คอยล์เย็นและการเลือกใช้ ตอนที่ 3 – การออกแบบภายในท่อ และการออกแบบฟิน


จากที่กล่าวมาแล้วว่า การออกแบบคอยล์เย็นอาศัยหลักการนำความร้อน (เย็น) และการพาความร้อน (เย็น) การออกแบบท่อที่เหมาะสมทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน (เย็น) แบบการนำสารทำความเย็น สู่ท่อสารทำความเย็นและสู่ฟิน

ซึ่งผมขออธิบายการออกแบบภายในท่อและการออกแบบฟินโดยละเอียด ดังนี้ครับ

การออกแบบภายในท่อ

แหล่งกำเนิดความเย็นของคอยล์ที่เกิดภายในท่อสารทำความเย็น โดยการระเหยของสารทำความเย็นที่ความดันต่ำ ท่อดังกล่าวจึงเกิดความเย็น ดังนั้นท่อสารทำความเย็นจึงมีส่วนสำคัญเป็นอย่างมากในการถ่ายเทความร้อน (เย็น)

ในปัจจุบันมีการปรับปรุงการออกแบบท่อสารทำความเย็นในคอยล์เย็น ให้ภายในท่อเกิดการไหลแบบปั่นป่วน (Turbulent) ทำให้สารทำความเย็นสามารถแลกเปลี่ยนความร้อน (เย็น) กับท่อฯ ได้ดีขึ้น มีผลทำให้ประสิทธิภาพของคอยล์เย็นดีขึ้น

ดังนั้น ท่อที่ดีควรมีความหนา เพื่อเสริมความแข็งแรงของคอยล์เย็น ไม่รั่วหรือแตกร้าวง่าย เมื่อเข้าสู่กระบวนการผลิตคอยล์เย็นในส่วนการขยายตัว (Expansion) ของท่อฯ ทนต่อแรงดันและแรงบิดตัวได้ดีในการใช้งาน

การออกแบบฟิน

เป็นขั้นตอนการออกแบบฟินมีส่วนสำคัญเป็นอย่างมากในการถ่ายเทความร้อน (เย็น) โดยการพา

คงไม่มีประโยชน์อะไรเลย! ถ้าเราลืมคำนึงถึงการถ่ายเทความร้อนอีกรูปแบบหนึ่ง นั่นคือ การพาความร้อน (เย็น) สู่ห้องการออกแบบลายของฟินที่เหมาะสม ต้องทำให้อากาศที่ไหลผ่านฟินเป็นแบบปั่นป่วน (Turbulent)

การไหลแบบปั่นป่วนนี้ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการพาความร้อน (เย็น) ได้ดี แต่ถ้าปั่นป่วนมากเกินไป จะเกิดความดันตก (Pressure Drop) ซึ่งเป็นความสูญเสียที่จะต้องเพิ่มขนาดของพัดลมให้มีกำลังสูงขึ้น เพื่อสร้างความดันสูงเอาชนะความดันตกในคอยล์เย็น

ดังนั้นการพิจารณาการออกแบบลายของฟิน ที่เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน (เย็น) ได้ดี และเกิดความดันตก (Pressure Drop) น้อย การใช้โปรแกรม Finite Element Method (FEM) มาช่วยออกแบบและวิเคราะห์ เป็นอีกหนึ่งวิธีที่นิยมใช้กันครับ

สำหรับการขึ้นลายฟินนี้ วัสดุที่ใช้ทำฟินจำเป็นต้องมีความหนาในระดับหนึ่ง เพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายจากการกดขึ้นลายดังกล่าว จึงเป็นสาเหตุที่ว่า คอยล์เย็นบางยี่ห้อมีความหนาเป็นพิเศษ มีลายที่สามารถแลกเปลี่ยนความร้อน (เย็น) ได้ดี แต่ใช้พื้นที่ผิวฟินน้อยกว่า ซึ่งการนำข้อมูลเฉพาะบางอย่างของคอยล์เย็น เช่น พื้นที่ผิวของคอยล์เย็น ปริมาณส่งลมจำนวนพัดลม และอื่นๆ ของยี่ห้อหนึ่งมาเทียบเคียงอีกยี่ห้อหนึ่ง จึงไม่ถูกต้องนัก เพราะสิ่งเหล่านี้ เป็นเพียงองค์ประกอบในการทำให้คอยล์เย็นมีความสามารถในการทำความเย็นได้เท่านั้น

ทั้งนี้ควรพิจารณาค่าทำความเย็นของคอยล์ที่เกิดขึ้น เพราะคอยล์แต่ละยี่ห้อจะอยู่บนพื้นฐานการออกแบบลายฟิน รูปแบบการจัดเรียงท่อ รูปแบบของท่อ ปริมาณลม ความเร็วลม และอื่นๆ อีกมากที่แตกต่างกัน

---------------------
ดร. สุกิจ ลิติกรณ์
ผู้อำนวยการสนับสนุนวิศวกรรม ธุรกิจระบบทำความเย็น
บริษัท หาญ เอ็นจิเนียริ่ง โซลูชั่นส์ จำกัด (มหาชน)