ปัจจุบันในวงการงานอุตสาหกรรมต่างมีการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน “Heat Exchanger” มาเป็นองค์ประกอบสำคัญในสายการผลิตและเป็นเครื่องมือที่ใช้ในระบบต่าง ๆ ทางวิศวกรรมอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะในโรงงานหรือห้องคลีนรูม (Cleanroom) เพื่อเพิ่มอุณหภูมิ ลดอุณหภูมิ หรือหมุนเวียนความร้อนจากของเหลวหรือก๊าซนำกลับมาใช้ใหม่
Heat Exchanger คืออะไร?
Heat Exchanger คือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือหรือตัวกลางในการแลกเปลี่ยนความร้อนของของไหล 2 ชนิดที่มีอุณหภูมิต่างกัน (ของเหลวหรือก๊าซ) เพื่อถ่ายเทของไหลที่ร้อนกว่าไปสู่ของไหลเย็นกว่าโดยใช้ Heat Exchanger หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นตัวกลาง โดยไม่สัมผัสและไม่ผสมกัน
ในหลายอุตสาหกรรมมักนำมาใช้ในการแลกเปลี่ยนความร้อนหลากหลายรูปแบบ เช่น การพาสเจอร์ไรซ์ (Pasteurization) ระบบระบายอากาศในสายการผลิตหรือโรงงาน ตั้งแต่ในอุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมน้ำมัน ห้องเย็น (Coldroom) ห้องสะอาด (Cleanroom) ตลอดจนโรงงานไฟฟ้าและอุตสาหกรรมเคมี เป็นต้น
Heat Exchanger มีหลักการทำงานอย่างไร?
หลักการทำงานของ Heat Exchanger หรือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน คือ การพาความร้อน (Convection) ผ่านของไหล และการนำความร้อน (Conduction) ผ่านตัวกลาง โดยกระบวนการไหลจะเป็นแบบขนาน เคลื่อนที่ผ่าน Heat Exchanger ไปยังอีกด้านหนึ่ง ซึ่งลักษณะการไหลของของไหลจะสามารถแบ่งได้ 3 ประเภท คือ
- การไหลแบบทางเดียวกัน (Parallel Flow) เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อสองชั้น (Shell and Tube)
- การไหลสวนทางกัน (Counter Flow) เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (Plate Type)
- การไหลตั้งฉากกัน (Cross Flow) หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบทิศทางการไหลตั้งฉากกัน
โดยหลักการทำงานของ Heat Exchanger แต่ละประเภทจะขึ้นอยู่กับชนิดของ Heat exchanger นั้น ๆ ด้วย
Heat Exchanger มีกี่แบบ?
Heat Exchanger หากแบ่งตามลักษณะของไหลที่ใช้ มี 2 แบบหลัก ๆ ได้แก่
1. Air to Liquid Exchanger
- Air to Water Exchanger หรือ Shell and Tube หลักการแลกเปลี่ยนความร้อนของ Heat Exchanger ประเภทนี้ ของไหลทั้ง 2 ชนิดจะไม่เกิดการผสมกัน เนื่องจากจะมีของไหลชนิดหนึ่งอยู่ในท่อและอีกหนึ่งชนิดจะอยู่ในเชลล์
- Air to Refrigerant Exchanger หรือ Heat pipe เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่อาศัยการเปลี่ยนสถานะระหว่างการระเหยและการควบแน่นของสารทำความเย็น
2. Air to Air Heat Exchanger
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้จะเป็นการดึงเอาความเย็นจากลมของ Exhaust Air มาแลกเปลี่ยนกับอากาศจากภายนอก เพื่อให้ได้ Fresh Air ที่มีความเย็นโดย Air to Air Heat Exchanger มีอยู่หลายแบบ เช่น
- แบบวงล้อ หรือ Heat Wheel เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่มีลักษณะเป็นวงล้อทำด้วยโลหะชนิดต่าง ๆ ตามการใช้งาน โดยอาศัยการหมุนของวงล้อในการแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งสามารถรองรับอุณหภูมิของอากาศที่นำไปทิ้งได้ถึง 0-500 องศาเซลเซียส โดยข้อดีที่โดดเด่นของ Heat Wheel Exchanger ได้แก่
– มีอัตราการไหลที่สูง
– สามารถถ่ายเทความชื้นได้ดี
– ไม่เกิดน้ำแข็งเกาะใบพัด - แบบแผ่น หรือ Plate Type เป็นการแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้แผ่นโลหะในการถ่ายโอนความร้อนระหว่างของเหลวทั้ง 2 ชนิด ซึ่ง Plate Type Exchanger จะมีคุณสมบัติ คือ
– อัตราการรั่วไหลต่ำ
– มีอายุการใช้งานยาวและการซ่อมบำรุงไม่แพงมาก
– สามารถทำความสะอาดได้ง่าย
Heat Exchanger เกี่ยวข้องกับคลีนรูมอย่างไร?
เนื่องจากในห้องคลีนรูม (Cleanroom) เป็นห้องแบบปิดที่มีการควบคุมความสะอาดของพื้นที่ภายในห้องและความสะอาดของอากาศ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของเชื้อโรคและฝุ่นละอองจากภายนอก รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิภายในห้องคลีนรูมให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด จึงจำเป็นต้องมีการปรับอากาศภายในห้องคลีนรูมและระบายอากาศออกสู่ภายนอก ดังนั้นในห้องคลีนรูมในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น อุตสาหกรรมการผลิตยา โรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โรงพยาบาล ห้องผ่าตัด ตลอดจนห้องแล็ปต่าง ๆ จึงมีการใช้ Heat Exchanger เพื่อช่วยลดอุณหภูมิขาเข้าของอากาศให้เย็นลงและแลกเปลี่ยนความร้อนภายในห้องระบายออกสู่ภายนอกนั่นเอง
เลือกใช้ Heat Exchanger คุณภาพกับ CAI Engineering
CAI Engineering ผู้เชี่ยวชาญในการออกแบบและสร้างห้องคลีนรูมในระดับสากล รับออกแบบและก่อสร้างห้องสะอาด คลีนรูม ห้องปลอดเชื้อ หรือห้องปลอดฝุ่นในหลากหลายอุตสาหกรรมอย่างครบวงจร โดยใช้ HEATEX แบรนด์ผู้ผลิต Heat Exchanger แบบ Air to Air ที่มีคุณภาพสูง และสามารถกำหนดขนาดของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ได้ตามความเหมาะสมของงาน รวมถึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบหมุนเวียนในห้องคลีนรูมและสามารถประหยัดพลังงาน จึงมั่นใจได้ว่าห้องคลีนรูม จาก CAI Engineering มีคุณภาพตรงตามมาตรฐาน มีความทันสมัย และสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
