ตอบปัญหา คอนเดนเซอร์ คืออะไร?

ถ้าพูดถึง คอนเดนเซอร์ แล้วคุณนึกถึงอะไรในระบบทำความเย็นครับ?

วันนี้เรามาพูดถึงอุปกรณ์ที่สำคัญอีกชิ้นหนึ่งของระบบทำความเย็นกันครับ ซึ่งมีหน้าที่หลักในการระบายความร้อนให้กับสารทำความเย็นนั่นก็คือคอนเดนเซอร์ โดยทั่วไปอาจจะเรียกว่าคอยล์ร้อนซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่รับสารทำความเย็นในสถานะที่เป็นไอที่ส่งมาจากคอมเพรสเซอร์นั่นเอง

คอนเดนเซอร์ (Condenser) หรือที่เรียกกันว่าคอยล์ร้อนนี้พบได้ในระบบทำความเย็นทั่วไป ตั้งแต่ระบบปรับอากาศทั้งในอาคาร รถยนต์ไปจนถึงห้องแช่แข็ง เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยในการระบายความร้อนของสารทำความเย็นที่มีสถานะเป็นไอ มีอุณหุมิสูงและความดันสูง โดยหน้าที่ของคอนเดนเซอร์คือการควบแน่นเอาความร้อนออกแต่ยังคงสถานะความดันอยู่เช่นเดิม

สารทำความเย็นที่เข้ามาในคอนเดนเซอร์จะมีสถานะเป็นไอและมีความร้อนสูงเพราะได้รับความร้อนและความดันสูงจากคอมเพรสเซอร์ เมื่อสารทำความเย็นไหลผ่านผนังของคอนเดนเซอร์ จากสถานะเป็นไอก็จะกลายเป็นของเหลว โดยมีตัวกลางระบายความร้อนได้แก่ อากาศ น้ำ กับทั้งน้ำและอากาศ เพื่อดึงเอาความร้อนออกไปโดยที่ยังคงมีความดันอยู่เท่าเดิม

การจำแนกประเภทของ คอนเดนเซอร์

 คอนเดนเซอร์ถูกจำแนกเป็นหลายประเภท  ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน เพราะการระบายความร้อนเพื่อทำความเย็นนั้นมีหลายรูปแบบ และเนื่องจากระบบนี้จะต้องใช้ทั้งน้ำและไฟฟ้าเป็นตัวขับเคลื่อน จึงจำเป็นต้องคำนวณค่าใช้จ่ายเรื่องค่าน้ำและค่าไฟเพื่อการเลือกให้เหมาะสมด้วย

คอนเดนเซอร์ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่

1. การระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air Cooled Condenser)
2. การระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water Cooled Condenser)
3. และการระบายความร้อนด้วยน้ำและอากาศ หรือที่เรียกว่าการระบายความร้อนแบบระเหย (Evaporative Condenser)

การระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air Cooled Condenser)

การระบายความร้อนด้วยอากาศ จะใช้อากาศเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็น เพื่อให้สารทำความเย็นในสถานะที่เป็นไอกลั่นตัวเป็นของเหลวอีกครั้ง โดยทั่วไปแล้วคอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะทำด้วยท่อทองแดงหรือท่อเหล็กที่มีครีบเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการระบายความร้อน เพราะอากาศที่ไหลผ่านคอนเดนเซอร์มีปริมาณน้อยจึงจำเป็นต้องทำให้พื้นที่ผิวของคอนเดนเซอร์มีมากขึ้น

คอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนโดยใช้อากาศนั้นมีความสัมพันธ์กับความเร็วของอากาศที่ไหลวน ผ่านการออกแบบคอนเดนเซอร์แบบนี้จะต้องทำให้อากาศไหลแบบปั่นป่วนด้วยความเร็วต่ำที่สุดและมีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ดี

ความเร็วของอากาศที่เพิ่มขึ้นเป็นผลให้พัดลมทำงานหนักขึ้น โดยปกติความเร็วของอากาศที่ใช้ในการระบายความร้อนจะอยู่ที่ 2.5 ถึง 6 เมตรต่อวินาที อย่างไรก็ตามก็ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการใช้งาน

การระบายความร้อนประเภทนี้เหมาะสำหรับเครื่องทำความเย็นขนาดเล็ก เช่น ตู้เย็น ตู้แช่ ถังน้ำเย็น เป็นต้น โดยสามารถแบ่งได้เป็น

1.แบบใช้อากาศธรรมชาติหมุนเวียน

นิยมใช้ชนิดท่อและครีบ (Finned-Tube Condenser) ทำจากท่อทองแดงรูปตัวยูและมีแผ่นอลูมิเนียมบางเป็นครีบเพื่อช่วยเพิ่มพื้นที่ในการระบายความร้อนได้ดีขึ้น สำหรับคอนเดนเซอร์แบบท่อเรียบนั้นจะติดตั้งไว้ที่ด้านหลังหรือด้านใต้ของตู้เย็นเพื่อให้ระบายอากาศได้สะดวก

2.แบบใช้พัดลมช่วย

การระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็น โดยยังคงเป็นหลักการใช้อากาศธรรมชาติแต่ทำให้ได้อากาศไหลผ่านคอนเดนเซอร์ได้มากขึ้น แบ่งเป็น 2 แบบคือ

แบบอยู่บนแท่นเดียวกับคอมเพรสเซอร์ (Chassis Mounted)

ซึ่งจะยึดติดกับแท่นคอมเพรสเซอร์และมอเตอร์ โดยรวมเอาทุกชิ้นส่วนอยู่ในแท่นเดียวกันเรียกว่า “คอนเดนซิ่งยูนิต” เหมาะกับเครื่องทำความเย็นขนาดเล็ก แต่มีข้อเสียในเรื่องความสกปรกเพราะตั้งอยู่บนพื้น อากาศที่เข้าไปในคอนเดนเซอร์มีฝุ่นไปติดอยู่จำนวนมากทำให้ระบายความร้อนได้ไม่ดี

แบบแยกอิสระ (Remote)

คอนเดนเซอร์จะติดตั้งแยกออกจากคอมเพรสเซอร์ สามารถติดตั้งได้ทั้งภายนอกและภายในอาคาร โดยพิจารณาจากตำแหน่งและประโยชน์จากแรงลมธรรมชาติให้ได้มากที่สุด

คอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้การติดตั้งพัดลมหรือโบลเวอร์เพื่อช่วยในการเพิ่มปริมาณลมที่ผ่านผิวของคอนเดนเซอร์ซึ่งข้อดีของชนิดนี้จะช่วยลดขนาดและรูปร่างของคอนเดนเซอร์ได้

การระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water Cooled Condenser)

การระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นโดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นเพื่อช่วยให้สารทำความเย็นกลั่นตัวเป็นของเหลว ด้วยคุณสมบัติของน้ำและสารทำความเย็นที่แลกเปลี่ยนกัน ทำให้น้ำมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นโดยบางส่วนระเหยกลายเป็นไอน้ำและอากาศจะพัดไอน้ำออกสู่บรรยากาศ แบ่งเป็น 2 ระบบคือ

ระบบหล่อเย็นแล้วทิ้ง (Wastewater System)

น้ำที่ไหลผ่านเข้าไปหล่อเย็นในคอนเดนเซอร์แล้วจะถูกระบายทิ้งหลังจากการระบายความร้อนแล้ว สิ่งสำคัญในการใช้งานระบบนี้คือการคำนวณค่าน้ำเพื่อหาปริมาณการไหลของน้ำที่เหมาะสม โดยคิดจากความสมดุลระหว่างค่าน้ำและพลังงาน คิดอัตราการไหลโดยประมาณ 0.025 ลิตร/วินาทีต่อ 1 kW ของความสามารถในการทำความเย็น จึงเหมาะกับการใช้งานกับคอนเดนเซอร์ขนาดเล็ก

ระบบน้ำหล่อเย็นแล้วกลับมาใช้ได้อีก (Re-Circulated Water System)

น้ำที่เข้าไประบายความร้อนในคอนเดนเซอร์แล้วไหลไปตามท่อและไปยังหอทำความเย็น (Cooling Tower) เพื่อลดอุณหภูมิของน้ำและสามารถหมุนเวียนกลับไปใช้งานได้ใหม่ ซึ่งอัตราการไหลของน้ำอยู่ที่ระหว่าง 0.045 ถึง 0.06 ลิตร/วินาที ต่อ 1kW

หอทำความเย็น (Cooling Tower)

เมื่อน้ำหล่อเย็นอุณหภูมิสูงไหลออกจากคอนเดนเซอร์แล้ว หอทำความเย็นจะทำหน้าที่ลดอุณหภูมิน้ำที่สูง ให้มีอุณหภูมิที่ต่ำลงโดยการพ่นน้ำดังกล่าวลงด้านล่างและในขณะเดียวกันความร้อนจะถูกถ่ายเทออกไปด้วยอากาศที่ไหลผ่านหอทำความเย็นนี้สู่บรรยากาศด้านบน ซึ่งอากาศที่ทำความเย็นให้หอทำความเย็นนี้มีทั้งแบบดูดอากาศตามธรรมชาติและแบบดูดอากาศด้วยพัดลม

อัตราการเกิดความสกปรก (Fouling Rates)

ตัวแปรที่สำคัญสำหรับระบบระบายความร้อนด้วยน้ำคือ เรื่องของความสกปรกที่มาจากการตกตะกอนของแร่ธาตุและของแข็งต่างๆ ที่มากับน้ำมาติดกับผิวท่อซึ่งทำให้ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนนั้นลดลงและขัดขวางการไหลของน้ำหล่อเย็นอีกด้วย โดยทั่วไปผู้ผลิตเครื่องคอนเดนเซอร์จะบอกพิกัดการทำความสะอาดเครื่องคอนเดนเซอร์ไว้และจัดทำ scale factor ซึ่งเป็นตัวชี้บอกถึงการลดลงของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการใช้น้ำแบบต่างๆ

คอนเดนเซอร์แบบระเหย (Evaporative Condenser)

 

คอนเดนเซอร์ชนิดนี้เป็นการทำงานร่วมกันทั้งน้ำและอากาศในการช่วยระบายความเย็นออกจากสารทำความเย็น โดยน้ำจะถูกปั๊มจากถังด้านล่างแล้วสเปรย์ไปยังคอนเดนเซอร์ก่อนตกลงสู่ก้นถัง เมื่อสารทำความเย็นสถานะเป็นไอ อุณหภูมิสูง ความดันสูง กระทบกับละอองน้ำจะกลั่นตัวเป็นของเหลว

ในขณะที่สเปรย์น้ำฉีดไปยังคอนเดนเซอร์อยู่นั้น มอเตอร์พัดลมจะดูดอากาศจากภายนอกเข้ามาทางด้านล่างของคอนเดนเซอร์และเป่าขึ้นไปด้านบนผ่านตัวกันละอองไอน้ำเพื่อไม่ให้กระเด็นติดออกไปกับอากาศ ซึ่งละอองน้ำบางส่วนเมื่อถูกความร้อนจะระเหยออกไปทำให้ระดับน้ำลดต่ำลงจึงต้องมีการให้น้ำจากแหล่งอื่นเข้ามาเพิ่มเพื่อให้ระดับน้ำคงที่อยู่เสมอ

การบำรุงรักษาคอนเดนเซอร์และหอทำน้ำเย็น

คอนเดนเซอร์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ไม่ต้องดูแลรักษาบ่อย แต่ควรดูแลเรื่องของการหล่อลื่นลูกปืนพัดลมและผิวหน้าของคอนเดนเซอร์ที่ไม่ควรให้มีฝุ่นจับมากเกินไป คอนเดนเซอร์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำมักมีคราบตะกรันซึ่งต้องดูแลความสะอาดอยู่บ่อยๆ เพื่อป้องการการสะสมของเชื้อโรคด้วยการใช้สารละลายกำจัดคราบตะกรัน โดยการถ่ายเอาน้ำออกให้หมดแล้วเติมน้ำสะอาดและสารประกอบที่ช่วยในกำจัดคราบตะกรัน จากนั้นปั๊มน้ำหมุนเวียนเพื่อให้สารประกอบนี้ทำความสะอาดได้ทั้งระบบจากนั้นถ่ายน้ำออกแล้วเติมน้ำสะอาดเข้าไปใหม่

สรุป

การเลือกรูปแบบการติดตั้งคอนเดนเซอร์นั้นมีความจำเป็นอย่างมากในระบบทำความเย็น เพราะเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ช่วยทำให้สารทำความเย็นนั้นเปลี่ยนจากสถานะที่เป็นไอเป็นของเหลวอีกครั้ง รวมถึงการถ่ายเทความร้อนออกจากสารทำความเย็นด้วย นอกจากนี้แล้วจึงต้องเลือกใช้งานคอนเดนเซอร์ในรูปแบบที่เหมาะสมกับการทำความเย็นเพื่อประสิทธิภาพของการทำความเย็นที่สมบูรณ์ที่สุด

ถ้าหากว่าคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการคำแนะนำเกี่ยวกับระบบทำความเย็นและคอนเดนซิ่งยูนิตเพิ่มเติม สามารถสอบถามได้ที่คอมเมนต์ด้านล่างหรือติดต่อเข้ามาปรึกษากับเราที่นี่ได้เลยครับ ทางเรายินดีให้คำแนะนำอย่างเต็มที่