Simulation model development of the controlled environment greenhouse using TRNSYS program

การพัฒนาแบบจำลองของโรงเรือนควบคุมสภาวะอากาศ โดยใช้โปรแกรม TRNSYS

Name: Thiri Shoon Wai

LCSH: Strawberries -- Planting

LCSH: Strawberries -- Housing

LCSH: Electric power consumption

LCSH: Energy consumption

Abstract: The goal of this research is to develop a computer model using TRNSYS for predicting the energy consumption and operating costs of strawberry plantations inside plant factories located in tropical climate regions. Experiments were carried out in a 25 m3 controlled environment room in Chiang Mai, Thailand. First, the experiments (cooling and non-cooling conditions) were carried out in the insulated room (wall composition: 4-mm SCG SmartboardTM, and 10-mm AERO-ROOFTM) which is located in an isolated outdoor area. To provide cooling, cold water flowed through copper pipes. The copper pipes with a diameter of 12.7 mm were used in the room. Since the cooling system could supply a small amount of cooling in the room, further experiments were performed in another fully insulated room, which is located on the ground floor inside of a building. There are 180 strawberry trees inside the room The strawberry trees are placed on four vertical shelves, each of which has three stacks. As a substitute for natural sunlight, a light-emitting diode (LED) grow light is introduced. There are 72 light-emitting diodes (LED) light bulbs (2 LEDs for 5 strawberry trees). An air conditioner was used to regulate the indoor air condition. The opaque polystyrene (PS) insulation panel with a 127 mm thickness was used as an insulation wall for the controlled environment room. A computer model was developed using TRNSYS (TRaNsient SYStem simulation tool) to match the physical conditions of the experiment room. It was then validated using the collected data. There are three main components of the room heat load: transmission, lighting. and evapotranspiration. The key finding is that the lighting heat load shares more than 96% of the total heat load. The evapotranspiration load increases when the LED is active. However, the lighting consumes only about 36% of total electricity consumption, while the air conditioner consumes 64%. More electricity adds to the air conditioner since the heat produced from the LEDs must be removed. During the strawberry runner stage, electrical energy consumption is the largest. Growing strawberry runners outside of the plant factory can save 40% on electricity consumption. The simulations were also performed in Southeast Asia countries (Thailand. Malaysia, Myanmar, Vietnam, and Laos). Growing strawberry trees in the plant factory located in Laos has indicated the cheapest operating costs owing to low ambient temperature and low electricity tariff.

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัดถุประสงค์เพื่อพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ โดยใช้โปรแกรม TRNSYS เพื่อ ใช้สำหรับการประเมินการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการปลูกสตรอว์เบอร์ริใน โรงเรือนแบบปิดที่ตั้งอยู่ในเขตร้อนชื้น การวิจัยเริ่มจากการทคลองหาการถ่ายเทความร้อนเข้าห้องปิดขนาด 25 m3 ที่ตั้งในที่โล่งแจ้ง ในจังหวัดเชียงใหม่ ห้องนี้ถูกหุ้มด้วยฉนวนกันความร้อน 2 ชนิดประ กบกันคือ 4-mm SCG SmartboardTM, และ 10-mm AERO-ROOFTM) ห้องนี้มีระบบทำความเย็น โดยใช้น้ำเย็นไหลผ่านท่อ ทองแดง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12.7 mm หลังจากทำการทคลองพบว่าระบบทำความเย็นไม่สามารถ ทำความเย็นให้ห้องได้เพียงพอ หลังจากนั้นจึงดำเนินการทดลองเพิ่มโดยสร้างห้องขนาดเดียวกันแด่ตั้งอยู่ภายในอาคาร และ สร้างให้มีฉนวนกันความร้อนที่ดีขึ้น โดยใช้ polystyrene (PS) หนา 127 mm โดยภายในห้องได้สร้าง ชั้นปลูกสตรอว์เบอร์ริในแนวดิ่งที่สามารถปลูกสตรอว์เบอร์ได้ 180 ต้น สตรอว์เบอร์รีเหล่านี้ได้รับ แสงจากหลอด LED จำนวน 72 หลอด และใช้เครื่องปรับอากาศสำหรับควบคุมอุณหภูมิของห้อง ข้อมูลจากการทดลองทั้งสองได้ถูกนำมา validate กับแบบจำลองที่พัฒนาขึ้น และหลังจากนั้น จึงได้นำเอาแบบจำลองมาใช้สำหรับการวิเคราะห์การใช้พลังงานของระบบปลูกสตรอว์เบอร์รี ในห้องปิด จากการวิเคราะห์พบว่าภาระความร้อนจากหลอด LED มีสัดส่วนสูงที่สุด ประมาณร้อยละ 96 และในช่วงที่เปิดใช้หลอด LED ภาระความร้อนที่มาจากการหายใจของต้นสตรอว์เบอร์รีก็เพิ่มขึ้น ใน แง่ของการใช้พลังงาน พบว่าการใช้พลังงานในระบบ LED มีค่าประมาณร้อยละ 36 ในขณะที่การใช้ พลังงานในระบบปรับอากาศมีค่าประมาณร้อยละ 64 การที่มีการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศสูง นั้นมาจากการที่ภาระความร้อนของ LED มีค่าสูง นอกจากนั้นแล้วยังพบว่า การใช้พลังงานในช่วงต้น อ่อนจนถึงช่วงก่อนที่จะติดดอกมีการใช้พลังงานสูงที่สุดมากกว่าช่วงอื่นๆ โดยนช่วงนี้มีการใช้ พลังงานมากถึงร้อยละ 40 ของการใช้พลังงานทั้งหมดของการปลูกสตรอว์เบอร์รี การประยุกต์ใช้แบบจำลองเพื่อประเมินการใช้พลังงานในการปลูกสตรอว์เบอร์รีในห้องปิด ในเมืองต่างๆของอาเซียน 5 ประเทศ ได้แก่ ไทย มาเลเซีย เมียนม่า เวียดนาม และลาว พบว่าการปลูก สตรอว์เบอร์รีในประเทศลาวจะมีการค่าใช้จ่ายพลังงานต่ำที่สุดเนื่องจากอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่ต่ำและค่าพลังงานต่ำ

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Chatchawan Chaichawan

Role: Advisor

Created: 2022

Modified: 2024-01-06

Issued: 2023-09-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's degree

Descipline: Energy Engineering

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	620631052.pdf	3.17 MB	6	2025-04-28 13:58:09

ใช้เวลา

0.024841 วินาที