คอยล์เย็นและการเลือกใช้ ตอนที่ 6 (ตอนจบ) – ระยะห่างระหว่างฟิน (Fin Spacing) และการออกแบบการกระจายน้ำยาเพื่อประสิทธิภาพการทำความเย็นสูงสุด

ระยะห่างระหว่างฟิน (Fin Spacing)

ปัจจุบันคอยล์เย็นที่มีจำหน่ายโดยทั่วไปมีระยะห่างด้วยกันหลายขนาด ตั้งแต่ 4, 6, 8, 10 และ 12 คอยล์เย็นแต่ละยี่ห้อมักจะระบุช่วงอุณหภูมิใช้งานที่เหมาะสมของระยะห่างของฟินที่ออกแบบ ซึ่งบ่อยครั้งมักเกิดความเข้าใจผิดและสับสนในการเลือกใช้

ความจริงแล้วการพิจารณาเลือกใช้ระยะห่างของฟินเท่าไหร่นั้น? ในช่วงอุณหภูมิใช้งานเท่าไหร่? สามารถพิจารณาได้จากแคตตาล็อคของผู้ผลิตคอยล์เย็นแต่ละยี่ห้อ ซึ่งได้ผ่านการทดสอบจากโรงงานมาแล้วว่า ระยะห่างของฟินเท่าไหร่จึงสามารถใช้งานได้ แต่คนส่วนมากมักคิดว่า ห้องเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำต้องใช้ระยะห่างระหว่างฟินที่ห่างมากๆ เพื่อป้องกันการเกิดน้ำแข็งอุดตัน ซึ่งในความเป็นจริงแล้วไม่ถูกต้องทั้งหมด จำเป็นต้องพิจารณาองค์ประกอบอื่นๆ เพิ่มเติมดังต่อไปนี้

1. อุณหภูมิของคอยล์เย็น
คอยล์เย็นที่เลือกจุดทำงานของอุณหภูมิที่คอยล์ต่ำเกินไป จะทำให้เกิดการกลั่นตัวควบแน่นน้ำในอากาศมากขึ้นและรวดเร็ว ส่งผลให้น้ำแข็งตันคอยล์เย็นเร็วขึ้น

ตัวอย่างเช่น
ห้องเย็นอุณหภูมิห้อง -5°C คอยล์ชนิดหนึ่งเลือกที่มีระยะห่างฟิน 7 mm. อุณหภูมิคอยล์ -12°C ทำความเย็น 10kw และคอยล์ชนิดที่สองที่มีระยะห่างฟิน 10 mm. อุณหภูมิคอยล์ -15°C ทำความเย็น 10 kw เท่ากัน คอยล์เย็นชนิดใดจะสร้างปัญหาจากน้ำแข็งที่อุดตันมากกว่ากัน




จากผลลัพธ์จะเห็นว่าอุณหภูมิห้อง -5°C ความชื้นสัมพัทธ์ 70% ปริมาณลม 12,000 m3/h ค่าการทำความเย็น 10kw คงที่ โดยที่คอยล์เย็นมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันคือ -12°C และ -1°C จะเห็นว่าอัตราการดึงความชื้น (Dehumidification rate คืออัตราการควบแน่นน้ำในอากาศ) ของคอยล์เย็นที่มีอุณหภูมิ -15°C มีค่า 2.187 kg/hr. และที่ -12°C มีค่า 1.776 kg/hr. ซึ่งคอยล์เย็นที่ -15°C จะมีอัตราการเกิดน้ำที่คอยล์มากกว่า 2.187 - 1.776 = 0.411 kg/hr. หรือ 0.411 Lr./hr. ถ้าเดินเครื่องฯ 15 ชม. ต่อวัน คอยล์เย็นที่อุณหภูมิ -15°C (ระยะห่างฟิน 10 mm.) จะเกิดน้ำแข็งอุดตันมากกว่าอุณหภูมิคอยล์ -12°C (ระยะห่างระหว่างฟิน 7 mm.) เท่ากับ 15 hr. x 0.411 = 6.165 kg.

จากข้อมูลดังกล่าวนี้จะเห็นได้ว่า การพิจารณาเลือกใช้ระยะฟินเท่าใด? ไม่ใช่แค่ความรู้สึกหรือคำบอกเล่าต่อๆ กันมา แต่มีเหตุผลและข้อเท็จจริงอื่นๆ สนับสนุน ซึ่งองค์ความรู้ดังกล่าวยังขาดการแนะนำและมักเข้าใจกันผิด จึงทำให้ต้องสูญเสียพลังงาน ค่าไฟฟ้า ค่าใช้จ่าย และอื่นๆ อีกมากมาย อย่างไม่ควรเสีย

2. การบรรจุหีบห่อของสินค้า
ถ้าสินค้ามีการบรรจุหีบห่อมิดชิด ปิดผนึกความชื้นและประมาณน้ำในตัวสินค้า ก็จะไม่ถ่ายโอนให้อากาศภายในห้องไปควบแน่นที่คอยล์เย็น จะมีเพียงแต่น้ำในอากาศภายในห้องหรืออากาศที่รั่วซึมเข้าห้องเย็นในส่วนต่างๆ เท่านั้น ที่จะไปควบแน่นเป็นน้ำและกลายเป็นน้ำแข็งตันคอยล์ ดังนั้นควรคำนึงถึงเหตุและปัจจัยดังกล่าวนี้ด้วยครับ

การออกแบบการกระจายน้ำยาเพื่อประสิทธิภาพการทำความเย็นสูงสุด

สิ่งทุกคนต้องการให้คอยล์เย็นที่เลือกใช้สามารถทำความเย็นได้ประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดพลังงาน ทนทานไม่เสียหายง่าย และที่สำคัญคุ้มค่าคุ้มราคา ยังมีลักษณะเฉพาะของคอยล์ในระบบทำความเย็นที่ดีอีกอย่างหนึ่งคือ การฉีดจ่ายสารทำความเย็นในคอยล์เย็น

จะต้องฉีดจ่ายในสัดส่วนผสม (ของเหลวและไอ) ที่สม่ำเสมอในทุกๆ วงจรในคอยล์เย็น โดยคอยล์ในระบบทำความเย็นจะแตกต่างกับคอยล์ในระบบปรับอากาศ คอยล์ในระบบทำความเย็นมีอุณหภูมิเข้าใกล้ศูนย์หรือต่ำกว่าศูนย์ ซึ่งอาจเกิดน้ำแข็งที่คอยล์ได้ และน้ำแข็งเป็นปัญหาและอุปสรรคต่อการทำความเย็น ลดประสิทธิภาพในการทำความเย็น ลดพื้นที่การแลกเปลี่ยนความเย็น มีผลต่อประสิทธิภาพคอยล์และประสิทธิภาพเครื่องฯ

คำถามคือ
แล้วการฉีดจ่ายสารทำความเย็นในสัดส่วนที่ไม่สม่ำเสมอ (สารทำความเย็นจะมีทั้งของเหลวและไอผสมกัน) เกี่ยวพันอย่างไรกับประสิทธิภาพคอยล์เย็นและการเกิดน้ำแข็ง?




คำตอบคือ
การใช้หัวฝักบัวฉีดจ่ายสารทำความเย็นมีโอกาสให้ทุกๆ วงจรในคอยล์เย็นมีอัตราส่วนผสมของสารทำความเย็นเหลวและไอไม่เท่ากัน ที่สำคัญความดันในแต่ละวงจรย่อมไม่เท่ากัน มีผลต่ออุณหภูมิระเหยของสารทำความเย็นที่ไม่เท่ากันอีกด้วย บางวงจรหรือตำแหน่งของคอยล์เย็นจะเกิดน้ำแข็งได้เร็วกว่า (ดังแสดงในรูป) น้ำแข็งที่เกิดขึ้นทำให้พื้นที่การแลกเปลี่ยนความร้อนและปริมาณลมเย็นลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพคอยล์เย็นลดลงตามมา



ในปัจจุบันมีการพัฒนาให้สามารถฉีดจ่ายน้ำยาทำความเย็นให้มีสัดส่วนของผสมระหว่างสารทำความเย็นเหลวและไอในทุกๆ วงจรได้ โดยการให้สารทำความเย็นที่ไหลผ่าน เอ็กแปนชั่นวาล์ว ไหลเข้าสู่กระเปาะ โดยในกระเปาะนั้นสารทำความเย็นเหลวจะอยู่บริเวณด้านล่าง และไอจะลอยอยู่ด้านบน ภายในกระเปาะจะมีท่อ (ตามจำนวนของวงจรการฉีดจ่าย) ที่เจาะเป็นรูด้านล่าง และร่องด้านบนของแต่ละท่อ เพื่อให้สารทำความเย็นเหลวและไอไหลเข้าไปผสมกัน และไหลเข้าสู่คอยล์ในสัดส่วนที่สม่ำเสมอทำให้แรงดันในคอยล์แต่ละวงจรเท่ากัน และคอยล์เย็นจะได้ประสิทธิภาพดีขึ้นครับ

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