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 หลอื ใชท้ 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 าพในการเผาไหม้นานกว่าว่าเตาถ่านท่วั ไป เตาชีวมวลใชเ้ วลาในการประกอบอาหารเร็วกวา่ เตา ถา่ นท่ัวไป และเตาชีวมวลใชถ้ า่ นเชือ้ เพลงิ น้อยกวา่ เตาถา่ นทวั่ ไป

ข กติ ติกรรมประกาศ คณะผู้จัดทำขอกราบขอบพระคุณ ผอ.พชั รินทร์ จารยโ์ พธ์ิ ผู้อำนวยการ 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 ครงงานฉบับนี้มคี วามสมบูรณ์มากยงิ่ ขนึ้ ประโยชนอ์ ันใดที่เกดิ จากโครงงานเลม่ นคี้ ณะผูจ้ ดั ทำโครงงาน ขออุทศิ ความดีและกศุ ลนัน้ แด่ ผู้ท่กี ล่าวไว้ขา้ งตน้ จึงใคร่ขอกราบพระคณุ เป็นอย่างสูงไว้ ณ โอกาสนี้ ชนินทร์ งานเกณฑ์ อนวุ ัฒน์ กองกะมุด 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 19 5.3 ปญั หาและอปุ สรรคในการทำโครงงาน 19 บรรณานกุ รม 19 19 20

สารบัญตาราง จ ตารางที่ หนา้ 4.2 ตารางแสดงการเปรยี บเทียบการเผาไหม้ระหว่างเตาชวี มวลกับเตาถา่ น 16 4.3 กราฟแสดงความสัมพนั ธ์ระหวา่ งอณุ หภูมกิ บั เวลาที่ใช้ในการเผาไหม้จาก 17 เตาชีวมวลและเตาถ่านตามท้องตลาด

สารบญั ภาพ ฉ รปู ท่ี หนา้ 2.2 เตาชีวมวล 3 2.2.2 เตาแกส๊ ชวี มวลแบบใช้แกลบเปน็ เชอื้ เพลงิ 4 2.2.3 เตาแก๊สชวี มวลแบบใช้ฟืนเป็นเช้อื เพลงิ 5 2.2.4 เตาแก๊สชีวมวลแบบใชฟ้ นื เปน็ เชื้อเพลงิ ขนาดกลาง 6 3.2.1 ถงั น้ำยาแอร์ 9 3.2.2 ตลบั เมตร 9 3.2.3 ลูกหมตู ดั เหลก็ ขนาด 4 น้ิว 9 3.2.4 ถังสี ขนาด 30 ซม. 9 3.2.5 เหลก็ 2 หน ขนาด 2 เมตร 9 3.2.6 เหลก็ 4 หน ขนาด 15 เมตร 10 3.2.7 สเตอร์มอเตอร์ไซต์ 10 3.2.8 ตะปูเกลียวปลายสว่าน 7 ตัว 10 3.2.9 ไฟเบอร์ตดั เหล็ก 10 3.2.10 ตูเ้ ชอื่ ม 10 3.2.11 ครมี 10 3.2.12 สนี ้ำมนั 11 3.2.13 ไม้ฉาก 11 3.2.14 ปากกาเคมี 11 3.2.15 เครือ่ งมอื วัดอุณหภมู ิอินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์ 11 3.3 วดั ขนาดถังนำ้ ยาแอร์ 13 3.4 ตดั ถังนำ้ ยาแอร์ 13 3.5 วัดขนาดกน้ ถังและตัดถงั 14 3.6 ตดั ถงั ใหเ้ ปน็ รูปเตาตามที่วัด 14

1 บทท่ี 1 บทนำ 1.1 ความเปน็ มาและความสำคัญของปัญหา การดำรงชวี ิตประจำวันของมนุษย์ มีความต้องการในการบริโภคสิ่งต่าง ๆ จำนวนมากโดยส่วน ที่เหลือจากการบริโภคและอุปโภคนั้นกลายเป็นขยะมูลฝอยและสิง่ ปฏิกูลซึง่ จำเป็นจะต้องกำจัดให้หมด สิ้นไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากการทับถมกันของขยะมูลฝอยและสิ่งปฏิกูลเป็นสาเหตุสำคัญทำให้ เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่น ๆตามมา เช่น การปนเปื้อนในแหล่งน้ำ ปัญหามลพิษทางอากาศ เป็นต้น ปัจจุบันการจัดการขยะมูลฝอย กำลังเป็นปัญหาสำคัญ เนื่องจากอัตราจำนวนประชากรในตัวเมืองและ ชนบทมีแนวโน้มสูงขึ้นทุกปี หน่วยงานที่รับผิดชอบไม่สามารถหาที่ดินเพื่อกำจัดขยะมูลฝอยได้ในระยะ ยาว ซึ่งหากไม่มีมาตรการแก้ไขปัญหาแล้วก็จะก่อให้เกิดผละกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การกำจัดขยะมูล ฝอยนั้นมีหลายวิธีด้วยกัน และการเลือกนำขยะมาสร้างรีไซเคิลให้เกิดประโยชน์ให้เหมาะสมในการ จัดการขยะมูลฝอย เพื่อเปน็ การลดปรมิ าณขยะมูลฝอยของชมุ ชนจงึ ทำให้ไม่เกดิ ขยะมูลฝอยทีเ่ ป็นมลพิษ ทางสงิ่ แวดลอ้ ม และลดภาวะโลกร้อนได้อีกดว้ ย จากสภาพปัญหาดังกล่าวข้างต้น นักศึกษา กศน.อำเภอมัญจาคีรี เล็งเห็นถึงความสำคัญของ ปัญหาที่เกิดขึ้น จากการทิ้งขยะมูลฝอย และเผาขยะก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ จึงได้นำปัญหามา ปรึกษากับครู ร่วมกันคิดค้นวิธีการแก้ไขปัญหา จึงได้จัดทำโครงงานเตาชีวมวลพลังงานทางเลือกรัก สิ่งแวดล้อม เพอ่ื แก้ไขปัญหาขยะมลู ฝอย และมลพิษทางอากาศ สร้างนวตั กรรมใหม่ โดยการนำถังน้ำยา แอร์เก่าทีไ่ มไ่ ดใ้ ช้แล้วมาปรับเปลีย่ นจากวสั ดุเหลือใช้มาสร้างเปน็ เตาชีวมวล หรอื ‘เตาซปุ เปอร์อ้ังโล่’ ท่ี ใช้ในการประกอบอาหารดำรงชีวิตในครัวเรือน และประหยัดค่าใช้จ่ายได้ดีอีกด้วย ซ่ึงสอดคล้องกับ ปัจจุบันนีแ้ ก๊สหงุ ต้มก็ราคาปรับสงู ขึ้นอย่างต่อเนือ่ ง ส่งผลกระทบประชาชนได้รับความเดือดรอ้ นไม่ว่าจะ เป็นผ้ปู ระกอบการร้านอาหาร ถึงตอ้ งปรับราคาอาหารขึ้นสูงตามไป การสร้างสิง่ ประดิษฐ์จากวัสดุเหลือ ใชท้ เ่ี ปน็ ขยะ คอื ถังนำ้ ยาแอรเ์ ก่า นำมารไี ซเคิลใหเ้ กดิ ประโยชน์เปน็ เตาชีวมวล หรอื ‘เตาซปุ เปอร์อ้ังโล่’ เพื่อให้ประชาชนที่สนใจ กลุ่มผู้มีรายได้น้อย และในวิถีชนบท ได้นำไปใช้เพื่อเป็นทางเลือกในการลด ค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง ซึ่งเตาซุปเปอร์อั้งโล่ดังกล่าว ให้ความร้อนต่อเนื่อง ทนทาน เคลื่อนย้ายได้สะดวก และจะช่วยให้อาหารที่ปรุงได้รสชาติดีขึ้น ประหยัดค่าใช้จ่ายและสร้างคุณค่าให้กับสิ่งแวดล้อม และยัง เป็นการสร้างรายได้อาชีพเสริม 1.2 วตั ถุประสงคข์ องโครงงาน 1.2.1 เพือ่ ศึกษาการทำเตาชวี มวลจากถงั น้ำยาแอร์ 1.2.2 เพอ่ื ศึกษาการหงุ ต้มจากเตาชีวมวลและเตาถา่ นหงุ ตม้ ทั่วไป

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 ของเตาชวี มวลและเตาถ่านทว่ั 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 หลักการทเ่ี กี่ยวข้อง 2.1 บทนำ ในบทนี้จะกลา่ วถึงรายละเอียดของทฤษฎี โดยการนำความรูท้ ่ีไดจ้ ากการคน้ ควา้ และหาข้อมูล จากแหล่งต่างๆ เพ่ือทจ่ี ะนำไปใชใ้ นการอ้างอิงถึงหลกั การซงึ่ ในบทนี้จะกล่าวถึงทฤษฎีต่างๆ ทเี่ ก่ียวข้อง กับโครงงานน้ี เพื่อให้ไดต้ รงตามขอบเขตที่กำหนดขนึ้ มาในบทน้ีสามารถทจ่ี ะแบ่งออกเป็นหวั ข้อใหญ่ๆ ไดด้ งั นีค้ ือ 2.2 เตาชีวมวล เตาชีวมวลเป็นเตาที่ทำให้เกิดกระบวนการ “เผาไหม้ไม่สมบูรณ์” เป็นการจำกัดออกซิเจนใน การเผาไหม้น้อยกว่าการเผาไหม้สมบูรณ์ 30-40% ทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ส(CO) ก๊าซ มีเทนส (CH4 ) ที่ติดไฟ เปลวไฟที่ได้จะแรงและมีความร้อนสูงเช่นเดียวกับก๊าซหุงต้ม ระบบเตายัง เก็บกัก ความรอ้ นได้ดี อุณหภูมสิ ูงถงึ 400 องศาเซลเซยี ส สามารถติดตง้ั พดั ลมเติมอากาศ สามารถปรับไฟเบา หรือแรงได้หมือนเตาแก๊สหุงต้มทั่วไป มากไปกว่านี้เตาแก๊สชีวมวลยังปลดปล่อยก๊าซ เรือนกระจกน้อย เม่อื เปรียบกับเตาชนิดอน่ื ๆอกี ดว้ ย รปู ท่ี 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 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใชฟ้ ืนเป็นเช้ือเพลิง เตาแกส๊ แบบชีวมวลที่ใช้ฟืนเปน็ เช้ือเพลงิ ในการออกแบบจะเป็นเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบ ไหลขึ้น (Up-draft-Gasiler) โดยมีลักษณะเป็นเตาผนัง 2 ชั้น ซึ่งชั้นที่ 1 จะเป็นส่วนห้องเผาไหม้ ชั้น ที่ 2 เป็น ช่องสาํ หรบั ใชอ้ ากาศผ่านและมชี ่องสําหรับอากาศไหลออกอยดู่ ้านบนของเตา โดยแกส๊ ชีว มวลที่ผลิตได้ นั้นจะลอยขึ้นสู่ด้านบนและเกิดการลุกกไหม้บริเวณด้านบนของเตาโดยอาศัยอากาศ ร้อนที่ถูกบังคับให้ ไหลจากด้านล่างสู่ด้านบนของเตาเข้าสู่ช้ันที่ 2 โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนจาก ห้องเผาไหม้และไหล ออกทางช่องทางออกด้านบนของเตาและเมื่ออากาศมอี ุณหภูมสิ งู ขึ้นจะทําให้ เกิดการติดไฟของแก๊สชวี มวล โดยจะสังเกตได้จากเปลวไฟที่ได้นั้นจะมีลักษณะเป็นลําพุ่งออกจาก ช่องทางออกของอากาศซึ่ง ความเป็นจริงนั้นคืออากาศร้อนที่ไหลออกมาทําปฏิกิริยากับแก๊ส เชื้อเพลิงและการเกิดการลุกไหม้โดย สามารถใช้เศษไม้กิ่งไม้เป็นเชื้อเพลิงและสามารถเติมเชื้อเพลิง ได้อย่างต่อเนื่องซื้อประสิทธิภาพทาง ความร้อนท่ีได้จากการนํา Boiling Test จะมีค่าอยูป่ ระมาณ 31.9% คณุ สมบตั ิของเตาแกส๊ ชวี มวลท่ีใชฟ้ นื เปน็ เชื้อเพลิง - ใช้วัสดุเหลือทิง้ ได้แก่ เศษไม้ กิง่ ไมข้ นาดเล็ก เปลอื กทะลายปาล์ม กะลามะพรา้ วเหง้ามนั สาํ ปะหลัง ซังข้าวโพด และ ชานออ้ ย เปน็ ต้น - ใชเ้ ชือ้ เพลิงจากกงิ่ ไม้ขนาด 1-1.2 กิโลกรมั สารมารถใช้งานไดป้ ระมาณ 30-40 นาที อุณหภูมเิ ฉล่ียของเตาอย่ใู นชว่ ง800-900องศาเซลเซียส รปู ที่ 2.2.3 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใชฟ้ นื เปน็ เช้อื เพลงิ

6 2.2.4 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใชฟ้ นื เป็นเชื้อเพลิงขนาดกลาง เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชือ้ เพลิงชนิดนี้จะเป็นเตาแบบ 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 การถ่ายเทความร้อน กระบวนการถ่ายเทความร้อนเป็นกระบวนการทเี่ ก่ียวข้องกับการเคลื่อนย้ายถ่ายเทและ เปลย่ี น พลังงานความร้อนซึ่งอยู่ในขอบเขตของกฎข้อที่หนึ่งและข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ ที่ว่าพลังงาน ต่างๆ ไม่ถูกสร้างขึ้นหรือถูกทําลายได้แต่สามารถเปลี่ยนจากรูปหนึ่งของพลังงาน ไป เป็นอีกรูปหนึ่งได้ และไม่มีกระบวนการใดๆ ที่จะเคลื่อนย้ายถ่ายเทพลังงานจากอุณหภูมิต่ำกว่าไปยัง อุณหภูมิที่สูงกว่า วทิ ยาศาสตรท์ างการถ่ายเทความร้อนกล่าวถงึ หลกั การทวี่ า่ ความร้อนจะเคลื่อนที่ จากแหล่งท่ีมีอุณหภูมิ สูงไปสูแ่ หล่งท่มี ีอุณหภมู ิต่ำกว่าซึ่งเป็นหลักการเดยี วกนั อัตราการถา่ ยเทความ ร้อนมคี วามสําคัญมากต่อ การออกแบบเครอื่ งมอื นั้นๆการถ่ายเทความรอ้ น โดยวธิ ตี า่ งๆ ที่กล่าว แลว้ แตล่ ะวธิ ขี องการกระบวนการ ถ่ายเทความร้อนอาจแบ่งแยกออกเป็นประเภท ได้ตาม สภาวะการ ถ่ายเทสัณฐานภายนอกและจํานวน มติ ิทเี่ กิดการถ่ายเท 2.4 พลังงานทางลือก คือพลังงานที่มีอยู่ตามธรรมชาติและ สามารถนามาใช้ทดแทนพลังงานแบบเดิมได้อย่างไม่จำ กัดโดยพลังงานที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่จะเป็นพลังงาน ที่ได้จากฟอสซิลเป็นจำนวนมาก ได้แก่ ถา่ นหิน ปิโตรเลียม และแกส๊ ธรรมชาติซ่ึงกอ่ ให้เกิดมลพษิ และกา๊ ซ คารบ์ อนไดออกไซด์ในปรมิ าณสูง ทำ ให้เกดิ ภาวะเรือนกระจกซ่งึ เปน็ ปัญหาของภาวะโลกรอ้ นนัน่ เอง พลังงานทางเลือก จึงเป็นพลังงานที่สามารถนำมาใช้ทดแทนพลงั งานแบบเดิมได้อย่างไม่จำกัด ทั้งยังหาได้จากธรรมชาติและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เพื่อช่วยลดปัญหาการขาดแคลน พลังงาน รวมทงั้ ลดมลพิษอกี ด้วย 2.5 สงิ่ แวดลอ้ ม สิ่งแวดล้อม ตามพจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2542 และพระราชบัญญัติส่งเสริม และรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 หมายถึง สิ่งต่าง ๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพและ ชวี ภาพท่อี ยู่รอบตวั มนษุ ย์ ซ่ึงเกิดข้นึ โดยธรรมชาติและส่งิ ทม่ี นษุ ยไ์ ด้ทำข้ึน สิ่งแวดล้อม ตามความหมายในทางวิชาการ หมายถึง ทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่ล้อมรอบตัวมนุษย์ มี ทั้งสิ่งที่มีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต ทั้งสิ่งที่เป็นรูปธรรมและสิ่งที่เป็นนามธรรม มีทั้งสิ่งที่เกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติและสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น มีอิทธิพลเกี่ยวโยงถึงกัน เป็นปัจจัยในการเกื้อกูลซึ่งกันและกัน ผลกระทบจากปจั จัยหนึ่งมสี ่วนเสริมสร้างหรอื ทำลายปจั จัยอ่ืนอย่างหลีกเลย่ี งมิได้ เปน็ วงจรหรือวัฏจักร ที่เก่ยี วเน่อื งกนั ทัง้ ระบบ

8 ประเภทของสง่ิ แวดล้อม สิ่งแวดลอ้ ม แบง่ ออกเป็น 2 ประเภท ไดแ้ ก่ 1. สง่ิ แวดลอ้ มทางธรรมชาติ เปน็ สงิ่ ทเี่ กิดข้ึนเองตามธรรมชาติ เชน่ ปา่ ไม้ สัตว์ป่า อากาศ ดิน นำ้ มนษุ ย์ สงิ่ เหลา่ นต้ี ้องอาศยั สง่ิ แวดล้อมอืน่ ประกอบ แบง่ ออกเป็น 2 ประเภทยอ่ ย ไดแ้ กส่ ิ่งท่ีมีชีวิต 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 เปน็ ต้น

9 บทท่ี 3 อุปกรณ์และวธิ ีการศึกษา 3.1 บทนำ จากข้อมลู และทฤษฎที ่เี กย่ี วข้องกับเตาชวี มวลพลงั งานทางเลือกรักสิง่ แวดล้อม ดังที่ได้กล่าวมา ในบทนจ้ี ะกล่าวถึง อุปกรณ์ การออกแบบและการดำเนนิ การ ซง่ึ เริม่ จากการออกแบบทำเตาชวี มวลจาก ถังนำ้ ยาแอร์ วสั ดเุ หลอื ใชม้ าแปรสภาพใหเ้ ปน็ เตาชีวมวลประหยดั พลังงาน ทม่ี ีความคงทน สามารถใช้ งานได้ในครัวเรือน โดยรายละเอียดของงานในส่วนตา่ งๆมีดังนี้ 3.1.1 การศกึ ษาและรวบรวมข้อมลู 3.1.2 การออกแบบและการสรา้ งเตาชวี มวลจากถังน้ำยาแอร์ 3.1.3 การประเมนิ ผลโครงงาน 3.1.4 การจัดทำโครงงาน 3.2 วัสดุ อุปกรณ์ 3.2.1ถังนำ้ ยาแอร์ 1 ชนิ้ 3.2.2 ตลบั เมตร 3.2.3 ลูกหมูตดั เหล็ก ขนาด 4 นิว้ 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 3.2.15 เครือ่ งมือวดั อณุ หภูมิอินฟราเรดเทอร์โมมเิ ตอร์ 3.3 การศกึ ษาและรวบรวม ขอ้ มูล ในการศึกษาและรวบรวมข้อมูลเพ่ือนำขอ้ มลู ทไ่ี ดน้ น้ั มาประยุกต์ใช้ในการทำเตาชวี มวลซึง่ ได้ ศึกษาและรวบรวมข้อมลู จากแหลง่ ข้อมูลต่างๆไดด้ งั ต่อไปนี้ 3.3.1 อินเตอรเ์ นต็ ในการดำเนนิ โครงงานสามารถเขยี นเปน็ แผนผงั ขน้ั ตอนการทำงานดังแสดงในรปู ที่ 3.2 เร่มิ ต้น ศึกษาปัญหาและรวบรวมข้อมูล ทเ่ี ก่ยี วข้องกับโครงงาน ศึกษาหลักการนำถงั น้ำยาแอร์มาแปรสภาพเป็น เตาชีวมวล ออกแบบถังนำ้ ยาแอร์ ใหเ้ ป็นรูปรา่ งเตา ดำเนินการสร้างเตาชวี มวล

12 2 รูปท่ี 3.2 แสดงแผนผังขน้ั ตอนการทำงาน (ตอ่ ) ดำเนินการสรา้ งเตาชวี มวล ทดสอบการทำงานและเกบ็ ข้อมูลการทำงาน ปรับปรุงและแก้ไข ของเตาชวี มวล เสนอครทู ปี่ รึกษา ไมผ่ ่าน ผ่าน จดั ทำโครงงานฉบบั สมบูรณ์ ปรบั ปรุงและแกไ้ ข เสนอครทู ี่ปรึกษา สิ้นสดุ โครงงาน รปู ที่ 3.2 แสดงแผนผังขั้นตอนการทำงาน

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. นำสเตอร์รถมอไซตท์ ีเ่ หลอื ใช้นำมาทำรังผึ้งรองถ่านในเตา โดยวัดจากขอบด้านบนลงมา 11 ซม. และเชื่อมรงั ผ้ึงตดิ กับตวั เตา และเจาะรูรอบถงั ระยะหา่ ง 3 ซม. 6. ตัดเหลก็ เส้น 88 ซม. และเช่อื มยึดติดกับขอบดา้ นบน 7. ตัดเหลก็ เส้น 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 กลียวยดึ ตดิ กับเตาเพอ่ื เป็นท่ีกนั ความร้อน กบั หหู วิ้ เตา

16 บทท่ี 4 ผลการศึกษา 4.1 ผลการศกึ ษา เตาชีวมวลที่ทำจากวัสดุเหลือใช้ถังน้ำยาแอร์ สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ คือ ประหยัดงบประมาณ ลดปริมาณควันพิษที่ลอยขึ้นสูงอากาศได้เป็นอย่างดี โดยการเปลี่ยนการใช้ เชื้อเพลิงในรูป แบบเดิมคือ ฟืนไม้แห้ง มาเป็นถ่านที่สามารถลดปริมาณการใช้ฟืนลงได้ และ กระบวนการในการเผาไหม้ยังเกิดควันน้อยมาก รวมถึงใช้หลักกการอบความร้อนในถัง ช่วยเพิ่มให้เกิด พลงั งานความรอ้ นเรว็ ขนึ้ ทำใหล้ ดระยะเวลาในการหงุ ต้มลงได้ เพราะความร้อนทอี่ ยใู่ นถงั 4.2 ตารางแสดงการเปรียบเทยี บการเผาไหมร้ ะหวา่ งเตาชีวมวลกบั เตาถา่ น เตาชีวมวล อณุ หภูม(ิ องศา เตาถา่ น อุณหภมู ิ(องศา เวลา (นาท)ี เซลเซียส) เวลา (นาท)ี เซลเซยี ส) 30 30 0 35 0 35 5 37 5 37 10 45 10 47 15 51 15 55 20 63 20 65 25 80 25 72 30 89 30 85 35 94 35 92 40 98 40 96 45 45

17 4.2 ตารางแสดงการเปรียบเทยี บการเผาไหมร้ ะหวางเตาชีวมวลกบั เตาถา่ น (ต่อ) เตาชีวมวล เตาถา่ น เวลา (นาท)ี อณุ หภูม(ิ องศา เวลา (นาท)ี อุณหภูมิ(องศา เซลเซียส) เซลเซียส) 50 103 50 98 55 105 55 101 60 107 60 102 จากตางรางผลการทดลอง สงั เกตไดว้ า่ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอุณหภมู ิกบั เวลาทใี่ ชใ้ นการเผาไหมจ้ าก เตาชีวมวลและเตาถา่ นตามทอ้ งตลาด พบว่าเตาถา่ นจดุ ไฟไดเ้ รว็ แต่ถา่ นมอดเร็ว ส่วนเตาชีวมวลถ่านจะมอดชา้ และจะเกบ็ ความร้อนไดด้ ีกว่า 4.3 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหวา่ งอุณหภมู ิกับเวลาทใ่ี ชใ้ นการเผาไหมจ้ ากเตาชีวมวลและเตาถ่านตาม ทอ้ งตลาด เวลา(นา ีท) กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกบั เวลาท่ใี ช้ในการ เผาไหม้จากเตาชีวมวลและเตาถ่านตามท้องตลาด 120 100 80 60 เตาชีวมวล 40 เตาถา่ น 20 0 10 20 15 20 25 30 35 40 45 อุณหภูมิ

18 รปู ที่ 4.3 กราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งอณุ หภมู ิกับเวลาทใี่ ชใ้ นการเผาไหม้จากเตาชวี มวลและเตาถา่ นตาม ท้องตลาด จากกราฟแสดงความสมั พันธร์ ะหว่างอุณหภมู ิกบั เวลาทใ่ี ชใ้ นการเผาไหม้ จะเหน็ ได้ว่าเตาชวี มวลและ เตาถา่ นจะเผาไหม้พรอ้ มกนั ผ่านไป 15 นาที ปรากฏวา่ เตาถ่านจะให้อุณหภมู มิ ากกว่าเตาชีวมวล เวลา 30 นาที ปรากฏวา่ เตาถา่ นอณุ ภมู จิ ะน้อยกว่าเตาชวี มวล เวลา 45 นาที สรุปได้ว่าเตาชวี มวลจะใหค้ วามรอ้ นอณุ ภมู ิ มากกวา่ เตาถา่ น

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

20 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.