เตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรักสิ่งแวดล้อม

เตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรกั ส่ิงแวดลอ้ ม นายชนนิ ทร์ งานเกณฑ์ นายอนวุ ฒั น์ กองกะมดุ นายสุพจน์ งานเกณฑ์ รายงานฉบบั นี้เป็นส่วนหนงึ่ ของการประกวดโครงงานวทิ ยาศาสตร์ สำหรบั นกั ศึกษา กศน.หลักสูตรการศกึ ษานอกระบบระดับการศึกษาขน้ั พ้นื ฐาน พุทธศกั ราช 2551 ดา้ นพัฒนานวตั กรรมด้านสง่ิ แวดลอ้ มประเภทการจัดการขยะมูลฝอย ประจำปี พ.ศ.2565 ณ ศูนยว์ ิทยาศาสตร์เพือ่ การศึกษาขอนแก่น

ก โครงงาน เตาชีวมวลพลงั งานทางเลือกรกั ส่ิงแวดล้อม จดั ทำโดย นายชนนิ ทร์ งานเกณฑ์ นายอนุวัฒน์ กองกะมุด ครูทป่ี รกึ ษา นายสุพจน์ งานเกณฑ์ สถานศกึ ษา นางสาวภทั รา แสงคุณ นางรับขวญั ศิริสุจริตกุล ศนู ย์การศึกษานอกระบบและการศกึ ษาตามอธั ยาศัยอำเภอมญั จาครี ี บทคดั ย่อ โครงงานเตาชีวมวลพลังงานทางเลอื กรักสิง่ แวดลอ้ ม มีวัตถุประสงคเ์ พ่อื ศกึ ษาการทำเตาชีวมวล จากถงั นำ้ ยาแอร์ เพอ่ื ศกึ ษาการหุงตม้ จากเตาชวี มวลและเตาถ่านหงุ ต้มทัว่ ไป เพ่ือนำวัสดุเหลอื ใชม้ าทำ ใหเ้ กดิ ประโยชน์ ลดต้นทุนค่าใช้จา่ ยในครัวเรอื นและแกป้ ัญหาสง่ิ แวดลอ้ ม เตาชวี มวลเป็นวสั ดเุ หลือใชท้ นี่ ำมาทำเป็นสิง่ ประดษิ ฐ์ท่กี ่อใหเ้ กิดพลังงานทสี่ ารถลดค่าใช้จา่ ยไดใ้ น ปัจจบุ นั และสามารถลดปญั หาขยะเปน็ มลพษิ ต่อสิ่งแวดล้อมได้ หลงั จากทีไ่ ดท้ ำการลองการใชง้ านระหว่างเตาชีมวลและเตาถ่านทวั่ ไป จะเหน็ ไดว้ า่ เตาชวี มวลจะให้ ประสิทธภิ าพในการเผาไหม้นานกว่าวา่ เตาถ่านท่วั ไป เตาชีวมวลใชเ้ วลาในการประกอบอาหารเร็วกวา่ เตา ถา่ นท่ัวไป และเตาชีวมวลใชถ้ า่ นเชอื้ เพลงิ น้อยกวา่ เตาถา่ นทวั่ ไป

ข กติ ตกิ รรมประกาศ คณะผู้จัดทำขอกราบขอบพระคุณ ผอ.พัชรนิ ทร์ จารยโ์ พธ์ิ ผูอ้ ำนวยการ กศน.อำเภอมัญจาคีรี และคณะครู กศน.อำเภอมัญจาคีรีทุกท่านที่สนับสนุนงบประมาณและให้ความรู้คำแนะนำต่างๆ ที่เป็น ประโยชน์ต่อการทำโครงงานในครั้งนี้ ขอขอบคุณเพื่อนๆนักศึกษา กศน.อำเภอมัญจาคีรีทุกท่าน ที่ให้ ความชว่ ยเหลือในด้านตา่ งๆ โครงงานเตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรักสิ่งแวดล้อม เรื่องน้ี สำเร็จได้ด้วยดีโดยได้รับความ อนุเคราะห์จากหลายฝ่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขอขอบพระคุณ คุณครูภัทรา แสงคุณ, คุณครูรับขวัญ ศริ สิ ุจรติ กุล ที่กรุณาให้แนวคดิ และคำปรกึ ษาแนะนำในการดำเนินโครงการตลอดจนแนวทางการแก้ไข ปญั หาตา่ งๆอันเปน็ ประโยชนต์ ่อการทำโครงงานจนทำใหโ้ ครงงานฉบบั นี้มีความสมบรู ณ์มากย่ิงขน้ึ ประโยชนอ์ ันใดที่เกดิ จากโครงงานเลม่ นค้ี ณะผู้จดั ทำโครงงาน ขออทุ ิศความดแี ละกศุ ลนั้นแด่ ผู้ท่กี ล่าวไว้ขา้ งตน้ จึงใคร่ขอกราบพระคณุ เป็นอย่างสงู ไว้ ณ โอกาสนี้ ชนินทร์ งานเกณฑ์ อนวุ ัฒน์ กองกะมดุ สุพจน์ งานเกณฑ์

ค สารบัญ หน้า บทคัดย่อ ก กติ ติกรรมประกาศ ข สารบญั ค สารบัญตาราง ง สารบญั ภาพ ฉ บทท่ี 1 บทนำ 1 1 1.1 ที่มาและความสำคัญของโครงการ 1 1.2 วตั ถุประสงค์ 2 1.3 นยิ ามศัพทเ์ ฉพาะ 2 1.4 ขอบเขตการศึกษา 2 1.5 ประโยชนท์ ่ีคาดวา่ จะได้รับ บทท่ี 2 เอกสาร ทฤษฎี หลกั การทเ่ี กี่ยวข้อง 3 3 3 2.1 บทนำ 7 2.2 เตาชวี มวล 7 2.3 การถา่ ยเทความร้อน 7 2.4 พลังงานทางเลอื ก 9 2.5 ส่ิงแวดลอ้ ม 9 บทท่ี 3 อุปกรณแ์ ละวธิ ีการศึกษา 9 3.1 บทนำ 11 3.2 วัสดุ อปุ กรณ์ 13 3.3 การศกึ ษาและรวบรวมข้อมลู 16 3.4 ขนั้ ตอนการดำเนินงาน 16 บทท่ี 4 ผลการศกึ ษา 16 4.1 ผลการศึกษา 4.2 ตารางแสดงการเปรียบเทียบการเผาไหม้ระหวา่ งเตาชวี มวลกบั เตาถา่ น

สารบญั (ต่อ) ง บทที่ 5 สรปุ ผลและอภปิ รายผล หนา้ 5.1 สรุปผล 5.2 อภิปราย 18 5.3 ปญั หาและอปุ สรรคในการทำโครงงาน 18 บรรณานกุ รม 18 18 19

สารบญั ตาราง จ ตารางที่ หนา้ 4.2 ตารางแสดงการเปรยี บเทยี บการเผาไหม้ระหว่างเตาชวี มวลกับเตาถ่าน 16

สารบญั ภาพ ฉ รปู ท่ี หนา้ 2.2 เตาชวี มวล 3 2.2.2 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใช้แกลบเปน็ เชอ้ื เพลงิ 4 2.2.3 เตาแกส๊ ชวี มวลแบบใช้ฟืนเปน็ เชื้อเพลิง 5 2.2.4 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใช้ฟนื เปน็ เชื้อเพลงิ ขนาดกลาง 6 3.2.1 ถังน้ำยาแอร์ 9 3.2.2 ตลบั เมตร 9 3.2.3 ลกู หมตู ดั เหลก็ ขนาด 4 นิว้ 9 3.2.4 ถงั สี ขนาด 30 ซม. 9 3.2.5 เหล็ก 2 หน ขนาด 2 เมตร 9 3.2.6 เหลก็ 4 หน ขนาด 15 เมตร 10 3.2.7 สเตอร์มอเตอรไ์ ซต์ 10 3.2.8 ตะปูเกลยี วปลายสวา่ น 7 ตัว 10 3.2.9 ไฟเบอรต์ ดั เหล็ก 10 3.2.10 ตเู้ ชอ่ื ม 10 3.2.11 ครีม 10 3.2.12 สนี ้ำมัน 11 3.2.13 ไม้ฉาก 11 3.2.14 ปากกาเคมี 11 3.3 วัดขนาดถังนำ้ ยาแอร์ 13 3.4 ตดั ถงั นำ้ ยาแอร์ 13 3.5 วดั ขนาดก้นถังและตดั ถงั 14 3.6 ตัดถงั ให้เป็นรปู เตาตามท่ีวัด 14

1 บทท่ี 1 บทนำ 1.1 ความเปน็ มาและความสำคัญของปัญหา การดำรงชวี ิตประจำวันของมนุษย์ มีความต้องการในการบรโิ ภคสิ่งต่าง ๆ จำนวนมากโดยส่วน ที่เหลือจากการบริโภคและอุปโภคนั้นกลายเป็นขยะมูลฝอยและสิ่งปฏิกูลซึ่งจำเป็นจะต้องกำจัดให้หมด สิ้นไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากการทับถมกันของขยะมูลฝอยและสิ่งปฏิกูลเป็นสาเหตุสำคัญทำให้ เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่น ๆตามมา เช่น การปนเปื้อนในแหล่งน้ำ ปัญหามลพิษทางอากาศ เป็นต้น ปัจจุบันการจัดการขยะมูลฝอย กำลังเป็นปัญหาสำคัญ เนื่องจากอัตราจำนวนประชากรในตัวเมืองและ ชนบทมีแนวโน้มสูงขึ้นทุกปี หน่วยงานที่รับผิดชอบไม่สามารถหาที่ดินเพื่อกำจัดขยะมูลฝอยได้ในระยะ ยาว ซึ่งหากไม่มีมาตรการแก้ไขปัญหาแล้วก็จะก่อให้เกิดผละกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การกำจัดขยะมูล ฝอยนั้นมีหลายวิธีด้วยกัน และการเลือกนำขยะมาสร้างรีไซเคิลให้เกิดประโยชน์ให้เหมาะสมในการ จัดการขยะมูลฝอย เพื่อเปน็ การลดปริมาณขยะมลู ฝอยของชมุ ชนจงึ ทำให้ไมเ่ กดิ ขยะมูลฝอยที่เป็นมลพิษ ทางสงิ่ แวดลอ้ ม และลดภาวะโลกร้อนได้อกี ด้วย จากสภาพปัญหาดังกล่าวข้างต้น นักศึกษา กศน.อำเภอมัญจาคีรี เล็งเห็นถึงความสำคัญของ ปัญหาที่เกิดขึ้น จากการทิ้งขยะมูลฝอย และเผาขยะก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ จึงได้นำปัญหามา ปรึกษากับครู ร่วมกันคิดค้นวิธีการแก้ไขปัญหา จึงได้จัดทำโครงงานเตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรัก สิ่งแวดล้อม เพอ่ื แก้ไขปัญหาขยะมลู ฝอย และมลพิษทางอากาศ สรา้ งนวัตกรรมใหม่ โดยการนำถังน้ำยา แอร์เก่าทีไ่ มไ่ ด้ใช้แล้วมาปรบั เปลีย่ นจากวัสดุเหลือใช้มาสร้างเป็นเตาชีวมวล หรอื ‘เตาซุปเปอร์อั้งโล่’ ท่ี ใช้ในการประกอบอาหารดำรงชีวิตในครัวเรือน และประหยัดค่าใช้จ่ายได้ดีอีกด้วย ซึ่งสอดคล้องกับ ปัจจุบันนีแ้ กส๊ หงุ ต้มกร็ าคาปรับสงู ขนึ้ อย่างต่อเน่อื ง สง่ ผลกระทบประชาชนได้รบั ความเดอื ดร้อนไม่ว่าจะ เป็นผ้ปู ระกอบการร้านอาหาร ถึงต้องปรบั ราคาอาหารข้ึนสงู ตามไป การสร้างสิ่งประดิษฐ์จากวัสดุเหลือ ใชท้ เ่ี ปน็ ขยะ คอื ถังน้ำยาแอรเ์ ก่า นำมารีไซเคิลให้เกดิ ประโยชนเ์ ป็นเตาชีวมวล หรอื ‘เตาซปุ เปอรอ์ งั้ โล่’ เพื่อให้ประชาชนที่สนใจ กลุ่มผู้มีรายได้น้อย และในวิถีชนบท ได้นำไปใช้เพื่อเป็นทางเลือกในการลด ค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง ซึ่งเตาซุปเปอร์อั้งโล่ดังกล่าว ให้ความร้อนต่อเนื่อง ทนทาน เคลื่อนย้ายได้สะดวก และจะช่วยให้อาหารที่ปรุงได้รสชาติดีขึ้น ประหยัดค่าใช้จ่ายและสร้างคุณค่าให้กับสิ่งแวดล้อม และยัง เป็นการสร้างรายได้อาชพี เสริม 1.2 วตั ถุประสงคข์ องโครงงาน 1.2.1 เพือ่ ศึกษาการทำเตาชีวมวลจากถังน้ำยาแอร์ 1.2.2 เพอ่ื ศึกษาการหงุ ต้มจากเตาชวี มวลและเตาถ่านหุงตม้ ทว่ั ไป

2 1.2.3 เพื่อนำวสั ดุเหลือใช้มาทำให้เกิดประโยชน์ ลดตน้ ทนุ ค่าใช้จา่ ยในครวั เรอื นและแกป้ ัญหา ส่งิ แวดลอ้ ม 1.3 นิยามศัพท์เฉพาะ เตาชวี มวล หมายถงึ เป็นเตาแกส๊ ที่ออกแบบข้นึ เพื่อสาหรับ การหงุ ตม้ ในครัวเรอื น โดยการนำ เชือ้ เพลิงชวี มวลมาเผาไหม้ ทาให้เกิดแก๊สนำความร้อนที่ได้ไปใชห้ งุ ตม้ อาหารหรือใช้ ประโยชนด์ า้ นอน่ื ๆ พลังงานทางเลอื ก หมายถงึ แหลง่ ท่ีมาของพลงั งานทสี่ ามารถนำมาทดแทนพลังงานเดิมทใ่ี ช้ เช้ือเพลงิ ซากดกึ ดำบรรพ์ โดยไมม่ ีผลกระทบอื่นเกิดข้ึน 1.4 ขอบเขตของโครงงาน 1.4.1 ศกึ ษาการเปรยี บเทียบระยะเวลาในการเผาไหมข้ องถ่าน ในเตาชวี มวลและเตาถา่ นทวั่ ไป 1.4.2 ศึกษาเปรยี บเทียบปรมิ าณการใช้ถ่านเช้ือเพลงิ ของเตาชีวมวลและเตาถ่านทว่ั ไป 1.4.3 ศกึ ษาเปรยี บเทียบวัดอุณภมู ิความร้อนของเตาชีวมวลและเตาถา่ นทั่วไป 1.5 ประโยชนท์ คี่ าดว่าจะได้รบั 1.4.1 สามารถนำถังนำ้ ยาแอร์มาทำเตาชีวมวล 1.4.2 สามารถลดปรมิ าณขยะ และนำวสั ดุเหลือใชม้ าทำให้เกิดประโยชน์ และรักาสิ่งแวดล้อม 1.4.3 ไดเ้ ตาชีวมวลจากถงั นำ้ ยาแอร์ทีม่ ีความคงทน เคลอื่ นยา้ ยได้สะดวก 1.4.4 สามารถประหยดั ค่าใชจ้ า่ ยและสรา้ งคุณคา่ ใหก้ ับส่งิ แวดล้อม

3 บทที่ 2 เอกสาร ทฤษฎี หลกั การทเ่ี ก่ียวข้อง 2.1 บทนำ ในบทนจี้ ะกลา่ วถงึ รายละเอียดของทฤษฎี โดยการนำความร้ทู ไี่ ดจ้ ากการคน้ ควา้ และหาข้อมูล จากแหล่งตา่ งๆ เพ่ือทจี่ ะนำไปใชใ้ นการอ้างอิงถงึ หลกั การซ่ึงในบทนจ้ี ะกล่าวถงึ ทฤษฎีต่างๆ ทเี่ ก่ียวข้อง กับโครงงานน้ี เพื่อให้ไดต้ รงตามขอบเขตท่ีกำหนดขน้ึ มาในบทนส้ี ามารถที่จะแบ่งออกเป็นหวั ข้อใหญ่ๆ ไดด้ ังน้คี ือ 2.2 เตาชวี มวล เตาชีวมวลเป็นเตาที่ทำให้เกิดกระบวนการ “เผาไหม้ไม่สมบูรณ์” เป็นการจำกัดออกซิเจนใน การเผาไหม้น้อยกว่าการเผาไหม้สมบูรณ์ 30-40% ทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ส(CO) ก๊าซ มีเทนส (CH4 ) ที่ติดไฟ เปลวไฟที่ได้จะแรงและมีความร้อนสูงเช่นเดียวกับก๊าซหุงต้ม ระบบเตายัง เก็บกัก ความร้อนได้ดี อุณหภมู ิสงู ถึง 400 องศาเซลเซียส สามารถติดตงั้ พดั ลมเติมอากาศ สามารถปรับไฟเบา หรือแรงได้หมือนเตาแก๊สหุงต้มทั่วไป มากไปกว่านี้เตาแก๊สชีวมวลยังปลดปล่อยก๊าซ เรือนกระจกน้อย เมื่อเปรยี บกับเตาชนดิ อื่นๆอกี ด้วย รูปที่ 2.2 เตาชีวมวล

4 2.2.1 การแบ่งประเภทของเตาแก๊สชวี มวล โดยส่วนใหญ่ท่ใี ชใ้ นภาคครัวเรือนแบง่ ออกเปน็ 3 ประเภทดังน้ี 2.2.2 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใช้แกลบเป็นเช้ือเพลิง เตาแก๊สชีวมวลทใ่ี ชแ้ กลบเป็นเชื้อเพลิง และท่ีศูนยว์ จิ ัยพลงั งานได้ออกแบบไวน้ันจากเตา เปน็ เตาแก๊สซิไฟเออชนิดสInverted Down-draft คือจะมีกำรเผาไหม้อยู่ด้านบนของเตาทำโดยทำให้ โปรดวิ เซอร์แกส๊ ท่ีได้มีความสะอาดขนึ้ เนื่องจากแก๊สชวี มวลที่ได้ผ่านชั้นของการเผาไหม้ (Combustion) ทำให้น้ำมันดินทีอ่ ยู่ในแก๊สชีวมวลเกิดการแตกตวั กลายเปน็ กา๊ ซซ่งึ แกส๊ เช้ือเพลิงท่ีไดส้ ามารถนำ ไปเป็น เชื้อเพลิงในการประกอบอาหารในครวั เรอื นได้ซง่ึ ลักษณะการเผาไหมข้ องแกส๊ ท่ีได้จะคลำ้ ยกับการใช้ แก๊สหงุ ต้มปริมาณการใชเ้ชื้อเพลงิ 1.5kg ใชไ้ ด้ประมาณ 30-45 นาที คุณสมบัติของเตาแก๊สชวี มวลที่ใช้แกลบเปน็ เชอ้ื เพลิง -ใชง้ านงา่ ยใหเ้ ปลวไฟเหมือนแก๊ส LPG -ใชแ้ กลบเป็นเช้ือเพลิง -แกลบ 1.5 กโิ ลกรัมใชไ้ ด้ประมาณ 30-45 นาที -สามารถตม้ นำ้ ให้เดอื ดภายใน5 นาที ทอ่ี ุณหภมู ขิ องน้ำ 85-98 องศาเซลเซียสโดยเตามี ประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่ำกบั 32% รปู ที่ 2.2.2 เตาแกส๊ ชวี มวลแบบใชแ้ กลบเปน็ เชอ้ื เพลงิ

5 2.2.3 เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเปน็ เช้ือเพลงิ เตาแกส๊ แบบชวี มวลที่ใช้ฟนื เป็นเช้ือเพลงิ ในการออกแบบจะเป็นเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบ ไหลขึ้น (Up-draft-Gasiler) โดยมีลักษณะเป็นเตาผนัง 2 ชั้น ซึ่งชั้นที่ 1 จะเป็นส่วนห้องเผาไหม้ ชั้น ที่ 2 เป็น ช่องสาํ หรบั ใชอ้ ากาศผ่านและมีช่องสําหรับอากาศไหลออกอยูด่ ้านบนของเตา โดยแกส๊ ชวี มวลที่ผลิตได้ น้ันจะลอยขึ้นสู่ด้านบนและเกิดการลกุ กไหม้บริเวณด้านบนของเตาโดยอาศัยอากาศ ร้อนที่ถูกบังคับให้ ไหลจากด้านล่างสู่ด้านบนของเตาเข้าสู่ช้ันที่ 2 โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนจาก ห้องเผาไหม้และไหล ออกทางช่องทางออกด้านบนของเตาและเมื่ออากาศมอี ุณหภูมสิ ูงขึ้นจะทําให้ เกิดการติดไฟของแก๊สชวี มวล โดยจะสังเกตได้จากเปลวไฟที่ได้นั้นจะมีลักษณะเป็นลําพุ่งออกจาก ช่องทางออกของอากาศซ่ึง ความเป็นจริงนั้นคืออากาศร้อนที่ไหลออกมาทําปฏิกิริยากับแก๊ส เชื้อเพลิงและการเกิดการลุกไหม้โดย สามารถใช้เศษไม้กิ่งไม้เป็นเชื้อเพลิงและสามารถเติมเชื้อเพลิง ได้อย่างต่อเนื่องซื้อประสิทธิภาพทาง ความร้อนท่ีได้จากการนํา Boiling Test จะมคี า่ อยู่ประมาณ 31.9% คณุ สมบตั ิของเตาแกส๊ ชีวมวลท่ใี ชฟ้ นื เปน็ เชื้อเพลิง - ใช้วัสดุเหลอื ทง้ิ ได้แก่ เศษไม้ กง่ิ ไมข้ นาดเล็ก เปลือกทะลายปาลม์ กะลามะพรา้ วเหงา้ มนั สาํ ปะหลัง ซังข้าวโพด และ ชานอ้อย เปน็ ตน้ - ใชเ้ ชอื้ เพลิงจากกิ่งไมข้ นาด 1-1.2 กิโลกรมั สารมารถใชง้ านได้ประมาณ 30-40 นาที อุณหภูมเิ ฉลย่ี ของเตาอยู่ในชว่ ง800-900องศาเซลเซียส รปู ท่ี 2.2.3 เตาแกส๊ ชวี มวลแบบใช้ฟนื เป็นเช้ือเพลงิ

6 2.2.4 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใชฟ้ นื เป็นเชอื้ เพลิงขนาดกลาง เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชือ้ เพลงิ ชนิดนี้จะเป็นเตาแบบ Down draft Gasifier โดย ข้อดี ของเตาชนิดนี้สามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างต่อเนื่องและได้ออกแบบหัวเตาเป็น 2 หัวสําหรับใช้ งานใน ชุมชนซึ่งหลักการคือการเปลี่ยนเชื้อเพลิงชีวมวลไปเป็นโปรดิวเซอร์แก๊ส โดยเตาชนิดนี้จะใช้เชื้อเพลิง 2 ชนิด ในเบ้อื งต้น คือ ถา่ นไม้ (Charcoal) และเศษไม้กงิ่ ไม้ (Wood) โดยสามารถเติม เชือ้ เพลงิ ได้อย่าง ตอ่ เนอ่ื ง คุณสมบัตขิ องเตาแก๊สชวี มวลทีใ่ ช้เช้ือเพลิงขนาดกลาง - ใชเ้ ชือ้ เพลิง ถา่ นไม้ 3 กิโลกรมั /ชว่ั โมง - ใชเ้ ชอื้ เพลงิ ไม้ 4 กโิ ลกรมั /ชวั่ โมง - สามารถเตมิ เช้ือเพลงิ ไดอ้ ยา่ งตอ่ เนอื่ ง - ใหป้ ระสิทธภิ าพเชงิ ความรอ้ นเท่ากบั 80% รปู ท่ี 2.2.4 เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟนื เป็นเช้ือเพลงิ ขนาดกลาง

7 2.3 การถ่ายเทความรอ้ น กระบวนการถา่ ยเทความร้อนเป็นกระบวนการทเ่ี ก่ียวข้องกับการเคล่ือนย้ายถา่ ยเทและ เปลี่ยน พลังงานความร้อนซึ่งอยู่ในขอบเขตของกฎข้อที่หนึ่งและข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ ที่ว่าพลังงา น ต่างๆ ไม่ถูกสร้างขึ้นหรือถูกทําลายได้แต่สามารถเปลี่ยนจากรูปหน่ึงของพลังงาน ไป เป็นอีกรูปหนึ่งได้ และไม่มีกระบวนการใดๆ ที่จะเคลื่อนย้ายถ่ายเทพลังงานจากอุณหภูมิต่ำกว่าไปยัง อุณหภูมิที่สูงกว่า วทิ ยาศาสตร์ทางการถ่ายเทความรอ้ นกลา่ วถึงหลักการที่ว่าความร้อนจะเคล่ือนที่ จากแหล่งที่มีอุณหภูมิ สูงไปสูแ่ หล่งท่มี ีอุณหภูมิต่ำกวา่ ซ่ึงเป็นหลักการเดยี วกันอัตราการถา่ ยเทความ ร้อนมคี วามสําคัญมากต่อ การออกแบบเครอื่ งมือนัน้ ๆการถ่ายเทความร้อน โดยวิธีต่างๆ ท่ีกลา่ ว แลว้ แตล่ ะวิธขี องการกระบวนการ ถ่ายเทความรอ้ นอาจแบง่ แยกออกเป็นประเภท ได้ตาม สภาวะการ ถ่ายเทสัณฐานภายนอกและจํานวน มิติทเี่ กิดการถา่ ยเท 2.4 พลังงานทางลือก คือพลังงานที่มีอยู่ตามธรรมชาติและ สามารถนามาใช้ทดแทนพลังงานแบบเดิมได้อย่างไม่จำ กัดโดยพลังงานที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่จะเป็นพลังงาน ที่ได้จากฟอสซิลเป็นจำนวนมาก ได้แก่ ถา่ นหิน ปิโตรเลียม และแก๊สธรรมชาติซึ่งก่อใหเ้ กิดมลพิษและก๊าซ คารบ์ อนไดออกไซด์ในปริมาณสงู ทำ ให้เกดิ ภาวะเรือนกระจกซงึ่ เปน็ ปญั หาของภาวะโลกรอ้ นนน่ั เอง พลังงานทางเลือก จึงเป็นพลังงานที่สามารถนำมาใช้ทดแทนพลงั งานแบบเดิมได้อย่างไม่จำกัด ทั้งยังหาได้จากธรรมชาติและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เพื่อช่วยลดปัญหาการขาดแคลน พลังงาน รวมทงั้ ลดมลพิษอกี ดว้ ย 2.5 สงิ่ แวดล้อม สิ่งแวดล้อม ตามพจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2542 และพระราชบัญญัติส่งเสริม และรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 หมายถึง สิ่งต่าง ๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพและ ชีวภาพท่อี ยู่รอบตวั มนษุ ย์ ซงึ่ เกิดขนึ้ โดยธรรมชาติและสิง่ ทมี่ นษุ ยไ์ ดท้ ำขึ้น สิ่งแวดล้อม ตามความหมายในทางวิชาการ หมายถึง ทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่ล้อมรอบตัวมนุษย์ มี ทั้งสิ่งที่มีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต ทั้งสิ่งที่เป็นรูปธรรมและสิ่งที่เป็นนามธรรม มีทั้งสิ่งที่เกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติและสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น มีอิทธิพลเกี่ยวโยงถึงกัน เป็นปัจจัยในการเกื้อกูลซึ่งกันและกัน ผลกระทบจากปจั จัยหน่ึงมสี ่วนเสริมสร้างหรอื ทำลายปจั จัยอื่นอยา่ งหลีกเลีย่ งมไิ ด้ เปน็ วงจรหรือวัฏจักร ทเี่ ก่ยี วเน่อื งกันทัง้ ระบบ

8 ประเภทของสง่ิ แวดลอ้ ม สิ่งแวดล้อม แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ 1. สงิ่ แวดล้อมทางธรรมชาติ เป็นสง่ิ ท่เี กิดขึน้ เองตามธรรมชาติ เชน่ ป่าไม้ สตั วป์ ่า อากาศ ดนิ นำ้ มนษุ ย์ สงิ่ เหลา่ นตี้ ้องอาศัยสิง่ แวดล้อมอื่นประกอบ แบง่ ออกเป็น 2 ประเภทย่อย ได้แกส่ ิ่งที่มีชีวิต หรือเรียกว่า สิ่งแวดล้อมทางชีวภาพ เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติมีคุณสมบัติเฉพาะตัวของสิ่งที่มีชีวิต เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ และสิ่งที่ไม่มีชีวิต หรือ สิ่งแวดล้อมทางกายภาพ อาจจะมองเห็นหรือมอง ไม่เห็น เช่น แร่ธาตุ อากาศ เสียง 2.สิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้น เป็นสิ่งที่ได้จากทรัพยากรดั้งเดิม แล้วมนุษย์เป็นผู้ดัดแปลงเช่น ถนน บ้านเมือง ซึ่งเป็นสิ่งแวดล้อมเป็นนามธรรม (Abstract หรือ Social Environment) เช่น วัฒนธรรม ประเพณี การเมือง ศาสนา กฎหมาย เป็นต้น

9 บทท่ี 3 อุปกรณ์และวธิ ีการศึกษา 3.1 บทนำ จากข้อมลู และทฤษฎที ่ีเก่ยี วข้องกับเตาชวี มวลพลงั งานทางเลือกรักสิง่ แวดล้อม ดังที่ได้กล่าวมา ในบทนี้จะกล่าวถงึ อปุ กรณ์ การออกแบบและการดำเนนิ การ ซง่ึ เริม่ จากการออกแบบทำเตาชวี มวลจาก ถงั นำ้ ยาแอร์ วสั ดเุ หลือใช้มาแปรสภาพใหเ้ ป็นเตาชีวมวลประหยดั พลังงาน ทม่ี ีความคงทน สามารถใช้ งานได้ในครวั เรอื น โดยรายละเอียดของงานในส่วนต่างๆมีดังนี้ 3.1.1 การศกึ ษาและรวบรวมขอ้ มลู 3.1.2 การออกแบบและการสรา้ งเตาชีวมวลจากถังน้ำยาแอร์ 3.1.3 การประเมินผลโครงงาน 3.1.4 การจดั ทำโครงงาน 3.2 วัสดุ อุปกรณ์ 3.2.1ถงั นำ้ ยาแอร์ 1 ช้ิน 3.2.2 ตลบั เมตร 3.2.3 ลูกหมูตดั เหล็ก ขนาด 4 น้ิว 3.2.4 ถงั สี ขนาด 30 ซม.

3.2.5 เหลก็ 2 หุน ขนาด 2 เมตร 10 3.2.6 เหล็ก 4 หนุ ขนาด 15 ซม. 3.2.7 สเตอรร์ ถมอเตอร์ไซต์ 3.2.8ตะปเู กลยี วปลายสวา่ น จำนวน7 ตัว 3.2.9 ไฟเบอรต์ ดั เหลก็ ขนาด 4 นวิ้ 3.2.10ตู้เช่ือม 3.2.11 ครีม 3.2.12 สีน้ำมนั

11 3.2.13 ไมฉ้ าก 3.2.14ปากกาเคมี 3.3 การศกึ ษาและรวบรวมข้อมูล ในการศึกษาและรวบรวมข้อมูลเพ่อื นำขอ้ มลู ทไ่ี ด้นน้ั มาประยุกต์ใช้ในการทำเตาชีวมวลซงึ่ ได้ ศกึ ษาและรวบรวมข้อมูลจากแหล่งขอ้ มูลตา่ งๆได้ดังต่อไปนี้ 3.3.1 อนิ เตอรเ์ น็ต ในการดำเนินโครงงานสามารถเขยี นเปน็ แผนผังขน้ั ตอนการทำงานดงั แสดงในรูปที่ 3.2 เรม่ิ ต้น ศกึ ษาปัญหาและรวบรวมข้อมูล ที่เกยี่ วข้องกบั โครงงาน ศกึ ษาหลักการนำถงั นำ้ ยาแอร์มาแปรสภาพเปน็ เตาชวี มวล ออกแบบถังนำ้ ยาแอร์ ใหเ้ ป็นรูปรา่ งเตา ดำเนินการสร้างเตาชีวมวล รปู ท่ี 3.2 แสดงแผนผงั ข้นั ตอนการทำงาน (ตอ่ )

12 2 ดำเนินการสร้างเตาชีวมวล ทดสอบการทำงานและเก็บข้อมูลการทำงาน ปรบั ปรุงและแกไ้ ข ของเตาชีวมวล เสนอครูทปี่ รึกษา ไม่ผ่าน ผ่าน จัดทำโครงงานฉบับสมบรู ณ์ ปรับปรุงและแกไ้ ข เสนอครทู ีป่ รึกษา สิ้นสดุ โครงงาน รปู ท่ี 3.2 แสดงแผนผังขัน้ ตอนการทำงาน

13 3.4 ขั้นตอนการดำเนนิ งาน โครงงานน้ีมจี ุดมุ่งหมายเพอ่ื สรา้ งเตาชวี มวลพลงั งานทางเลือกรักษาสง่ิ แวดล้อม โดยนำวสั ดเุ หลือใช้ จากถังน้ำยาแอรม์ าแปรสภาพให้เกดิ ประโยชน์ต่อส่ิงแวดลอ้ ม 1.นำถงั น้ำยาแอร์มาวดั ขนาด 11.5 ซม. และ 7.5 ซม. ในการตัดถังน้ำยาแอร์ รปู ท่ี 3.3 วัดขนาดถงั น้ำยาแอร์ 2. นำไฟเบอร์ลกู หนู ขนาด 4 นว้ิ ในการตดั ถงั นำ้ ยาแอรต์ ามสดั ส่วนขนาดทวี่ ดั ไว้ รูปที่ 3.4 ตดั ถังนำ้ ยาแอร์ 3. นำไม้ฉากมาวัดกน้ ถงั เพือ่ ทำปากเตา ความสงู 6 ซม. ความยาว 15 ซม. จำนวน 2 ชอ่ ง เมือ่ วัดขนาด เรยี บรอ้ ย ใชไ้ ฟเบอร์ลูกหนูตัดถังน้ำยาแอรต์ ามขนาดที่วดั ไว้

14 รปู ที่ 3.5 วดั ขนาดก้นถัง และตดั ถงั 4. นำเหลก็ ท่ตี ัดปากถงั แลว้ นำมาเป้นฐานรอง และตัดให้ลดขนาดความยาวลง 8 ซม. เพอ่ื ใหเ้ ปน็ ฐานรองของเตา รปู ท่ี 3.6 ตดั ถงั ให้เป็นรูปเตาตามท่วี ดั ขนาดไว้

15 5. นำสเตอร์รถมอไซต์ท่ีเหลอื ใช้นำมาทำรังผึ้งรองถ่านในเตา โดยวัดจากขอบด้านบนลงมา 11 ซม. และเชื่อมรงั ผ้ึงตดิ กับตวั เตา และเจาะรูรอบถงั ระยะหา่ ง 3 ซม. 6. ตดั เหล็กเสน้ 88 ซม. และเช่อื มยึดติดกับขอบดา้ นบน 7. ตดั เหลก็ เสน้ 80 ซม. เพอื่ นำมาทำฐานรองเช้ือเพลิง 8. เหลก็ 4 หนุ ยาว 4 ซม. จำนวน 3 ชน้ิ ทำเป็นนมหนู(ทร่ี องกน้ หม้อ) 9.นำเหลก็ แผน่ ทีต่ ดั งอเป็นตวั ยู ขนาด 1.8 มลิ ลิเมตร จำนวน 7 ตวั นำมาเช่อื มใส่ถังตามรูปเตา 10.นำถงั สีเหลก็ มาวัดขนาดจากขอบบนลงมา 17 ซม. แล้วนำมาตัด เมื่อตัดแลว้ วัดขนาดจากขอบลา่ ง ขน้ั มา 7 ซม. กว้าง 15 ซม. แลว้ ตัดจากขอบบนลงมาเพอ่ื ทำปากเตา 11.เจาะตะปเู กลียวยึดตดิ กับเตาเพอ่ื เป็นท่ีกนั ความร้อน กบั หหู วิ้ เตา

16 บทท่ี 4 ผลการศกึ ษา 4.1 ผลการศกึ ษา เตาชีวมวลที่ทำจากวัสดุเหลือใช้ถังน้ำยาแอร์ สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ คือ ประหยัดงบประมาณ ลดปริมาณควันพิษที่ลอยขึ้นสูงอากาศได้เป็นอย่างดี โดยการเปลี่ยนการใช้ เชื้อเพลิงในรูป แบบเดิมคือ ฟืนไม้แห้ง มาเป็นถ่านที่สามารถลดปริมาณการใช้ฟืนลงได้ และ กระบวนการในการเผาไหม้ยังเกิดควันน้อยมาก รวมถึงใช้หลักกการอบความร้อนในถัง ช่วยเพิ่มให้เกิด พลงั งานความรอ้ นเรว็ ขนึ้ ทำใหล้ ดระยะเวลาในการหุง ตม้ ลงได้ เพราะความร้อนที่อยู่ในถงั 4.2 ตารางแสดงการเปรียบเทยี บการเผาไหม้ระหวา่ งเตาชีวมวลกบั เตาถา่ น เตาชีวมวล เตาถ่าน เวลา (นาท)ี อณุ หภูม(ิ องศา เวลา (นาท)ี อณุ หภูมิ(องศา เซลเซียส) เซลเซียส) 30 0 30 0 35 37 5 35 5 47 55 10 37 10 65 72 15 45 15 85 92 20 51 20 96 25 63 25 30 80 30 35 89 35 40 94 40 45 98 45

17 4.2 ตารางแสดงการเปรียบเทยี บการเผาไหมร้ ะหว่างเตาชวี มวลกับเตาถา่ น (ต่อ) เตาชีวมวล เตาถา่ น เวลา (นาท)ี อุณหภมู (ิ องศา เวลา (นาท)ี อุณหภมู ิ(องศา เซลเซยี ส) เซลเซียส) 50 103 50 98 55 105 55 101 60 107 60 102 จากตางรางผลการทดลอง สังเกตไดว้ า่ ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งอณุ หภมู กิ บั เวลาทีใ่ ช้ในการเผาไหมจ้ าก เตาชีวมวลและเตาถา่ นตามท้องตลาด พบวา่ เตาถา่ นจดุ ไฟไดเ้ รว็ แตถ่ า่ นมอดเรว็ สว่ นเตาชวี มวลถ่านจะมอดชา้ และจะเกบ็ ความร้อนได้ดีกว่า

18 บทท่ี 5 สรุปผลและอภปิ รายผล 5.1 สรปุ ผล จากการทดลองทดสอบการก่อไฟ หลงั จากการทดลองกอ่ ไฟ พบว่า เมื่อระยะเวลาเพ่มิ ขน้ึ อุณหภูมขิ อง เตาชีวมวลจะสงู ขนึ้ อย่างรวดเร็ว และเกบ็ ความร้อนไดน้ าน เพราะไม่ถูกรบกวนจากสภาพแวดลอ้ มภายนอก ส่วนเตาถา่ นจะมีอณุ หภูมิสงู อย่างรวดเรว็ ในชว่ งเวลาแรก พอเวลาผา่ นไประยะหนง่ึ อณุ หภมู ิจะเพิ่มขน้ึ ทีละน้อย จนถ่านมอดอณุ หภมู ิก็ยังไม่คงที่ 5.2 อภิปราย จากการทดลองการทำเตาชวี มวลจากวสั ดเุ หลอื ใชจ้ ากถังน้ำยาแอร์ดดั แปลงเปน็ เตาชวี มวลนั้น สามารถ ประหยัดพลังงานและอนรุ ักษ์รักษาสงิ่ แวดล้อมได้ ลดปรมิ าณควนั พษิ ที่ลอยขึ้นสู่อากาศ ลดปริมาณการใช้ฟนื จากตน้ ไม้ และใชต้ น้ ทนุ หรอื ค่าวสั ดุอุปกรณ์ในการจัดทำนอ้ ย อกี ท้ังนำวสั ดทุ ี่ใชแ้ ลว้ มาดดั แปลงเปน็ ช้ินงาน ประหยัดพลงั งานและจัดการขยะมูลฝอยรักษาสง่ิ แวดลอ้ มได้ 5.3 ปัญหาและอุปสรรคในการทำโครงงาน ควรมีการพัฒนาต่อยอดโครงงานการทำเตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรักสิ่งแวดล้อม ให้มีความ หลากหลาย จากการนำวัสดุเหลือใช้มาแปรสภาพให้เกิดประโยชน์เป็นเตาประเภทอื่น ๆ และใช้งานได้หลาย ประเภท มาทดลองและศกึ ษาเพื่อพฒั นาคณุ ภาพใหด้ ีข้ึนตอ่ ไป

19 บรรณานุกรม กรมพฒั นาพลังงานทดแทนและอนุรักษพ์ ลังงาน กระทรวงพลังงาน กระทรวงพลงั งาน, ค่มู อื การผลิตและ การใช้งานเตาเผาผลติ ถา่ น แบบถงั 200 ลิตร, 2554. สำนกั ถ่ายทอดและเผยแพรเ่ ทคโนโลยี กรมพัฒนาพลงั งานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลงั งาน. พลังงานชีวมวล. จากเวบ็ ไซต์ http://ku.ac.th. 2551.