# data[].attributes.attachment_link.title
Heat Exchanger Retubing - Curran International - 3D Oil & Gas Animation

# data[].attributes.attachment_link.title
Air Cooled Heat Exchangers - How They Work

# data[].attributes.attachment_link.title
Air cooled Heat Exchanger or Fin Fan Assembly Sequence

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
ปัจจัยที่มีผลต่อการลดกำลังม้าของพัดลม

1.การออกแบบแผงขยายฟิล์มน้ำที่ให้ความดันลดค่าต่ำ และกำหนดความเร็วลมผ่านแผงขยายฟิล์มน้ำให้มีค่าต่ำและอยู่ในเกณฑ์ของการออกแบบนั้น จะทำให้ความดันลดผ่านแผงขยายฟิล์มน้ำลดลงและที่ทางออกของพัดลมนั้นอากาศควรมีเฉพาะความดันสถิตเท่านั้นถ้าหากมีความดันความเร็วหลงเหลือออกมาอาจจะต้องติดตั้งดิฟฟิวเซอร์ตรงปลายปล่องลม

2.เพิ่มระยะพิตช์ (pitch) ของแผงขยายฟิล์มน้ำจะช่วยลดความดันลดคร่อมแผงขยายฟิล์มน้ำ

สำหรับปัญหาเรื่องเสียง แก้ไขด้วยหนทางที่ง่ายที่สุดคือการลดอัตราเร็วปลายใบพัด (blade-tip speed) รายละเอียดของผลอันนี้ค้นคว้าได้จากร่างที่แก้ไขฉบับใหม่ของ API (American Petroleumn Inst.) ชื่อ "Guideline on Noise"

ในการกำหนดการทำงานของพัดลมจะระบุด้วยตัวแปรพื้นฐาน 6 ตัว ดังนี้ คือ หนึ่งหรือสองตัวแปรอิสระสามหรือสี่ตัวซึ่งสัมพันธ์กับการออกแบบแผงขยายฟิล์มน้ำและตัวแปรอีกหนึ่งที่เหลือขึ้นอยู่กับเกณฑ์กำหนดในการออกแบบพัดลม

ระดับความสูงของการติดตั้งคูลลิ่งทาวเวอร์ เป็นตัวแปรอิสระ 1 ตัว มีผลต่อความหนาแน่นของอากาศ ดูรูปที่ 1 และอุณหภูมิของอากาศจัดว่าเป็นตัวแปรอิสระอีกตัวหนึ่งเช่นกัน จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ตั้งของคูลลิ่งทาวเวอร์สำหรับพัดลมดูดขึ้นนั้นอุณหภูมิของอากาศจัดว่าเป็นตัวแปรถูกเลือกขึ้นเพื่อใช้ออกแบบ

2.ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลม

3.ความดันสูญเสียขณะอากาศไหลผ่านอุปกรณ์ต่างในคูลลิ่งทาวเวอร์ได้แก่ ของพัดลมสิ่งกีดขวางทางเข้าและทางออกรวมถึงความดันได้คืนในปล่องปล่อยลม

4.อัตราเร็วปลายใบพัดในการออกแบบพัดลมนั้นอัตราเร็วปลายใบพัด สูงสุดคือ 12,000 ft/minสำหรับพัดลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่า

5 หรือ 6 ftถ้าออกแบบให้อัตราเร็วปลายใบพัดลดลงจะช่วยลดมลภาวะของเสียงถ้าลดอัตราเร็วปลายใบพัดจาก 12,000 ft/min เป็น 8,000 ft/min ระดับเสียงจากพัดลมจะลดลง 10 db

1. ในการทำให้อากาศเคลื่อนที่ พัดลมจะต้องเอาชนะความต้านทาน 2 อย่าง วัดออกมาเป็นความดันลดคร่อมพัดลม ดังนี้ อย่างแรก ได้แก่ ความดันความเร็ว พลังงานส่วนนี้พัดลมใช้ในการทำให้อากาศเคลื่อนที่ผ่านไปเท่านั้นแต่ไม่ได้เอาชนะความต้านทานของระบบอย่างที่สองคือความดันสถิตความดันสถิตเป็นผลรวมของความดันสูญเสียผ่านบานเกล็ดลม แผงขยายฟิล์มน้ำ แผงกันละอองน้ำความดันสูญเสียตรงทางเข้าของเรือนพัดลมความดันสูญเสียขณะไหลผ่านสิ่งกีดขวางตรงทางเข้าและความดันสูญเสียขณะไหลผ่านสิ่งกีดขวางตรงทางออกปล่องปล่อย

นอกจากนี้การออกแบบใบพัดและดุมใบพัดที่เหมาะสมจะให้การกระจายลมอย่างสม่ำเสมอผ่านใบพัดการออกแบบใบพัดที่เหมาะสม จะต้องให้ใบพัดมีความกว้างของ chord อย่างเพียงพอจะทำให้ความดันความเร็วกระจายคลุมตลอดความยาวของ chord

2. ปัญหาของพัดลมแบบไหลแนวแกนเพลา ก็คือการเกิดการไหลวน (swir) เป็น tangential deflection ของการไหลทางออกของพัดลมอันเป็นผลมาจากทอร์กหมุนพัดลมการเลือกออกแบบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดุมพัดลมอย่างเหมาะสมจะช่วยลด swirlลงได้ปกติแนะนำให้เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของดุมพัดลมอยู่ในช่วง 25-35 %ของเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดลม

- ควรเลือกออกแบบพัดลมชนิดปรับมุมพิตช์ใบพัดได้(blade pitch)ประสิทธิภาพของพัดลมชนิดปรับมุมพิตช์ใบพัดได้ลดลง เมื่อมุมพิตช์ใบพัดลดลงการเลือกควบคุมอัตราการไหลของอากาศโดยปรับรอบของมอเตอร์แทนจะไม่ช่วยประสิทธิภาพดีขึ้นเท่าใดนักเนื่องจากoperated-point efficiency จะเกิดที่อัตราเร็วรอบต่ำๆ

- การปรับปรุงชุดขับมอเตอร์พัดลมสำหรับพัดลมขนาดใหญ่พบว่าประสิทธิภาพของชุดขับ อยู่ระหว่าง 96-98%การปรับปรุงจึงทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นไม่มากกว่านี้แล้ว ส่วนพัดลมขนาดเล็ก ขุดขับจะเป็นระบบสายพานประสิทธิภาพของชุดขับอยู่ในช่วงระหว่าง 92-95% ทั้งนี้เนื่องจากการลื่นไถลของสายพานสำหรับsynchronous drivesจะช่วยลดปัญหาการลื่นไถลลงทำให้ประสิทธิภาพของชุดขับเพิ่มขึ้นอีก 3-4%

- ระยะเผื่อปลายใบพัดที่มากเกินไป จะทำให้อากาศถูกอัดกลับเข้ามาบริเวณทางเข้าของพัดลม ทำให้ประสิทธิภาพของพัดลมลดลง

- การเลือกความเร็วลมด้านดูดที่เหมาะสมกับการออกแบบพัดลมสำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์ โดยวัดตรงทางเข้าของบานเกล็ดลมของคูลลิ่งทาวเวอร์ สำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์แบบดร๊าฟลมดูดไหลสวนทางแนะนำความเร็วลมผ่านบานเกล็ดลมในช่วง 800-1200 ft/minและแบบดร๊าฟลมดูดไหลขวางแนะนำความเร็วผ่านบานเกล็ดลมในช่วง 400-600ft/minถ้าเลือกความเร็วลมมากกว่านี้จะทำให้ประสิทธิภาพพัดลมต่ำ

- ถ้ามีความเร็วลมด้านปล่อยจะทำให้ประสิทธิภาพของพัดลมต่ำลงความสูญเสียประสิทธิภาพจะวัดด้วยปริมาณของความดันความเร็ว สำหรับพัดลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6-40 ft จะมีความดันความเร็วในช่วง 0.1-0.2 in-wgถ้าหากความดันความเร็วเข้าใกล้ 0.3-0.35 in-wg ในระบบต้องคำนึงถึง Velocity regain stack

4. การกำหนดปริมาณลมที่เหมาะต่อการออกแบบ การคำนวณปริมาณลม( ACFM )จากอัตราการไหลโดยมวลของน้ำจากอัตราการไหลโดยปริมาตรในหน่วย GPMภายใต้การทำงานของแผงขยายฟิล์มที่อัตราส่วนอัตราการไหล (L/G) ค่าหนึ่งๆอย่างไรก็ตามการออกแบบขนาดที่เหมาะสมของพัดลมยังต้องคำนึงถึงความเร็วลมที่ทางเข้าพัดลมอยู่ในช่วงระบุออกแบบ คือตั้งแต่ 1600 จนถึง 2000 fpmและต้องไม่เกิน 2100 fpm จึงจะได้จุดทำงานที่มีสมรรถนะสูงสุดหากออกแบบให้อากาศมีความเร็วสูงจนเกินกำหนดดังกล่าวจะทำให้พัดลมสิ้นเปลืองกำลังม้ามากขึ้นและมีละอองน้ำสูญเสียโดยปลิวติดไปกับอากาศมากขึ้นดังนั้นจึงควรกำหนดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัด (DF )พื้นที่การไหลอิสระผ่านพัดลม (net fan area, A ff)และปริมาณลมระบุออกแบบ (ACFM)ในค่าต่างๆ ตามตารางที่ 1

เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดลมมีผลต่อสมรรถนะโดยเบื้องต้นขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดเป็นตัวกำหนดขนาดของความดันความเร็วและ pressure capability ของพัดลมการออกแบบพัดลมที่เหมาะที่สุดนั้นความดันความเร็วจะอยู่ในช่วง 0.15-0.25 in-wg (คำนวณจากความเร็วลม1600-2000 fpm ที่ค่าความหนาแน่นของอากาศ 0.068 lb/ft ³) การเลือกออกแบบพัดลมให้มีความดันความเร็วมากจนเกินไป ทำให้ต้องการอัตราการไหลสูงสำหรับพัดลมที่เลือกออกแบบนี้ผลทำให้สิ้นเปลืองแรงม้าเบรกของพัดลมมากขึ้นถ้าหากจำเป็นต้องออกแบบให้พัดลมทำงานเข้ากับความดันความเร็วที่ค่ามากๆจะกระทำโดย การเพิ่มจำนวนใบพัดพร้อมกับการเพิ่ม velocity regain stack ( VR)เพื่อช่วยแปลงความดันความเร็วเป็นstatic pressure capabilityกลับคืนมาปัจจัยอีกหนึ่งอย่างที่ใช้พิจารณาเลือกออกแบบพัดลมก็คืออัตราส่วนซอลิดิตี (solidity ratio) (ขนาดมาตรฐานของเส้นผ่านศูนย์กลางพัดลมได้แก่ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 และ 32 ในหน่วยft )

เพื่อให้การกระจายลมเป็นไปอย่างเหมาะสมนั้นพื้นที่ของพัดลมไม่ควรน้อยกว่า 30% ของพื้นที่หน้าตัดของตัวทาวเวอร์สำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์แบบดร๊าฟลมดูดและ 40%สำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์แบบดร๊าฟลมเป่าการออกแบบเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลมต่ำกว่าค่าแนะนำนี้จะต้องสร้างกล่องลม (plenum chamber) เพื่อให้อากาศมีการไหลอย่างสม่ำเสมอทั่วถึงกันหลังจากถูกดูดออกมาจากแผงกันละอองน้ำและป้องกันการเกิดความปั่นป่วนของการไหล

การออกแบบพัดลมอย่างเหมาะที่สุดสำหรับ คูลลิ่งทาวเวอร์

ในการออกแบบพัดลมแบบไหลแนวแกนเพลาที่นำมาใช้งานในคูลลิ่งทาวเวอร์โดยทั่วไปจะต้องกล่าวถึงเสมอในด้านของ สมรรถนะของพัดลม (Performance), ประสิทธิภาพของพัดลม (Efficiency), การต้านการกัดกร่อน (Corrosion resistance) และ ปัญหาเรื่องเสียง (Noise) ดังนั้นการออกแบบอย่างเหมาะที่สุด จะมีเป้าหมายของการออกแบบในหลายๆ ด้านดังต่อไปนี้

กล่าวถึงการเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลม และจำนวนใบพัดที่เหมาะสม

- เลือกขนาดแรงม้ามอเตอร์ต่ำที่สุด โดยพัดลมควรจะมีจุดทำงานเข้าใกล้กับ efficient operating point ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

- ให้เกิดเสียงดังน้อยที่สุด พัดลมจะทำให้เกิดเสียงดังซึ่งขึ้นอยู่กับtip speed ระดับเสียงจะเป็นฟังก์ชันในรูปกำลังที่หกของ tip speedเพื่อไม่ให้เกิดมลภาวะต่อสภาพแวดล้อม

- ค่าบำรุงรักษาต่ำที่สุด การเลือกใช้วัสดุสำหรับทำใบพัดและดุมใบพัดอย่างเหมาะสม ทนทานต่อการกัดกร่อนช่วงเวลาของการใช้งาน และการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

ข้อมูลที่ใช้ในการออกแบบพัดลมและรายละเอียดอื่นๆ ที่ต้องคำนึงถึง

- ปริมาณลมจริงหรือ ACFMหมายถึงปริมาณอากาศที่ใช้ในการออกแบบพัดลมที่สามารถทำงานตามที่กำหนด

- ความดันสถิตจริงเป็นความดันที่พิจารณาที่สภาวะอุณหภูมิอากาศทางออกและระดับความสูงของคูลลิ่งทาวเวอร์ ความดันสถิตที่สภาวะดังกล่าวจะถูกแปลงเป็นความดันสถิตที่สภาวะมาตรฐานก่อนที่จะนำไปใช้กับกราฟสมรรถนะของพัดลม

- อุณหภูมิของอากาศและระดับความสูงเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกพัดลม เนื่องจากขีดความสามารถสร้างความดันและขนาดแรงม้าของพัดลมเปลี่ยนแปลงกับความหนาแน่นของอากาศปกติจะใช้อัตราส่วนความหนาแน่น (density ratio or D.R.) เป็นตัวแก้ค่าจากที่สภาวะมาตร ฐานในการสร้างกราฟการออกแบบพัดลมอยู่ระดับน้ำทะเลและอุณหภูมิของอากาศอยู่ที่ 70 o F ความหนาแน่นของอากาศที่สภาวะมาตรฐาน

สมการพื้นฐานที่ใช้คำนวณและออกแบบเลือกขนาดของพัดลม

P T = P s + P v (1)

(ความดันทุกตัวพิจารณาจากอากาศที่มีความหนาแน่นเดียว)

(A ff คือ พื้นที่การไหลอิสระต่ำสุดของอากาศ )

โดยความดันความเร็วทั้งสองพจน์คำนวณที่ความหนาแน่นเดียวกัน Recovery Efficiencyแนะนำให้ใช้ค่าระหว่าง 60-80%

P T,dffective =P T,STD - V.R. (12)

(loading)และอัตราเร็วของพัดลมเป็นต้น ภายใต้ภาวะปกติของขีดจำกัดในการทำงานนั้นประสิทธิภาพของพัดลมเปลี่ยนแปลงในช่วง 0.70 ถึง 0.80การประมาณให้ผลใกล้เคียงจึงสมมติให้ประสิทธิภาพของพัดลม eff fan=0.75

1. ACFM เป็นอัตราส่วนโดยตรงกับอัตราเร็วรอบพัดลมเปลี่ยนแปลงตามอัตราเร็วรอบยกกำลังหนึ่ง และความดันทั้งหมดของพัดลมเปลี่ยนแปลงตามอัตราเร็วรอบยกกำลังสอง

2. กำลังม้าเบรกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนาแน่นของอากาศ

3. กำลังม้าเบรกเปลี่ยนแปลงตามอัตราเร็วรอบยกกำลังสาม

ในรูปที่ 2 นี้ใช้หากำลังม้าเบรกของพัดลมที่พิจารณาบนความหนาแน่นมาตรฐาน (P a,STD=0.075.......lb | ft ³)ถ้าทราบปริมาณลมที่พัดลมต้องการส่งภายใต้ความดันสถิตที่ทราบค่าในที่นี้กำหนด Fan requirement ดังต่อไปนี้

- พัดลมสามารถส่งลมได้ในปริมาณ ACFM=225000 cfm

- ทำงานที่ระดับความสูง (เหนือระดับน้ำทะเล) 1000 ft และอยู่ภายใต้อุณหภูมิ

รูปที่ 2 ที่เส้นกราฟ,P S,STD = 0.604 in - wgและ ACFM = 225,000 cfm ได้จุดตัดของเส้นกราฟนั่นคือ จุดทำงานของพัดลม จากจุดนี้อ่านค่าของกำลังม้าได้ 37.2 hp (ค่าที่อ่านด้จากกราฟเป็นค่าที่คำนวณบนความหนาแน่นของอากาศเท่ากับ และมุมที่ปลายใบพัดอ่านได้ 15.3 o ดังนั้นที่สภาวะการทำงานจริงนั้น

(ในรูปที่ 2 นี้เป็นสมรรถนะการทำงานของใบพัดที่ออกแบบอัตราเร็วปลายใบ 12000 fpmขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัด 14 ft ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดุมใบพัด 33 inจำนวนใบพัด 6 ใบ ทีอัตราเร็วรอบของมอเตอร์273rpm)

โมโนกราฟที่ใช้คำนวณที่มีทั้งหมด 10 รูป จาก Fan require-ment และ ตัวแปรอื่น ๆ ที่สมมติขึ้น ให้ดำเนินเป็นขั้นตอนตามรูปที่พิจารณา ดังนี้

โนโมกราฟที่ 2 แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาอัตราการไหลจริง (ACFM)เมื่อทราบอัตราการไหลของอากาศมาตรฐาน และ D.R. พัดลมที่เลือกต้องทำงานภายใต้อัตราการไหลจริง (ACFM) ที่อัตราส่วนความหนาแน่นอย่างเหมาะสมในที่นี้กำหนดให้ ACFM = 225000cfm

โนโมกราฟที่ แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาความเร็วลมขณะไหลผ่านใบพัดเมื่อทราบ ACFM และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดทราบค่า ACFM = 225000 cfmและเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลม 14 ftอ่านได้ความเร็วลม = 1625 fpm

, P โนโมกราฟที่ แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาความดันความเร็วจริง V,acเมื่อทราบความเร็วของอากาศจากภาพที่3และอัตราส่วนความหนาแน่นของอากาศจากความเร็วของอากาศ = 1625 fpm และอัตราส่วนความหนาแน่น = 0.91อ่านได้ความดันความเร็ว, P V,ac= 0.151 in - wg จาก

แสดงถึงโนโมกราฟใช้หากำลังม้าเบรกของพัดลมเมื่อทราบความดันทั้งหมดจริงและอัตราการไหลจริงของอากาศ(โดยพิจารณาจากประสิทธิภาพของมอเตอร์พัดลม 75 %) จาก P โนโมกราฟที่ T = 0.701 in - wg และ ACFM =225000 cfm อ่านได้กำลังม้าเบรกป้อนเข้า = 32.5 hp

แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาความดันต่อใบพัด1 ใบ เมื่อทราบอัตราส่วนความหนาแน่น และอัตราเร็วรอบของพัดลม( ความดันต่อใบพัดนี้เป็นความดันสูงสุดของใบพัดลมจำนวน 1ใบในพัดลมรุ่นที่เลือกตามค่ากำหนดหนึ่ง ๆ ของอัตราเร็วรอบของมอเตอร์พัดลมนั้น) จากอัตราส่วนความหนาแน่น = 0.91 และรอบของพัดลม = 273 rpm อ่านได้ความดันต่อใบพัด, P โนโมกราฟที่ 7 b = 0.125 in - wg

โนโมกราฟที่ แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาจำนวนใบพัดเมื่อทราบความดันทั้งหมดของพัดลมและความดันต่อใบพัด 1ใบ ( สำหรับการติดตั้งใหม่หรือภาวะของสมรรถนะการทำงาน( performanceconditions ) เปลี่ยนแปลงจากที่กำหนดไว้แนะนำให้เลือกจำนวนใบเท่ากับ 115% ถึง125 % ของค่าที่อ่านได้จากโนโมกราฟที่ 8 นี้ )

รูปที่ 3 โนโมกราฟ กำหนดขนาดของพัดลมที่ใช้ในคูลลิ่งทาวเวอร์

โนโมกราฟที่ แสดงถึงโนโมกราฟใช้หาระยะพิตช์ใบพัดบนดุมพัดลมและค่าเป็นจำนวนเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของดุมพัดลมถ้าเป็นไปได้ระยะพิตช์ที่เหมาะสมควรมีค่าอยู่ระหว่าง 1.5ถึง 2.5เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางดุมพัดลม จากความเร็วของอากาศ = 1625 fpm และรอบของพัดลม = 273 rpm อ่านได้ระยะพิตช์ = 1.50เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางดุมพัดล

แสดงถึงโนโมกราฟใช้หามุมเบี่ยงเบนบนดุมพัดลม (เป็นมุมที่เบี่ยงเบนออกจากแนวแกนเพลาของพัดลมแนะนำไม่ควรเกิน 45= 1.50 และจำนวนใบพัด = 5.7 ใบอ่านได้ deflection = 45 โนโมกราฟที่ o) จากระยะพิชต์ o ซึ่งอยู่ในบริเวณที่ยอมรับได้

ขั้นตอนในการใช้โนโมกราฟทั้ง 10รูป ถ้าพบว่า โนโมกราฟรูปที่ 9 หรือ 10 ไม่ได้อยู่ในบริเวณที่ยอมรับได้ ต้องสมมติตัวแปรใหม่ (อัตราเร็วปลายใบพัด, เส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลม, เส้นผ่านศูนย์กลางของดุมพัดลม, จำนวนใบพัด และรอบของพัดลม) แล้วดำเนินขั้นตอนในการใช้โนโมกราฟทั้ง 10 รูปใหม่อีกจนกว่าจะตรวจสอบพบว่าอยู่ในบริเวณที่ยอมรับได้ในโนโมกราฟรูปที่ 9 หรือ 10

1. Glass J., Specifying and Rating Fans, Happy Division of Thermal Technology, Inc.

2. Monroe R.C., Fans Key to Optimum CoolingTowerDesign, Hudson Products Corporation, Houston, Texas, 1974.

3. Burger R., Cooling Tower Technology, (Maintenance, UpgradingandRebuilding), the FairmontPress, Inc. 3 rd ed., 1994.

# data[].attributes.attachment_link.title
การกำหนดขนาดและขีดความสามารถของพัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์

# data[].attributes.attachment_link.description
ปัจจัยที่มีผลต่อการลดกำลังม้าของพัดลม 1.การออกแบบแผงขยายฟิล์มน้ำที่ให้ความดันลดค่าต่ำ และกำหนดความเร็วลมผ่านแผงขยายฟิล์มน้ำให้มีค่าต่ำและอยู่ในเกณฑ์ของการออกแบบนั้น ...

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
นายช่างมาแชร์

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
หลังจากที่เราแชร์ประเภทของ heat exchanger แบบ Shell & tube ที่มีใช้ค่อนข้างมากในโรงงานอุตสาหกรรม ดังนั้นใน Ep.2 นี้อาจจะขอพาไปดูเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบใช้ "ลม" ในการระบายความร้อน ที่นิยมใช้ในทั้ง ระบบ Cooling tower ระบบทำความเย็น, ระบบแอร์, ระบบ refrigerant รวมไปถึง ระบบระบายความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งเจ้าชื่อเต็มของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ คือ Air cooled heat exchanger นะครับ กลับไปอ่านบทความ Heat Exchanger [EP.1] : ประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell & TUBE
แต่เราก็อาจจะคุ้นชินกับคำว่า fin-fan หรือ Air cooler กันบ่อยๆนะครับ ซึ่งเหตุผลที่ตัวนี้ค่อนนข้างได้รับความนิยม เพราะ ราคาที่สุดแสนประหยัดนั้นเองครับ งั้นวันนี้เราลองตามไปดูดีกว่าว่า รายละเอียดของเจ้าอุปกรณ์ตัวนี้นั้นมีอะไรบ้างครับ.

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยลม หรือ Air cooled heat exchanger

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน มีหลักการง่ายๆคือ "ใช้ลมในการระบาย หรือแลกเปลี่ยนความร้อนกับสารที่อยู่ด้านใน" ผ่านท่อความร้อน (Tube buddle) ซึ่งในท่อก็จะติดคลีบ หรือ fin เพื่อเพิ่มพื้นที่ และประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อน ระหว่างอากาศ กับสารด้านในครับผม และโดยส่วนใหญ่จะใช้พัดลมในการพาอากาศที่อยู่รอบๆดึงขึ้นไปในการแลกเปลี่ยนความร้อน (ในเมืองหนาวๆ ก็อาจจะมีการหยุดพัดลมกันบ่อยๆ และเปิดช่องระบายลมขึ้นไปแทนครับ)

ดังนั้นด้วยหลักการดังกล่าวทำให้ระบบนี้ไม่ต้องการที่ติดตั้งเยอะ ไม่ต้องการ utility ในการใช้งาน เช่นน้ำหล่อเย็น หรือ cooling water ในการเดินท่อมาติดตั้ง ทำให้ต้นทุนแลกเริ่มต่ำอีกด้วยครับ ซึ่งถ้าเปรียบเทียบกับสิ่งใกล้ๆตัวที่เห็นภาพ ก็จะเป็นการ์ดจอที่มีใช้ในคอมพิวเตอร์ทั้งหลาย, หม้อน้ำในรถยนต์ หรือมอเตอร์ไซด์ต่างๆครับ เพียงแต่ในไซด์อุตสาห์กรรมจะมีขนาดและกำลังที่ใหญ่กว่ามากครับผม

โดยอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนด้วยลม จะนิยมได้ยินในชื่อ Air-cooler และ Fin-fan แต่ถ้าชื่ออย่างเป็นทางการตามมาตราฐานสากลชื่อ Air Cooled Heat Exchanger หรือ ACHEs นะคร้าบบบ

*ซึ่งของโน๊ตไว้ที่นี้นะครับว่าหลักการทำงานเหมือนกัน แต่มาตราฐานต่างกันเราอาจจะใช้คนละชื่อนะครับ แต่ในบทความนี้นายช่างขออ้างอิงในส่วนของ Process air cooler ก่อนนะครับ 🙂

แต่ถ้าจะให้เข้าใจหลักการแบบ "อ่ออออ" แนะนำให้ดูวีดีโอด้านล่างที่แสดงให้เห็นหลักการทำงานกันเลยนะครับ

วีดีโอแสดงหลักการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ

ส่วนประกอบต่างๆของ Air Cooled Heat Exchanger

ต่อมาลองดูส่วนประกอบต่างๆของ Air Cooled Heat exchanger กันนะครับว่า มีอะไรบ้าง?

จริงๆ ผมขอแบ่งส่วนประกอบของ Air Cooled Heat Exchanger เป็น 2 ส่วนดังนี้นะครับ

ฝั่งแรก Tube Buddle (สีชมพู) : เป็นฝั่งของ Tube bundle ที่ด้านในแบกรบ Hot process เอาไว้ โดยลักษณะจะเป็นกล่อง และแตกออกเป็นท่อ Fin Tube หลายๆเส้นครับ โดยหน้าตาจะเหมือนภาพด้านล่างนะครับ ซึ่งก็แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ Plug header และ cover plate นะครับ

ฝั่งสอง ชุดพัดลม (สีน้ำเงิน) : เป็นฝั่งของพัดลมที่ทำหน้าที่ในการพาลม ขึ้นไประบายความร้อนกับ Tube bundle นะครับ โดยเจ้าพัดลมนี้ก็จะมีต้นกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้านะครับ ซึ่งกำลังก็จะถูกส่งผ่านชุดขับไม่ว่าจะเป็น

ชุดขับสายพาน (Belt drive)

ชุดเกียร์ (Gear box driver)

ชุดคัปปลิ้ง (Coupling)

ก็ขึ้นอยู่กับการออกแบบนะครับ แต่สำหรับ Hot process จะใช้สายพานครับ เนื่องจากซ่อมบำรุง ง่าย และรวดเร็ว แต่ในระบบ Cooling ส่วนใหญ่จะเป็น Gear box ครับ เพราะเจอน้ำตลอดเวลา

หลังจากผ่านชื่อขับมาก็จะถึงชึดใบพัด หรือ Blade ซึ่งตัวนี้เป็นหัวใจสำคัญในการพาลมมาก หรือลมน้อยขึ้นไปในการระบายความร้อนเลยนะครับ ซึ่ง Blade ก็อาจจะสามารถปรับมุมเองได้อัตโนมัติ เพื่อเพิ่ม หรือลด ปริมาณลมได้ในกรณีที่ช่วงอากาศเปลี่ยนแปลง หรือมีการเพิ่ม/ลด กำลังผลิตได้อีกด้วยนะครับ

สุดท้ายลมก็จะถูกเป่าผ่าน plenum chamber และออกไปสู่บรรยากาศนะครับผม

ประเภทของ Air Cooled Heat Exchanger

โดยอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ หรือ Air cooled heat exchanger จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ตามลักษณะการดึงลมขึ้นไปดังนี้นะครับ

1. Induced draft

Air cooled heat exchanger แบบ Induce draft จะเป็นลักษณะ "การดูดลม" ขึ้นไปด้วยพัดลมที่อยู่ด้านบน กับ tube bundle ที่อยู่ด้านล่างเพื่อไปแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งการทำแบบนี้ก็จะมีประสิทธิภาพในการใช้พัดลมที่สูง แต่ทว่าก็จะใช้กับพวกการระบายความร้อนที่อุณหภูมิสูงมากๆไม่ได้ (ซักประมาณ 120 องศาเซลเซียส) เพราะจะทำให้ตัวใบพัดเองเสียหาย รวมถึงการขึ้นไปถอดเจ้าตัวใบพัดออกเพื่อทำการ Maintenance ที่ยากอีกด้วยครับ

2. Forced draft

Air cooled heat exchanger แบบ Force draft จะเป็น "การเป่าลม" ขึ้นไปด้วยพัดลมที่อยู่ด้านล่าง เพื่อไปแลกเปลี่ยนความร้อนกับ Tube bundle ที่อยู่ด้านบน ซึ่งการออกแบบในลักษณะนี้นั้นก็จะมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าแบบแลก แต่ก็สามารถใช้กับอุณหภูมิสูงๆได้ รวมถึงการทำงานซ่อมบำรุงที่ง่าย และสะดวกกว่ามาก

แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายๆอย่างในการเลือก (Selection) และงานวิศวกรรม (Engineering)

บททิ้งท้ายนะครับ
แต่จากประสบการณ์ของนายช่างเอง ถ้าใน Hot process ในโรงงานประเภท Oil & Gas หรือ โรงไฟฟ้าเอง ก็มักจะใช้แบบ Forced draft เรียกได้ว่า 90% กันเลยทีเดียวครับ ซึ่ง EP นี้อาจจะขอเกริ่นๆภาพรวมไปก่อนสำหรับ Air cooled heat exchanger นะครับผม หากมีข้อสงสัย สามารถเข้ามาสอบถามได้โดยตรงในเพจ Facebook เลยนะครับ
แล้วพบกับสาระความรู้ดีๆ เกี่ยวกับงานช่าง และงานวิศวกรรม กับเพจนายช่างมาแชร์นะครับ

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

# data[].attributes.attachment_link.title
Heat exchanger [EP.2] - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ หรือ Air Cooled Heat Exchanger (fin-fan) - นายช่างมาแชร์

# data[].attributes.attachment_link.description
หลังจากที่เราแชร์ประเภทของ heat exchanger แบบ Shell & tube ที่มีใช้ค่อนข้างมากในโรงงานอุตสาหกรรม ดังนั้นใน Ep.2 นี้อาจจะขอพาไปดูเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบใช้ "ลม" ในการระบายความร้อน ที่นิยมใช้ในทั้ง ระบบ Cooling tower ระบบทำความเย็น, ระบบแอร์, ระบบ refrigerant รวมไปถึง ระบบระบายความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งเจ้าชื่อเต็มของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ คือ Air cooled heat exchanger นะครับ กลับไปอ่านบทความ Heat Exchanger [EP.1] : ประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell & TUBE แต่เราก็อาจจะคุ้นชินกับคำว่า fin-fan หรือ Air cooler กันบ่อยๆนะครับ ซึ่งเหตุผลที่ตัวนี้ค่อนนข้างได้รับความนิยม เพราะ ราคาที่สุดแสนประหยัดนั้นเองครับ งั้นวันนี้เราลองตามไปดูดีกว่าว่า รายละเอียดของเจ้าอุปกรณ์ตัวนี้นั้นมีอะไรบ้างครับ.