Cooling Tower [EP.1] : หลักการทำงานของหอหล่อเย็น

หอหล่อเย็น หรือ Cooling tower เป็นอุปกรณ์ที่ทุกๆโรงงานอุตสาหกรรม หรือตึก อาคาร ต่างๆ จะต้องมีไว้ ซึ่งเราอาจจะเคยสังเกตุบ่อยๆ ตามชั้นด่านฟ้า เป็นต้นนะครับ โดยหอหล่อเย็นจะทำหน้าที่ระบายความร้อนของโรงงาน โดยใช้น้ำเป็นสื่อกลางในนำพาความร้อน นำพาความร้อนออกมาจากอุปกรณ์ต่างๆ และมาระบายความร้อนออกที่หอหล่อเย็น

จากนั้นน้ำที่มีอุณหภูมิสูง เมื่อผ่านหอหล่อเย็นก็จะกลายเป็นน้ำเย็นซึ่งจะถูกนำวนกลับไปใช้ในโรงงาน หรือระบบต่างๆครับ

การนำไปใช้ในโรงงานมีหลากหลายมากๆเลยครับ เช่น ระบายความร้อนในเสื้อปั้ม (Pump), ระบายความร้อนในเสื้อของคอมเพลสเซอร์ หรือกังหันไอน้ำ (Compressor and steam turbine) อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchanger) เป็นต้นครับ

**ในที่นี้ขอพูดเฉพาะแบบหอหล่อเย็นแบบเปียก Wet-cooling tower นะครับ

หลักการระบายความร้อนของ Cooling tower

หลังจากที่เรารู้หลักการทำงานเบื้องต้นกันแล้ว เรามาลองเจาะในส่วนของหลักการทำงานของแต่ละส่วนอุปกีณืด้านในกันนะครับ และอาจจะใช้ภาพประกอบตามด้านล่างนะครับ

โดยหลักการทำงานจะเริ่มจากน้ำร้อน (Hot Water, สีแดง) ที่ถูกส่งมาจากในระบบ จากน้ำร้อนจะถูกฉีดให้เป็นระอองฝอยผ่านอุปกรณ์ Spray nozzle ออกมาเป็นละอองน้ำร้อน เป็นฝอยเล็กๆ (ตรงตำแหน่งท่อสีแดง) เพื่อให้น้ำกลายเป็นไอ (โดยพลังงานความร้อนจะถูกดึงออกจากการเปลี่ยนสถานะของน้ำร้อน)

โดยในส่วนของน้ำร้อนจะไหลลงไปด้านล่างเข้าไปในชุดชะลอน้ำร้อน หรือ ฟิลแพ็ค (Fills Pack) และเป็นแผ่นเพิ่มพื้นที่สัมผัสในการระบายความร้อนจากอากาศ (Air) ที่มีอุณหภูมิเย็น จากนั้นอุณหภูมิของน้ำในส่วนนี้จะลดลง โดยเป็นการถ่ายเทความร้อนแบบ Sensible heat หรือพลังงานที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และน้ำเย็นที่ผ่านฟิลเลอร์จะตกลงมาในอ่างน้ำ (Cooling basin) และจะถูกปั้มเข้าไปในระบบถัดไป

ในขณะเดียวกันหยดน้ำบางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ (Evaporation) ซึ่งส่วนนี้จะดึงความร้อนออกจากระบบแบบ Latent heat (พลังงานในการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ)

โดยไอน้ำที่ระเหยจะถูกพาไปกับลมธรรมชาติ แต่ไอในส่วนนี้จะถูกควบคุมโดยการติดแผงดักละอองน้ำ หรือ ชุด Drift eliminator โดยจะทำให้ไอนำ ไม่ให้การระเหยมีมากเกินไป (เมื่อเทียบจากการออกแบบ Wet-bulb temperature และค่า humidity ใน cooling tower ครับ)

โดยน้ำหล่อเย็นในส่วนนี้ที่ระเหยกลายเป็นไอ จะสูญหายออกจากระบบไป แต่ถือว่ามีปริมาณน้อยมาก (ต่ำกว่า 5%) ถ้าเทียบกับระบบใหญ่ครับ

ชนิดและประเภทของ Cooling Tower

โดยชนิดของ cooling tower แบ่งใหญ่ๆได้ 2 ชนิด คือ

1. Cooling tower แบบ Force draft, Induce draft

หรือการใช้พัดลมในการดูดอากาศขึ้นมาระบายร้อน

2. Cooling tower แบบ Natural draft

หรือการลมธรรมชาติในการระบายความร้อน

หรือหากแบบตามทิศทางการแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถจำแนกได้ 2 แบบคือ

1. แบบ Counter flow (ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำและลมขนานกัน)

2. แบบ Cross flow (ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำและลมตั้งฉากกัน)

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ได้ในเพจนายช่างมาแชร์นะครับ หากมีคำถามสามารถ inbox มาได้ในเพจโดยตรงเลยนะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #CoolingTower