ที่เห็นในภาพด้านบนคือห้องตัวอย่างแบบกึ่งเปิดที่ติดตั้งผนังที่ติดตั้งท่อน้ำเย็น ซึ่งภายในจะมีน้ำเย็นอุณหภูมิประมาณ 17 องศาไหลเวียนอยู่ภายในท่อที่หุ้มด้วยผนังทำจากวัสดุพิเศษเพื่อลดการเกิดน้ำกลั่นตัวเกาะผิวท่อจากความเย็น
พัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือของหลายมหาวิทยาลัยจากหลายชาติอันได้แก่ British Columbia, Princeton, California, Berkeley และ the Singapore-ETH
โดยระบบทำความเย็นนี้แตกต่างจากระบบปรับอากาศที่เราใช้อยู่เพราะไม่ได้ดึงความชื้นออกจากอากาศเหมือนระบบปรับอากาศที่เราใช้กันอยู่ตามบ้านหรือออฟฟิศ ซึ่งฟังดูจะคล้ายระบบ Passive Cooling อย่างเช่น Floor Cooling ของสนามบินสุวรรณภูมิ แต่ Cold Tube นั้นจะใช้การสร้างบริเวณพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำในลักษณะห้อง
แผนภาพอุณหภูมิให้ห้องทำความเย็นด้วยระบบ Cold Tube จะเย็นกว่าอากาศข้างนอกได้เกือบ 10 องศาเลยทีเดียว
แต่ทั้งนี้ความรู้สึกสบายในห้องปรับอากาศนั้นไม่ใช่แค่การทำให้อากาศเย็นลงเท่านั้น ภาระหนักอีกอย่างหนึ่งนั่นคือการเอาน้ำออกจากอากาศ หรือการไล่ความชื้นออกจากอากาศ ซึ่งเกิดจากที่คอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศเย็นจัดจนเกิดน้ำกลั่นตัวมาเกาะเป็นน้ำไหลรวมออกเป็นน้ำที่เห็นหยดจากท่อน้ำทิ้งของเครื่องปรับอากาศนั่นเอง
โดยสภาวะที่จะทำให้เรารู้สึกอยู่สบายไม่หนาวและไม่ร้อนเกินไปคือที่อุณหภูมิอากาศ 25 องศาเซลเซียสและความชื้นสัมพันธ์ในอากาศอยู่ที่ 60%
เป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องปรับอากาศนั้นเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่กินไฟมากเป็นอันดับต้น ๆ ในบ้าน
ซึ่งระบบทำความเย็นแบบใหม่นี้ยังมีความแตกต่างอีกอย่างจากของสนามบินสุวรรณ ภูมิที่ใช้อุณหภูมิน้ำเย็นต่ำถึง 7 องศา ขณะที่ระบบนี้ใช้น้ำเย็นวิ่งในท่อที่อุณภูมิ 17 องศา ทำให้ใช้พลังงานต่ำกว่าระบบทำความเย็นปกติครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว
ภาพด้านในของห้องทดสอบกลางแจ้ง
ซึ่งการที่จะทำให้ผู้ที่เข้ามาในบริเวณปรับอากาศแบบ Outdoor นี้รู้สึกเย็นได้ก็ด้วยการดึงความร้อนที่แผ่รังสีจากตัวคนออกด้วยแผงท่อน้ำเย็นนั่นเอง
ทำให้ภายให้บริเวณปรับอากาศยังสามารถควบคุมอุณหภูมิได้แม้ว่าระบบนี้ไม่ต้องอาศัยการทำห้องปรับอากาศที่ปิดสนิท (สังเกตในรูป ห้องนี้เป็นห้องผนังเปิดนะครับ ไม่ใช่ห้องแอร์ปิดมิดชิดกันแอร์รั่วแต่อย่างใด)
แผงจะดึงความร้อนจากตัวคนออกไปได้กว่า 82.4%
ด้วยผลต่างของอุณหภูมิของตัวคนและแผงท่อที่ต่างกันกว่า 20 องศา ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนผ่านการแผ่รังสีความร้อนได้โดยไม่ต้องอาศัยการพาความร้อน
ซึ่งระบบปรับอากาศแบบปกติต้องมีระบบเป่ากระจายลมเย็น หรือถ้าเป็นอาคารก็ต้องมีท่อส่งและกระจายลมเย็นไปทั่วอาคาร เพื่อให้เรารู้สึกเย็นสบาย
จึงทำให้ระบบทำความเย็นแบบนี้ไม่ต้องใช้พลังงานในส่วนของระบบส่งลมเย็นเหมือนเครื่องปรับอากาศปัจจุบัน ทำให้ประหยัดพลังงานลงไปได้อีก
ยิ่งอุณหภูมิของตัวคนกับผนังต่างกันเยอะก็จะเกิดการถ่ายเทความร้อนด้วยการแผ่รังสีได้สูงขึ้น
และข้อดีที่เหมาะกับสถานการณ์การระบาดของไวรัสโควิด-19 นี้ก็คือ มันเป็นระบบแบบกึ่งเปิดซึ่งสามารถระบายอากาศได้ดี ไม่เป็นห้องปิดวนอากาศใช้เหมือนระบบปรับอากาศในอาคาร ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการแพร่กระจายเชื้อไวรัสไปทั่วอาคาร
แต่ทั้งนี้ชุดทดสอบนี้ตั้งอยู่ที่ประเทศสิงคโปร์ซึ่งมีอุณหภูมิภายนอกประมาณ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามาใช้ในบ้านเราช่วงหน้าร้อน 42 องศานี่ก็ไม่น่าจะไหว ยิ่งร้อนชื้นก็จะยิ่งไม่สบายตัวไปอีกเพราะระบบนี้ทำได้แค่ลดอุณหภูมิไม่ได้ลดความชื้นในอากาศ แม้จะประหยัดพลังงานได้กว่าครึ่งแต่ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ให้รู้สึกสบายเหมือนในห้องแอร์ปัจจุบันยังคงต้องพิสูจน์กันต่อไป
--------------------------------------------------------------------------------------------
Source:
https://news.ubc.ca/2020/08/18/researchers-design-a-new-way-to-stay-cool-in-the-summer/
https://www.pnas.org/content/early/2020/08/17/2001678117
https://interestingengineering.com/new-cold-tube-panels-might-replace-traditional-a-c
ผนังท่อน้ำเย็น อนาคตของระบบทำความเย็นที่อาจจะมาแทนที่ระบบปรับอากาศในปัจจุบัน?
ที่เห็นในภาพด้านบนคือห้องตัวอย่างแบบกึ่งเปิดที่ติดตั้งผนังที่ติดตั้งท่อน้ำเย็น ซึ่งภายในจะมีน้ำเย็นอุณหภูมิประมาณ 17 องศาไหลเวียนอยู่ภายในท่อที่หุ้มด้วยผนังทำจากวัสดุพิเศษเพื่อลดการเกิดน้ำกลั่นตัวเกาะผิวท่อจากความเย็น
พัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือของหลายมหาวิทยาลัยจากหลายชาติอันได้แก่ British Columbia, Princeton, California, Berkeley และ the Singapore-ETH
โดยระบบทำความเย็นนี้แตกต่างจากระบบปรับอากาศที่เราใช้อยู่เพราะไม่ได้ดึงความชื้นออกจากอากาศเหมือนระบบปรับอากาศที่เราใช้กันอยู่ตามบ้านหรือออฟฟิศ ซึ่งฟังดูจะคล้ายระบบ Passive Cooling อย่างเช่น Floor Cooling ของสนามบินสุวรรณภูมิ แต่ Cold Tube นั้นจะใช้การสร้างบริเวณพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำในลักษณะห้อง
แผนภาพอุณหภูมิให้ห้องทำความเย็นด้วยระบบ Cold Tube จะเย็นกว่าอากาศข้างนอกได้เกือบ 10 องศาเลยทีเดียว
แต่ทั้งนี้ความรู้สึกสบายในห้องปรับอากาศนั้นไม่ใช่แค่การทำให้อากาศเย็นลงเท่านั้น ภาระหนักอีกอย่างหนึ่งนั่นคือการเอาน้ำออกจากอากาศ หรือการไล่ความชื้นออกจากอากาศ ซึ่งเกิดจากที่คอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศเย็นจัดจนเกิดน้ำกลั่นตัวมาเกาะเป็นน้ำไหลรวมออกเป็นน้ำที่เห็นหยดจากท่อน้ำทิ้งของเครื่องปรับอากาศนั่นเอง
โดยสภาวะที่จะทำให้เรารู้สึกอยู่สบายไม่หนาวและไม่ร้อนเกินไปคือที่อุณหภูมิอากาศ 25 องศาเซลเซียสและความชื้นสัมพันธ์ในอากาศอยู่ที่ 60%
เป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องปรับอากาศนั้นเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่กินไฟมากเป็นอันดับต้น ๆ ในบ้าน
ซึ่งระบบทำความเย็นแบบใหม่นี้ยังมีความแตกต่างอีกอย่างจากของสนามบินสุวรรณ ภูมิที่ใช้อุณหภูมิน้ำเย็นต่ำถึง 7 องศา ขณะที่ระบบนี้ใช้น้ำเย็นวิ่งในท่อที่อุณภูมิ 17 องศา ทำให้ใช้พลังงานต่ำกว่าระบบทำความเย็นปกติครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว
ภาพด้านในของห้องทดสอบกลางแจ้ง
ซึ่งการที่จะทำให้ผู้ที่เข้ามาในบริเวณปรับอากาศแบบ Outdoor นี้รู้สึกเย็นได้ก็ด้วยการดึงความร้อนที่แผ่รังสีจากตัวคนออกด้วยแผงท่อน้ำเย็นนั่นเอง
ทำให้ภายให้บริเวณปรับอากาศยังสามารถควบคุมอุณหภูมิได้แม้ว่าระบบนี้ไม่ต้องอาศัยการทำห้องปรับอากาศที่ปิดสนิท (สังเกตในรูป ห้องนี้เป็นห้องผนังเปิดนะครับ ไม่ใช่ห้องแอร์ปิดมิดชิดกันแอร์รั่วแต่อย่างใด)
แผงจะดึงความร้อนจากตัวคนออกไปได้กว่า 82.4%
ด้วยผลต่างของอุณหภูมิของตัวคนและแผงท่อที่ต่างกันกว่า 20 องศา ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนผ่านการแผ่รังสีความร้อนได้โดยไม่ต้องอาศัยการพาความร้อน
ซึ่งระบบปรับอากาศแบบปกติต้องมีระบบเป่ากระจายลมเย็น หรือถ้าเป็นอาคารก็ต้องมีท่อส่งและกระจายลมเย็นไปทั่วอาคาร เพื่อให้เรารู้สึกเย็นสบาย
จึงทำให้ระบบทำความเย็นแบบนี้ไม่ต้องใช้พลังงานในส่วนของระบบส่งลมเย็นเหมือนเครื่องปรับอากาศปัจจุบัน ทำให้ประหยัดพลังงานลงไปได้อีก
ยิ่งอุณหภูมิของตัวคนกับผนังต่างกันเยอะก็จะเกิดการถ่ายเทความร้อนด้วยการแผ่รังสีได้สูงขึ้น
และข้อดีที่เหมาะกับสถานการณ์การระบาดของไวรัสโควิด-19 นี้ก็คือ มันเป็นระบบแบบกึ่งเปิดซึ่งสามารถระบายอากาศได้ดี ไม่เป็นห้องปิดวนอากาศใช้เหมือนระบบปรับอากาศในอาคาร ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการแพร่กระจายเชื้อไวรัสไปทั่วอาคาร
แต่ทั้งนี้ชุดทดสอบนี้ตั้งอยู่ที่ประเทศสิงคโปร์ซึ่งมีอุณหภูมิภายนอกประมาณ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามาใช้ในบ้านเราช่วงหน้าร้อน 42 องศานี่ก็ไม่น่าจะไหว ยิ่งร้อนชื้นก็จะยิ่งไม่สบายตัวไปอีกเพราะระบบนี้ทำได้แค่ลดอุณหภูมิไม่ได้ลดความชื้นในอากาศ แม้จะประหยัดพลังงานได้กว่าครึ่งแต่ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ให้รู้สึกสบายเหมือนในห้องแอร์ปัจจุบันยังคงต้องพิสูจน์กันต่อไป
--------------------------------------------------------------------------------------------
Source:
https://news.ubc.ca/2020/08/18/researchers-design-a-new-way-to-stay-cool-in-the-summer/
https://www.pnas.org/content/early/2020/08/17/2001678117
https://interestingengineering.com/new-cold-tube-panels-might-replace-traditional-a-c