จุลสารนวัตกรรม ฉบับที่ 63 – สาระน่ารู้

         เครื่องควบแน่นใช้อากาศหล่อเย็นแบบราคาย่อมเยา (Economy Air-cooled condenser, ACC) เป็นนวัตกรรมที่ได้รับการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและนวัตกรรมเพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ชุมชนฐานราก ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2562 จาก สำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ในโครงการ “เพิ่มประสิทธิภาพเพาะปลูกสตรอเบอร์รี่โดยการควบคุมอุณหภูมิด้วยเครื่องควบแน่นใช้อากาศหล่อเย็นแบบราคาย่อมเยา Increasing Performance of Strawberry Cultivation using Economy Air-cooled condenser (ACC)” 
        การทำโรงเรือนเพาะปลูกที่ปรับอากาศให้มีอุณหภูมิต่ำมักจะมีราคาต้นทุนที่สูงและอากาศในโรงเรือนมีความชื้นมากซึ่งบางครั้งการที่มีความชื้นในอากาศมากเกินไปอาจจะทำให้พืชเกิดปัญหาการไม่คายน้ำหรือมีการคายน้ำได้น้อย ในกรณีที่ในอากาศอิ่มตัวด้วยน้ำ มีความชื้นสูง การคายน้ำเกิดขึ้นได้น้อย แต่การดูดน้ำของรากยังเป็นปกติ พืชจะเสียน้ำในรูปของหยดน้ำเรียกว่ากัตเตชัน (Guttation) พืชไม่สามารถคายน้ำในสภาพที่แดดจัดเพราะอาจเสียน้ำมากเกินไปและเหี่ยวก่อนที่รากจะลำเลียงน้ำได้ทัน สำหรับระบบที่คณะวิจัยคิดค้นมาเพื่อให้สามารถเพาะปลูกพืชที่ต้องใช้อุณหภูมิต่ำในโรงเรือนเป็นระบบที่เรียกว่าระบบควบคุมอุณหภูมิด้วยเครื่องควบแน่นใช้อากาศหล่อเย็นแบบราคาย่อมเยา (Economy Air-cooled condenser, ACC) ดังแสดงในรูปที่ 1 หลักการทำงานเชิงเทคนิคของระบบทำความเย็นคือ ระบบส่งกำลังขับเคลื่อนด้วยระบบมอเตอร์ DC โดยพลังงานไฟฟ้าได้มาจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งมอเตอร์ DC จะทำหน้าที่หมุนคอมเพรสเซอร์ให้เริ่มทำงาน คอมเพรสเซอร์ที่ใช้จะเป็นชนิดลูกสูบแกนนอนทำหน้าที่ดูดสารทำความเย็นซึ่งมีสถานะเป็นไอ โดยคอมเพรสเซอร์จะทำการอัดสารทำความเย็นด้วยความดันสูงก่อนที่สารทำความเย็นจะไหลไประบายความร้อนที่คอนเดนเซอร์ จากนั้นของเหลวจะไหลผ่านวาล์วลดความดันก่อนไหลผ่านเข้าสู่อีวาปอเรเตอร์รับภาระความร้อนความร้อนจากโรงเรือนต่อไป การออกแบบระบบ Economy Air-cooled condenser (ACC) นั้น จะใช้น้ำคอนเดนเซต (Condensate) ร่วมกับแผ่นระบายความร้อน (Cooling Pad) เพื่อลดอุณหภูมิของอากาศที่ก่อนทางเข้าคอนเดนเซอร์ โดยน้ำจะถูกควบคุมปริมาณการจ่ายด้วยชุดควบคุมอุณหภูมิและปั๊มน้ำเย็น หลังจากนั้นน้ำที่ไหลผ่าน Cooling Pad จะมีชุดวาวล์เดรนน้ำกลับจะดึงน้ำส่วนที่เหลือไปยังถังเก็บน้ำเย็นอีกครั้ง ระบบ Economy Air-cooled condenser (ACC) ที่คิดค้นขึ้นนี้จะมีระบบควบคุมปริมาณน้ำภายในถังเก็บน้ำเย็นให้เหมาะสมกับปริมาณการใช้งาน ข้อดีของระบบนี้จะแตกต่างจากระบบปรับอากาศในโรงเรือนทั่วไปที่ใช้ในปัจจุบันคือไม่สร้างไอน้ำในอากาศภายใน

        รูปที่ 2 ระบบการควบคุมการเพาะปลูกที่ใช้ในการวิจัย เป็นการใช้ระบบคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีเซนเซอร์ร่วมกันโดยระบบนี้จะทำการเพาะปลูกพืชไว้ในโรงเรือน โดยจะมีการควบคุมภายในโรงเรือนโดยใช้ระบบเซนเซอร์ตรวจวัด คือ ตรวจวัดความสมบูรณ์ของปุ๋ย ตรวจวัดระดับของแสง ตรวจวัดอุณหภูมิ ตรวจวัดความชื้น ตรวจวัดค่า PH ในดิน และ real-time กล้อง CCTV เพื่อการมองภาพภายในโรงเรือนได้ได้ตลอดเวลา โดยค่าที่ตรวจสอบทั้งหมดจะส่งข้อมูลไปยัง บอร์ด Arduino (Control terminal) และส่งไปแสดงผลที่หน้าจอมือถือเพื่อให้ผู้ที่รับข้อมูลตัดสินใจ เช่น เพิ่มปุ๋ย เพิ่มน้ำ เพิ่มกรด-เบสในดิน หรือลดอุณหภูมิในโรงเรือน

        รูปที่ 3 เป็นผลการศึกษาเปรียบเทียบการปลูกแบบดั้งเดิมและระบบอัจฉริยะในโรงเรือนเดียวกันโดยแบ่งเป็น 2 ห้อง เงื่อนไขของระบบอัจฉริยะจะเริ่มทำงานมี 3 เงื่อนไข คือ 1. แอร์จะทำงานเมื่ออุณหภูมิในโรงเรือนเท่ากับ 25 องศาเซลเซียส 2. การเปิดแอร์จะทำในช่วงเวลา 10.00 – 14.30 น. และ ระบบน้ำหยดจะทำงานเวลา 8.30 น. นาน 30 นาที
        ผลการศึกษาอิทธิพลของระบบการเพาะปลูกต่อน้ำหนักผลผลิตต่อต้นจะเห็นได้ชัดเจนจาก 50 ตัวอย่างเปรียบเทียบผลผลิตระหว่างการปลูกแบบดั้งเดิมและระบบอัจฉริยะ ผลผลิตที่ได้จากระบบอัจฉริยะ 99% มีน้ำหนักมากกว่าการปลูกแบบดั้งเดิม ส่วนอีก 1 % มีน้ำหนักใกล้เคียงกัน โดยเฉลี่ยจากการทดลอง 50 ต้น กรณีการปลูกแบบดั้งเดิมได้สตรอเบอร์รี่เฉลี่ย 75.44 กรัมต่อต้น ส่วนระบบอัจฉริยะมากกว่า 2 เท่า คือ ประมาณ 150.80 กรัมต่อต้น จากการศึกษาความเป็นไปได้ในการเพาะปลูกสตรอเบอร์รี่จะเห็นว่า จังหวัดนครปฐมสามารถปลูกสตรอเบอ์รี่ได้จริง

เอกสารอ้างอิง
[1] ติณณภพ แพงผม. (2562). เพิ่มประสิทธิภาพเพาะปลูกสตรอเบอร์รี่โดยการควบคุมอุณหภูมิด้วยเครื่องควบแน่นใช้อากาศหล่อเย็นแบบราคาย่อมเยา Increasing Performance of Strawberry Cultivation using Economy Air-cooled condenser (ACC) (รายงานผลการวิจัย). กรุงเทพฯ. สำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม