ด้วยความสมบูรณ์ของทรัพยากรในบ้านเรานั้น ตลอดจนทำเลที่ตั้งที่อำนวยความสะดวก ทำให้มีอุตสาหกรรมที่เป็นต้นทางการผลิตด้านต่าง ๆ มากมาย แต่สิ่งหนึ่งที่เกิดจากกระบวนการทำงานดังกล่าวก็คือ ความร้อน ที่เกิดขึ้นได้จากเครื่องจักรที่ใช้งาน ซึ่งมีความจำเป็นต้องได้รับการระบายถ่ายออกอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น ในโรงงานหรือแม้แต่อาคารทั่วไปจึงจำเป็นต้องมี ระบบปรับอากาศในอาคาร เพื่อไม่ให้มีอุณหภูมิสูงเกินไปจนเกิดผลกระทบต่อกระบวนการทำงานของเครื่องจักรต่าง ๆ หรือความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการผลิตนั้น ๆ ด้วย

โดย ชิลเลอร์ (Chiller) หรือเครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่ และ คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) หรือที่เรียกว่า หอหล่อเย็น/ หอระบายควาร้อนนั้น คือสองอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยให้การระบายความร้อนให้กับน้ำ ซึ่งต้องใช้ในการทำความเย็นในห้องต่าง ๆ ในระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์ (Central Air-conditioning System) ในอาคารใหญ่ ๆ และโรงงานได้ แต่ทั้งสองอย่างนี้แม้จะมีวัตถุประสงค์หลักในการช่วยระบายความร้อนเหมือนกัน แต่ก็มีวิธีการทำงานและหน้าที่ที่แตกต่างกัน รายละเอียดจะเป็นอย่างไร หรือมีส่วนไหนที่ต้องทำงานร่วมกันบ้าง ในบทความนี้จาก แม็คเอนเนอยี่ อีโวลูชั่น มีคำตอบมาฝากทุกท่านแล้ว

รู้จักกับ ชิลเลอร์ (Chiller) ระบบทำความเย็น

ถ้ากล่าวถึงชิลเลอร์ (Chiller) โดยทั่วไปก็คือเครื่องทำความเย็นที่เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของเครื่องจักรหลายชนิด และถ้าอยู่ในระบบปรับอากาศที่นิยมใช้ในอาคารขนาดใหญ่ เช่น โรงแรม, ห้างสรรพสินค้า, โรงพยาบาล, ตึกและอาคารสูง ฯลฯ ชิลเลอร์ก็คือเครื่องทำน้ำเย็น ที่มีหน้าที่หลักในการปรับอุณหภูมิน้ำที่ใช้ในระบบปรับอากาศของอาคารให้เย็นลง เพื่อให้พร้อมที่จะส่งน้ำกลับไปใช้ทำความเย็นให้กับเครื่องปรับอากาศที่อยู่ในแต่ละห้องของอาคารได้

ประเภทของ ชิลเลอร์ (Chiller)

หากแบ่งตามกระบวนการระบายความร้อน ด้วยคอยล์ร้อน (Condenser) จะสามารถแบ่งประเภทของชิลเลอร์ออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่

1. Water Cooled Chiller เป็นชิลเลอร์ชนิดที่ใช้น้ำเป็นตัวระบายความร้อนหลัก ซึ่งเครื่องทำน้ำเย็นชนิดนี้สามารถระบายความร้อนได้ดีมาก จึงเหมาะกับระบบใหญ่ที่ต้องการทำความเย็นมาก ๆ แต่ชิลเลอร์ประเภทนี้ก็ต้องใช้ควบคู่กับอุปกรณ์อื่น ๆ ทั้ง Cooling Tower หรือหอทำความเย็น และ Condenser Water Pump หรือเครื่องสูบน้ำระบายความร้อน รวมถึงต้องคอยดูแลความสะอาดของน้ำที่หมุนเวียนในระบบ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดตะกรันหรือคราบสกปรกเจือปน

2. Air Cooled Chiller คือ ชิลเลอร์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ เหมาะที่จะติดตั้งในบริเวณที่มีพื้นที่จำกัด หรือบริเวณที่ไม่สะดวกในการจัดการระบบน้ำที่ใช้ระบายความร้อน

3. Absorption Chiller ชิลเลอร์ที่ใช้วิธีการดูดซึมไอเสียของไอน้ำที่เป็นความร้อนเหลือทิ้ง หรือก๊าซจากกระบวนการทำความเย็น นำมาเป็นพลังงานให้เครื่องทำความเย็น ซึ่งเหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรมหรืออาคารที่มีพลังงานความร้อนเหลือทิ้งปริมาณมาก ซึ่งเป็นวิธีที่ช่วยให้ประหยัดพลังงานรวมถึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพราะใช้น้ำเป็นสารทำความเย็นหลัก

กระบวนการทำงานของชิลเลอร์ในระบบปรับอากาศ

เบื้องต้นน้ำที่ผ่านการใช้งานในระบบปรับอากาศจนกลายเป็นน้ำร้อน จะถูกทำให้เย็นลงโดยการใช้เครื่องทำน้ำเย็น หรือ Chiller เพื่อระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นหลัก เพราะสามารถระบายความร้อนได้เร็วและมีประสิทธิภาพสูงกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ

โดยในระบบ Chiller จะมีสารทำความเย็น เช่น R22 หรือ R134a ที่อยู่ในสถานะเป็นไอ (vapor) ซึ่งจะถูกดูดโดยคอมเพรสเซอร์

(Compressor) ที่เป็นตัวเร่งให้สารทำความเย็นที่เป็นไอให้เกิดแรงดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น ก่อนจะส่งต่อไปยัง คอยล์ร้อน หรือ คอนเดนเซอร์ (Condenser) เพื่อระบายความร้อน ซึ่งอาจใช้น้ำ (Water Cooled Chiller) หรืออากาศ (Air Cooled Chiller) ในการระบายความร้อนแล้วแต่ประเภทของคอยล์ร้อน

เมื่อผ่านกระบวนการนี้จะทำให้สารทำความเย็นกลั่นตัวจนเป็นของเหลว และถูกส่งต่อไปที่อุปกรณ์ลดความดัน เอ็กซ์แพนชันวาล์ว (Expansion Valve) เพื่อลดแรงดันและมีอุณหภูมิที่ลดต่ำจนสามารถไปแลกเปลี่ยนถ่ายเทความร้อนกับน้ำในคอยล์เย็น หรือ อีวาพอเรเตอร์ (Evaporator) จนได้น้ำหล่อเย็นสำหรับการใช้งาน สุดท้ายแล้ว สารทำความเย็นที่อยู่ในตอนต้นก็จะเปลี่ยนสถานะกลับไปเป็นไอ แล้วถูกคอมเพรสเซอร์ดูดกลับไปใช้ในกระบวนการทำความเย็นอีกครั้ง และการทำงานของชิลเลอร์ก็จะวนลูปเป็นแบบนี้เรื่อยไป

คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) หอหล่อเย็นในระบบระบายอากาศ

สำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์นั้นเป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์ที่อยู่ในกระบวนการของระบบระบายอากาศในอาคาร และมีวิธีการทำงานที่แตกต่างกับชิลเลอร์ แต่อย่างไรก็ตาม คูลลิ่งทาวเวอร์ก็ยังเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานร่วมกับ Chiller ด้วย

โดยในระบบชิลเลอร์ชนิดที่ใช้น้ำเป็นตัวระบายความร้อนหลัก (Water Cooled Chiller) หลังจากที่น้ำถูกนำไปใช้ในการนำพาความเย็นให้กับระบบปรับอากาศในอาคาร และเมื่อผ่านกระบวนการทำงานต่าง ๆ จนอุณหภูมิสูงขึ้นแล้วถูกทิ้งออกมา ก็จำเป็นที่จะต้องได้รับการลดอุณหภูมิลงให้กลายเป็นน้ำที่เย็น ซึ่งหน้าที่นี้ก็เป็นของอุปกรณ์อย่าง Cooling Tower ที่จะทำให้น้ำพร้อมสำหรับการหมุนเวียนกลับไปใช้ในระบบปรับอากาศอีกครั้ง
 

ประเภทของ คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower)

เบื้องต้นสามารถจำแนกประเภทของคูลลิ่งทาวเวอร์ ตามลักษณะการทำงานได้เป็นหลายกลุ่ม ยกตัวอย่างเช่น

•  คูลลิ่งทาวเวอร์ แบ่งตามทิศทางการไหลของอากาศ จะแบ่งออกเป็น 2 แบบย่อย คือ

• Cooling Tower ที่อากาศไหลสวนทางกับน้ำในแนวดิ่ง (Counter Flow) มีประสิทธิภาพในการระบายความร้อนสูง แต่อาจเสียพื้นที่ติดตั้งมาก
• Cooling Tower ที่อากาศไหลแบบตั้งฉากกับน้ำ (Cross Flow) ซึ่งจะมีพื้นที่ที่ทำให้อากาศไหลเข้าได้มากกว่า และเหมาะกับการติดตั้งในพื้นที่ที่มีบริเวณจำกัด
  

• คูลลิ่งทาวเวอร์ แบ่งตามการทำงานของระบบพัดลม สามารถแยกย่อยได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่

• Cooling Tower ที่พัดลมดูดอากาศขึ้นมาผ่านไส้ระบายความร้อน (Induced Draft) ซึ่งมีความชื้นปนมาด้วย ทำให้อายุการใช้งานของเครื่องสั้นลง
• Cooling Tower ใช้พัดลมเป่าอากาศผ่านไส้ระบายความร้อน (Forced Draft) ซึ่งความชื้นจะไม่ได้สัมผัสชุดพัดลม ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น แต่ก็มีข้อจำกัดที่การเป่าอากาศระบายความร้อนไม่สม่ำเสมอ
• Cooling Tower ดูดอากาศไหลเวียนตามธรรมชาติ (Natural Draft) ซึ่งเป็นปกติที่อากาศเย็นเข้ามาแทนที่อากาศร้อนที่ลอยตัวสูงขึ้น ทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศโดยไม่ต้องพึ่งพาพลังงานอื่น แต่อาจมีประสิทธิภาพการทำงานที่ต่ำเมื่อเทียบกับราคาที่ค่อนข้างสูง

• คูลลิ่งทาวเวอร์ แบ่งตามระบบการระบายความร้อน มี 2 ประเภท ได้แก่

• Cooling Tower ระบบเปิด ที่จะระบายความร้อนโดยให้น้ำที่ระเหยสัมผัสกับอากาศและลมจากภายนอกโดยตรง และ
• Cooling Tower ระบบปิด ซึ่งใช้วิธีถ่ายเทความร้อนจากน้ำผ่านผนังในระบบสู่ภายนอก โดยที่น้ำไม่ระเหยและไม่ได้สัมผัสกับอากาศหรือลมโดยตรง ซึ่งทำให้น้ำสะอาดและลดการปนเปื้อนจากสิ่งแปลกปลอมภายนอกที่จะเข้ามาในระบบได้ และยังเป็นระบบหล่อเย็นที่ประหยัดพลังงานได้สูงมากอีกด้วย
  
  

กระบวนการทำงานของคูลลิ่งทาวเวอร์

เมื่อน้ำร้อนจากชิลเลอร์ที่เกิดขึ้นในส่วนของคอยล์ร้อน หรือ คอนเดนเซอร์ (Condenser) ที่อยู่ในระบบปรับอากาศในอาคาร หรือหากเป็นกระบวนการหล่อเย็นหรืออื่น ๆ ในอุตสาหกรรมจนกลายเป็นน้ำร้อนนั้น ก็จะต้องถูกสูบเข้าสู่ Cooling Tower เพื่อเข้ากระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนให้น้ำมีอุณหภูมิลดลง โดยน้ำที่ถูกสูบเข้ามาสู่คูลลิ่งทาวเวอร์จะถูกฉีดพ่นผ่านหัวฉีดให้เป็นละอองเล็ก ๆ ซึ่งจะมีพัดลมดูดอากาศในทิศทางจากด้านข้างขึ้นสู่ด้านบน ที่จะทำให้ละอองน้ำกระจายไหลผ่านอากาศและถ่ายเทความร้อนออกไปได้ ซึ่งจะมีน้ำบางส่วนที่เกิดการระเหย (Evaporation) ด้วยลมธรรมชาติ

และเพื่อไม่ให้สูญเสียน้ำไปกับการระเหยมากเกินควร ในคูลลิ่งทาวเวอร์ก็จะมีแผงดักละอองน้ำ (Drift Eliminator) ช่วยกักเก็บรวบรวมให้กลับมาเป็นหยดน้ำคืนสู่กระบวนการ ตลอดจนน้ำส่วนอื่น ๆ ที่เหลือซึ่งเป็นน้ำที่เย็นแล้ว ก็จะไหลลงมาเก็บอยู่ที่ที่อ่างน้ำในส่วนฐาน (Cooling Basin) เพื่อให้ระบบ Chiller นำไปใช้งานในกระบวนการทำความเย็นของระบบปรับอากาศในอาคารหมุนเวียนเป็นวงจรเหล่านี้อีกครั้ง

แม้ว่าจะมีหน้าที่และกระบวนการการทำงานที่แตกต่างกัน แต่ทั้ง Chiller และ Cooling Tower ต่างก็เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยให้ระบบปรับอากาศในอาคารสามารถระบายความร้อนได้อย่างดีและทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ยิ่งหากใช้เครื่องมือเหล่านี้ด้วยวิธีการอย่างถูกต้อง ก็จะช่วยให้ธุรกิจและโรงงานอุตสาหกรรมสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นต้นทุนหลักที่ต้องใช้ไปกับระบบปรับอากาศให้น้อยลงอย่างคุ้มค่า และช่วยรักษาสภาพแวดล้อมให้มีคุณภาพอย่างยั่งยืนได้อีกด้วย

โดย บริษัท แม็คเอนเนอยี่ อีโวลูชั่น จำกัด ให้บริการด้านระบบปรับอากาศในอาคารตั้งแต่ขนาดเล็กไปถึงขนาดใหญ่และระบบหล่อเย็นด้วยน้ำแบบครบวงจร ทั้งด้านการออกแบบ ติดตั้ง ตรวจสอบและซ่อมบำรุง เช่น คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) ชิลเลอร์ (Chiller) ระบบปรับอากาศระบบ AHU VRV VRF HVAC ระบบบำบัดน้ำเสีย ระบบอาคารประหยัดพลังงาน ระบบโซล่าเซลล์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบปรับอากาศในอาคาร สนใจดูรายละเอียดเพิ่มเติม หรือรับคำปรึกษา ติดต่อทีมงานผู้เชี่ยวชาญของ McEnergy ได้เลยที่ www.mcenergy.co.th

บริษัท แม็คเอนเนอยี อีโวลูชั่น จำกัด
Tel: 02-509-3211
Email : admin@mcenergy-evo.com