ผลกระทบของอากาศร้อน และการเพิ่มประสิทธิภาพของ Cooling Tower

ทุกวันนี้อากาศในประเทศไทยร้อนมากเป็นกำลังใจให้กับนายช่างทุกคนที่ทำงานกลางแจ้งและดูแลสุขภาพกันด้วยนะครับ  แล้วอากาศร้อนแบบนี้ “นายช่าง” จึงขอ “มาแชร์” เรื่องผลกระทบของอากาศที่ร้อนมากๆ จะมีผลกระทบต่อโรงงานอุตสาหกรรมอย่างไรบ้าง?

ซึ่งแน่นอนว่า..ในโรงงานอุตสาหกรรมเกือบทุกโรงงาน จะมี Cooling Tower ใช้สำหรับในการดึงความร้อน (Heat) ออกจาก กระบวนการผลิต (Operating Process) เป็นหลัก เนื่องจากต้นทุนของการผลิต หรือ Operating cost มีความคุ้มค่ามากที่สุด เพราะมีแค่ Cooling tower แค่ Unit เดียวก็สามารถหมุนเวียนน้ำวิ่งวนได้ทั่วทั้งโรงงานเลยนะครับ

สามารถทบทวนหลักการพื้นฐานได้ที่ : Cooling Tower [EP.1] : หลักการทำงานของหอหล่อเย็น – นายช่างมาแชร์

1. ทำไมอากาศร้อนๆแบบนี้จะส่งผลต่อ Cooling Tower ?

ระบบ Cooling Tower จะใช้หลักการนำเอาอากาศมาดึงเอาความร้อนออกจากน้ำร้อนที่มาจากกระบวนการ (Warm Water หรือ Return Water) เพื่อผลิตเป็นน้ำเย็น (Cool Water หรือ Cooling Water Supply) โดยน้ำร้อนจากกระบวนการผลิตจะไหลวนกลับมาที่ด้านบนของ Cooling tower ผ่านหัวสเปรย์ (Spray nozzle) เพื่อกระจายตัวเป็นหยดน้ำ อย่างทั่วๆภายใน Cooling Tower 

จากนั้นตกลงมาสวนกับอากาศที่ถูกดูดขึ้นไปโดยใช้ใบพัดลม (Air Fan) เมื่ออากาศสัมผัสกับหยดน้ำร้อน จะเกิดการทิ้งความร้อนจากหยดน้ำร้อนไปสู่อากาศ โดยการระเหยของหยดน้ำเล็กน้อยแล้วไปเป็นความชื้นในอากาศ เรียกความร้อนแบบนี้ว่า Latent heat (จะมีการสูญเสียน้ำประมาณ 1-2% ระเหยไปจนกว่าความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศจะอิ่มตัว) แล้วจึงกลายเป็นน้ำเย็น 

จากนั้นจะปั๊มน้ำเย็นไปหล่อเย็นในกระบวนการผลิต ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั่วทั้งโรงงานของเรา

ดังนั้น..ยิ่งอากาศร้อนจะมี Dry Bulb Temperature ที่มากขึ้น จะทำให้การดึงความร้อนจากการระเหยได้น้อยลง แล้วทำให้น้ำเย็นที่เราผลิตมีอุณหภูมิสูงขึ้นบางโรงงานมีผลกระทบที่อุปกรณ์ต่างๆ ไม่สามารถลดอุณหูมิได้และเกิดความเสียหายได้ หรือไม่สามารถรันต่อเนื่องนานๆได้นะครับ

2. ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ Cooling Tower

อากาศที่ร้อนขึ้นแบบนี้ควรเช็ค Performance ของหอหล่อเย็นหน่อยนะครับ ตัวแปรที่จะทำให้ Cooling Water Supply มีอุณหภูมิเย็นแค่ไหนขึ้นกับตัวแปรต่อไปนี้ ซึ่งบางตัวแปรก็สามารถ Modify Unit และปรับปรุงได้โดยใช้เงินลงทุนไม่สูง บางตัวแปรขึ้นอยู่กับอากาศซึ่งอาจจะควบคุมไม่ได้ 

2.1) อุณหภูมิกระเปาะแห้ง (Dry Bulb Temperature)

Dry Bulb Temperature เป็นอุณหภูมิอากาศในสิ่งแวดล้อม เช่น วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์แห้งๆได้เลย ถ้าอากาศมี Dry bulb ยิ่งสูงจะทำให้การดึงความร้อนจากการระเหยได้น้อย อันนี้แหละครับ!! ที่อากาศประเทศเราร้อนแล้วจะมีผลกระทบต่อ Unit นี้ เพราะ ความร้อนที่อยู่ในน้ำร้อนถูกถ่ายเทสู่อากาศ และส่วนมากจะเป็นความร้อนจากการระเหย (Latent Heat) 

2.2) อุณหภูมิกระเปาะเปียก (Wet Bulb Temperature)

Wet Bulb Temperature เป็นอุณหภูมิในอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 100% (Relative humidity) ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยการใช้เทอร์โมมิเตอร์ห่อด้วยสำลีชุบน้ำบิดให้หมาดๆ แล้วทำการอ่านค่าออกมา โดยค่านี้จะเป็นค่าต่ำที่สุดที่อุณหภูมิน้ำเย็นจะทำได้ในอุดมคติ ยิ่งค่าของน้ำเย็นที่เราผลิตได้เข้าใกล้ Wet Bulb Temperature แสดงว่าหอหล่อเย็นนี้มี Performance ดีมากๆนั่นเองนะครับ

2.3) พื้นที่ระหว่างน้ำร้อนกับอากาศ (Surface Area) 

พื้นที่ระหว่างน้ำร้อนกับอากาศ (Surface area) อันนี้เป็นตัวแปรที่มีความสำคัญมาก เพราะ “ความร้อนจะดึงออกได้มากเมื่อมีพื้นที่ผิวมาก” ดังนั้นในหอหล่อเย็นทุกหอจึงมีชุดเพิ่มพื้นที่ผิว หรือ Fill Pack วางเรียงอยู่ใต้ Spray nozzle  จะมีลักษณะเป็นพลาสติก เนื้อผิวคล้ายๆฟิวเจอร์บอร์ด วางซ้อนกันด้วยโครงสร้างที่ออกแบบอย่างซับซ้อนเพื่อให้มีการแผ่กระจายน้ำในทิศทางที่ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสมากขึ้น

และมีหลายแบบเพื่อให้โรงงานสามารถเลือกประยุกต์กับ Operating Condition ของโรงงานนั้นๆได้นั่นเองนะครับผม

2.4) อัตราการไหลของอากาศ (Air Flow Rate)

อัตราการไหลของอากาศ (Air Flow Rate) ที่เข้าหอหล่อเย็น ยิ่งหอหล่อเย็นมีการไหลอากาศยิ่งมากจะทำให้สามารถลดอุณหภูมิของน้ำเย็นได้มากขึ้น แต่ทว่าตัวแปรนี้เป็นค่าคงที่ของการออกแบบ ถ้าอยากปรับปรุงก็ต้องมีการลงทุนที่ค่อนค้างสูง…ไม่ว่าจะเป็นเปลี่ยนใบพัด เปลี่ยนมอเตอร์ (เป็นการเพิ่ม Fan Power) หรืออาจจะต้องเพิ่มจำนวน Cell ของ Cooling tower จึงไม่ค่อยมีการทำโครงการขึ้นมาใหม่ ยกเว้นแต่มีการขยายโรงงานและเพิ่มกำลังการผลิตนะครับ 

2.5) ความต่างของน้ำร้อนที่เข้ากับน้ำเย็น (Temperature Range)

Range คือ ความต่างของน้ำร้อนที่เข้า กับน้ำเย็นที่ออกจากหอหล่อเย็น ตัวแปรนี้ใช้เพื่อดูความร้อน (Heat load) โดยรวมทั้งกระบวนการผลิต ยิ่ง Range มากกว่า หรือเท่ากับค่าที่ออกแบบจะยิ่งดี 

2.6) ความแตกต่างของอุณหภูมิน้ำเย็น (Temperature Approach)

Temperature Approach หรือ ความแตกต่างของอุณหภูมิน้ำเย็นที่ผลิตได้กับ Wet Bulb Temperature ค่ายิ่งต่ำแสดงว่าหอหล่อเย็นนี้มี Performance ที่ดีมากๆ

3. การเลือก Fill Pack เพื่อเพิ่ม Performance ของ Cooling Tower

เมื่อเทียบกับตัวแปรอื่นๆ  “Fill Pack ถือเป็นทางเลือกที่ Safe zone มากๆ” เนื่องจากมีราคาถูก ง่าย และได้ผลแน่ๆ โดยไม่มีผลกระทบต่อการออกแบบที่เป็นอยู่ ยิ่งถ้าโรงงานมีอุณหภูมิของน้ำเย็นสูงขึ้น เนื่องจากอากาศที่ร้อนขึ้นอยู่ ยิ่งต้องรีบศึกษาไว้นะครับ 

เริ่มรีวิวจาก Fill Pack ที่โรงงานใช้ปัจจุบัน มีพื้นที่กี่ m²/m³ เป็น , Fill Pack ประเภทไหน? น้ำหนักโดยรวมของ Fill Pack และอื่นๆ เพื่อเทียบกับเทคโนโลยีใหม่ของ Fill Pack ที่นับวันจะพัฒนาล้ำๆไปเยอะ ถ้ามี Gap ในการพัฒนาเยอะก็ยิ่งน่าทำ  

ผมแนะนำให้ปรึกษากับ Vendor Fill Pack ที่มีความเชี่ยวชาญและได้มาตรฐาน ว่า Cooling tower ของโรงงานเราปัจจุบันสามารถที่จะพัฒนา Fill Pack ได้หรือไม่ ? 

ถ้าทำได้ จะได้พื้นที่เพิ่มขึ้นผิวเท่าไร ? และสามารถลดอุณหภูมิของน้ำเย็นที่ออกจากหอหล่อเย็นได้เท่าไร ? สามารถนำไปคิด Benefit จากการทำน้ำให้เย็นลงได้ ? 

ทาง Vendor เขาจะเลือก Type ที่เหมาะสมกับการปรับปรุง เพื่อให้ลงทุนคุ้มค่าที่สุด  ในส่วนของ Vendor ก็มีเยอะมาก จะต้องเลือกเจ้าที่เชื่อถือได้ มี Software ทำ Simulation ได้ (ต้อง Validate กับ Existing data โรงงานเราได้ด้วยนะครับ)  

===================================================================

ถ้านายช่างท่านใดอยากทำโครงการปรับปรุง Fill Pack ของหอหล่อเย็น

สามารถติดต่อทาง Synergy service ผู้เชี่ยวชาญด้าน Cooling Tower มากกว่า 17 ปี และได้มาตรฐาน CTI

ให้บริการครบวงจรตั้งแต่การออกแบบ ก่อสร้าง ติดตั้ง ตรวจสอบ และการซ่อมบำรุงรักษา ด้วยอะไหล่และอุปกรณ์ที่ได้มาตรฐาน ด้วยความไว้วางใจจากทางบริษัทชั้นนำของประเทศไทย เช่น PTT, SCG, TRRP เป็นต้น

ติดต่อ :
Sales team
K. Khanittha Saejier (Bella)
Tel: 065-469-2499
Email: [email protected]

Website: www.synergyservices.co.th
Facebook: https://www.facebook.com/synergycoolingtower
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/synergyservicesth
LINE official: https://page.line.me/synergyservices

===================================================================

#นายช่างมาแชร์ #Synergy #CoolingTower #FillPack #หอหล่อเย็น