เครื่องระบายความร้อน (Aftercoolers) ในโรงงานอุตสาหกรรม

ภายหลังจากที่ได้ลมซึ่งผ่าน การอัดจากคอมเพรสเซอร์ แล้ว ลมอัดจะมีความร้อนหรืออุณหภูมิและความดันที่สูง ถ้านำเอาลมอัดนี้ไปใช้งานโดยตรงจะทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์นิวเมติกสั้นลง เพราะไอน้ำหรือความชื้นที่ปะปนมากับลมอัดทำให้เกิดการกัดกร่อนชิ้นส่วนต่างๆ ภายในวาล์วเพื่อเป็นการลดอุณหภูมิให้ต่ำลงโดยที่ไอน้ำจะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำเมื่ออุณหภูมิลดลง

ดังนั้นเมื่อลมอัดที่ผ่านเครื่องระบายความร้อน แล้วจะมีปริมาณไอน้ำลดลง จึงมีการใช้เครื่องระบายความร้อนซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ คือ

เครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ

การระบายความร้อนแบบนี้จะให้ลมอัดไหลผ่านในท่อ ซึ่งมีครีบเป็นตัวช่วยระบายความร้อนด้วยแล้วใช้พัดลมเป่าระบายความร้อน อุณหภูมิของลมอัดที่ออกที่ปลายท่ออีกด้านหนึ่งควรมีอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิบรรยากาศบริเวณโดยรอบของการทำความเย็น ประมาณ 15 C

หลักการทำงานเครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ

เมื่อลมอัดจากคอมเพรสเซอร์ไหลผ่านในท่อ ซึ่งมีครีบที่ทำจากตัวนำความร้อนที่ดีเป็นตัวช่วยระบายความร้อนของลมอัดภายในท่อ

เมื่อมีพัดลมเป่าให้ความร้อนนั้นกระจายสู่บรรยากาศรอบ ๆ ได้อย่างรวดเร็วจะทำให้อุณหภูมิของลมอัดลดลง ไอน้ำที่ปนอยู่ในอากาศกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำไหลออกมาตามท่อระบายทิ้งออกไป อุณหภูมิของลมอัดจะลดต่ำลงเพียงใดขึ้นอยู่กับ

1. อุณหภูมิของลมอัดก่อนเข้าเครื่องระบายความร้อน
2. อุณหภูมิของบรรยากาศขณะนั้น
3. ความดันของลมอัด
4. ปริมาณการไหลของลมอัด

การคำนวณอุณหภูมิของลมอัดทางด้านขาออก

การคำนวณอุณหภูมิลมอัดออกจากเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าสมารถหาค่าได้เมื่อทราบค่า อุณหภูมิลมอัดทางด้านข้าวของเครื่องระบายความร้อน อุณหภูมิบริเวณรอบๆ และปริมาณอัตราการไหลของลมอัด ซึ่งการคำนวณสามารถยกตัวอย่างได้ดังต่อไปนี้

ตัวอย่างที่ 1 กำหนดให้อุณหภูมิลมอัดทางด้านข้าวของเครื่องระบายความร้อนเท่ากับ 100 องศาเซลเซียส อุณหภูมิบริเวณโดยรอบที่ 20 องศาเซลเซียส ปริมาณอัตราการไหลของลมอัด 2,000 l/min (ANR) ความดันลมที่ 0.7 Mpa

จากเงื่อนไขที่กำหนดมาให้สามารถหาค่าอุณหภูมิลมอัดทางขาออกจากเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าได้ดังนี้

จากค่าเงื่อนไขต่างๆ ที่กำหนดมาให้ทำให้สามารถทราบค่าอุณหภูมิลมอัดทางขาออก และโมเดลของเครื่องระบายความร้อนที่มีความเหมาะสมในการเลือกใช้งาน ในที่นี้เครื่องระบายความร้อนด้วยลมจะเป็นโมเดล HAA22 จากตารางค่าอุณหภูมิลมอัดทางขาออก เท่ากับ 38.5 และ correction factor line คือ A

จากกราฟด้านบนและจากเงื่อนไขที่กำหนดให้อุณหภูมิบริเวณโดยรอบเท่ากับ 20 องศาเซลเซียส และ Ambient temperature correction factor ที่ A ทำให้ทราบค่าสัมประสิทธิ์ (Coefficient) เท่ากับ 1.35

ค่าอุณหภูมิลมอัดทางขาออกจากเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าที่แท้จริงคือ 38.5/1.35 = 28.5 องสาเซลเซียส

ข้อควรระวังในการออกแบบเครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ

1. ห้ามมีสิ่งกีดขวางบริเวณช่องทางเข้าและทางออกของเครื่องระบายความร้อน และในการติดตั้งตัวระบายความร้อนควรอยู่ห่างจากผนัง หรืออุปกรณ์อื่น ๆ อย่างน้อย 20 ซม.
2. ติดตั้งเครื่องระบายความร้อนในสถานที่ ๆ ง่ายต่อการตรวจสอบและบำรุงรักษา
3. ควรติดตั้งเครื่องระบายความร้อนในสถานที่ ๆ มีการเกิดการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด
4. ติดตั้งเครื่องระบายความร้อนในสถานที่ ๆ มีอากาศถ่ายเทได้สะดวกเนื่องจากอุณหภูมิบริเวณโดยรอบของเครื่องระบายความร้อนจะสูงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อันเป็นผลเนื่องมาจากการระบายความร้อนของเครื่องระบายความร้อน
5. เครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าไม่เหมาะที่จะนำไปติดตั้งใช้งานบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงเกินกว่า 50 องศาเซลเซียส แต่ถ้าอุณหภูมิสูงกว่านี้ เพื่อความเหมาะสมควรเลือกเครื่องระบายความร้อนด้วยน้ำแทน
6. อุณหภูมิของลมอัดทางด้านขาข้าวของเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าไม่ควรที่จะสูงเกิน 100 องศาเซลเซียส แต่ถ้าอุณหภูมิสูงกว่านี้ เพื่อความเหมาะสมควรเลือกเครื่องระบายความร้อนด้วยน้ำแทน
7. เพื่อเป็นการป้องกันการอุดตันที่ครีบของเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่านั้น ควรหลีกเลี่ยงการนำเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าไปติดตั้งใช้งานในสถานที่ ๆ มีผงละอองเหนียว ๆ เช่น ผงแป้งสีที่เป็นอนุภาคไฟฟ้าสถิต ละอองน้ำมัน เป็นต้น

ข้อควรระวังในการติดตั้งเครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ

1. ไม่ควรเชื่อมต่อท่อลมอัดทางด้านขาเข้า และท่อลมอัด ทางขาออกของเครื่องระบายความร้อนด้วยลมเป่าสลับกัน และเพื่อให้มั่นใจว่าการเดินท่อมีความแน่นสนิท ควรใช้ประแจขันให้แน่นอีกครั้ง
2. ควรทำการติดตั้งท่อระบายน้ำทิ้ง เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิของลมอัดเย็นตัวลงจะทำให้เกิดน้ำขึ้นมาทันที
3. ท่อที่นำมาใช้ในการทำท่อระบายน้ำทิ้งควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางท่ออย่างน้อย 10 มม. และควรมีความยาวไม่เกิน 5 เมตร (เมื่อมีการติดตั้งอุปกรณ์ระบายน้ำแบบอัตโนมัติ)

ข้อควรระวังในการบำรุงรักษาเครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศ

1. ตรวจสอบและทำความสะอาดอย่างน้อยสัปดาห์ละครั้งเพื่อป้องกันการเกิดสิ่งกีดขวางบริเวณช่องทางเข้า และทางออกของเครื่องระบายความร้อน
2. ควรมีการระบายน้ำทิ้งอย่างสม่ำเสมอ ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับการเลือกชนิดของอุปกรณ์ระบายน้ำทิ้งว่าจะเป็นชนิดระบายด้วยมือหรือชนิดที่ระบายน้ำโดยอัตโนมัติ