CREATING AN AIR FLOW RATE CONTROL ALGORITHM AFFECTS CHANGES IN HUMIDITY AND TEMPERATURE OF THE SOLAR DRYING PLANT

Abstract

This research aims to create an algorithm to control the air flow that affects changes in humidity and temperature of the solar drying plant. Also, it suggests energy management guidelines for economic value. The research was designing a controlling system of fans inside the dryer, creating a Raspberry Pi 3B+ board that works with a Smart Phone Display, and writing a command to control the internal equipment. The equipment was installed inside the dryer and tested for dryer operation. The two materials for the drying system were banana and water hyacinth. Air flow rates were controlled at 0.35 , 0.70 , and 1.05 m3/s. The results showed that moisture content could be decreased best at an airflow rate of 0.35 m3/s compared with other air flow rates. In addition, an intermittent flow was also investigated by determining on 50 0C temperature and 35% relative humidity which the functional control algorithm of 3 air flow rates (0.35, 0.7 and 1.05 m3/s) was depended on the increasing temperature of 1, 7 and 10 0C, respectively. The results showed that the correlation equation between drying rate with relative humidity, temperature, and air flow rates. The economic analysis showed a viable investment in using an automatic solar drying system at 1.42 year of break even, considered a short period. The net present value (NPV) equals 24,241.90 baht, which was also suitable for reducing the amount of greenhouse gas emissions equaled to 0.67859kgCO2 e/month comparing with old system.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างอัลกอริทึมควบคุมอัตราการไหลของอากาศที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความชื้นและอุณหภูมิ ของโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ และเสนอแนะแนวทางการจัดการพลังงานเพื่อความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ โดยมีการออกแบบชุดควบคุมการทำงานของพัดลม โดยอุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมภายในโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ ออกแบบบอร์ด Raspberry pi 3B+ ทำงานร่วมกับ Smart Phone Display และทำการเขียนคำสั่งระบบควบคุมสั่งงานอุปกรณ์ภายใน ติดตั้งอุปกรณ์ภายในโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ และทดสอบการทำงานของชุดควบคุม โดยใช้วัตถุดิบในการทดลอง 2 ชนิด คือกล้วยน้ำว้าและผักตบชวา โดยกำหนดอัตราการไหลของอากาศ 3 ค่าคือ 0.35, 0.70 และ 1.05 m3/s จากผลการทดลองพบว่า ที่อัตราการไหลของอากาศ ที่ 0.35 m3/s ส่งผลให้ความชื้นของผลิตภัณฑ์ลดลงได้ดีที่สุด ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาการไหลแบบไม่ต่อเนื่อง (intermittent flow) โดยการปรับอัตราการไหลของทั้ง 3 ค่า โดยขึ้นอยู่กับอัลกอริทึมโดยมีเงื่อนไขคือ ที่อุณหภูมิ 50 0C และความชื้นสัมพัทธ์ 35% โดยฟังก์ชั่นการทำงานของอัตราการไหลที่ 0.35 , 0.70 และ 1.05 m3/s ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1,7 และ10 0C จากผลการทดลอง ทำให้ได้สมการของความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการอบแห้งกับความชื้นสัมพัทธ์อุณหภูมิ และอัตราการไหลของอากาศ การวิเคราะห์ทางด้านเศรษฐศาสตร์ ของโรงอบแห้งแบบอัตโนมัตินี้มีจุดคุ้มทุนคือ 1 ปี 5 เดือน ซึ่งถือว่ามีระยะเวลาที่สั้น และมูลค่าปัจจุบันสุทธิ เท่ากับ 24,241.90 บาท ทั้งนี้สามารถลดปริมาณก๊าซเรือนกระจก 0.67859kgCO2 e ต่อเดือนเมื่อเทียบกับแบบระบบเดิม