กำลังเปิดห้องทดลอง…

รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด

กำลังเตรียมหน้า…

เทคโนโลยีและวิศวกรรมม.1–6SIM-43

ความร้อนใต้พิภพและปั๊มความร้อน

Geothermal & Heat Pump

ใช้ไฟ 2 kW แต่ได้ความร้อนเกือบ 10 kW ได้อย่างไร? ดูปั๊มย้ายความร้อนจากใต้ดินเข้าบ้าน

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง

กำลังโหลดภาพจำลอง…

ปรับค่าแล้วภาพจะเปลี่ยนทันที

ภารกิจที่ 1 จาก 2

สังเกต

ดูความร้อนที่ดึงขึ้นมาจากใต้ดิน ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม และความร้อนทั้งหมดที่ส่งเข้าบ้าน ซึ่งมากกว่าไฟฟ้าที่ใช้หลายเท่า

ปรับค่าการทดลอง

เลื่อนแถบ แล้วดูว่าภาพและผลลัพธ์เปลี่ยนอย่างไร

อุณหภูมิดินใต้บ้าน (Ground temperature)12°C

อุณหภูมิในบ้านที่ต้องการ (Indoor temperature)21°C

ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม (Electrical power)2.0kW

แชร์ค่าที่ตั้งไว้ตอนนี้ให้คนอื่นเปิดดูได้

ผลการทดลอง

ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้

อุณหภูมิที่ต้องยกขึ้น (Temperature lift)

COP ของปั๊มในอุดมคติ (Carnot COP)

32.7

ความร้อนที่ได้ต่อไฟฟ้า 1 หน่วย (Heating COP)

4.9

ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน (Heat delivered indoors)

9.805kW

ความร้อนที่ดึงจากดิน (Heat extracted from ground)

7.805kW

ตรวจสมดุลความร้อน (Heat-balance residual)

0kW

สรุปผล ใช้ไฟ 2.0 kW + ดึงความร้อนจากดิน 7.8 kW = ส่งความร้อนเข้าบ้าน 9.8 kW (COP 4.9: ไฟ 1 หน่วยได้ความร้อน 4.9 หน่วย) ดินกับบ้านต่างกันน้อยลง ปั๊มยิ่งคุ้ม

เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3

กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ

ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน vs ไฟฟ้าที่ป้อน (Delivered heat vs electrical work)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตารางข้อมูล

ค่าจากกราฟ ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature) (6 จุด)

กราฟ

ตารางข้อมูล ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature)
อุณหภูมิดิน (°C)	COP
−5	1.7
0	2.1
5	2.76
10	4.01
15	7.35
20	44.1

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง

ภารกิจท้าทายChallenge: ภารกิจปั๊มความร้อน (Heat Pump Model Challenge): ทายก่อนว่าถ้าดินอุ่นขึ้นหรือตั้งบ้านให้อุ่นขึ้น ค่า COP จะเปลี่ยนอย่างไร แล้วเทียบกับข้อมูลอุณหภูมิและไฟฟ้าที่วัดได้ในห้องเรียน
สิ่งที่ควรสังเกตExpected Results: Canonical case: ground 12°C, indoor 21°C, electrical work 2 kW and performance factor 15% gives a 9 K temperature lift, Carnot COP 32.683333..., modeled heating COP 4.9025, 9.805 kW delivered heat and 7.805 kW extracted from the ground.
สมการที่ใช้Reference Equations: Kelvin conversion: T(K) = T(°C) + 273.15
Temperature lift: delta T = Th - Tc
Carnot heating COP: COP_Carnot = Th / (Th - Tc)
Teaching-model COP: COP = performance factor × COP_Carnot
Delivered heat: Qhot = COP × Work
Heat balance: Qhot = Qground + Work

สำหรับครู: แบบจำลองและการตรวจสอบ

แบบจำลองPhysics Model: Deterministic ground-source heat-pump teaching model for heating mode. Celsius inputs are converted to Kelvin, ideal heating COP follows the Carnot relation COP = Th/(Th-Tc), and a performance factor scales the ideal COP before applying the heat balance Qhot = Qground + Work.
ข้อสมมติAssumptions: Ground and indoor temperatures are treated as fixed thermal reservoirs during each run.
In the Renewable Energy & Microgrid lesson, electrical power is demand. Delivered heat and ground heat are thermal quantities and must not be added to electrical generation; SIM-41 has no native heat-pump channel.
All thermodynamic temperature calculations use Kelvin; the temperature lift is Th - Tc and is positive over the allowed input range.
The modeled COP is a fixed percentage of Carnot COP to represent aggregate irreversibility without modeling a refrigerant cycle in detail.
Electrical input is treated entirely as compressor/system work and delivered heat is COP times electrical work rate.
This is a simplified teaching model, not an equipment-sizing, refrigerant-selection, borehole-design, building-load, safety, or real-device performance predictor.
หน่วยUnits: อุณหภูมิดินใต้บ้าน (Ground temperature): °C
อุณหภูมิในบ้านที่ต้องการ (Indoor temperature): °C
ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม (Electrical power): kW
สัดส่วนจากปั๊มในอุดมคติ (Carnot performance factor): %
temperatureLiftK: K
copHeating:
heatDeliveredKW: kW
groundHeatKW: kW
ช่วงค่าที่ใช้ได้Valid Input Range: Ground temperature -5 to 20°C; indoor temperature 21 to 35°C; electrical power 0.5 to 5 kW; Carnot performance factor 10 to 30%.
ความคลาดเคลื่อนเชิงตัวเลขNumerical Tolerance: Canonical calculations should agree with direct Kelvin/Carnot and heat-balance evaluation to floating-point roundoff.
กรณีทดสอบVerification Cases: 12°C ground, 21°C indoors, 2 kW electrical power and 15% factor gives COP 4.9025, Qhot 9.805 kW and Qground 7.805 kW.
Doubling electrical work at fixed temperatures and performance factor doubles heat flows without changing COP.
Raising ground temperature while holding indoor temperature fixed reduces temperature lift and increases Carnot and modeled COP.

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

กำลังเปิดห้องทดลอง…

รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด

เทคโนโลยีและวิศวกรรมม.1–6SIM-43

ความร้อนใต้พิภพและปั๊มความร้อน

Geothermal & Heat Pump

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง

ความร้อนใต้พิภพและปั๊มความร้อน (Geothermal & Heat Pump)

ปรับแล้วเห็นทันที

ใช้ไฟ 2.0 kW ดึงความร้อนจากดิน 7.8 kW ได้ความร้อนเข้าบ้าน 9.8 kW (COP 4.9) — ดินกับบ้านต่างกัน 9 °C ยิ่งต่างน้อยยิ่งคุ้ม

ความร้อนจากดิน
ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม
ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน
น้ำยาในท่อใต้ดิน

สำหรับครู: ขอบเขตของแบบจำลอง

แบบจำลองนี้เป็นแบบสอน (teaching model) ของปั๊มความร้อนแบบใช้ความร้อนจากดิน (Heat Pump Model): COP ในอุดมคติ = T_ร้อน / (T_ร้อน − T_เย็น) คิดเป็นเคลวิน แล้วคูณสัดส่วนประสิทธิภาพของเครื่องจริง ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน = ความร้อนจากดิน + ไฟฟ้าที่ใช้ (พลังงานไม่หายไปไหน)

อุณหภูมิดิน (Ground temperature) และอุณหภูมิในบ้าน (Indoor temperature) ถือว่าคงที่ ไม่คิดสมบัติของน้ำยา การออกแบบท่อใต้ดิน หรือความร้อนที่บ้านรั่วออก ความกว้างของแถบในภาพเป็นสัดส่วนกับ kW จริง (แถบกว้างสุดคือความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน) สีของแถบบอกอุณหภูมิที่ความร้อนนั้นไหล (สเกลเดียวกับเทอร์โมมิเตอร์) การเคลื่อนไหวของน้ำยาและลมอุ่นเป็นเพียงภาพประกอบ

ภารกิจปั๊มความร้อน (Heat Pump Model Challenge): ให้ทายก่อนว่าดินอุ่นขึ้นหรือตั้งบ้านให้อุ่นขึ้น COP จะเปลี่ยนอย่างไร ในบทเรียนไมโครกริด ไฟฟ้าของปั๊มคือความต้องการไฟฟ้า ส่วนความร้อนจากดินและความร้อนที่ส่งเข้าบ้านไม่ใช่ไฟฟ้า ห้ามนับเป็นการผลิตไฟ

กำลังโหลดภาพจำลอง…

ปรับค่าแล้วภาพจะเปลี่ยนทันที

ภารกิจที่ 1 จาก 2

สังเกต

ปรับค่าการทดลอง

เลื่อนแถบ แล้วดูว่าภาพและผลลัพธ์เปลี่ยนอย่างไร

อุณหภูมิดินใต้บ้าน (Ground temperature)12°C

อุณหภูมิในบ้านที่ต้องการ (Indoor temperature)21°C

ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม (Electrical power)2.0kW

แชร์ค่าที่ตั้งไว้ตอนนี้ให้คนอื่นเปิดดูได้

ผลการทดลอง

ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้

อุณหภูมิที่ต้องยกขึ้น (Temperature lift)

COP ของปั๊มในอุดมคติ (Carnot COP)

32.7

ความร้อนที่ได้ต่อไฟฟ้า 1 หน่วย (Heating COP)

4.9

ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน (Heat delivered indoors)

9.805kW

ความร้อนที่ดึงจากดิน (Heat extracted from ground)

7.805kW

ตรวจสมดุลความร้อน (Heat-balance residual)

0kW

เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3

กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ

ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน vs ไฟฟ้าที่ป้อน (Delivered heat vs electrical work)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตารางข้อมูล

ค่าจากกราฟ ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature) (6 จุด)

กราฟ

ตารางข้อมูล ความร้อนต่อไฟ 1 หน่วย vs อุณหภูมิดิน (Heating COP vs ground temperature)
อุณหภูมิดิน (°C)	COP
−5	1.7
0	2.1
5	2.76
10	4.01
15	7.35
20	44.1

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง

ภารกิจท้าทายChallenge: ภารกิจปั๊มความร้อน (Heat Pump Model Challenge): ทายก่อนว่าถ้าดินอุ่นขึ้นหรือตั้งบ้านให้อุ่นขึ้น ค่า COP จะเปลี่ยนอย่างไร แล้วเทียบกับข้อมูลอุณหภูมิและไฟฟ้าที่วัดได้ในห้องเรียน
สิ่งที่ควรสังเกตExpected Results: Canonical case: ground 12°C, indoor 21°C, electrical work 2 kW and performance factor 15% gives a 9 K temperature lift, Carnot COP 32.683333..., modeled heating COP 4.9025, 9.805 kW delivered heat and 7.805 kW extracted from the ground.
สมการที่ใช้Reference Equations: Kelvin conversion: T(K) = T(°C) + 273.15
Temperature lift: delta T = Th - Tc
Carnot heating COP: COP_Carnot = Th / (Th - Tc)
Teaching-model COP: COP = performance factor × COP_Carnot
Delivered heat: Qhot = COP × Work
Heat balance: Qhot = Qground + Work

สำหรับครู: แบบจำลองและการตรวจสอบ

แบบจำลองPhysics Model: Deterministic ground-source heat-pump teaching model for heating mode. Celsius inputs are converted to Kelvin, ideal heating COP follows the Carnot relation COP = Th/(Th-Tc), and a performance factor scales the ideal COP before applying the heat balance Qhot = Qground + Work.
ข้อสมมติAssumptions: Ground and indoor temperatures are treated as fixed thermal reservoirs during each run.
In the Renewable Energy & Microgrid lesson, electrical power is demand. Delivered heat and ground heat are thermal quantities and must not be added to electrical generation; SIM-41 has no native heat-pump channel.
All thermodynamic temperature calculations use Kelvin; the temperature lift is Th - Tc and is positive over the allowed input range.
The modeled COP is a fixed percentage of Carnot COP to represent aggregate irreversibility without modeling a refrigerant cycle in detail.
Electrical input is treated entirely as compressor/system work and delivered heat is COP times electrical work rate.
This is a simplified teaching model, not an equipment-sizing, refrigerant-selection, borehole-design, building-load, safety, or real-device performance predictor.
หน่วยUnits: อุณหภูมิดินใต้บ้าน (Ground temperature): °C
อุณหภูมิในบ้านที่ต้องการ (Indoor temperature): °C
ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม (Electrical power): kW
สัดส่วนจากปั๊มในอุดมคติ (Carnot performance factor): %
temperatureLiftK: K
copHeating:
heatDeliveredKW: kW
groundHeatKW: kW
ช่วงค่าที่ใช้ได้Valid Input Range: Ground temperature -5 to 20°C; indoor temperature 21 to 35°C; electrical power 0.5 to 5 kW; Carnot performance factor 10 to 30%.
ความคลาดเคลื่อนเชิงตัวเลขNumerical Tolerance: Canonical calculations should agree with direct Kelvin/Carnot and heat-balance evaluation to floating-point roundoff.
กรณีทดสอบVerification Cases: 12°C ground, 21°C indoors, 2 kW electrical power and 15% factor gives COP 4.9025, Qhot 9.805 kW and Qground 7.805 kW.
Doubling electrical work at fixed temperatures and performance factor doubles heat flows without changing COP.
Raising ground temperature while holding indoor temperature fixed reduces temperature lift and increases Carnot and modeled COP.

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

ความร้อนใต้พิภพและปั๊มความร้อน (Geothermal & Heat Pump)

ปรับแล้วเห็นทันที

ความร้อนจากดิน
ไฟฟ้าที่ป้อนให้ปั๊ม
ความร้อนที่ส่งเข้าบ้าน
น้ำยาในท่อใต้ดิน

สำหรับครู: ขอบเขตของแบบจำลอง

ภาพจำลอง

ข้อมูลเชิงลึก

ตารางข้อมูล

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

ภาพจำลอง

ข้อมูลเชิงลึก

ตารางข้อมูล

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์