบตของอากาศชนอยางรวดเรว ดงนนจงควรทาความเขาใจกบคาจากดความของคาตางๆ ทใชในแผนภมไซโครเมตรก ดงตอไปน อณหภมกระเปาะแหง (dry-bulb temperature) คออณหภมของอากาศชนทชบอกโดยเทอรโมมเตอรทวๆ ไป อณหภมกระเปาะเปยก (wet-bulb temperature) คออณหภมของอากาศชนทชบอกโดยเทอรโมมเตอรทกระเปาะถกหมดวยผากอสเปยก และมลมเปาผานกระเปาะดวยความเรวอยางนอย 4.6 เมตรตอวนาท อตราสวนความชน (humidity ratio) คอมวลของไอนาทมอยในอากาศแหงหนงหนวยมวล อณหภมจดนาคาง (dew-point temperature) คออณหภมทไอนาในอากาศเรมควบแนนเมออากาศนนถกทาใหเยนลงทอตราสวนความชนและความดนบรรยากาศคงท ความดนไอ (vapor pressure) คอสวนของความดนยอย (partial pressure) ทกระทาโดยโมเลกลของไอนาทมอยในอากาศชน ถาอากาศอมตวดวยไอนาเรยกความดนไอนวาความดนไออมตว (saturated vapor pressure) โดยคาความดนไออมตวนจะขนกบอณหภม ความชนสมพทธ (relative humidity) คออตราสวนของเศษสวนเชงโมล (mole fraction) หรอความดนไอของไอนาในอากาศตอเศษสวนเชงโมล หรอความดนไอของไอนาในอากาศอมตวทอณหภมและความดนบรรยากาศเดยวกน โดยความชนสมพทธมคาระหวาง 0-1 เอนทลป (enthalpy) คอคาปรมาณความรอนของอากาศชนตอหนงหนวยมวลอากาศแหง ทสงกวาคาทอณหภมอางองทกาหนดขน ในการคานวณโดยทวไปจะเกยวของกบความแตกตางของเอนทลป ดงนนอณหภมอางองจะเปนอณหภมใดๆกได โดยทางปฏบตเรามกจะใชอณหภมอางองของนาและของอากาศแหงคอ 0 องศาเซลเซยส ปรมาตรจาเพาะ (specific volume) คอปรมาตรของอากาศชนตอหนวยมวลของอากาศแหง แผนภมไซโครเมตรกแตละแผนภมจะใชไดสาหรบชวงอณหภมและความดนบรรยากาศนนๆ ดงนนในการเลอกใชตองเลอกใหตรงกบชวงอณหภมและความดนบรรยากาศทตองการ โดยในงานวจยนใชงานอยในชวงอณหภม ประมาณ 18-50 องศาเซลเซยส ทความดนบรรยากาศ 101.325 กโลปาสคาล ซงเปนความดนทระดบนาทะเล ดงนนจงยกตวอยางแผนภมทใชในชวงนดงรปท 2.12

14

รปท 2

.12 แผ

นภมอ

ากาศช

นสาห

รบชว

งอณห

ภม 10

-120 อ

งศาเซ

ลเซยส

และค

วามดน

101.3

25 kP

a [9]

15

2.5 การถายเทความรอน การถายเทความรอนเปนศาสตรทเกยวกบการศกษา เพอทจะประมาณการหรอคาดคะเนพลงงานความรอนทถายเทเคลอนยายระหวางวตถ ซงเปนผลมาจากความแตกตางระหวางอณหภมวตถนน การถายเทความรอนนนไมเพยงเพอทจะอธบายวาความรอนถายเทเคลอนยายไดอยางไร แตยงศกษาการคาดคะเนอตราการถายเทเคลอนยายของความรอนทเกดขนในสภาวะใดสภาวะหนงดวย ซงความรอนหรอพลงงานความรอนนนสามารถเคลอนยายถายเทได 3 วธ ดงน 2.5.1 การนาความรอน (conduction) [10] เปนกระบวนการทความรอนทเคลอนทจากบรเวณทมอณหภมสงกวาไปยงท ทมอณหภมตากวาภายในตวกลางทเปนของแขง ของเหลวหรอกาซ โดยการเคลอนทของความรอนอาจเปนการเคลอนทระหวางวตถเดยวกน หรอระหวางตวกลางทตางกนแตสมผสกนโดยตรง การเคลอนทของความรอนโดยการนานจะเคลอนทผานโมเลกลโดยไมมการเคลอนทของโมเลกลของตวกลาง เมอพจารณาการถายเทความรอนผานผนงราบทผวมอณหภมคงทและมขนาดสมาเสมอทวทงผว ดงรปท 2.13 จะไดอตราการนาความรอนดงสมการท 2.2

รปท 2.12 การนาความรอนผานผนงราบทมคาการนาความรอน k คงท [11]

16

(2.2)

qk = อตราการถายเทความรอนโดยการนา (W) k = คาการนาความรอนของวตถ (thermal conductivity; W/m .K) A = พนทของผนงทตงฉากกบทศทางการไหลของความรอน (m2) ∆X = ความหนาของผนง (m) T1 - T2 = ผลตางอณหภมทผวทงสองดานของตวกลาง (K) 2.5.2 การพาความรอน (convection) เปนกระบวนการถายเทความรอนระหวางผวของวตถแขงกบของเหลวหรอกาซ โดยความรอนจะถกพาไปกบตวกลางทมการเคลอนท การถายเทความรอนโดยการพาความรอนน แบงออกไดเปน 2 ลกษณะคอ [12] การพาความรอนแบบอสระ (free convection) เกดจากความแตกตางของอณหภมในของไหลทเนองมาจากการทของไหลสมผสกบผวของวตถทมอณหภมแตกตางกนจนทาใหเกดแรงลอยตวขน เชนการถายเทความรอนระหวางผนงหรอหลงคาบานในวนทอากาศสงบเงยบ หรอการถายเทความรอนจากผวของตวเกบความรอนจากดวงอาทตยในชวงทไมมลมพด การพาความรอนแบบบงคบ (force convection) เกดขนเมอมแรงภายนอกมาบงคบใหของไหลเคลอนทผานผววตถทรอนหรอเยนกวา เนองจากการไหลของการพาความรอนแบบบงคบมความเรวทสงกวาแบบอสระ ดงนนถาหากมความแตกตางของอณหภมเทากน การพาความรอนแบบบงคบกจะมอตราการถายเทความรอนสงกวา ในสวนของการคานวณหาอตราการถายเทความรอนแบบการพาความรอนทงแบบอสระ และแบบบงคบสามารถหาไดจากสมการเดยวกน ดงสมการท 2.3 และรปท 2.14 แสดงการพาความรอนแบบบงคบ

qk = AK (T1-T2) ∆X

17

(2.3)

qc = อตราการถายเทความรอนโดยการพา (W) hc = สมประสทธการพาความรอนเฉลยทผวสมผสระหวางของไหลกบวตถ

(convection heat transfer coefficient ; W/m2 .K) A = พนทผวของวตถทสมผสกบของไหล ( m2)

Ts = อณหภมของผววตถ (K) T∝ = อณหภมของของไหลอสระทอยหางออกไปจากผว (K)

รปท 2.14 การพาความรอนแบบบงคบ [11] พจารณาจากรปท 2.14 เปนการเคลอนทของของไหลผานแผนความรอน โดยแผนความรอนมอณหภมทผว Ts วางอยในตวกลางทเปนของเหลวอณหภม T∝ โดยความเรวในการเคลอนไหลของตวกลางของเหลวทผานแผนความรอนแทนดวย u∝ จะเหนวาความเรวทหางออกไปมคามากกวาความเรวทใกลชดกบแผนความรอนเนองจากผลของความหนดของของไหล และอณหภมทผวแผนความรอนสงกวาอณหภมตวกลางในของเหลว

qc = A hc (Ts - T∝)

18

2.5.3 การแผรงสความรอน (radiation) [12] จากขางตนจะเหนวาการนาความรอนและการพาความรอนจะเกดการถายเทความรอนเฉพาะในกรณทมตวกลางเทานน แตสาหรบการแผรงสนนเปนการถายเทความรอนทไมจาเปนตองมตวกลาง เชน ในบรเวณทเปนสญญากาศ โดยพลงงานความรอนจากการแผรงสนนจะเคลอนทไปในรปของคลนแมเหลกไฟฟา ซงพลงงานทเคลอนทไปในรปของคลนแมเหลกไฟานนมอยมากมายหลายชนด เชน รงสเอกซ รงสอนฟาเหรด แตสาหรบในเรองนพจารณาเพยงพลงงานความรอนเทานน โดยพลงงานทสงออกจากผวของวตถในรปรงสความรอน จะขนกบอณหภมและลกษณะของผว ซงวตถทสามารถแผรงสไดสงสด คอ วตถดา (black body) จะมอตราการแผรงสดงน (2.4)

Er = อตราการแผรงส (W) σ = Stefan – Boltzmann constant มคา 5.669 x 10 –8 ; W/m2 .K4

A = พนทผวของตวแผรงส ( m2) T = อณหภมผวของตวแผรงส (K)

จากสมการท 2.4 จะเหนวาอตราการแผรงสความรอนของวตถดาแปรโดยตรงกบกาลงสของอณหภม ทงๆทการแผรงสความรอนนนไมขนกบสภาพแวดลอม แตในทางความเปนจรงกลบปรากฏวาอตราการถายเทความรอนสทธของการแผรงสขนอยกบความแตกตางของอณหภมระหวางวตถ 2 ชน ทกาลงแลกเปลยนความรอนกน กลาวคอ ถาวตถดาแผรงสความรอนไปยงวตถทอยรอบ ๆ และวตถทอยรอบๆ กเปนวตถดาซงสามารถดดซมพลงงานจากการแผรงสทมาตกกระทบไดหมดดวยแลว การถายเทความรอนสทธจากการแผรงสของวตถดาทมอณหภม T1 ไปยงวตถดาทอยรอบ ๆ ทมอณหภม T2 จะมคาดงน (2.5)

A1 = พนทผวของตวแผรงส ( m2) T1 = อณหภมผวของวตถดาทแผรงส (K) T2 = อณหภมผวของวตถดาทอยรอบ ๆ (K)

qr = σA1(T14 – T2

4)

Er = σAT4

19

แตเนองจากในวตถจรงนนไมสามารถแผรงสความรอนไดมากเทากบตวแผรงสในจนตนาการ ทเรยกวาวตถดาแตจะแผไดนอยกวา ซงถาหากทอณหภมเทากนวตถจรงสามารถแผรงสความรอนในอตราสวนคงทกบวตถดาไดทกความยาวคลนแลว จะเรยกวตถจรงนนวาวตถเทา และวตถเทานจะแผรงสความรอนในอตราดงน (2.6) ε1 = คาการแพรรงส (emittance) ของวตถเทา

A1 = พนทผวของตวแผรงส ( m2) T1 = อณหภมผวของวตถเทาทแผรงส (K) T2 = อณหภมผวของวตถดาทอยรอบๆ (K) 2.6 การคานวณหาอตราการถายเทความรอนทผานแผนซลกาเจล การคานวณหาอตราการถายเทความรอนทผานแผนซลกาเจลนนไมสามารถหาไดโดยตรง เนองจากการคานวณหาอตราการถายเทความรอนจากแผนซลกาเจลโดยตรงนนทาไดยาก เพราะปจจยทมผลตอการถายเทความรอนของแผนซลกาเจลมมากมาย เชน ผลจากการนาความรอนของแผนซลกาเจล ผลจากการพาความรอน เนองจากระหวางแผนซลกาเจลทมลกษณะเปนแผนหยกนนจะมระยะหางระหวางแผนซลกาเจลกบฝาเพดาน เปนตน ดงนนจงหาโดยทางออม โดยการคานวณอตราการถายเทความรอนทผานแผนยปซมของหลงคาจาลองหลงทมแผนซลกาเจล และหลงทไมมแผนซลกาเจล จากนนนามาเปรยบเทยบกน ผลตางทไดจะเปนอตราการถายเทความรอนของแผนซลกาเจล ซงเมอพจารณาลกษณะการถายเทความรอนผานแผนยปซมเปนการถายเทความรอนโดยการนา แสดงการคานวณดงตอไปน

qr = σε1A1(T14 – T2

4)

20

(2.7) qk = อตราการถายเทความรอนของแผนยปซม (W) K = สภาพนาความรอนของแผนยปซม; 0.436 W/m .K A = พนทผวหนาของแผนยปซม; 2 m2. ∆X = ความหนาของแผนยปซม; 4 mm T1 = อณหภมเหนอฝาเพดาน (K)

T2 = อณหภมใตฝาเพดาน (K) หมายเหต: หลงคาจาลองหลงทมแผนซลกาเจลแทนดวย s และหลงทไมมแผนซลกาเจลแทนดวย ns 2.7 กระบวนการขนรป ในกระบวนการขนรปเซรามคทเลอกใชนนการหลอแผนบาง (tape casting) เนองจากเปนกระบวนการทสามารถขนรปเซรามคใหมลกษณะเปนแผนบางไดถง 1 ไมครอน และ กระบวนการอดขนรปแบบแหง (dry pressing) ซงเปนกระบวนการขนรปเซรามคทงาย และ กระบวนการอนทไมใชกระบวนการขนรปเซรามคทเลอกใช ไดแก กระบวนการขนรปกระดาษทราย เพราะเปนกระบวนการทสามารถทาใหซลกาเจลมลกษณะเปนแผนไดเชนกน ซงในทางเซรามคนนมกระบวนการขนรปมากมายเชน การอดรด (extrusion) และการฉด ( injection) เปนตน

แผนยปซม

แผนซลกาเจลT1s

T2s แผนยปซม

T1ns

T2 ns

qk = AK ∆X

(T1 - T2)

21

2.7.1 การหลอแผนบาง (tape casting) [13] การขนรปดวยวธหลอแผนบาง (tape casting) เปนวธการทใชในการขนรปชนงานทมลกษณะเปนแผนราบและบางคลายเทปโดยความหนาอยในชวง 1-100 ไมครอน เปนวธทนยมกนมากในอตสาหกรรมอเลกทรอนกสเซรามค โดยในการขนรปดวยวธนนนวตถดบทใชในการขนรปจะตองทาใหอยในรปของสารละลายแขวนลอยทมความหนดสงคลายโคลน (slurry) ซงไดจากการนาผงเซรามค มาผสมรวมกบตวประสาน (binder) ตวทาละลาย (solvent) สารเพมความเปนพลาสตก (plasticizer) สารเพมการกระจายตว (dispersant) และ สารชวยเปยกผว (wettting agent) โดยนามาบดใหเขากนเปนเวลา 12-14 ชวโมง ซงหลงจากการบดขนาดอนภาคไมมการเปลยนแปลงมากนก จากนนนา สารละลายแขวนลอยทมความหนดสงคลายโคลน (slurry) ไปกรองและกาจดฟองอากาศออก (de-air) แลวจงนาไปขนรป ในการขนรปโดยวธนตองอาศยเครองมอชดอปกรณ doctor blade tape casting machine ดงรปท 2.15 เครองมอนประกอบไปดวย 2 สวนทสาคญ คอ สวนของใบมด (doctor blade) ทยดตดอยกบท และสวนของแผนรองรบ (carrier sheet) ซงทามาจากโพลเอธลน (PE) หนาประมาณ 0.1 มลลเมตรโดยจะเคลอนทผานใตใบมดอยางชา ๆ และตอเนอง สารละลายแขวนลอยทมความหนดสงคลายโคลน (slurry) ทเตรยมไวจะถกเทลงบนพนทลาดเอยงของตวกกเกบสารละลายแขวนลอยทมความหนดสงคลายโคลน (slurry) ในชดอปกรณแลวไหลลงบน แผนรองรบทเคลอนผานมาทางดานลาง และลอดระดบใบมดทตงกนไวขางหนา จากนนปลอยทงไวทอณหภมหองชนงานจะเรมแหงเนองจากมการระเหยของตวทาละลาย จนสามารถลอกออกจากแผนไดโดยไมเสยรปราง แผนบางทไดนเรยกวาเทปดบ (green tape) มความหนาประมาณ 0.5-3 มลลเมตร เทปดบทดตองมความเหนยวคลายพลาสตก และคงรปรางอยไดเมอทาการตดแตงใหไดขนาดตามทตองการ จากนนนาชนงานทตดแตงเรยบรอยแลวไปเผาอบผนก ซงเปนขนตอนทนาแผนเทปไปอบใหความรอนทอณหภมสงในเตาเผา เพอเผาใหสารเตมแตงสลายตวออกไป แผนเทปจะเกดการหดตวทวทงบรเวณผวหนาและตามแนวความหนา เมอตวประสานสลายตวออกไปหมดชนงานกจะไมมการหดตวอกตอไป จดบกพรองของแผนเทปทอาจพบไดคอ การแตกราว (crack) โคงงอ (warp) การมความหนาแนนทตาในบางบรเวณบนผวชนงาน และตาหนอนๆ ทอาจเกดขนไดบนผวชนงาน ซงอาจเนองมาจากการหดตวทเกดขนในระหวางการเผาอบผนก (sintering shrinkage) สวนผสมของสารละลายแขวนลอยทมความหนดสงคลายโคลน (slurry) และวธการเผากาจดตวประสานออกไป เปนตน

22

รปท 2.15 สวนประกอบของอปกรณ doctor blade tape casting machine 2.7.2 กระบวนการอดขนรปแบบแหง (dry pressing) [13] กระบวนการอดขนรปเปนวธการทนยมอยางมากในการขนรปชนงานจากวสดผง เชนผงโลหะ หรอผง เซรามค ซงเทคนคในการอดขนรปมหลายวธเชน การอดแบบแหง (dry pressing) การอดแบบใหแรงเทากนทกทศทกทาง (isostatic pressing) และการอดรด (extrusion) เปนตน ซงงานวจยนเลอกการขนรปแบบแหงเปนอกวธหนงเพอการศกษาวธการทเหมาะสมในการขนรปซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน เนองจากเทคนคนเปนเทคนคทใชในการขนรปเซรามคทมรปรางไมซบซอนมากนกและเปนเทคนคทงาย มการใชกนอยางแพรหลายในอตสาหกรรมเซรามค โดยขนตอนหลกๆของการขนรปแบบแหง คอ การบรรจสารลงในแมแบบ การอดตวขนรป และการดนเอาผลตภณฑออก โดยในกระบวนการอดแบบแหงนนสามารถแบงออกเปน 3 ลกษณะซงจะแบงตามลกษณะของการเคลอนทของแมพมพ (die) และหวกด (punch) ไดแก การอดแบบ single-action เปนการเคลอนทของหวกดสวนบนแตหวกดสวนลางและแมพมพถกยดอยกบท การอดแบบ double-action เปนการเคลอนทของหวกดสวนบนและแมพมพแตหวกดสวนลางถกยดอยกบท การอดแบบ floating-die เปนการเคลอนทของหวกดสวนบนและแมพมพแตหวกดสวนลางถกยดอยกบท

23

ในการเตรยมสารเพอใชในการขนรปนนมการเตมสารปองกนการจบตวเปนกอน (deflocculant) โดยเมอเตมเขาไปแลวทาใหผวของอนภาคเกดประจทเหมอนกนจานวนมาก เปนการเพมประจไฟฟาสถตทผวของอนภาค ซงแรงผลกระหวางอนภาคทเกดจากประจไฟฟาสถตนทาใหอนภาคเกดการกระจายตวและแขวนลอยในสารละลายได ตวประสาน เปนตวชวยใหผงเซรามคมความเหนยวทาใหขนรปไดงาย และตวชวยใหเกดความเปนพลาสตก เปนสารทเตมเขาไปเพอชวยใหชนงานทมความออนตวเมอผานกระบวนการทาใหแหง 2.7.3 กระบวนการทากระดาษทราย [14] ในกระบวนการทากระดาษทรายนนองคประกอบสาคญททาใหเกดเปนกระดาษทราย แบงออกเปน 3 กลมดงน เมลดคม คอวตถทเราเหนเปนเมดคลายทรายฉาบอยทหนากระดาษทรายหรอผาทราย เปนตวทสาคญมากสาหรบกระดาษทรายเนองจากเปนตวทใชความคมของตวเมลดในการขดงาน โดยในการเลอกใชใหเหมาะสมกบการใชงานนนจะขนกบชนดและขนาดของเมลดคม เชน เอเมอร (emery) หรอกากเพชร เหมาะสาหรบงานขดมนมากกวางานลดขนาด อลมเนยมออกไซด เหมาะกบงานขดทใชความเรวสง เชนสายพานขด และ ซลกอนคารไบด เหมาะสาหรบงานขดไม เปนตน กาว เปนตวทาหนาทยดเมลดคมใหตดกบแผนยด โดยกาวทใชในอตสาหกรรมกระดาษทรายมหลายชนด เชน กาวหนงสตวมกใชกบกระดาษทรายขดแหงและเหมาะกบงานขดทไมเกดความรอนมาก กาวสงเคราะหหรอเรซนเปนอกชนดทนยมใช เนองจากเปนกาวททนความรอนสงและทนนาไดด เปนตน ในสวนของการทากาวบนแผนยดนนจะทาทงหมด 2 ครงโดยครงแรกจะทาลงบนแผนยดเพอยดเมลดคมใหตดกบแผนยด และในการทาครงท 2 เปนการทาทบลงไปบนเมลดคมทอยบนแผนยดแลวเพอยดใหเมลดคมตดกบแผนยดคงทนขนเมอนาไปใชงานแลวจะไมเกดการหลดออก ซงวธการทากมทงการพนและใชเครองแบบลกกลงในการทา แผนยด ทใชนนทาจากวสดไดหลายชนด เชน กระดาษ ผา และไฟเบอร ซงจะเลอกใชตามลกษณะของงานเชน แผนยดผาเหมาะกบงานทตองการความแขงแรงมากกวาแผนยดกระดาษ และแผนยดไฟเบอรเปนแผนยดททาจากกระดาษทใชเยอจากเศษผา โดยสวนใหญจะใชกบเครองขดกระดาษทรายแบบจานและเครองขดแบบทรงกระบอก เนองจากเปนแผนยดทมความทนทานมากทสด ในสวนของวธการทากระดาษทรายนนจะทาโดยการทากาวบนแผนยดดวยเครองทสามารถปรบความหนาของกาวไดตามตองการ จากนนโรยเมลดคมลงแผนยด ในสวนของวธการโรยเมลดคมลงบนแผนยดนนจะกลาวรายละเอยดในหวขอตอไป จากนนแผนยดทผานการโรยเมลดคมแลวจะผานเครองเคลอบกาวอกครงเพอยดเมลดคมใหตดกบแผนยด ขนตอนตอไปคอการนาไปอบเพอใหกระดาษทรายแหง

24

2.7.3.1 กระบวนการโรยเมลดคม[14] กระบวนการโรยเมลดคม นนม 2 วธดงน การใหเมลดคมตดกบแผนยดดวยแรงโนมถวง ในกระบวนการผลตแผนยดจะเลอนผานทางดานลางของกรวยทบรรจเมลดคม ซงกรวยนสามารถปรบใหเมลดคมโรยออกมาอยางสมาเสมอกนและปรบใหปรมาณของเมลดคมทโรยลงมานนมากหรอนอยตามตองการได การใชไฟฟาสถต วธนสามารถจดระยะของเมลดคมใหตดบนแผนยดสมาเสมอมากกวาวธแรกและสามารถทาใหเมลดคมตงเอาขอบทคมขนทาใหการขดไดผลดขน โดยการโรยเมลดคมวธนทาโดยใหแผนยดทากาวผานเขาใกลขวไฟฟาบวกแรงสง แรงดนไฟฟาประมาณ 50,000 โวลต ทาใหแผนยดรบประจไฟฟาบวก และในขณะเดยวกนเมลดคมจะเดนสวนทางและผานขวไฟฟาลบ ทาใหเมลดคมรบประจไฟฟาลบ เมอแผนยดเคลอนทมาใกลกบเมลดคม เมลดคมจะวงไปเกาะทแผนยด ทาใหเมลดคมยดตดบนแผนยดตามธรรมชาตของวตถทมประจไฟฟาตางกน ในงานวจยนไดดดแปลงการทากระดาษทรายมาใชในการขนรปแผนซลกาเจล และในสวนของวธททาใหผงซลกาเจลยดตดกบกาวนน เลอกวธทใชแรงโนมถวง เนองจากเปนกระบวนการทงายเมอเทยบกบอกวธทตองใชแรงดนไฟฟาทสงมาก

25

2.8 งานวจยทผานมา ในปจจบนความพยายามในการลดอณหภมภายในหองโดยไมตองอาศยเครองปรบอากาศ เปนทนาสนใจ เนองจากจะชวยลดพลงงานทเครองปรบอากาศตองใชในการลดอณหภมภายในหองซงถาดจาก งานวจยของ Sodha และคณะ[15] ไดศกษาการทาความเยนโดยการระเหยของนาบนหลงคารวมกบระบบทาความเยนของโรงหนง ในการศกษาไดใชนาปกคลมหลงคาอาคารและปลอยใหนาระเหยอยางอสระ เมอพจารณาการใชพลงงานไฟฟาทใชในระบบทาความเยนพบวาประหยดพลงงานได 16% จะเหนวาถาเราสามารถชวยลดภาระของเครองปรบอากาศลงไปสวนหนงกจะทาใหประหยดการใชพลงงานไฟฟาได จากงานวจยของ Techajunta และคณะ[16] ไดศกษาการใชพลงงานแสงอาทตยในการคายความชนของสารดดความชนสาหรบระบบปรบอากาศเขตรอนชน ซงทดสอบโดยการใหความรอนกบสารดดความชนหนก 1 กโลกรมโดยใชความรอนจากการแผรงส 300 วตตตอตารางเมตร และกาหนดอตราการไหลของอากาศ 3-24 กโลเมตรตอชวโมงจากการทดสอบพบวาทอตราการไหลของอากาศ 3 กโลเมตรตอชวโมงเปนเวลา 1 ชงโมงอตราการคายความชนเปน 0.15 กโลเมตรตอชวโมง และในชวโมงท 2 อตราการคายความชนลดลงเหลอ 0.1 กโลเมตรตอชวโมง และเมอเพมอตราการไหลโดยความรอนทใหคงท พบวาอตราการคายความชนเพมขนตามอตราการไหล ซงจะเหนวาความรอนจากแสงอาทตยมผลตอการคายความชนของสารดดความชน ดงนนแนวทางในการพฒนาระบบชวยลดภาระความรอนทผานหลงคาเขาสภายในอาคาร จงเปนการนาสารดดความชนมาชวยในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศภายในอาคาร จากงานวจยของ จกรภพ[17] เปนการศกษาความสามารถในการลดภาระความรอน โดยใชซลกาเจลเปนตวชวยลดภาระความรอน หลกการทใช คอในชวงเวลากลางคนซลกาเจลจะดดความชนไวและในชวงเวลากลางวนความรอนทผานหลงคาเขามาสวนหนงถกใชในการทาใหซลกาเจลคายความชน ดงนนจงเปนการชวยลดภาระความรอนไดสวนหนง ในการทดสอบความสามารถในการลดภาระความรอนทาโดยการเปรยบเทยบบานจาลอง 2 หลง หลงแรกตดตงเบดซลกาเจลหนา 1.5 เซนตเมตร บนฝาเพดานสวนอกหลงไมไดตดตง พบวาในชวงเวลากลางวน หลงทตดตงเบดซลกาเจลมอณหภมภายในหองตากวาหลงทไมไดตดตงประมาณ 2 องศาเซลเซยส ซงจะเหนวาซลกาเจลมความสามารถในการชวยลดภาระความรอนได แตเมอดจากเบดซลกาเจลทใชมความหนาถง 1.5 เซนตเมตร และในการใชงานเปนลกษณะของถาดและใสซลกาเจลใหมความหนาตามตองการ ดงนนในการใชงานจงไมเหมาะสมทจะใชในการลดภาระความรอนในชวตประจาวน การพฒนารปแบบของซลกาเจลใหมลกษณะเหมาะสม และสะดวกในการใชงานจงเปนเรองทนาสนใจ โดยรปแบบทเหมาะสมในการใชงานควรมลกษณะเปนแผน เพอเวลาใชงานจะไดนาไปวางไวบนฝาเพดานไดเลย เมอพจารณาจากสมบตของซลกาเจลทสามารถดดความชนไดเฉพาะทบรเวณผวหนา ดงนนในการศกษาวธการขนรปแผนซลกาเจลจงเนนไปทางการขนรปในลกษณะทมความพรนสงเพอใหผวหนาของซลกาเจลสมผสกบอากาศมากทสด และเพอความสะดวกในการใชงานและ

26

ตดตงจงศกษาวธการขนรปใหมลกษณะเปนแผน Miyamoto และคณะ[18] ไดศกษาการขนรปเซรามครพรนเพอนาไปใชในการดดความชนทอณหภมสง โดยใชซโอไลทเปนตวดดความชน ในการขนรปใชกระบวนการอดรด โดยชนงานทไดมลกษณะเปนรงผงทมเสนผาศนยกลางของร 2 มลลเมตร และความหนาของผนงรมขนาด 0.5 มลลเมตร โดยในการขนรป ตวประสานทใชคอซลกาทมลกษณะเปนของเหลวคลายวน (colloidal silica) ประมาณ 3-10% และทาการเผาอบผนกทอณหภม 400-700 องศาเซลเซยส ประมาณ 20 นาท ซงจะไมทาใหซโอไลท เสยสมบตในการดดความชน และ Hughes และคณะ[19] ศกษาการขนรปเซรามคเพอใชเปนฉนวนดวยกระบวนการอดขนรป โดยแมพมพทใชมลกษณะเปนรงผงและวสดทใชเปนวสดทมความพรนสง เมออดจงมการยบตวสงดงนนในการขนรปจงตองใชสารตงตนในปรมาตรทมากกวาปรมาตรทตองการ 5 เทา และทแมพมพตองมรเพอระบายอากาศออกดวย จากงานวจยทง 2 จะเหนวามการใชเทคนคกระบวนการขนรปเซรามคมาใชในการขนรปสารดดความชนและฉนวน แนวทางการวจยจงมงไปทางการขนรปเซรามคใหมลกษณะเปนแผน เพอนามาดดแปลงใชขนรป ซลกาเจล ในสวนของกระบวนการหลอแผนบางและการขนรปกระดาษทราย เปนกระบวนการทสามารถดดแปลงมาใชในการทาใหซลกาเจลมลกษณะเปนแผนได เนองจากกระบวนการหลอแผนบางนนสามารถขนรปเซรามคใหเปนแผนไดบางถง 1 ไมครอน และการขนรปกระดาษทรายนนสามารถนามาดดแปลงใชกบการขนรปแผนซลกาเจลไดเชนกน ดงนนในงานวจยนจงเลอกศกษากระบวนการอดขนรป กระบวนการหลอแผนบาง และกระบวนการขนรปกระดาษทราย เพอใชในการขนรปแผนซลกาเจล

บทท 3 การดาเนนงานวจย

ขนตอนการดาเนนงานวจยประกอบดวย 4 ขนตอน คอขนตอนแรกเปนการศกษากระบวนการขนรปแผนซลกาเจลทเหมาะสม จากนนเปนการศกษาชนดของซลกาเจลทเหมาะสมในการใชงาน เมอไดกระบวนการขนรปและชนดของซลกาเจลทเหมาะสมแลว นาแผนซลกาเจลทไดไปทดสอบอายการ ใชงานและสดทายคอการทดสอบความสามารถในการลดภาระความรอนภายใตสภาวะบานจาลอง ซงรายละเอยดในแตละขนตอนจะกลาวในหวขอตอๆ ไปตามลาดบ 3.1 วสดและอปกรณ การจาแนกวสดและอปกรณในหวขอนจาแนกตามขนตอนในการดาเนนงานวจยดงทไดกลาวขางตน ดงน 3.1.1 อปกรณทใชในการศกษากระบวนการขนรปแผนซลกาเจล

ก. อปกรณชดบด ball mill ข. เครองบดสารตวอยาง planetary mill บรษท Fritsch รน planetary mill pulverisette 5 ค. เครองอดไฮดรอลก (hydraulic press) บรษท Carver รน S/N1200-32 ง. ใบมดของเครอง tape casting (doctor blade)

5 cm.

60 cm. 10 cm. 40 cm.

รปท 3.1 อปกรณชดบด planetary mill

28

3.1.2 อปกรณสาหรบการทดสอบอายการใชงาน ก. เครองวดความเรวลมและความชนแบบขดลวดความรอน hot wire anemometer บรษท

Velocicale Plus model 8388 ข. เครอง Fluorescent - UV lamp corrosion test ค. ตอบความรอน บรษท Memmert รน K15 ง. เครองชง นาหนก ความละเอยด 0.001 กรม บรษท Precisa รน XT 320M จ. เครองชงนาหนก ความละเอยด 0.0001 กรม บรษท Mettler รน H31

รปท 3.2

ร

เครองวดความเรวลมและความชนแบบขดลวดความรอน

170 cm.

ปท 3.3 เครอง Fluorescent - UV lamp corrosion test

29

60 cm.

รปท 3.4 ตอบความรอน

รปท 3.

5 เครองชงนาหนก ความละเอยด 0.0001 กรม

30

3.1.3 อปกรณสาหรบการทดสอบความสามารถในการลดภาระความรอน ก. เครองบนทกอณหภม temperature data logger บรษท Yokogawa Hokushin electric model

3087 ข. เทอรโมคปเปล ชนด K ค. บานจาลอง

34 cm

รปท 3.6 เครองบนทกอณหภม

1 m

รปท 3.7 แบบบานจาลองทใชในการทดสอบ หมายเหต: บานจาลองมพนทหองใตหลงคา 2 x 1 ตารางเมตร หลงคาทามมเอยงประมาณ 30 องศา กบแนวระดบ ขนาดกวาง 1 เมตร ยาว 2 เมตร ความสงของหอง 90 เซนตเมตร ตดตง ณ ดาดฟา อาคาร 11 ชน คณะพลงงานและวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

31

3.1.4 เครองมอสาหรบการวเคราะหสมบตทางกายภาพของแผนซลกาเจล ก. เครองวดขนาดอนภาค บรษท Coulter ข. เครองวดขนาดรพรน และ BET surface area บรษท Coulter Omnisorp รน 100CX ค. กลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบสแกน บรษท JEOL รน JSM-5800

3.2 สารเคมทใชในการทดลอง

ก. ซลกาเจล60 (0.063-0.200 mm) บรษท Merck ข. ซลกาเจล60 (0.040-0.063 mm) บรษท Merck ค. ซลกาเจล (2-5 mm) บรษท ซลเวอรไลนกรป จากด ง. binder number.3 จ. methyl ethyl ketone เกรด analytical ฉ. xylene เกรด analytical ช. n-butylacetate เกรด analytical ซ. polyvinyl alcohol (PVA , MW 30,000-70,000 ความเขมขน 20 wt%) ฌ. สเปรยกาว 3M

3.2.1 สมบตทางกายภาพของซลกาเจล สมบตทางกายภาพของซลกาเจล60 ขนาดอนภาค 0.063-0.200 mm (63 – 200 ไมครอน) บรษท Merck bulk density ~450-550 kg/m3

particle size 0.063-0.200 mm สมบตทางกายภาพของซลกาเจล60 ขนาดอนภาค 0.040-0.063 mm (40 – 63 ไมครอน) บรษท Merck bulk density near 470 kg/m3

particle size 0.040-0.063 mm สมบตทางกายภาพของซลกาเจล ขนาดอนภาค 2-5 mm บรษท ซลเวอรไลนกรป จากด

bulk density 670 g/l spheres diameter 2-5 mm

32

3.3 ขนตอนการเตรยมสารเคมและการขนรปแผนซลกาเจลดวยวธตางๆ ในหวขอนจะกลาวถงขนตอนการเตรยมซลกาเจลเพอนาไปใชในการขนรป และ กระบวนการขนรปซลกาเจลดวยวธตางๆ และสดทายเปนการนาแผนซลกาเจลทขนรปดวยวธ gravity coating มาทาใหมลกษณะเปนแผนหยก ซงรายละเอยดจะกลาวดงตอไปน 3.3.1 ขนตอนการเตรยมผงซลกาเจลบด การเตรยมผงซลกาเจลบด เตรยมไดจากการบดซลกาเจล 2 ชนดไดแกซลกาเจลขนาด 40 – 63ไมครอน และ ซลกาเจลขนาดอนภาค 2-5 มลลเมตร ขนตอนการเตรยมทาเชนเดยวกน ดงตอไปน

ผงซลกาเจลบด

วดขนาดอนภาคดวยเทคนค laser diffraction (รายละเอยดกลาวในหวขอท 3.4.6)

ใสหมอบดลงในเครองบดสารตวอยาง บดดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาท เปนเวลา 2 ชวโมง

ใสเมดบดและผงซลกาเจลลงในหมอบดชนด agate

ชงซลกาเจล ปรมาณ 30 g. และ เมดบดเซรามค ปรมาณ 100 g

33

3.3.2 ขนตอนการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง (tape casting) สวนผสมของสารตงตนทใชในกระบวนการหลอแผนบาง ซลกาเจลขนาด 10 ไมครอน 15.2 g (เตรยมจากการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 40 – 63 ไมครอน) binder #3 14.7 g solvent #3 32.9 g solvent #3 เตรยมจาก methyl ethyl ketone 25 g

xylene 25 g n-butylacetate 25 g

ทงไวใหตวทาละลายระเหยจนแหง จะไดซลกาเจลทมลกษณะเปนแผนบางบนแผน

นาสารทเตรยมไดเทบนแผนพลาสตกสาหรบถายเอกสาร บรษท 3M และเกลยใหเรยบดวยใบมดของเครอง tape casting ดงแสดงในรป 3.9

ผสมในเครองบด ball mill เปนเวลา 4 ชวโมง

นาสวนผสมทงหมดผสมใหเขากน

34

polymer sheet

binder solvent

silica gel +

+

doctor’s blade

รปท 3.8 การขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง (tape casting) 3.3.3 ขนตอนการขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง (dry pressing)

สวนผสมของสารตงตนทใชในกระบวนการอดขนรปแบบแหง ซลกาเจลขนาด 0.01 mm 1 g

(เตรยมจากการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 40 – 63 ไมครอน) polyvinyl alcohol 9 หยด

ใสสวนผสมทเตรยมไดในโมลขนาดเสนผานศนยกลาง 1.3 cm อดทความดน 3 ตน

นาสวนผสมทงหมดผสมใหเขากนดวยครกบดยา

1 3 cm binder silica gel

+

pressure

0.2 cm

รปท 3.9 การขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง (dry pressing)

35

3.3.4 การขนรปดวยวธ gravity coating

ชงนาหนก

ชงนาหนก

ชงนาหนก

เตรยมแผนพอลเมอร ขนาด 7 x 21 cm2

เทผงซลกาเจลขนาด 10 ไมครอน ใหปกคลมทวแผนพอลเมอรแลวเคาะสวนทเหลอออก

สเปรยกาวลงแผนพอลเมอรใหทวทงแผน

el silica g

polymer sheet adhesive

รปท 3.10 การขนรปดวยวธ gravity coating

36

3.3.5 ขนตอนการนาแผนซลกาเจลทขนรปดวยวธ gravity coating มาทาใหมลกษณะเปนแผนหยก ในการทาแผนซลกาเจลทไดจากการขนรปดวยวธ gravity coating มาทาใหมลกษณะเปนแผนหยกนน ทาเพอเพมพนทผวของแผนซลกาเจล โดยพนทจะเพมขน 5 เทาของแผนซลกาเจลแผนเรยบ โดยแผนหยกมฐานกวาง 1 เซนตเมตร และดานประกอบมมยอดยาว 2.5 เซนตเมตร ดงแสดงดงรป 3.11

1 cm.

2.5cm

.

1 cm.

2.5cm

.

top view side view

รปท 3.11 ภาพ side view และภาพ top view ของแผนซลกาเจลแผนหยก 3.4 การทดสอบสมบตทางกายภาพของแผนซลกาเจล 3.4.1 การคานวณหาความสามารถในการดดความชน คานวณโดยคดเปนเปอรเซนตของนาหนกทเพมขนเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมตน ดงสมการท 3.1 (3.1) W2- W1

W1

100 % W1 = นาหนกของซลกาเจลแหง (g) W2 = นาหนกของซลกาเจลหลงการดดซบนา (g)

37

3.4.2 การทดสอบความสามารถในการดดความชนของแผนซลกาเจลทไดจากการขนรปดวยกระบวนการตางๆ ขนตอนการทดสอบแสดงดงตอไปน

พจารณาความสามารถในการดดความชนและเลอกกระบวนการขนรปแผนซลกาเจลทเหมาะสม

คานวณความสามารถในการดดความชน

ชงนาหนก (W1)

อบคายความชนทอณหภม 100 องศาเซลเซยสเปนเวลา 1 ชวโมง

ชงนาหนก (W2)

ชนงานทไดจากกระบวนการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง อดขนรปแบบแหงและ gravity coating

นาชนงานไปดดความชนทหองควบคมความชน ทความชนสมพทธ 60-65 % เปนเวลา 17 ชวโมง

38

3.4.3 การทดสอบความสามารถในการดดความชนของแผนซลกาเจลทไดจากการขนรปดวยกระบวนการทเหมาะสมทสดโดยใชซลกาเจลชนดตางๆ

พจารณาความสามารถในการดดความชนและเลอกชนดของผงซลกาเจลทเหมาะสม

คานวณความสามารถในการดดความชน

ชงนาหนก (W1)

อบคายความชนทอณหภม 100 องศาเซลเซยสเปนเวลา 1 ชวโมง

ชงนาหนก (W2)

ชนงานทไดจากกระบวนการขนรปทพจารณาเลอกจากขนตอนกอนหนาน แตใชซลกาเจลชนดตางๆ ดงน

- ซลกาเจลขนาดอนภาค 63 – 200 ไมครอน - ซลกาเจลขนาดอนภาค 40 – 63 ไมครอน - ซลกาเจลขนาดอนภาค 20 – 200 ไมครอน - ซลกาเจลขนาดอนภาค 10 ไมครอน

นาชนงานไปดดความชนทหองควบคมความชน ทความชนสมพทธ 60-65 % เปนเวลา 17 ชวโมง

39

3.4.4 การทดสอบอายการใชงาน การทดสอบอายการใชงานแบงการทดสอบออกเปน 2 สวน เพอนามาเปรยบเทยบกน โดยสวนแรกทดสอบทสภาวะบานจาลอง และทดสอบทสภาวะเรง ซงจะกลาวรายละเอยดดงตอไปน 3.4.4.1 การทดสอบภายใตสภาวะบานจาลอง เปนการทดสอบเพอศกษาการเปลยนแปลงสมบตของแผนซลกาเจลเมอใชงานทสภาวะใชงานจรง โดยจาลองสภาวะใชงานจรงเปนบานจาลองดงแสดงในรป 3.8 ในการทดสอบทาโดยนาแผนซลกาเจลไปวางไวบนฝาเพดานของบานจาลองทงหมด 12 ตวอยาง จากนนเกบชนงานทกๆ 30 วน โดยเกบครงละ 2 ตวอยาง เพอนาไปทดสอบขนาดของรพรนและ BET surface area จนกระทงครบชนงานตวอยาง โดยชนงานสดทายเปนชนงานทผานการใชงาน 210 วน เนองจากเมอทาการทดสอบผานไป 150 วนแตผลการวเคราะหไมเกดการเปลยนแปลง จงไมเกบชนงานเมอครบ 180 วน แตเลอนไปเกบเมอครบ 210 วน 3.4.4.2 การทดสอบภายใตสภาวะเรง การทดสอบสภาวะเรงนทาโดยการจาลองสภาวะขนมาเพอเรงใหแผนซลกาเจลเกดการเสอมสภาพโดยเรว โดยการทาใหซลกาเจลมการดดและคายความชนอยางเตมประสทธภาพในระยะเวลาอนสนและซาไปซามาเนองจากในการใชงานมการดดและคายความชนอยางซาไปซามา ซงในการใหความชนกบซลกาเจลเพอเรงใหซลกาเจลดดความชนนนไดดดแปลงเครอง Fluorescent - UV lamp corrosion test โดยในการใชงานนนไมไดใชในสวนของ Fluorescent - UV lamp แตใชในสวนของการใหความชนโดยการใหความรอนกบนาดวยขดลวดความรอนเพอใหเกดการระเหยของนา ทาใหสภาวะภายในบรเวณทใชทดสอบมความชนมากกวาบรเวณอน โดยอณหภมของขดลวดความรอนคอ 50 องศาเซลเซยส ซงจะใหความชนสมพทธภายในบรเวณทดสอบอยในชวง 70-76 %RH ในสวนของการคายความชนของซลกาเจลทาโดยการนาแผนซลกาเจลอบทอณหภม 100 องศาเซลเซยส เพอใหซลกาเจลคายความชนอยางมากทสด โดยรายละเอยดของแผนซลกาเจลทใชในการทดสอบและขนตอนในการทดสอบมดงน จานวนรอบทดสอบ หมายเลขแผนซลกาเจลทเกบในแตละรอบทดสอบ 15 1, 3 30 7, 8 45 53, 81 60 77, 80 75 65, 72 90 63, 74 หมายเหต: รอบทดสอบแสดงรายละเอยดในขนตอนการทดสอบภายใตสภาวะเรง

40

ขนตอนการทดสอบภายใตสภาวะเรง

ไมครบ 15, 30, 45, 60, 75 และ 90 รอบทดสอบ

นาผลทไดไปหาความสมพนธกบชนงานทไดจากสภาวะบานจาลอง

ครบ 15, 30, 45, 60, 75 และ 90 รอบทดสอบ 1 รอบทดสอบ

วดขนาดรพรน และ BET surface area ดวย เครองวดขนาดรพรน และ BET surface area (รายละเอยดกลาวในหวขอท3.4.7)

เกบชนงาน

ชงนาหนก

นาชนงานเขาเครองทาความชน ความชนสมพทธ 70-76% เปนเวลา 8 ชวโมง

ชงนาหนก

อบคายความชน อณหภม 100 องศาเซลเซยส เปนเวลา 8 ชวโมง

เตรยมชนงานขนาด 7 x 21 cm2 ผงซลกาเจล ทยงไมผานการขนรป (ดงรปท 3.12)

รปท 3.12 ชนง

.

านทใชทดสอ

21 cm

บสภาวะเรงและผงซลกาเจล ทยงไมผานการขนรป

41

เมอไดขนาดรพรน และ BET surface area ของซลกาเจลทผานสภาวะเรงและสภาวะบานจาลอง นาผลทไดมาศกษาความสมพนธเพอกาหนดอายการใชงานของแผนซลกาเจล 3.4.5 การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมและความสามารถในการลดภาระความรอน การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมของแผนซลกาเจล ใชบานจาลองเปนสภาวะในการทดสอบ โดยการวดอณหภมเปรยบเทยบกนระหวางหลงทใชแผนซลกาเจลและหลงทไมใชแผน ซลกาเจลโดยวดอณหภมทงหมด 4 ตาแหนงดงรปท 3.13 ตาแหนงตางๆในการวดอณหภมของบานจาลอง แทนดวยสญลกษณดงตอไปน

ตาแหนง บนหลงคา

gap ใตหลงคา เหนอฝาเพดาน ใตฝาเพดาน

บานจาลองทมแผนซลกาเจล (s) T1 T2 T3 T4

บาน าลองทไมมแผนซลกาเจล (ns)

ใตฝาเพฝาเพดาน

แผนซลกาเจล

gap ใตหลงเหนอฝาเพด

บนหลงค

หลงคา

รปท 3.13 ตาแหนงตางๆในการวดอณหภมภายในบ

จ

T5 T6 T7 T8

ดาน (T4s , T8ns)

คา (T2s , T6ns) าน (T3s , T7ns)

า (T1s , T5ns)

านจาลอง

42

ในสวนของความสามารถในการลดภาระความรอนนน ทาโดยการคานวณหาอตราการถายเทความรอนผานฝาเพดานเปรยบเทยบกนระหวางบานจาลองหลงทใชแผนซลกาเจล และหลงทไมใชแผน ซลกาเจล ซงการคานวณไดกลาวไวแลวในหวขอ 2.9 จากผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมพบวามความแตกตางกนประมาณ1องศาเซลเซยส(ในสวนของรายละเอยดจะกลาวในหวขอ 4.7) ดงนนจงทาการทดสอบเพอยนยนวาแผนซลกาเจลมการดดและคายความชนในสภาวะบานจาลอง โดยดจากการเปลยนแปลงนาหนกของแผนซลกาเจล การทดสอบแสดงดงตอไปน

นามาชงนาหนกทก ๆ 2 ชวโมง ตงแต 6.00 น. จนกระทง 4.00น. ของวนรงขน

นาไปวางบนฝาเพดานของหลงคาจาลอง

เตรยมแผนซลกาเจลขนาด 21 x 7 cm2 จานวน 3 แผน 3.4.6 การวเคราะหขนาดและการกระจายตวของอนภาค งานวจยนใชเทคนค laser diffraction ในการวดขนาดอนภาคเนองจากเปนเทคนคทมความเทยงตรงในการวเคราะหและใชเวลาในการวเคราะหนอย เพยง ประมาณ 2 นาท ซงเทคนคนอาศยหลกการของการกระเจงแสงเมอแสงตกกระทบอนภาคทตองการวด โดยมมของการกระเจงแสงเมอตกกระทบอนภาคนนจะแตกตางกนคออนภาคขนาดใหญมมของการกระเจงจะเลก สวนอนภาคขนาดเลกมมของการกระเจงมขนาดใหญ ซงเครองจะตรวจจบไดโดยตวตรวจจบซงวางอย ณ ตาแหนงตรงขามกบแหลงกาเนดแสง ดงรปท 3.14 โดยตวตรวจจบนมหลายตวซงใชในการตรวจจบแสงทกระเจงในมมทแตกตางกนซงความเขมของแสงทตกกระทบตวตรวจจบแตละตาแหนงจะไมเทากน ขนกบปรมาณของขนาดอนภาคนนๆ ทาใหสามารถวเคราะหขนาดและการกระจายตวของอนภาคทตองการวด [13] ซงงานวจยน ใชเครองวดขนาดอนภาคของบรษท Coulter

43

3.4.7 การวเครในการวเคราะหขสามารถดดซบกของรพรนได ซงจะแสดงผลเปน ความดนสมพทธ3.15 เซลลหนเปรยบเทยบ โมเลกลของสารดดซบทบรเวณนโมเลกลของกาซโดยใชไนโตรเจนหนง เมอผานกดวยสารตวอยางความดนจะไมลดเชนเดยวกบครงแเกดการดดซบกาการคานวณออกของรพรนและ B

รปท 3.14 หลกการวดขนาดอนภาคโดยเทคนค laser diffraction [13]

าะหขนาดรพรนและ BET surface area นาดของรพรน และ BET surface area อาศยหลกการทสารตวอยางทตองการวดนนาซไนโตรเจนหรอกาซบางชนดบรเวณผวหนาและสามารถแทรกซมเขาไปทวบรเวณเทคนคทเลอกใชนเปนเทคนคทใชกาซไนโตรเจนเปนสารถกดดซบ โดยการทดสอบadsorption isotherm ซงเปนกราฟระหวาง ปรมาตรของกาซทถกดดซบทเพมขนกบ (p/p0) ของสารตวอยาง ในการทดสอบจะมเซลลใสสารตวอยาง 2 เซลล ดงในรปท งใสสารตวอยางทตองการวดสวนอกเซลลไมตองใสสารตวอยางใชสาหรบเปนเซลลขนตอนการทดสอบในขนแรกคอใหความรอนกบสารตวอยางเพอไลความชนและ

ถกดดซบอน ๆ เพอใหแนใจวาผวหนาของสารทตองการวดไมมโมเลกลของสารถกน จากนนทาใหเปนสญญากาศทความดน 10-2 torr เพอทาใหภายในเซลลไมมชนดอนภายในเซลล จากนนทาการทดสอบทสภาวะอณหภมตา (cryogenic bath) เหลว การทดสอบทาโดยใหกาซไนโตรเจนผานเขามาในเซลลทงสองทความดนคา

าซไนโตรเจนเขามาในเซลลทมสารตวอยาง โมเลกลของกาซไนโตรเจนจะถกดดซบทาใหความดนภายในเซลลลดลงจนกระทงคงท ในขณะทเซลลทไมมสารตวอยางลง เครองจะทาการบนทกผลทได จากนนเครองจะปลอยกาซไนโตรเจนเขามาอกรก เปนเชนนไปจนกระทงความดนภายในเซลลทมสารตวอยางไมลดลง แสดงวาไมซไนโตรเจนอกแลว จากผลทไดเครองจะแสดงผลเปน adsorption isotherm และทามาเปนขนาดของรพรนและ BET surface area [7] โดยในงานวจยนใชเครองวดขนาดET surface area ของบรษท Coulter Omnisorp รน 100CX

44

รปท 3.15 Schematic diagram ของเครองวดขนาดของรพรนและ BET surface area [7]

บทท 4 ผลการทดลองและการวจารณ งานวจยนไดแบงการทดลองออกเปน 4 สวน คอการศกษากระบวนการขนรป ชนดของซลกาเจลทเหมาะสมกบการใชงานทสด การทดสอบอายการใชงานของแผนซลกาเจลทไดและทดสอบความสามารถในการลดภาระความรอนภายใตสภาวะหลงคาจาลอง โดยผลการทดลองจะเสนอเปนหวขอตามทไดกลาวมาขางตนดงน 4.1 การเตรยมผงซลกาเจลบด ผลของการเตรยมผงซลกาเจลบดแสดงโดยกราฟการกระจายตวของอนภาคซงผลของการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 40–63 ไมครอน และขนาด 2-5 มลลเมตร แสดงดงรปท 4.1 และ 4.2 ตามลาดบ รป

ท 4.1 การกระจายตวของผงซลกาเจลขนาดอนภาค 8.875 ไมครอน ทไดจากการบดซลกาเจลขนาด

อนภาค 40–63 ไมครอน

46

ร

จากภาคการเชน8.8ตว50.ตวทงซล

ปท 4.2 การกระจายตวของผงซลกาเจลขนาดอนภาค 20-200 ไมครอน ทไดจากการบดซลกาเจลขนาดอนภาค 2-5 mm

ผลการวเคราะหการกระจายตวของอนภาคทไดจากการบดซลกาเจลขนาด 40-63 ไมครอน ในผนวก ข. คามธยฐาน ของขนาดอนภาคทไดจากการบดคอ 8.875 ไมครอน และเมอพจารณากราฟกระจายตวของอนภาคดงรปท 4.1 จะเหนวาอนภาคสวนใหญทไดจากการบดมขนาด 8.875 กน ดงนนในงานวจยนใหขนาดอนภาคทไดจากการบดซลกาเจลขนาด 40-63 ไมครอน มขนาด

75 ไมครอน ในสวนของอนภาคทไดจากการบดซลกาเจลขนาด 2-5 มลลเมตร ลกษณะการกระจายเปนแบบ bimodel เมอพจารณาจากคามธยฐานของอนภาคทไดจากการบดในภาคผนวก ข. คอ 50 ไมครอน แตเมอพจารณาจากกราฟการกระจายตวของอนภาคดงรปท 4.2 จะเหนวาการกระจายของอนภาคมลกษณะคอนขางกวางซงขนาดอนภาคประมาณ 70 เปอรเซนต ของขนาดอนภาคหมดมขนาดอยในชวง 20-200 ไมครอน ดงนนในงานวจยนจงใหขนาดอนภาคทไดจากการบด กาเจลขนาด 2-5 มลลเมตรมขนาด 20-200 ไมครอน

47

4.2 ศกษากระบวนการขนรปผงซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผน กระบวนการขนรปทใชในการศกษาหวขอนของงานวจยน ไดแก การหลอแผนบาง (tape casting) การอดขนรปแบบแหง (dry pressing) และ gravity coating โดยกอนหนาทจะศกษาการขนรปมการเตรยมผงซลกาเจลบดเพอนาไปใชในการขนรป โดยลกษณะชนงานทไดแสดงดงรป 4.3 ถง 4.5

13 cm.

รปท 4.3 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง (tape casting)

0.2 cm.

1.3 cm.

รปท 4.4 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการอดขนรปแบบแหง (dry pressing)

48

7 cm.

21 cm.

รปท 4.5 ชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการ gravity coating

จากชนงานทไดจะเหนวาชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง มลกษณะเปราะและแตกหกงาย สวนชนงานทไดจากกระบวนการอดขนรปแบบแหงนนมความหนามากกวาวธแรกซงเปราะและแตกหกไดแตไมงายเทาชนงานทไดจากวธแรก เนองจากชนงานมความหนามากกวามาก และชนงานทไดจากกระบวนการ gravity coating นนมลกษณะเปนแผนบางเชนเดยวกบกบชนงานทไดจากการขนรปดวยกระบวนการหลอแผนบาง แตเนองจากการขนรปดวยกระบวนการ gravity coating เปนการขนรปโดยใชกาวเปนตวทาใหผงซลกาเจลยดตดกบแผนพอลเมอร จงไมมปญหาการเปราะหรอแตกหก จากนนนาชนงานทไดทงหมดไปทดสอบความสามารถในการดดความชนโดยผลการทดสอบกลาวในหวขอตอไป

49

4.3 การศกษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลทขนรปดวย กระบวนการตางๆ การศกษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลนนศกษาจากเปอรเซนตของนาหนกซลกาเจลทเพมขนเมอดดความชน ซงการคานวณกลาวในหวขอ 3.4.1 และผลทไดแสดงในรปท 4.6

01020304050

tape casting dry pressing gravity coating

%ของนาหนกทเพมขนเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมตน หมายเหต: ขอมลดบแสดงในภาคผนวก

รปท 4.6 เปอรเซนตนาหนกของซลกาเจลทเพมขนหลงจากดดความชนเมอเปรยบเทยบกบ นาหนกของซลกาเจลกอนดดความชนทขนรปดวยกระบวนการตางๆ

จากรปท 4.6 พบวาซลกาเจลทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating มความสามารถในการดดความชนมากทสด โดยดจากเปอรเซนตนาหนกของซลกาเจลทเพมขนหลงจากดดความชน เนองจากกาวเปนตวทาใหผงซลกาเจลยดตดกบแผนพอลเมอร ดงนนผวหนาของซลากาเจลสมผสกบอากาศไดโดยตรงทาใหความสามารถในการดดความชนมากกวาอก 2 วธซงถาพจารณาจากกระบวนการผลตจะเหนวาการหลอแผนบาง และ การอดขนรปแบบแหงมตวประสานเปนองคประกอบ โดยตวประสาน จะทาหนาทเปนตวประสานใหอนภาคแตละอนภาคยดตดกน ดงนนผวหนาของซลกาเจลจงถกปกคลมดวยตวประสานเปนสาเหตใหความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลลดลง เมอพจารณาจากปรมาณตวประสานทใชจะเหนวากระบวนการหลอแผนบางใชมากกวาการอดขนรปแบบแหงจงทาใหความสามารถในการดดความชนมคานอยกวา จากผลการทดสอบจะเหนวากระบวนการขนรปแผนซลกาเจลทเหมาะสมทสดคอ gravity coating ดงนนในการทดสอบขนตอไปเปนการศกษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลชนดตาง ๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating โดยผลการทดสอบกลาวในหวขอตอไป

50

4.4 ศกษากระบวนการขนรปผงซลกาเจลใหมลกษณะเปนแผนดวยวธ gravity coating ในการขนรปซลกาเจลดวยวธ gravity coating นนไดทดสอบจานวนครงในการสเปรยกาวทเหมาะสมตอปรมาณความหนาแนนของผงซลกาเจลทสามารถยดตดบนแผนพอลเมอร โดยนาไปศกษาดวยเครอง SEM ผลการทดสอบแสดงดงน รปท 4.7 ป

รปท 4.8 ป

รมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนพอลเมอรเมอสเปรยกาว 1 ครง จากเครอง SEM

รมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนพอลเมอรเมอสเปรยกาว 2 ครงจากเครอง SEM

51

รปท 4.9 ป

จากผลการทดมากทสดและทดสอบครงต 4.5 การศกดวยกระบวการศกษาควาใชซลกาเจลช

ก. ซข. ซค. ซง. ซ

รมาณของผงซลกาเจลทตดอยบนแผนพอลเมอรเมอสเปรยกาว 3 ครง จากเครอง SEM

สอบจะเหนวาความหนาแนนของผงซลกาเจลเมอสเปรยกาว 3 ครงมความหนาแนนผงซลกาเจลปกคลมทวแผนพอลเมอร ดงนนในการขนรปแผนพอลเมอรเพอใชในการอ ๆ ไปทาการสเปรยกาว 3 ครงกอนโรยผงซลกาเจล

ษาความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลชนดตาง ๆ ทขนรปนการ gravity coating มสามารถในการดดความชนของซลกาเจลทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating นน นดตาง ๆ กนดงตอไปน ลกาเจลขนาดอนภาค 63-200 ไมครอน ลกาเจลขนาดอนภาค 40-63 ไมครอน ลกาเจลขนาดอนภาค 20-200 ไมครอน ลกาเจลขนาดอนภาค 8.875 ไมครอน

52

หม รป

กาทส ซลกามาสขแลเตรปรครใน ซลควในนจ

ายเหต

0

10

20

30

40

50 น

ท 4.10

รอภปรดและ

กาเจลรดดควก ทาภาพ ะเสยคยมนามาณทงเพอใเชงพา

กาเจลามชนการเตงไมเห

%ของนาหนกทเพมขนเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมต

ขนาดของผงซลกาเจล

: ขอมลดบแสดงในภาคผนวก

63-200 ไมครอน 40-63 ไมครอน 20-200 ไมครอน 8.875 ไมครอน

เปอรเซนตนาหนกของซลกาเจลทเพมขนหลงจากดดความชนเมอเปรยบเทยบกบนาหนก กอนดดความชนของซลกาเจลขนาดตาง ๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating

ายผลการทดสอบจะพจารณาจากซลกาเจลชนดทมความสามารถในการดดความชนมากลาดบถดไป โดยกลาวเปนหวขอดงตอไปน

ขนาด 8.875 ไมครอน จากรป 4.10 จะเหนวาซลกาเจลขนาด 10 ไมครอน.มความสามารถในามชนมากทสด เมอเทยบกบชนดอน ๆ แตเนองจากวาซลกาเจลชนดนมขนาดอนภาคทเลกใหในการขนรปมการฟงกระจายมาก และดวยขนาดอนภาคทเลกมากทาใหเปนอนตรายตอและตองผานขนตอนการบดเพอใหไดขนาดทเลกลงทาใหสนเปลองเวลาในการเตรยมสาร

าใชจายเพมมากขนในสวนของคาไฟฟา เนองจากในขนตอนการเตรยมสารใชเวลาในการนถง 2 ชวโมง และการเตรยมในแตละครงไดปรมาณซลกาเจลประมาณ 120 กรม ซงเปนนอยมากเมอเทยบกบปรมาณทตองการใชงาน ดงนนในการใชงานจรงจงตองเตรยมหลายหไดปรมาณทเพยงพอตอการใชงาน จากเหตผลดงกลาวจงไมเหมาะสมในการนามาใชงานณชย

ขนาด 20-200 ไมครอน จะเหนวาซลกาเจลขนาด 20-200 ไมครอน มความสามารถในการดดรองลงมา แตเนองจากตองผานกระบวนการบดเพอใหไดขนาดทเลกลงทาใหสนเปลองเวลารยมสารและเสยคาใชจายเพมมากขน ดวยเหตผลเดยวกนกบหวขอกอนหนาน ซลกาเจลชนดมาะสมในการนามาใชงานดวยเหตผลดงทไดกลาวในขางตน

53

ซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน และ 40-63 ไมครอน จะเหนวาความสามารถในการดดความชนของผงซลกาเจลขนาด 40-63 ไมครอน มความสามารถในการดดความชนมากกวาขนาด 63-200 ไมครอนเนองจากซลกาเจลชนดนมขนาดอนภาคทเลกกวาทาใหมพนทผวมากกวาอกชนด ทาใหความสามารถในการดดความชนมากกวาแตไมแตกตางกนมากนก เมอพจารณาราคาของซลกาเจลขนาดอนภาค 40-63 ไมครอน ราคากโลกรมละ 5000 บาท ซงแพงกวาอกชนด ทมราคากโลกรมละ 3190 บาท เมอคานงถงการใชงานในเชงพาณชยการศกษานจงเลอกซลกาเจลขนาดอนภาค 63-200 ไมครอน จากการทดสอบขางตนพบวากระบวนการทเหมาะสมในการทาผงซลกาเจลใหเปนแผน คอกระบวนการ gravity coating และขนาดอนภาคของซลกาเจลทเหมาะสมทสดคอ 63-200 ไมครอน ดงนนในการทดสอบขนตอนตอไปจงใชกระบวนการขนรปดวยวธ gravity coating และซลกาเจลชนดทกลาวในขางตน 4.6 การศกษาอายการใชงาน ในการทดสอบอายการใชงานจะแบงออกเปน 2 สวน คอ สวนทเขาวฏจกรสภาวะเรง และอกสวนนาไปทดสอบบรเวณบานจาลองดงทไดกลาวในหวขอ 3.4.4 โดยผลการทดสอบมดงตอไปน 4.6.1 การศกษาในสวนทผานวฏจกรสภาวะเรง ชนงานทผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตาง ๆ แสดงดงรปท 4.11 และ ผลการทดสอบความสามารถในการดดความชนของแผนซลกาเจลทผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตาง ๆ แสดงดงรป 4.12

15 30 45 60 75 90 รอบทดสอบ

ซลกาเจลตงตน

7 cm

รปท 4.11 ชนงานทผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตางๆ

55

จากรปท 4.11 จะเหนวาสของชนงานเขมขนเมอผานสภาวะเรงทรอบทดสอบมากขน ซงชนงานทผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบจะเหนวาสเรมเปลยนอยางเหนไดชด ทงนเนองจากในการทดสอบสภาวะเรงมการอบท 100 องศาเซลเซยส เพอไลความชนออกจากแผนซลกาเจลดงนนเมอผานการอบหลาย ๆ ครง ทาใหกาวเกดการเสอมสภาพสของกาวจงเปลยนไป เมอพจารณาจากนาหนกทเพมขนและลดลงเมอมการดดและคายความชนโดยดจากรปท 4.12 จะเหนวาแผนซลกาเจลมนาหนกทเพมขนเมอผานการดดความชน เมอหกนาหนกของแผนกาวทดดความชนออกแลวจะไดคาการดดความชนของซลกาเจล และเมอพจารณานาหนกทเพมขนเมอมการดดความชนของแผนซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง ท 90 รอบทดสอบ จะเหนวามการเปลยนแปลงนอยมากเมอเปรยบเทยบกบในชวงแรกของการทดสอบจากผลทไดแสดงใหเหนวาสทเปลยนไปของกาวเปนการเปลยนแปลงเพยงรปลกษณภายนอกของกาวเทานนแตไมสงผลตอการดดความชนของแผนซลกาเจลหรอมนอยมาก ในสวนของการทดสอบสมบตทางกายภาพของซลกาเจลเมอผานวฏจกรสภาวะเรงจะกลาวในหวขอท 4.6 4.6.2 การทดสอบภายใตสภาวะบานจาลอง การทดสอบภายใตสภาวะบานจาลองเปนการจาลองสภาวะทดสอบในการใชงานจรง โดยทาการทดสอบเพอดการเปลยนแปลงสมบตทางกายภาพของซลกาเจลทเปลยนไป เมอผานการใชงานในระยะเวลาตาง ๆ ชนงานทผานการใชงานในสภาวะบานจาลองเปนระยะเวลาตางๆ แสดงดงรปท 4.13 ในสวนของสมบตทางกายภาพทเปลยนไปของซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง และสภาวะบานจาลอง กลาวในหวขอตอไป

ซลกาเจลตงตน 30 วน 60 วน 90 วน 120 วน 150 วน 210 วน

รปท 4.13 ชนงานทผานการใชงานในสภาวะบานจาลองเปนระยะเวลาตางๆ

56

4.7 การทดสอบสมบตทางกายภาพของซลกาเจลเมอผานวฏจกรสภาวะเรงและสภาวะบานจาลอง ในการศกษาสมบตทางกายภาพทเปลยนไปของซลกาเจลเมอผานวฏจกรสภาวะเรง พจารณาจาก BET surface area และขนาดรพรนของผงซลกาเจล โดยใชเครอง วดขนาดรพรน และ BET surface area ของบรษท coulter omnisorp รน 100CK โดยการศกษาจะนาแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลาตาง ๆ แผนซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง ณ รอบทดสอบตาง ๆ และในการทดสอบสภาวะเรงทาการทดสอบผงซลกาเจลทไมผานการขนรปทดสอบควบคกนไปดวย เพอเปนตวเปรยบเทยบวากาวทใชมผลตอซลกาเจลหรอไม ซงผลทไดมดงน 4.7.1 การศกษา BET surface area ผลการวเคราะหคา BET surface area พจารณาในสวนของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรงแสดงดงรปท 4.14 และ แผนซลกาเจลทผานสภาวะบานจาลอง แสดงในรปท 4.15

200

250

300

350

400

ซลกาเจลตงตน 15 รอบทดสอบ 30 รอบทดสอบ 45 รอบทดสอบ 60 รอบทดสอบ 75 รอบทดสอบ 90 รอบทดสอบ

ผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทยงไมผานการขนรปผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล

BET surface area (m2/g)

รปท 4.14 BET surface area ของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง

57

200

250

300

350

400

450

500

ซลกาเจลตงตน 30 วน 60 วน 90 วน 120 วน 150 วน 210 วน

BET surface area (m2/g)

ระยะเวลาทแผนซลกาเจลอยภายใตสภาวะบานจาลอง

รปท 4.15 BET surface area ของแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลอง

จากผลการวเคราะหจะเหนวา BET surface area ของผงซลกาเจลทไมผานการขนรปมคามากกวาแผนซลกาเจล เนองจากซลกาเจลทผานการขนรปมผวหนาสวนหนงทสมผสกบกาวเพอการยดเกาะ จงเปนเหตให BET surface area มคานอยกวา และเมอพจารณา BET surface area ของแผนซลกาเจลเมอรอบทดสอบมากขนจะเหนวามแนวโนมลดลงแตเมอพจารณาผงซลกาเจลไมลดลง แสดงวาเปนผลมาจากกาวทอยตามรพรนเกดการเสอมสภาพ แตคา BET surface area ทลดลงไปนนมคานอยมาก ดงนนเมอดจากการดดและคายความชนของแผนซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง จงมการเปลยนแปลงนอยมากดงรปท 4.14 และ 4.15 เมอพจารณา BET surface area ของแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลองจะเหนวามคาไมแตกตางกนมากนกคออยในชวง 300-450 ตารางเมตรตอกรม เนองจากสภาวะทดลองจรงไมรนแรงเทาสภาวะเรง อยางไรกตามผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรงกยงใหคา BET surface area อยในชวงเดยวกน

58

4.7.2 การศกษาขนาดของรพรน ผลการวเคราะหขนาดรพรนของแผนซลกาเจล พจารณาเชนเดยวกบการวเคราะห BET surface area โดยสวนของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรงแสดงดงรปท 4.16 และ แผน ซลกาเจลทผานสภาวะบานจาลอง แสดงในรปท 4.17

0.550.6

0.650.7

0.750.8

0.85

ซลกาเจลตงตน 15 รอบทดสอบ 30 รอบทดสอบ 45 รอบทดสอบ 60 รอบทดสอบ 75 รอบทดสอบ 90 รอบทดสอบ

ผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอนทยงไมผานการขนรป ผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล

Pore size (nm)

รปท 4.16 ขนาดรพรนของแผนซลกาเจลและผงซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง

0.550.6

0.650.7

0.750.8

0.85

ซลกาเจลตงตน 30 วน 60 วน 90 วน 120 วน 150 วน 210 วน

pore size (nm)

ระยะเวลาทแผนซลกาเจลอยภายใตสภาวะหลงคาจาลอง

รปท 4.17 ขนาดรพรน ของแผนซลกาเจลทอยภายใตสภาวะหลงคาจาลอง

59

จากรปท 4.16 จะเหนวาขนาดรพรนของแผนซลกาเจลทผานสภาวะเรงและผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน มขนาดตางกนอยในชวง 0-0.2 นาโนเมตร ซงจะเหนวาขนาดของรพรนมขนาดตางกนนอยมากและเมอพจารณาจากการดดและคายความชนของแผนซลกาเจลทผานวฏจกรสภาวะเรง จะเหนวานาหนกของซลกาเจลทเพมขนเมอมการดดความชนทรอบทดสอบสง ๆ มการเปลยนแปลงนอยมากเชนกน ดงนนขนาดรพรนของแผนซลกาเจลภายใตสภาวะบานจาลองจงมการเปลยนแปลงนอยมากจนไมเหนความแตกตาง เมอพจารณารปท 4.17 จะเหนวาขนาดรพรนไมมการเปลยนแปลง เนองมาจากการใชงานภายใตสภาวะบานจาลองมการใชงานทอณหภมประมาณ 18-35 องศาเซลเซยส ในสภาวะอณหภมชวงนไมเปนผลทาใหกาวเกดการเสอมสภาพ ดงนนขนาดรพรนของแผนซลกาเจลจงไมเกดการเปลยนแปลง จากการวเคราะหหาขนาดรพรน และ BET surface area จะเหนวาการใชงานทสภาวะบานจาลองเปนเวลา 7 เดอนสมบตทางกายภาพของแผนซลกาเจลมการเปลยนแปลงนอยมาก และเมอพจารณาสมบตทางกายภาพของผงซลกาเจลทผานสภาวะเรงเปนจานวน 90 รอบทดสอบ กเกดการเปลยนแปลงนอยมากเชนกน จากผลการวเคราะหสรปไดวาแผนซลกาเจลทใชงานในสภาวะบานจาลองไมเกดการเสอมสภาพของกาวเนองจากการใชงานอยในชวงอณหภมประมาณ 18-35 องศาเซลเซยส ซงอณหภมชวงนเปนชวงการใชงานทกาวไมเกดการเสอมสภาพ และสมบตทางกายภาพของผงซลกาเจลทผานสภาวะเรงยงไมเกดการเสอมสภาพ โดยดจากขนาดรพรน และ BET surface area ของผงซลกาเจลทผานสภาวะเรง ซงจะเหนวามการเปลยนแปลงนอยมากเชนกน ดงนนอายการใชงานของแผนซลกาเจลจงมากกวา 7 เดอน แตจะเกดการเสอมสภาพเมอใชงานไประยะเวลานานเทาใดนนไมสามารถสรปได เนองจากสมบตของผงซลกาเจลทผานสภาวะเรง และแผนซลกาเจลทใชงานในสภาวะบานจาลองไมเกดการเปลยนแปลงจงไมสามารถหาความสมพนธของอายการใชงานของแผนซลกาเจลได หรออาจเนองมาจากอายการใชงานของแผนซลกาเจลนานมากจนทาใหการทดสอบไมเหนความแตกตาง ซงถาดจาก data sheet ของซลกาเจลขนาดอนภาค 63-200 ไมครอน ในภาคผนวก จะเหนวาอายการใชงานของผงซลกาเจลทไมผานการใชงานจะเหนวาสงถง 10 ป เมออยภายใตอณหภมหองและความดนบรรยากาศปกต

60

4.8 การศกษาความสามารถในการลดอณหภมภายใตบานจาลอง การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมภายใตบานจาลองทาการทดสอบโดยใชแผนซลกาเจล 2 ลกษณะ คอ แผนซลกาเจลแผนเรยบ และแผนซลกาเจลแผนหยก (พนทเพมขน 5 เทา) ดงทไดกลาวในหวขอท 3.3.5 และแสดงในรปท 4.18 โดยผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมของแผน ซลกาเจลทงแผนเรยบและแผนหยกภายใตบานจาลอง แสดงดงรปท 4.19-4.24

30 cm

รปท 4.18 แผนซลกาเจลแผนหยก

0 Y d 'PE 7s

67

จากผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมของแผนซลกาเจลทมลกษณะเปนแผนเรยบภายใตบานจาลองจะเหนวาในชวงเวลาประมาณ 10.00 น. ถง 16.00 น. อณหภมใตฝาเพดานของบานทใชแผนซลกาเจลตากวาบานจาลองทไมไดใชแผนซลกาเจลแตยงเหนไมชดเจน ทงนเนองมาจากปรมาณซลกาเจลนอยไมเพยงพอตอการชวยลดภาระความรอนทผานเขามาภายในหอง ดงนนจงทาการทดสอบโดยใชแผนซลกาเจลทมลกษณะเปนแผนหยกซงเปนการเพมพนทใหมากกวาแบบแรก 5 เทา เมอพจารณาจากผลการทดสอบ จะเหนวาในชวงเวลาเดยวกนอณหภมใตฝาเพดานของบานทใชแผน ซลกาเจลมอณหภมตากวาบานจาลองทไมไดใชแผนซลกาเจลประมาณ 1 องศาเซลเซยส ซงเปนผลมาจากการทความรอนสวนหนงถกใชไปในการระเหยนาในซลกาเจล ทาใหปรมาณความรอนทผานฝาเพดานเขามาภายในหองนอยกวาหลงทไมไดใชแผนซลกาเจล และเมอพจารณาอณหภมบนฝาเพดานของบานทใชและไมใชแผนซลกาเจลในชวงเวลาเดยวกน จะเหนวาอณหภมบนฝาเพดานของบานทใชแผนซลกาเจลมอณหภมตากวาบานทไมไดใชแผนซลกาเจลเชนกน เนองมาจากมวลของไอนาทระเหยออกจากซลกาเจล ทาใหบรเวณเหนอฝาเพดานของหลงทใชแผนซลกาเจลมมวลของไอนามากกวาอกหลง เปนผลทาใหความสามารถในการรบความรอนของหลงทใชแผนซลกาเจลมากกวาหลงทไมใชแผนซลกาเจล ดงนนอณหภมเหนอฝาเพดานของหลงทใชแผนซลกาเจลจงตากวาหลงทไมไดใชแผนซลกาเจล และเมอพจารณาความสามารถในการดดและคายความชนของแผนซลกาเจล โดยดจากนาหนกทเปลยนไปของแผนซลกาเจลทอยในสภาวะบานจาลองทาการทดสอบโดยชงทก ๆ 2 ชวโมง ในชวงเวลา 6.00 น. ถง 4.00 น. ผลการทดสอบแสดงดงรปท 4.25 จะเหนวาแผนซลกาเจลสามารถคายความชนในชวงเวลา 10.00 น. ถง 20.00 น. และมการดดความชนในชวงหลงจาก20.00 น. จนกระทง 4.00 น.จากผลการทดสอบเปนการยนยนวาแผนซลกาเจลมความสามารถในการดดและคายความชนในสภาวะบานจาลอง แตเมอเปรยบกบผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมของจกรภพ[17] ดงรปท 4.26 จะเหนวาสามารถลดอณหภมในชวงกลางวนไดประมาณ 2 องศาเซลเซยส เนองจากปรมาณของซลกาเจลทใชมความแตกตางกนมาก คอ ความหนาของ bed ซลกาเจลทใชมความหนาประมาณ 1.5 เซนตเมตร เมอเปรยบเทยบกบแผนซลกาเจลทใชในงานวจยนหนาเพยง 0.1 เซนตเมตร ซงจะเหนวาปรมาณของซลกาเจลทใชในงานของจกรภพ[17] มากกวา เปนผลทาใหปรมาณนาทซลกาเจลดดไวมมากกวา ดงนนความรอนทใชในการระเหยนาในสวนนจงใชมากกวา สงผลใหสามารถลดอณหภมไดมากกวาแผนซลกาเจลทไดจากงานวจยน จากการพจารณาพลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศในภาคผนวก ช. จะเหนวาทเวลา 12.00 น. ของวนท 29 พฤศจกายน 2546 อณหภมใตฝาเพดานของบานจาลองหลงทไมใชแผนซลกาเจลมคา 31.7 องศาเซลเซยส และบานหลงทไมใชแผนซลกาเจลมคา 30.6 องศาเซลเซยส ซงบานจาลองหลงทใชแผนซลกาเจลสามารถลดอณหภมไดประมาณ 1 องศาเซลเซยส เปนผลทาใหภาระความรอนในการปรบอากาศลดลงไปถง 16.417 เปอรเซนต

68

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

4

6.00 น. 8.00 น. 10.00 น. 12.00 น. 14.00 น. 16.00 น. 18.00 น. 20.00 น. 22.00 น. 24.00 น. 2.00 น. 4.00 น.

ตวอยางท 1 ตวอยางท 2 ตวอยางท 3นาหนก (g.)

รปท 4.25 ความสามารถในการคายความชนของแผนซลกาเจลในสภาวะบานจาลอง

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00

หองใตหลงคา (T3) ตดตงซลกาเจลอณหภมใตฝาหนา (T5) ตดตงซลกาเจลหองใตหลงคา (T9) ไมไดตดตงซลกาเจลอณหภมใตฝาหนา (T11) ไมไดตดตงซลกาเจล

อณหภม (องศาเซลเซยส)

รปท 4.26 ผลการทดสอบความสามารถในการลดอณหภมภายใตสภาวะบานจาลอง ของนายจกรภพ ปาณราช [17]

69

แผนซลกาเจล (แผนหยก)

เบดซลกาเจลทใชในงานวจยของ นายจกรภพ ปาณราช

แผนซลกาเจล (แผนเรยบ)

รปท 4.27 เปรยบเทยบปรมาณซลกาเจลทใชกบงานวจยของนายจกรภพ [17]

4.9 ความสามารถในการลดภาระความรอนของแผนซลกาเจล จากทกลาวในเรองของการคานวณหาการลดภาระความรอนของแผนซลกาเจลในหวขอท 2.9 นนจะเหนวาในการคานวณเปนการหาดวยวธทางออม ซงใชผลตางของอณหภมระหวางชองวางใตหลงคากบอณหภมใตฝาเพดานมาคานวณ ดงนนเมอผลการทดสอบไมเหนความแตกตางของอณหภม การคานวณหาความสามารถในการลดภาระความรอนจงไมเหนผลตามไปดวย

70

4.10 การคานวณราคาตอหนวยของแผนซลกาเจล การคานวณหาราคาของแผนซลกาเจล คานวณโดยเทยบเปนราคาตอ 1 ตารางเมตร แสดงดงน ผงซลกาเจล 105 บาทตอตารางเมตร กาวสเปรย 128 บาทตอตารางเมตร แผนพอลเมอร 65 บาทตอตารางเมตร คาแรง 20 บาทตอตารางเมตร แผนซลกาเจล 318 บาทตอตารางเมตร หมายเหต: คาแรงคดจากคาแรงขนตาของจงหวดกรงเทพมหานครคอ 167 บาทตอวนโดยคด 8 ชวโมงตอวน และในการทาแผนซลกาเจลใชเวลาประมาณ 1 ชวโมง จากราคาของแผนซลกาเจล เมอเทยบกบราคาฉนวนใยแกวชนดอลมเนยมฟอยล 1 ดาน ขนาด 1.22x30.50 ตารางเมตร หนา 2.5 เซนตเมตร ความหนาแนน 16 กโลกรมตอลกบาศกเมตรตราไมโครไฟเบอรราคา 2625 บาทตอมวน (คดตามราคากลางวสดในสวนกลางสานกดชนเศรษฐกจการคา กรมการคาภายใน กระทรวงพาณชย ป พ.ศ. 2546) ซงเมอเทยบเปนตารางเมตร ราคาตารางเมตรละประมาณ 70 บาท จะเหนวา ราคาของแผนซลกาเจลมราคาสงกวาฉนวนใยแกวประมาณ 4.5 เทา ซงเปนราคาทสงกวามาก แตถาสามารถพฒนาแผนซลกาเจลใหมปรมาณซลกาเจลมากพอสาหรบการลดภาระความรอน จะเหนวาแผนซลกาเจลมลกษณะคอนขางบางเมอเทยบกบ ฉนวนใยแกวสาหรบหลงคาซงมความหนาถง 2.5 เซนตเมตร ดงนนในการขนสงจะมความสะดวกกวามาก และในสวนของการตดตงไมแตกตางกนเนองจากสามารถปบนฝาเพดานใหเตมพนทไดเลยเชนกน แนวโนมในการพฒนาควรพฒนาใหแผนซลกาเจลเพมปรมาณซลกาเจลโดยการทาใหมลกษณะเปนรงผง หรอเปลยนจากการนาผงซลกาเจลมาขนรปใหเปนแผน เปนการสงเคราะหซลกาเจลขนมาเพอใชในงานนโดยเฉพาะ เปนตน

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการทดลอง งานวจยนไดทาการศกษาวธการขนรปซลกาเจลโดยใชผงซลกาเจลและชนดของซลกาเจลทเหมาะสม เพอนาไปใชในการลดภาระความรอนภายใตบานจาลอง และศกษาอายการใชงานของแผนซลกาเจลทได สามารถสรปผลการทดลองไดดงน

1. วธการทเหมาะสมในการขนรปแผนซลกาเจลโดยใชผงซลกาเจล คอ กระบวนการ gravity coating เนองจากเปนวธทใชกาวเปนตวทาใหผงซลกาเจลตดกน ดงนนผวหนาของซลกาเจลจงไมถกปกคลมทาใหสามารถดดความชนได สวนกระบวนการหลอแผนบางและกระบวนการอดขนรปแบบแหงผงซลกาเจลยดกนดวยตวประสานซงจะปกคลมผวหนาทาใหความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลลดลง

2. ขนาดของซลกาเจลทเหมาะสมในการใชงานคอ 63-200 ไมครอน เนองจากมความเหมาะสม

ทงในดานความสามารถในการดดความชนและตนทนการผลต

3. อายการใชงานของแผนซลกาเจลภายใตบรรยากาศแวดลอมมากกวา 7 เดอน เหตทไมสามารถทาการทดสอบไดนานกวานเพราะขอจากดดานเวลา และเมอพจารณาจากสมบตทางกายภาพและความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลเมอผานการทดสอบภายใตสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ มการเปลยนแปลงนอยมาก จะเหนวาแผนซลกาเจลนนมอายการใชงานนานมากกวา 7 เดอน แตไมสามารถสรปไดวาแผนซลกาเจลจะเกดการเสอมสภาพเมอใชงานไประยะเวลานานเทาใด เมอดจากขอมลสมบตของซลกาเจลขนาดอนภาค 63-200 ไมครอน ในภาคผนวก จ จะเหนวาอายการใชงานของผงซลกาเจลทไมผานการใชงานจะสงถง 10 ป เมออยภายใตอณหภมหองและความดนบรรยากาศทระดบนาทะเล ซงมอายการใชงานทสงมาก

4. แผนซลกาเจลมความสามารถในการดดและคายความชนภายใตสภาวะบานจาลอง เนองจาก

นาหนกของแผนซลกาเจลมการเพมและลดเมอแผนซลกาเจลดดและคายความชน และในชวงเวลาประมาณ 10.00 น.-16.00 น. แผนซลกาเจลแผนเรยบลดอณหภมภายใตฝาเพดานไดเลกนอยไมถง 1 องศาเซลเซยส แตแผนหยกนนสามารถลดอณหภมภายใตฝาเพดานไดประมาณ 1 องศาเซลเซยส ซงจะสงผลใหภาระความรอนในการปรบอากาศลดลงถง 16.42 เปอรเซนต

72

5. แผนซลกาเจลทไดจากงานวจยนมลกษณะเปนแผนบางประมาณ 0.2 เซนตเมตร ในการ

นาไปใชงานสามารถนาไปปใหเตมพนทบนฝาเพดาน แตเมอพจารณาราคาตอหนวย จะเหนวาแผนซลกาเจลมราคา 318 บาทตอตารางเมตร ซงเปนราคาทคอนขางสงเมอเทยบกบฉนวนใยแกวชนดอลมเนยมฟอยล 1 ดาน หนา 2.5 เซนตเมตร ราคาประมาณ 70 บาทตอตารางเมตร ซงถกกวามาก แตถาพจารณาจากความหนาของแผนซลกาเจล จะเหนวาแผนซลกาเจลบางกวาฉนวนใยแกวมาก ทาใหในการขนสงจะงายและสะดวกกวา

5.2 ขอเสนอแนะ 1. ศกษาลกษณะรปแบบของแผนซลกาเจลใหมพนทมากขนเพอใหปรมาณของซลกาเจลเพมขน

ปรมาณความชนทซลกาเจลดดและคายกจะมากขนตามอาจเปนผลทาใหความสามารถในการลดภาระความรอนเพมขน

2. ในการศกษาวธการขนรปยงมอกหลายแนวทางในการขนรป เชน การทาการสงเคราะหซล

กาเจลแลวนามาเคลอบบนกระดาษหรอเคลอบลงบนโครงสรางอนๆ วธนกเปนอกทางเลอกหนงทนาจะเปนแนวทางในการศกษาเพอการใชงานในดานน

3. แนวทางในการลดตนทนการผลตจากการคานวณตนทนการผลต จะเหนวาตนทนสวนใหญ

ไมไดมาจากซลกาเจลแตเปนตนทนของกาวเปนสวนใหญ ดงนนในการลดตนทนการผลตจงควรหาชนดของกาวทราคาตากวากาวสเปรย 3M และมสมบตทเหมาะสมในการนามาใชงานและในสวนของแผนพอลเมอรทใชนนสามารถลดตนทนในสวนนได เนองจากในการทดสอบแผนซลกาเจลตองผานกระบวนการอบทอณหภม 100 องศาเซลเซยส ในการทาวจยจงเลอกแผนพอลเมอรทสามารถทนความรอนไดมากกวา 100 องศาเซลเซยสซงมราคาคอนขางสง แตในการใชงานจรงอณหภมการใชงานอยในชวง 18-35 องศาเซลเซยส ดงนนในการผลตเพอการพานช จงสามารถเลอกใชพอลเมอรทไมตองทนความรอนสงซงมราคาตากวา ทาใหลดตนทนในสวนนไดอกสวนหนง แตในการผลตเชงพาณชนนการผลตตองมการใชเครองมอทสามารถผลตไดในปรมาณมากและใชเวลาในการผลตนอย ดงนนในการผลตเพอการคาจงตองพจารณาตนทนในสวนนดวย

1. Hans-jurgen, B.,Karlheinz, G. and Michael, K., 2003, Physics and Chemistry of

Interfaces,Wiley-VCH GmbH & Co. KgaA, New York, pp. 177.

2. Richard, I.M., 1996, Principles of Adsorption and Reaction on Solid Surface, John

Wiley & son, INC., New York, pp.111

3. Elaine, M.M., 2001, Surface Chemistry, Oxford University Press, New York, pp.54-55.

4. Roy, S.M., The Chemical Physics of Surfaces, 2nd, plenum press, New York and London,

pp. 253-254.

5. Douglas, M.R., Shamsuzzaman, F. and Kent, K., 1994, Pressure Swing Adsorption, VCH,

New York, pp. 25

6 . Gregg, S.J. and Sing, K.S.W.,1982, Adsorption, Surface Area and Porosity, 2nd,

Academic Press, New York, pp. 1-281.

7. Raymond, P.W., 1993, Silica Gel and Bonded Phases: Their Production, Properties and

Use in LC, John Wiley & son, INC., New York, pp.1-138.

8. nanostructure

9. nu.aiR ~ a n o l m ~ w $ 2537, nlsa~!!t&!a~i/n&f, nol:wGddiu~~a:jnV1, U ~ I ? ~ U I %

~wnIuIa~wszoou~na*1~uy3, wdi 21-32.

10. nu110 e l n s l t u w , 2521, nisdiuiwnaiaJ:~pa, n t u z ? ~ a n s s i a i a m $ ,

B M I ? W U I ~ U ~ ~ D ~ I I ~ ~ ~ , MGI 1-10.

1 1. Helmut, W., 1983, Heat Transfer, Harper & Row, New York, pp.1-10.

12. qliun' nYtuuGn6, 2535, r n 3 t i i u m ~ a i a b p a , m n i 1 i ? ~ a n s s n m t o . l n n , nmz 9

mans~ua iams" , ~ni?wuia"er~wnIuIa~wszoo%~~na*i~u~?, wdi 1-25.

13. James, S.R., 1995, Principles of Ceramics Processing, 2nd, Wiley & son, INC, New York,

pp. 67-540.

14. ? h o d ? n i n ~ ~ w w i , 2513, n s z n ~ ~ n s i u - & i n s i u , B m n ~ w n r s u n i s , q i 13, a h $ 8, n&

25-3 1.

15. Sodha, J.R., Sawhney, R.L. and Deshmukh, M.K., 1989, " Energy Conservation in Large

Air Conditioner Buildings use for Evaporative Roof Cooling in Hot and Dry Climate",

International Journal of Energy Research, Vol. 13, pp. 179-192

16. Techajunta, Chairarattananon and Excell., 1999, " Experimental in a Sorlar Simulator on

Solid Desiccant Regeneration and Air Del~umidification for Air Conditioning in a

Tropical Humid climate", Renewable Energy, Vol. 17, pp. 549-568

17. cnrnw ihqnr, 2543, mri/ntnn3lul~u1~l1i1un1r14a~4~nna1uJuliDann1r:

nnuioudhuntYwi~, mr8ntnilyrnri~tn u m i n u ~ f wr:'aoum816uy~, nrj~ 1-41

18. Miyamoto, Hiroki, Ohta, Michinosuke, Ishikawa, Kanzo, Sukeda, Toshihiko, Kaji and

Mitsunari, 1996, Adsorptive honeycomb-shaped Ceramic Structure and Method for its

Production, US. Patent, No. 5,518,678.

19. Hughes and John T.,1986,US. Patent, No. 4,564,547.

75

ภาคผนวก ก. การทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจล

76

การทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจล ตารางท ก.1 ขอมลการทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลเมอขนรปดวยกระบวนการตางๆ

เปอรเซนตเปอรเซนตของนาหนกทเพมขนเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมตน ของซลกาเจลทขนรปดวยกระบวนการตางๆ

ครงททดสอบ tape casting (%) dry pressing(%) gravity coating(%) ครงท 1 4.18 16.29 21.69 ครงท 2 8.12 25.43 31.75 ครงท 3 7.94 25.99 36.36 ครงท 4 9.49 25.8 32.25 ครงท 5 8.99 21.53 40.5 เฉลย 7.744 23.008 32.51

ตารางท ก.2 ขอมลการทดสอบความสามารถในการดดความชนของซลกาเจลชนดตางๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating

เปอรเซนตเปอรเซนตของนาหนกทเพมขนเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมตน ของซลกาเจลชนดตางๆ ทขนรปดวยกระบวนการ gravity coating

ครงททดสอบ 0.063-0.2 mm (%) 0.04-0.063 mm(%) 0.006-0.2 mm(%) 0.01 mm(%) ครงท 1 11.51 14.49 13.5 21.69 ครงท 2 9.77 11.5 16.33 31.75 ครงท 3 10.32 14.88 14.4 36.36 ครงท 4 5.87 15.5 16.07 40.5 เฉลย 9.3675 14.0925 15.075 32.575

หมายเหต: ขอมลครงท 5 มคาแตกตางจากการทดสอบครงอนมาก จงไมนามาใช

77

ภาคผนวก ข. การกระจายตวของขนาดอนภาคซลกาเจลทผานการบด

78

การกระจายตวของขนาดอนภาคซลกาเจลทผานการบด ตารางท ข.1 ตารางแสดง volume% ของขนาดอนภาคของซลกาเจลทผานการบดจากซลกาเจลขนาด 40-63 ไมครอน

Volume% ขนาดอนภาค(ไมครอน) 10 3.304 25 5.313 50 8.875 75 13.93 90 20.00

ตารางท ข.2 ตารางแสดง volume% ของขนาดอนภาคของซลกาเจลทผานการบดจากซลกาเจลขนาด 2-5 มลลเมตร

Volume% ขนาดอนภาค(ไมครอน) 10 4.797 25 15.23 50 50.50 75 110.3 90 179.2

ตารางท ข.3 ตารางแสดงคาเฉลยและคามธยฐานของขนาดอนภาคทไดจากการบดซลกาเจลขนาด 40-63 ไมครอนและ 2-5 มลลเมตร ชนดของซลกาเจลทไมผาน

การบดบด คาเฉลยของขนาดอนภาคทผาน

การบด (ไมครอน) คามธยฐานของขนาดอนภาคท

ผานการบด (ไมครอน) 40-63 ไมครอน 10.77 8.875 2-5 มลลเมตร 73.15 50.50

79

ภาคผนวก ค. การทดสอบภายใตสภาวะเรง

80

การทดสอบภายใตสภาวะเรง ตารางท ค.1 ขอมลแสดงนาหนงของแผนซลกาเจลแผนท 63 และ 74 เมอผานการอบคายความชนและดดความชน ทรอบทดสอบตางๆ

นาหนกของแผนซลกาเจลและแผนกาวเมอผานการอบคายความชนและดดความชน แผนซลกาเจลท 63 แผนซลกาเจลท 74 แผนกาว

รอบทดสอบ อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน 1 3.647 3.867 3.716 3.914 3.131 3.141 2 3.642 3.852 3.714 3.87 3.129 3.14 3 3.649 3.865 3.714 3.868 3.128 3.137 4 3.65 3.857 3.717 3.917 3.131 3.139 5 3.65 3.842 3.708 3.899 3.131 3.138 6 3.649 3.857 3.705 3.898 3.126 3.133 7 3.645 3.829 3.717 3.912 3.127 3.141 8 3.651 3.852 3.718 3.866 3.128 3.14 9 3.653 4.471 3.715 4.246 3.131 3.252 10 3.644 3.844 3.713 3.893 3.127 3.141 11 3.642 3.871 3.711 3.883 3.127 3.141 12 3.636 3.78 3.711 3.81 3.13 3.135 13 3.64 3.898 3.707 3.87 3.128 3.143 14 3.634 3.825 3.708 3.869 3.131 3.149 15 3.636 3.976 3.705 3.889 3.127 3.176 16 3.634 3.792 3.707 3.835 3.125 3.149 17 3.633 3.813 3.702 3.869 3.13 3.143 18 3.645 3.921 3.717 3.893 3.13 3.146 19 3.64 3.832 3.709 3.88 3.134 3.152 20 3.641 3.861 3.713 3.884 3.131 3.166 21 3.636 3.877 3.712 3.913 3.132 3.231 22 3.638 3.847 3.709 3.875 3.13 3.163 23 3.64 3.824 3.709 3.881 3.134 3.171 24 3.639 3.83 3.708 4.073 3.131 3.147 25 3.638 3.79 3.707 3.867 3.132 3.145 26 3.637 3.813 3.708 3.878 3.131 3.153 27 3.634 3.81 3.705 3.887 3.132 3.141

81

นาหนกของแผนซลกาเจลและแผนกาวเมอผานการอบคายความชนและดดความชน แผนซลกาเจลท 63 แผนซลกาเจลท 74 แผนกาว

รอบทดสอบ อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน 28 3.642 3.785 3.71 3.835 3.131 3.141 29 3.633 3.78 3.703 3.791 3.131 3.156 30 3.648 3.768 3.717 3.822 3.137 3.156 31 3.652 3.77 3.717 3.814 3.142 3.159 32 3.65 3.766 3.721 3.791 3.141 3.158 33 3.648 3.796 3.714 3.778 3.137 3.153 34 3.647 3.765 3.721 3.785 3.143 3.159 35 3.656 3.794 3.724 3.885 3.144 3.159 36 3.655 3.792 3.724 3.871 3.145 3.16 37 3.654 3.757 3.726 3.815 3.145 3.158 38 3.651 3.769 3.718 3.786 3.146 3.159 39 3.651 3.773 3.72 3.789 3.143 3.167 40 3.654 3.793 3.724 3.81 3.147 3.156 41 3.657 3.774 3.727 3.793 3.146 3.164 42 3.656 3.783 3.72 3.822 3.145 3.161 43 3.652 3.759 3.72 3.765 3.147 3.161 44 3.654 3.692 3.718 3.822 3.146 3.163 45 3.65 3.757 3.716 3.793 3.143 3.16 46 3.648 3.733 3.719 3.864 3.147 3.163 47 3.655 3.743 3.722 3.867 3.15 3.162 48 3.66 3.718 3.725 3.813 3.147 3.161 49 3.656 3.805 3.721 3.808 3.151 3.162 50 3.653 3.769 3.718 3.781 3.15 3.16 51 3.651 3.778 3.714 3.845 3.149 3.163 52 3.649 3.765 3.714 3.78 3.148 3.158 53 3.651 3.773 3.715 3.88 3.151 3.165 54 3.652 3.811 3.716 3.847 3.149 3.187 55 3.646 3.758 3.714 3.829 3.152 3.168 56 3.649 4.135 3.719 3.79 3.156 3.167 57 3.647 4.115 3.713 3.857 3.152 3.172 58 3.645 3.835 3.713 3.838 3.154 3.169 59 3.646 3.855 3.711 3.908 3.152 3.178

82

นาหนกของแผนซลกาเจลและแผนกาวเมอผานการอบคายความชนและดดความชน แผนซลกาเจลท 63 แผนซลกาเจลท 74 แผนกาว

รอบทดสอบ อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน อบคายความชน ดดความชน 60 3.644 3.797 3.708 3.939 3.154 3.181 61 3.647 3.848 3.713 3.902 3.153 3.169 62 3.644 3.85 3.706 3.875 3.152 3.169 63 3.639 3.797 3.703 3.88 3.152 3.168 64 3.645 3.804 3.71 3.818 3.153 3.172 65 3.644 3.807 3.709 3.913 3.154 3.172 66 3.643 4.022 3.703 3.872 3.153 3.172 67 3.638 3.809 3.703 3.921 3.148 3.169 68 3.634 3.765 3.7 3.786 3.155 3.169 69 3.639 3.81 3.697 3.88 3.155 3.171 70 3.634 3.815 3.689 3.85 3.153 3.168 71 3.634 3.795 3.698 3.904 3.157 3.169 72 3.628 3.717 3.685 3.828 3.156 3.181 73 3.633 3.813 3.691 3.832 3.157 3.172 74 3.629 3.789 3.686 3.858 3.154 3.17 75 3.628 3.75 3.688 3.811 3.155 3.173 76 3.633 3.779 3.689 3.849 3.158 3.169 77 3.632 3.811 3.685 3.866 3.155 3.171 78 3.632 3.779 3.684 3.833 3.153 3.167 79 3.633 3.776 3.687 3.868 3.157 3.175 80 3.632 3.77 3.688 3.868 3.157 3.172 81 3.63 3.734 3.681 3.816 3.154 3.17 82 3.631 3.796 3.683 3.834 3.158 3.174 83 3.635 3.774 3.685 3.811 3.157 3.176 84 3.632 3.807 3.688 3.863 3.16 3.175 85 3.635 3.808 3.69 3.851 3.159 3.175 86 3.633 3.789 3.687 3.863 3.162 3.173 87 3.64 3.813 3.697 3.863 3.159 3.169 88 3.636 3.777 3.692 3.864 3.156 3.172 89 3.639 3.82 3.703 3.886 3.16 3.17 90 3.621 3.798 3.689 3.857 3.156 3.174

83

ภาคผนวก ง. การวเคราะหขนาดรพรนและ BET surface area

84

การวเคราะหขนาดรพรนและ BET surface area

ตารางท ง.1 BET surface area ของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรปใหเปนแผนซลกาเจล และผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตางๆ

BET surface area ของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน รอบทดสอบ ไมผานการขนรป (m2/g) ผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล (m2/g)

ซลกาเจลตงตน 364.61 344.72 15 รอบทดสอบ 346.28 306.12 30 รอบทดสอบ 314.45 282.48 45 รอบทดสอบ 312.82 250.09 60 รอบทดสอบ 309.82 227.55 75 รอบทดสอบ - 218.81 90 รอบทดสอบ 316.61 228.25 หมายเหต: ผงซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบทไมผานการขนรป ไมมผลการทดสอบเนองจาก

มปญหาในการทดสอบจงไมไดผลการทดสอบ

ตารางท ง.2 BET surface area ของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะบานจาลอง เปนเวลาตางๆ

จานวนวน BET surface area ของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล (m2/g) ซลกาเจลตงตน 344.72

30 วน 296.11 60 วน 433.61 90 วน 381.51 120 วน 384.26 150 วน 305.44 210 วน 332.18

85

ตารางท ง.3 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรปใหเปนแผน ซลกาเจล และผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะเรงทรอบทดสอบตางๆ

ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน รอบทดสอบ ไมผานการขนรป (m2/g) ผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล (m2/g)

ซลกาเจลตงตน 0.6 0.6 15 รอบทดสอบ 0.6 0.7 30 รอบทดสอบ 0.65 0.8 45 รอบทดสอบ 0.65 0.65 60 รอบทดสอบ 0.6 0.7 75 รอบทดสอบ - 0.75 90 รอบทดสอบ 0.6 0.7 หมายเหต: ผงซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบทไมผานการขนรป ไมมผลการทดสอบเนองจาก

มปญหาในการทดสอบจงไมไดผลการทดสอบ

ตารางท ง.4 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล เมอผานสภาวะบานจาลองเปนเวลาตางๆ

จานวนวน BET surface area ของผงซลกาเจลทไดจากแผนซลกาเจล (m2/g) ซลกาเจลตงตน 0.6

30 วน - 60 วน 0.6

90 วน 0.6

120 วน 0.6

150 วน 0.6

210 วน 0.6

หมายเหต: ขอมลครงท 5 มคาแตกตางจากการทดสอบครงอนมาก จงไมนามาใช

86

ผงซลกาเจลเมอยงไมผานสภาวะเรง

รปท ง.1 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล เมอยงไมผานสภาวะเรง

ผงซลกาเจลทไมไดขนรปเมอผานสภาวะเรง 15 รอบทดสอบ

รปท ง.2 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 15 รอบทดสอบ

87

ผงซลกาเจลทไมไดขนรปเมอผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ

รปท ง.3 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ

ผงซลกาเจลทไมไดขนรปเมอผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ

รปท ง.4 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ

88

ผงซลกาเจลทไมไดขนรปเมอผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ

รปท ง.5 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ

ผงซลกาเจลทไมไดขนรปเมอผานสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ

รปท ง.6 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ไมผานการขนรป

ใหเปนแผนซลกาเจล ทผานสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ

89

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอยงไมผานสภาวะเรง

รปท ง.7 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

ทยงไมผานสภาวะเรง

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 15 รอบทดสอบ

รปท ง.8 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 15รอบทดสอบ

90

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ

รปท ง.9 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 30 รอบทดสอบ 45 รอบ แผน

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ

รปท ง.10 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 45 รอบทดสอบ

91

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ

รปท ง.11 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 60 รอบทดสอบ

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบ

รปท ง.12 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบ

92

ผงซลกาเจลทไดจากแผนเมอผานสภาวะเรง 75 รอบทดสอบ

รปท ง.13 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะเรง 90 รอบทดสอบ

แผนซลกาเจลทผานสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลา 30 วน

รปท ง.14 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 30 วน

93

แผนซลกาเจลทผานสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลา 90 วน

รปท ง.15 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 90 วน

แผนซลกาเจลทผานสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลา 120 วน

รปท ง.16 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 120 วน

94

แผนซลกาเจลทผานสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลา 150 วน

รปท ง.17 ขนาดรพรนของผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

เมอผานสภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 150 วน

น

รปท ง.18 ขนาดรพรนข

เมอผาน

แผนซลกาเจลทผานสภาวะหลงคาจาลองเปนเวลา 210 ว

องผงซลกาเจลขนาด 63-200 ไมครอน ทไดจากแผนซลกาเจล

สภาวะหลงคาจาลอง เปนเวลา 210 วน

95

ภาคผนวก จ. การทดสอบความสามารถในการลดอณหภมภายใตสภาวะหลงคาจาลอง

96

ตารางท จ.1 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 25 ธนวาคม 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 18.9 20 19.8 19.9 18.5 19.7 19.2 19.8 18.2 21 80

7.00 น. 19.1 20.2 20.1 20.4 18.7 19.9 19.9 19.9 18 21.1 75

8.00 น. 22.8 21.6 22 21.6 22.2 21.9 22.2 21.6 17.3 22.1 62

9.00 น. 32.8 24.2 24.6 24.3 31.7 24.7 24.9 24.4 18.1 24.2 55

10.00 น. 40.8 27.1 27.1 27.2 39.8 27.6 28 27.1 18.6 28.6 40

11.00 น. 44.2 28.1 28.2 28.3 43.8 29.3 29.6 28.7 20.2 30.5 38

12.00 น. 48.5 29.9 30.2 30.1 48.9 30.9 31.2 30.2 19.8 31.8 33

13.00 น. 48.1 31.5 31.5 31.8 48.4 32.8 32.4 32.2 20.4 32.8 35

14.00 น. 49.2 31.7 32.6 32.1 50 32.9 33 32.3 20.1 30.5 40

15.00 น. 45 32.9 32 33.1 46.6 34.2 33.7 33.9 20.8 30.5 45

16.00 น. 41 32.9 32.9 33.1 41.9 33.8 33.5 33.5 20.4 30.1 40

17.00 น. 32.3 31.5 30.3 31.8 33.5 31.9 30.8 31.9 20.5 29.2 48

18.00 น. 27 28.7 27.7 28.9 26.5 28.8 27.6 29 20.1 27.4 53

19.00 น. 23.7 26.3 25.5 26.5 23.1 26.3 25.4 26.3 19.4 26.1 56

20.00 น. 22.8 25 24.5 25.1 22 25 24.4 25.1 20.4 25.1 65

21.00 น. 22 24.1 23.8 24.3 21.2 24.1 23.8 24.1 19.6 24.8 60

22.00 น. 21.7 23.5 23.2 23.6 20.8 23.5 23.4 23.4 18.8 24.6 58

23.00 น. 21.9 23.2 23.3 23.3 21.4 23.3 23.4 23.2 18.7 24.3 58

24.00 น. 21.6 23 23.1 23.1 21.1 23.2 23.2 23.2 18.2 24.1 55

1.00 น. 22.2 23.2 23.7 23.2 20.9 22.9 23.2 22.9 18.2 24.4 59

2.00 น. 21.2 22.8 22.7 23 19.6 22.4 22.2 22.4 17.9 23.6 60

3.00 น. 19.8 22.2 21.9 22.4 18.7 21.5 21.1 21.6 17.9 22.6 65

4.00 น. 19.2 21.3 21.2 21.3 18.5 21.1 20.7 21.1 17.8 21.7 70

5.00 น. 18.7 21 20.7 21.1 17.5 20.6 20.5 20.6 17.9 21.7 70

97

ตารางท จ.2 อณหภมทตาแหนงตาง ๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 26 ธนวาคม 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 18.8 20.7 20.7 20.8 17.3 20.3 20.4 20.4 17.9 21.7 70 7.00 น. 18.6 20.3 19.9 20.5 17.3 19.7 19.5 19.4 17.4 21.3 70 8.00 น. 23.4 21.9 22.7 21.9 22.4 22.1 22.9 21.9 18.2 23.4 60 9.00 น. 35.7 25.5 26.3 25.5 34.5 26.2 26.9 25.8 18.3 25.7 50 10.00 น. 42.2 28.4 28.9 28.4 41.4 28.8 29.1 28.3 18.7 29.6 38 11.00 น. 49.3 31.1 30.6 31.3 49.3 31.8 32.2 31.2 21.3 32.6 40 12.00 น. 53 33.1 33.4 33.3 53.8 33.9 33.5 33.4 21.5 33.7 37 13.00 น. 55.2 34.9 35.2 35.2 56 35.5 35.2 35.1 21.1 34.7 33 14.00 น. 52.8 36.1 34.3 36.6 53.8 36.8 34.8 36.8 21.9 32.2 43 15.00 น. 52.1 36.6 37 36.7 53.2 37.6 37.9 37.2 21.2 32.6 40 16.00 น. 44.9 35.5 35.9 35.7 45.6 36.4 36 36.3 24.2 32 54 17.00 น. 34.3 33.9 33.5 34.1 35.8 34.5 33.4 34.5 23.8 30.3 59 18.00 น. 27.9 30.1 29.2 30.4 27.1 30.2 28.7 30.3 22.6 28.1 66 19.00 น. 25.4 27.5 26.9 27.8 24.5 27.5 26.5 27.6 21.9 26.9 69 20.00 น. 24.8 26.5 26.3 26.7 24 26.4 25.8 26.4 21.6 26.8 68 21.00 น. 24.2 26 25.8 26.2 23.5 26 25.8 26 21.3 26.7 70 22.00 น. 23.6 25.3 25.1 25.5 23 25.3 25.3 25.3 21.2 26.2 68 23.00 น. 23.1 25 27.8 25 22.4 24.8 24.6 24.8 20.9 25.5 70 24.00 น. 22.8 24.5 24.6 24.5 22.2 24.4 24.6 24.4 20.2 25.7 60 1.00 น. 22.5 24.3 23.9 24.4 21.7 24 23.9 23.9 20.4 24.6 70 2.00 น. 21.8 23.7 23.3 23.8 21 23.4 23.1 23.4 20.2 24 70 3.00 น. 21.9 23.3 23.2 23.5 21.3 23.1 23 23.2 20 23.8 70 4.00 น. 21 22.9 22.6 23.1 20.1 22.6 22.5 22.6 19.8 23.5 70 5.00 น. 20.7 22.6 22.6 22.7 19.6 22 21.9 22 19.3 23.5 70

98

ตารางท จ.3 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนเรยบ ทดสอบวนท 27 ธนวาคม 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 20.7 22.4 22.1 22.6 19.7 22 21.8 22.1 19.4 22.6 75 7.00 น. 20.2 21.5 21.3 21.7 19.4 21.3 21.3 21.3 19.2 22.2 75 8.00 น. 23.9 22.6 22.9 22.6 22.6 22.6 23 22.5 19.3 23.3 60 9.00 น. 36.1 25.9 26.8 25.9 35.2 26.5 27.3 26.2 19.6 26.3 55 10.00 น. 44.4 30.4 31.7 30.7 44.4 30.9 31.9 30.3 21.5 32.6 40 11.00 น. 44.5 31 31.7 30.6 45.2 32.1 32.8 31.6 23.2 33.8 40 12.00 น. 48.2 33.2 33.2 32.9 48.7 34.5 34.9 33.9 23.3 34.2 40 13.00 น. 52.8 34.7 35.7 34.7 50.5 35.4 35.6 34.8 22.3 36.3 35 14.00 น. 52.1 35.1 34.6 35.2 52.7 35.4 35 34.9 22.2 33 40 15.00 น. 50.1 35.6 36 35.9 51.1 36.2 35.8 36 22 32.8 40 16.00 น. 43.3 34.8 34.4 34.9 44.6 35.4 34.8 35.2 21.4 31.9 44 17.00 น. 34.6 33.5 33.5 33.5 36 34.2 33.5 34.1 21.4 31.1 45 18.00 น. 28.2 30.4 30 30.6 27.6 30.8 29.7 30.9 20.9 29.2 50 19.00 น. 26.3 28.3 27.8 28.6 25.6 28.4 27.4 28.4 22.6 28.1 66 20.00 น. 25.3 27.1 27.1 27.4 24.5 27 26.3 27 21.4 27.3 65 21.00 น. 24.8 26.8 26.3 26.9 23.9 26.4 26.1 26.6 22.7 26.8 70 22.00 น. 24.4 26.4 26.3 26.7 23.7 26.2 25.7 26.2 23 26.4 77 23.00 น. 23.9 26 25.4 26.2 23.6 25.8 25.3 25.9 23.1 26.3 77 24.00 น. 23.2 25.3 25 25.5 23.1 25.2 24.9 25.2 22.8 25.8 73 1.00 น. 23 25.1 24.8 25.4 22.6 25 24.7 25 23.1 25.5 80 2.00 น. 23.2 25.1 25 25.3 22.3 24.7 24.4 24.6 23.1 25 83 3.00 น. 22.7 24.8 24.5 24.9 21.8 24.2 23.8 24.2 23 24.9 85 4.00 น. 23.3 24.8 24.4 25 23 24.3 23.9 24.4 23.1 24.5 86 5.00 น. 23.2 24.5 24.2 24.6 22.8 24 23.6 24.1 22.8 24.3 85

99

ตารางท จ.4 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนหยก ทดสอบวนท 27 พฤศจกายน 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 24.9 26.2 26.1 26.3 24.8 25.9 25.9 26 22.1 26.6 70 7.00 น. 25.2 25.7 25.7 25.8 25 25.6 25.5 25.6 21.8 26.2 71 8.00 น. 31.7 26.9 27.3 26.7 30.6 27.9 28.2 27.7 21.9 27.2 69 9.00 น. 39.2 29.2 29.9 29 38.8 29.8 29.7 29.7 22.6 28.9 59 10.00 น. 45.2 31 31.4 30.7 44 31.6 31.7 31.3 23.3 33.6 45 11.00 น. 49.4 32.2 33 32.1 49.2 33.3 33.5 32.9 26.1 34 51 12.00 น. 50.8 33.3 33.8 33.4 52.6 35 35.2 34.5 24.1 35.8 38 13.00 น. 51.2 34.2 34.7 34.1 52.1 35.3 35.4 35.1 24.5 34.8 42 14.00 น. 51.7 35.1 36.3 35 53.3 36.2 36.4 36.1 23.7 32.9 47 15.00 น. 47.2 34.4 35.6 34.4 48.5 35.4 35.8 35.4 23.5 32.6 49 16.00 น. 40.7 34.3 34 34.3 41.6 35.2 35.4 35.2 22.7 32.2 45 17.00 น. 31.8 33.1 32.2 33.1 32.2 33 32.5 33.2 22.4 31.3 49 18.00 น. 29 31.2 30.3 31.2 28.6 30.8 30.4 30.9 22.2 30.7 49 19.00 น. 28.1 30.2 29.8 30.2 27.5 29.9 29.6 30 22.1 30.4 49 20.00 น. 28.1 29.9 29.7 30 27.1 29.5 29.3 29.5 22 30.3 49 21.00 น. 27.9 29.5 29.3 29.6 27.5 29.1 29 29.2 21.9 30 49 22.00 น. 27.6 29.2 28.9 29.3 27.4 29 28.8 29.1 21.6 29.6 47 23.00 น. 27.5 29 28.8 29.1 27.1 28.6 28.5 28.6 21.6 29.2 51 24.00 น. 26.9 28.6 28.1 28.6 26.7 28.1 28 28.2 21.3 28.7 53 1.00 น. 26.1 27.8 27.1 27.8 25.9 27.3 27.1 27.4 21.1 27.5 58 2.00 น. 25.2 27.1 26.3 27.1 25 26.6 26.3 26.7 21 26.9 60 3.00 น. 24.6 26.3 25.7 26.3 24.5 25.9 25.6 26 20.7 26.2 60 4.00 น. 24 25.4 25 25.5 23.9 25.1 25 25.2 20.1 25.6 55 5.00 น. 23.6 25 24.6 25 23.5 24.7 24.5 24.7 19.7 25 60

100

ตารางท จ.5 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนหยก ทดสอบวนท 28 พฤศจกายน 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 23 24.5 24.1 24.5 22.9 24.1 24 24.1 19 24.6 60 7.00 น. 23.9 24.2 24.4 24.2 23.8 24.1 24.4 24.1 18.5 24.7 55 8.00 น. 29.7 25.5 26.3 25.3 28.6 26.3 26.6 26.1 18.8 26.3 50 9.00 น. 37.5 28.1 28.2 27.8 37 28.4 28.7 28.3 19.5 27.5 48 10.00 น. 42.5 29.6 29.8 29.3 42.1 30 30.3 29.8 20.2 29.6 43 11.00 น. 46.7 31.5 32.1 31.2 47.3 32.4 32.9 32.2 21.1 30 44 12.00 น. 50.2 32.6 32.9 32.4 51.2 33.6 34.1 33.5 22.5 32.2 43 13.00 น. 49.5 33.3 33.7 33.2 51.5 34.8 34.7 34.7 22.6 31.8 50 14.00 น. 46.9 33.5 33 33.5 48.5 35.1 34.9 34.9 22.5 31.9 46 15.00 น. 42.7 33.6 33.5 33.6 43.7 34.7 34.1 34.6 22.5 31.5 49 16.00 น. 37.4 33.1 32.9 33.1 38.6 33.9 33.3 33.9 22.1 31 48 17.00 น. 30 31.4 30.4 31.6 30.1 31.4 30.5 31.5 21.7 30.1 49 18.00 น. 28.5 30.1 29.3 30.3 28.2 29.9 29.2 30 22.4 29.3 55 19.00 น. 27.2 29.2 28.4 29.4 26.9 28.9 28.2 29 22.3 28.4 60 20.00 น. 26.3 28.2 27.5 28.3 25.6 27.8 27.4 27.9 21.9 27.9 60 21.00 น. 26.2 27.7 27.4 27.8 25.9 27.5 27.4 27.5 21.8 28 58 22.00 น. 25 27.1 26.8 27.2 24.5 27 26.8 27 21.5 27.4 60 23.00 น. 25 27 26.6 27.1 24.8 26.7 26.6 26.8 21.4 27.1 61 24.00 น. 25.2 26.7 26.7 26.7 24.6 26.4 26.3 26.3 21.2 27.1 60 1.00 น. 24.4 26.1 26 26.2 24.1 25.7 25.6 25.6 20.1 26.8 52 2.00 น. 24.3 25.8 25.6 25.9 24 25.4 25.2 25.5 19.8 26.1 58 3.00 น. 23.2 25.2 24.6 25.3 23 24.8 24.4 24.9 19.7 25.3 58 4.00 น. 22.6 24.5 24.2 24.6 22.1 24 23.7 24.1 19.5 25 60 5.00 น. 22.1 24.2 23.5 24.2 21.7 23.6 23.2 23.7 19.6 24.4 60

101

ตารางท จ.6 อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจลทมลกษณะ เปนแผนหยก ทดสอบวนท 29 พฤศจกายน 2546

อณหภมทตาแหนงตางๆ ภายในบานจาลองทใชและไมใชแผนซลกาเจล (องศาเซลเซยส)

หลงคาจาลองทมแผนซลกาเจล หลงคาจาลองทไมมแผนซลกาเจล บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน บนหลงคา เหนอฝาเพดาน gap ใตหลงคา ใตฝาเพดาน wet dry %RH

6.00 น. 21.4 23.7 23.1 23.8 21.2 23.2 22.6 23.2 19.6 24.1 67 7.00 น. 22.5 23.2 22.8 23.2 22.3 23 22.8 22.9 19.1 23.2 70 8.00 น. 27.6 23.9 24.3 23.7 26.5 24.5 24.7 24.1 19.3 24.3 62 9.00 น. 34.7 25.9 26.4 25.7 33.9 26.3 26.7 26.1 19.9 26 59 10.00 น. 39.3 28.1 28.1 27.8 39.3 28.3 28.2 28.2 20.6 27.8 52 11.00 น. 42.9 29.4 29.7 29.2 42.3 30 30.2 29.8 21.2 28.7 51 12.00 น. 47 30.8 31.6 30.6 47.4 31.8 31.9 31.7 21.3 31 45 13.00 น. 50.4 32.1 33.1 31.9 50.9 33.5 34.2 33.4 21.8 32.1 43 14.00 น. 47.6 33.5 33.5 33.5 49.5 34.9 34.8 34.8 21.8 32 41 15.00 น. 44.6 33.5 34.2 33.5 46 34.8 34.8 34.8 21.1 31.4 40 16.00 น. 38.9 32.9 32.9 32.9 39.5 33.9 33.6 33.9 20.4 31.1 39 17.00 น. 30.4 31.3 31 31.5 30.7 31.7 31.2 31.7 20.1 30.2 39 18.00 น. 29.2 31.5 30.6 31.7 29.1 31.4 30.6 31.5 24 30.7 57 19.00 น. 28.6 30.4 29.9 30.6 28.1 30.2 29.7 30.2 23.8 30.1 60 20.00 น. 27.6 30 29.2 30 27.1 29.6 29.2 29.7 23.6 29.7 60 21.00 น. 27.3 29.5 28.9 29.6 26.6 29.2 28.8 29.2 23.8 29.4 63 22.00 น. 27.3 29.1 28.6 29.2 26.8 28.8 28.5 28.8 23.7 29.2 62 23.00 น. 26.7 28.6 28.1 28.7 26.3 28.2 27.9 28.3 23.3 28.5 67 24.00 น. 27.4 28.5 28.1 28.6 27.1 28.2 27.8 28.3 23.3 28.1 63 1.00 น. 27.2 28.1 27.8 28.2 27.1 28 27.7 27.9 23.2 27.9 68 2.00 น. 27 28 27.5 28.1 26.7 27.7 27.4 27.8 23.1 27.7 69 3.00 น. 26 27.5 27 27.6 25.8 27.2 27 27.3 22.9 27.3 72 4.00 น. 26.5 27.2 27 27.3 26.3 27.1 26.9 27.1 22.9 27.2 74 5.00 น. 25.9 27 26.6 27.1 25.7 26.7 26.5 26.8 22.6 26.9 70

102

ภาคผนวก ฉ. ขอมลสมบตของซลกาเจลผง ขนาด 40-63 ไมครอน และ 63-200 ไมครอน

บรษท Merck

103

ขอมลสมบตของซลกาเจลผง ขนาด 40-63 ไมครอน บรษท Merck

ขอมลสมบตของซลกาเจลผง ขนาด 63-200 ไมครอน บรษท Merck

104

ภาคผนวก ช.

การคานวณพลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศ

105

การคานวณพลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศ

พลงงานทใชในการลดภาระความรอน (J) = mcp(T1-T2)

m = มวลอากาศภายในหองทตองการปรบอากาศ (g) cp = ความจความรอนจาเพาะของอากาศ (1.007 J/g .k ท 1 atm อณหภม 30°C) T1 = อณหภมภายในหองกอนการปรบอากาศ (°C) T2 = อณหภมภายในหองหลงการปรบอากาศ (°C)

ตวอยางการคานวณเพอเปรยบเทยบพลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศของบานจาลองหลงทใชและไมใชแผนซลกาเจลวนท 29 พฤศจกายน 2546 เวลา 12.00น.โดยกาหนดใหอณหภมภายในหองหลงการปรบอากาศมคา 25 องศาเซลเซยสเทากนทงหลงทใชและไมใชแผน ซลกาเจล และอณหภมภายในหองเทากบอณหภมใตฝาเพดาน แสดงไดดงน บานจาลองหลงทไมใชแผนซลกาเจล พลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศ = mcp(31.7-25) = mcp6.7 J บานจาลองหลงทใชแผนซลกาเจล พลงงานทใชในการลดภาระความรอนของเครองปรบอากาศ = mcp(30.6-25) = mcp5.6 J เปอรเซนตของพลงงานทใชในการลดภาระความรอน = {1- [mcp5.6/ mcp6.7]}x 100 ของเครองปรบอากาศทลดลงเมอใชแผนซลกาเจล = 16.42

106

ประวตผวจย ชอ-สกล นางสาวศภรตน กกเครอ วน เดอน ปเกด 2 กนยายน 2517 ประวตการศกษา ระดบมธยมศกษา ประโยคมธยมศกษาตอนปลาย โรงเรยนสวนกหลาบวทยาลย นนทบร พ.ศ. 2535 ระดบปรญญาตร วทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาฟสกสอตสาหกรรม และอปกรณการแพทย สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ พ.ศ. 2539 ระดบประกาศนยบตรบณฑตศกษา สาขาวชาเทคโนโลยวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร พ.ศ. 2542 ระดบปรญญาโท วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร พ.ศ. 2546 ทนการศกษา หรอทนวจย - ประวตการทางาน - ผลงานทไดรบการตพมพ ศภรตน กกเครอ ดร.นนทน ถาวรงกร, ดร.ภาวด องควฒนะ ศ.ดร. ทนงเกยรต เกยรตศรโรจน และ ดร.จรวรรณ เตยรถสวรรณ 2546 “การศกษาเตรยม แผนสารดดความชนเพอใชในการลดภาระความรอน ทผานหลงคา” การประชมวชาการ การถายเทความรอน และมวลในอปกรณดานความรอน 24-25 มนาคม ลาปาง ประเทศไทย

pnuynilrn~lnonn~Lrun;~komtukLb:su:oL~fMLb ogsbr&?n~nu?rnou~~~ou~ Lrsz .B.M SM~ILULWJ~U~ F'm P m

Llb%&Mb~ll OE LLMLR2Mtl 62 lPULlgZU11 82 LPULlg 'LZ LSULlglgLU ~~~QSLUL~~SUO~kbnhmSL~LBOULhatP ?

1 I

~~Q~HE~~~U~Q~KL~L~~~,~,~~~U~~~QG~~~,PM~~OMP~~~M~LOM~~~~D~~B%S~L$~~~L~~~SUP~~ 16 'P

!ultn~~s~unmssu PP rn L ~k$na~~u~noo~r~n,~~n~u~tn~~n~~~ban~~llsn~~u~n~~~n~~~n~~~e 16

harro~-ot.jt~~k nLuy L ~~~~~~~MI~~M~SL~~~~,~~~M~L~U~L~~D~~B-S~L~I~~L~~~SU~~ .E

~~~~~e~~n~~oan~n~n~e~~c~su~~~Ia~n,py~~n,e~t~~~ rn e p - -, LESZ .B.M ~~gh~uhkn P P em m

16

&IL2kLMEJ(tt EZ ~su~lgn~u~ug~b~sun~s~ubbat~h~~u~uu $~~L~u~~~o&?sM~P~~~u~~~DLoM~LMR~~ P"

m

#~~B~~L~U~~~LjtML$6QhUSSB6L~ULLUULI4~~M~P~~lgkbb~nLbUMUL[9~U~h~~Q~6UUUL~tML~ 'Z 16 6 P

~nna~~ulnrao-~ha~~gn~m~'n;~mpbalg

EOL~~~U~~~~L~LRU~~LUEB~~~~~LO LESZ .B.M SIA~~ .~.s.M E~II PI LsuLnnLu B P

si2b;e~u nun5.s~ nbneun~eunefi~cn ' a ,,~ub;un~p~n~~n~eu

~s~uuur~un~~mm"g~euuB~~~n~ttnn~u~~~~~s~u,, Pap jxnha_nmu~~~u~ioy~~~~ha~~ .I F' 6

nru P ,m ~uuue~~z~sts~~h~no~n,p$n~~ 16 - -

t~,ez~rrpblb~~haz~~u~nmu ~~AIIL~ npgu~u~ ME~O.S~.BS rpug ~~~BL~UI~~OL-SM.

~u~ngu~~n~~n~~~~lg~~~~~~~nha~~n~~~~~~gllsgn~~~lls~~"""""""~~""~~~"~~"~ o)loz $JRLCbR@S P

4 ............................. ................................. .............. ....... ue kbbo ...& iIOUtL (-$ $r?tc\ "LSp C -4 1 q,U ~L~~PPIU~L~

............................... ............................. .................... nOh/Uas coyA+&"""u - -1 L MILUIRI-~~O ,b + P

t~_t:ulsn~cb;u:mu b~_enpugngu~s~a~~llp~~ u5mfiLbansuuLBnssueBk subu;ba

u-sp uo I urn ~QQ;pny-r $na~putnoo~rha~u~nqu~tn~~n~~~~n~~rIs~~u~~~n~~ 4 . PZCIOPZP L?L~X~B~~L Q;U~U~ nyuh ($3LnioLn)L$rMLb

LPSZ 'B'W RULPbg IE Un; P

snu~inu~n~gu~ngn~~0iune~i~~c9uu~~ ? ?

shnsyu~neo~runp~qnqu~~n~inueiban p ro -