chapter - cooling towers (thai).pdf

เคร่ืองมือที่ใชพลังงานไฟฟา: หอหลอเย็น

แนวทางปฏิบัติเพื่อการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพในภาคอุตสาหกรรมของเอเชีย – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 1

หอหลอเย็น

1. บทนํา ...................................................................................................................1

2. ประเภทของหอหลอเย็น .............................................................................................4

3. การประเมินสมรรถภาพหอหลอเย็น ...............................................................................7

4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมปีระสิทธิภาพ .....................................................................9

5. รายการตรวจสอบทางเลือก ........................................................................................14

6. ตารางงาน ............................................................................................................15

7. เอกสารอางอิง ........................................................................................................17

1. บทนํา

หัวขอนี้จะอธิบายพอสังเขปถึงรูปแบบหลักๆ ของหอหลอเย็น

1.1 หอหลอเย็นคืออะไร?

เนื่องจากมีความตองการใชน้ําเย็นในการใชงานตางๆ เชน เครื่องปรับอากาศ กระบวนการผลิตพลังงานไฟฟา หอหลอเย็นจึงเปนเครื่องมือที่ถูกนํามาใชเพื่อลดอุณหภูมิของกระแสน้ําโดยดึงความรอนออกมาจากน้ํา แลวปลอยออกไปสูบรรยากาศ หอหลอเย็จะใชวิธีการระเหย ซึ่งน้ําบางสวนจะระเหยไปในกระแสอากาศที่เคลื่อนที่แลวถูกปลอยออกสูช้ันบรรยากาศ ผลลัพธก็คือ น้ําสวนที่เหลือจะถูกทําใหเย็นลงอยางมาก (รูปที่1) หอหลอเย็นสามารถลดอณุหภูมิของน้ําไดมากกวาอุปกรณอื่นๆ ซึ่งใชอากาศไลความรอนเพียงอยางเดียว เชนเดียวกับแผงรังผึ้งในรถยนต เพราะฉะนั้นจึงมีความคุมคาดานราคาและมีประสิทธิภาพดานพลังงานมากกวา

รูปท่ี 1. แผนผังของระบบหอหลอเย็น (Pacific Northwest National Laboratory, 2001)



1.2 สวนประกอบของหอหลอเย็น สวนประกอบพื้นฐานของหอหลอเย็น จะรวมถึงโครงและตัวถัง ตัวเติม อางน้ําเย็น เครื่องกําจัดการเลื่อนลอย ชอง

อากาศเขา บานเกล็ด หัวฉีดและพัดลม ซึ่งอธิบายไดดังนี้1

โครงและตัวถัง หอหลอเย็นสวนใหญจะมีโครงสรางซึ่งจะรองรับฝาปดภายนอก (ตัวถัง) มอเตอรพัดลม และสวนประกอบอื่นๆ การออกแบบเพียงเล็กนอย เชน การใชหนวยเสนใยแกว ก็อาจใชตัวถังเปนโครงก็ได

ตัวเติม หอหลอเย็นสวนใหญจะใชตัวเติม (ทําจากพลาสติกหรือไม) ชวยในการถายเทความรอน โดยทําใหน้ํากับอากาศสัมผัสกันมากที่สุด จะมีผนังอยู 2 ชนิดคือ ผนังสาดกระเซ็น น้ําจะตกลงบนชั้นตางๆ ของแทงสาดกระเซ็น แลวแตกตัวออกเปนหยดน้ําเล็กๆ อยางตอเนื่องไป

พรอมๆ กับการทําใหพ้ืนผิวผนังเปยก ผนังสาดกระเซ็นที่เปนพลาสติก จะทําใหมีการถายเทความรอนไดดีกวาไม ผนังฟลม จะประกอบไปดวยพ้ืนผิวพลาสติกบางๆ หลายช้ันซอนติดกัน และมีน้ําแผเคลือบอยูเปนช้ันบางๆ และสัมผัส

กับอากาศ พ้ืนผิวเหลานี้อาจมีลักษณะแบบราบเรียบ เปนลูกฟูก เปนรังผึ้ง หรือรูปแบบอื่นๆ ผนังประเภทฟลมนี้ จะมีประสิทธิภาพมากกวาและใหการถายเทความรอนเหมือนกันกับผนังสาดกระเซ็น แตใชปริมาตรน้ํานอยกวา

อางน้ําเย็น อางน้ําเย็นจะอยูที่ดานลางของหอหลอเย็น โดยมันจะรองรับน้ําเย็นที่ไหลผานมาจากหอหลอเย็นและตัวเติมอางนี้จะมีหลุมหรือจุดต่ําที่เช่ือมตอกับจุดปลอยน้ําเย็น ในการออกแบบหอหลอเย็นหลายๆ ชนิด อางน้ําเย็นมักจะอยูที่ดานลางของผนังทั้งหมด อยางไรก็ตามในการออกแบบกระแสลมบังคับแบบไหลสวนทางนั้น น้ําที่อยูดานลางของผนังจะถูกนํารองไปที่ทองรางน้ําซึ่งทําหนาที่เปนอางน้ําเย็น พัดลมผลักดัน จะถูกติดตั้งเขาที่ดานลางของผนังเพื่อเปาอากาศผานหอหลอเย็น ในการออกแบบลักษณะนี้ หอหลอเย็นจะถูกติดตั้งใหอยูบนขารองรับเพื่อใหนําพัดลมและมอเตอรเขาไปไดงาย เคร่ืองกําจัดการเลื่อนลอย อุปกรณนี้จะดักจับหยดน้ําที่อยูในกระแสอากาศ มิฉะนั้นแลวก็จะสูญเสียไปในชั้นบรรยากาศ ชองอากาศเขา เปนจุดที่อากาศเขาสูหอหลอเย็น ชองอากาศเขานี้อาจอยูดานใดดานหนึ่งทั้งหมดของหอหลอเย็น (การออกแบบไหลทางขวาง) หรืออยูที่ดานขางหรือดานลางของหอหลอเย็น (การออกแบบไหลสวนทาง)

บานเกล็ด โดยทั่วๆ ไปแลว หอหลอเย็นแบบไหลทางขวางจะมีบานเกล็ดที่ชองทางเขา โดยมีวัตถุประสงคคือ เพื่อทําใหอากาศไหลเขาหาผนังเทาๆ กัน และเก็บน้ําไวภายในหอหลอเย็น แตมีหอหลอเย็นแบบไหลสวนทางจํานวนมากที่ไมตองการใชบานเกล็ด หัวฉีด ทําหนาที่ฉีดพนน้ําเพื่อทําใหผนังเปยก การกระจายน้ําเทาๆ กันลงไปบนผนังนั้นเปนสิ่งที่จําเปนเพื่อทําใหพ้ืนผิวผนังทั้งหมดเปยกอยางเหมาะสม หัวฉีดอาจะเปนแบบยึดติดกับที่ และฉีดเปนวงหรือเปนรูปสี่เหลี่ยมจัตรัส หรืออาจเปนสวนหนึ่งของชุดประกอบ ดังเชนที่พบไดในหอหลอเย็นบางชนิดที่มีหนาตัดขวางรูปวงกลม

พัดลม ทั้งพัดลมแบบหมุนในแนวแกน (แบบใบพัดขับเคลื่อน) และแบบแรงหมุนเหว่ียง ลวนแตถูกนํามาใชในหอหลอเยน็ โดยทั่วๆ ไปแลว พัดลมแบบใบพัดขับเคลื่อน จะถูกใชในหอหลอเย็นแบบกระแสลมเหนี่ยวนํา และพัดลมทั้งสองแบบนี้จะถูกใชในหอหลอเย็นแบบกระแสลมบังคับ ชนิดของพัดลมที่ใชอาจเปนแบบระยะหางคงที่หรือแบบปรับเปลี่ยนระยะหางได โดยจะขึ้นอยูกับขนาดของพัดลม พัดลมที่ไมมีใบพัดแบบปรับไดอัตโนมัติอาจถูกนํามาใชไดในชวง kW กวางๆ เพราะวาสามารถปรับพัดลมใหสงอากาศตามที่ตองการไดโดยใชพลังงานนอยที่สุด สวนใบพัดที่สามารถปรับโดยอัตโนมัตินั้นจะสามารถปรับขนาดการไหลของอากาศใหตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงสภาวะของโหลดได

1 หัวขอ 1.2 นํามาจากเนื้อหาทั้งหมดใน Cooling Towers. ใน: Energy Efficiency in Electrical Utilities. บทที่ 7, หนา 135 - 151.

2004, โดยไดรับอนุญาตจาก Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India



1.3 วัสดุของหอหลอเย็น

เดิมทีนั้น หอหลอเย็นจะถูกสรางขึ้นดวยไมเปนหลัก ซึ่งจะรวมถึงโครง ตัวถัง บานเกล็ด ผนังและอางน้ําเย็น ในบางครั้งอางน้ําเย็นก็ทําดวยคอนกรีต ในทุกวันนี้ ผูผลิตจะใชวัสดุหลายชนิดในการกอสรางหอหลอเย็น วัสดุตางๆ ถูกเลือกมาใชเพื่อเพิ่มความตานทานตอการกัดกรอน ลดภาระการบํารุงรักษาและเพิ่มความเชื่อถือได และเพื่ออายุการใชงานที่ยาวนาน เหล็กลาชุบกันสนิม เหล็กกลาไรสนิม เสนใยแกว และคอนกรีต ตางก็ถูกนํามาใชอยางกวางขวางในการกอสรางหอหลอเย็น เชนเดียวกับการนําอะลูมิเนียม และพลาสติกมาทําสวนประกอบอื่นๆ2

โครงและตัวถัง หอหลอเย็นที่ทําดวยไมยังคงมีอยู แตสวนประกอบหลายๆ อยางตางก็ทํามาจากวัสดุตางๆ กัน เชน ใชเสนใยแกวทําเปนตัวถังหุมรอบๆ โครงไม และใชเสนใยแกวทําเปนบานเกล็ดที่ชองอากาศเขา ใชพลาสติกทําเปนตัวเติมและอางน้ําเย็นที่ทําดวยเหล็กกลา มีหอหลอเย็นจํานวนมาก (ตัวถังและอางน้ําเย็น) ที่ทํามาจากเหล็กกลาชุบกันสนิมหรือทําดวยเหล็กกลาไรสนิมในกรณีที่มีปญหาเกี่ยวกับการกัดกรอนในชั้นบรรยากาศ ในบางครั้งหอหลอเย็นขนาดใหญก็ทําดวยคอนกรีต เสนใยแกวมักจะถูกนํามาทําเปนตัวถังและอางน้ําของหอหลอเย็นเพราะวามันชวยใหหอหลอเย็นมีอายุการใชงานที่ยาวนานขึ้นและยังชวยปองกันอันตรายจากสารเคมีตางๆ ดวย ตัวเติม มักจะนํามาจากพลาสติก ซึ่งรวมถึง PVC โพลีโพรพีลีน และโพลิเมอรชนิดอื่นๆ เมื่อสภาพนํ้าตองการใหมีการใชผนังแบบสาดกระเซ็น ก็ยังคงมีการใชผนังสาดกระเซ็นที่ทําดวยไมอยูในหอหลอเย็นที่เปนไม แตก็นิยมใชผนังสาดกระเซ็นที่เปนพลาสติกดวยเชนกัน ผนังแบบฟลมก็ถูกเลือกนํามาใชเชนกันเมื่อน้ําไมมีเศษตะกอนอุดตันการไหลที่ตัวเติมเพราะจะมีประสิทธิภาพในการถายเทความรอนที่ดีกวา หัวฉีด พลาสติกจะถูกนํามาใชทําหัวฉีดอยางกวางขวาง โดยหัวฉีดจํานวนมากจะทําดวย PVC ABS โพลิโพรพีลีน และเสนใยแกวไนลอน พัดลม มักจะทํามาจากอะลูมิเนียม เสนใยแกว และเหล็กลาชุบรอนกันสนิม พัดลมแบบแรงเหวี่ยงมักจะทําดวยเหล็กกลาชุบกันสนิม สวนพัดลมแบบใบพัดขับเคลื่อนนั้นจะทํามาจากเหล็กกลาชุบกันสนิม อะลูมิเนียม หรือพลาสติกหลอเสริมเสนใยแกว

2 หัวขอ 1.3 นี้นํามาจาก Cooling Towers. ใน: Energy Efficiency in Electrical Utilities. บทที่ 7, หนา 135 - 151. 2004, โดยไดรับอนุญาตจาก Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India



2. ประเภทของหอหลอเย็น

หัวขอนี้จะอธิบายถึงประเภทหลักๆ ของหอหลอเย็น ซึ่งไดแก หอหลอเย็นแบบอากาศไหลธรรมชาติ และหอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกล

2.1 หอหลอเย็นแบบอากาศไหลธรรมชาติ

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลธรรมชาติ หรือแบบไฮเปอรโบลิกนี้ จะใชความแตกตางระหวางอุณหภูมิของสภาพแวดลอมกับอากาศรอนภายในหอหลอเย็น ในขณะที่อากาศรอนไหลผานหอหลอเย็นขึ้นสูดานบนนั้น (เนื่องจากอากาศรอนจะลอยขึ้น) อากาศเย็นจะถูกดูดลงสูดานลางของหอหลอเย็นโดยผานชองอากาศเขาที่ดานลาง เนื่องจากมีการจัดวางของหอหลอเย็น จึงไมตองการใชพัดลมและแทบจะไมมีการไหลเวียนของอากาศรอน ซึ่งจะมีผลกระทบตอสมรรถภาพ คอนกรีตจะถูกนํามาสรางเปนผนังของหอหลอเย็นโดยมีความสูงไดถึง 200 เมตร หอหลอเย็นเหลานี้มีไวสําหรับความรอนมากๆ เทานั้น เพราะโครงสรางคอนกรีตขนาดใหญจะมีราคาแพง

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลธรรมชาติจะมีอยู 2 ชนิด ชนิดไหลทางขวาง (รูปที่ 2) : อากาศจะถูกดูดผานน้ําที่ตกอยู โดยผนังจะอยูดานนอกของหอหลอเย็น ชนิดไหลสวนทาง (รูปที่ 3) : อากาศจะถูกดูดผานน้ําที่ตกอยู และผนังจะอยูที่ดานในของหอหลอเย็น ถึงแมวาจะมีการ

ออกแบบโดยขึ้นอยูกับลักษณะเฉพาะของสถานที่ต้ัง 2.2 หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกล

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกล จะมีพัดลมขนาดใหญเพื่อดันหรือดูดอากาศใหผานน้ําที่ไหลเวียนอยู น้ําจะตกลงบนพ้ืนผิวของผนังซึ่งจะชวยใหน้ําและอากาศมีเวลาสัมผัสกันมากขึ้น ซึ่งจะชวยใหมีการแลกเปลี่ยนความรอนระหวางน้ํากับอากาศไดมากที่สุด อัตราการหลอเย็นของหอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกลจะขึ้นอยูกับปจจัยหลายประการ เชน เสนผานศูนยกลางของพัดลม และความเร็วในการทํางาน รวมถึงผนังสําหรับความตานทานในระบบ เปนตน



หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกลจะมีกําลังผลิตหลายขนาด โดยหอหลอเย็นประเภทนี้อาจทํามาจากโรงงานหรือสรางขึ้นในภาคสนาม ตัวอยางเชน หอหลอเย็นที่เปนคอนกรีต จะตองสรางในภาคสนามเทานั้น

มีหอหลอเย็นจํานวนมากที่ถูกสรางใหอยูรวมกันเปนกลุม เพื่อใหไดกําลังผลิตตามที่ตองการ ดังนั้น หอหลอเย็นจํานวนมากจึงเปนการรวมตัวกันตั้งแตสองหอขึ้นไป โดยแตละหอเรียกวา “เซล” และจะเรียกหอหลอเย็นดังกลาวตามจํานวนเซลที่มี เชน หอหลอเย็นแบบ 8 เซล เปนตน หอหลอเย็นแบบหลายๆ เซล อาจเปนแบบเสนตรง รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือรูปวงกลม แลวแตรูปรางของเซลเดี่ยว และขึ้นอยูกับวาชองอากาศเขา จะอยูดานขางหรืออยูที่ดานลางของเซล

ขอมูลของหอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกลสามชนิด สรุปไวในตารางที่ 1

ตารางที่ 1. รูปแบบหลักของหอหลอเย็นแบบอากาศไหลเชิงกลชนิดตางๆ (ใชขอมูลจาก AIRAH) ชนิดของหอหลอเยน็ ขอดี ขอเสีย

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลบังคับ (รูปที่ 4): อากาศจะถูกเปาผานหอหลอเย็นโดยพัดลมซึ่งอยูที่ชองอากาศเขา

เหมาะสําหรับการใชที่มีแรงตานทานอากาศสูงเนื่องจากพัดลมของเครื่องเปามแบบแรงเหวี่ยง

พัดลมทํางานคอนขางเงียบ

มีการไหลเวียนเนื่องจากมีอากาศไหลเขามีความเร็วสูงและอากาศไหลออกมีความเรว็ต่ํา ซึ่งสามารถแกไขไดโดยการกําหนดตําแหนงของหอหลอเย็นในพื้นที่ของโรงงานรวมกับทอปลอยออก

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเหนี่ยวนําชนิดไหลทางขวาง (รูปที่ 5): น้ําเขาที่ดานบนแลวไหลผานผนัง อากาศเขาที่ดานใดดานหนึ่ง (หอหลอเย็นแบบไหลครั้งเดียว) หรือ เขาดานตรงขามกัน (หอหลอเย็นแบบไหลสองครั้ง)

พัดลมเหนี่ยวนําดูดอากาศผานผนังไปยังชองทางออกที่ดานบนสุดของหอหลอเย็น

หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเหนี่ยวนําชนิดไหลสวนทาง (รูปที่ 6): น้ํารอนไหลเขาดานบน อากาศไหลเขาดานลางและออกที่ดานบน ใชทั้งพัดลมบังคับและพัดลมเหนี่ยวนาํ

มีการไหลเวียนนอยกวาหอหลอเย็นแบบอากาศไหลบังคับเพราะวาอากาศไหลออกมีความเรว็ 3-4 เทา ของอากาศไหลเขา

กลไกของพัดลมและมอเตอรขับเคลื่อนตองการการปกปองจากสภาพอากาศที่ชื้นและมีการกัดกรอนเพราะวาอยูในเสนทางอากาศออกซึ่งมีความชื้น

รูปท่ี 4. หอหลอเย็นแบบอากาศไหลบังคับ (GEO4VA)



รูปท่ี 6. หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเหนี่ยวนําชนิดไหลสวนทาง (GEO4VA)

รูปท่ี 5. หอหลอเย็นแบบอากาศไหลเหนี่ยวนําชนิดไหลทางขวาง (GEO4VA)



3. การประเมินสมรรถภาพของหอหลอเย็น

หัวขอนี้จะอธิบาย จะทําการประเมินสมรรถภาพของหอหลอเย็นไดอยางไร 3 สมรรถภาพของหอหลอเย็นจะถูกประเมินเพื่อตรวจสอบระดับและชวงของการทํางานปจจุบัน เปรียบเทียบกับคาที่ไดออกแบบมา เพื่อบงช้ีวามีการสูญเปลาของพลังงานที่สวนใดบาง และเพื่อใหคําแนะนําสําหรับการปรับปรุง

ระหวางการประเมินสมรรถภาพ อุปกรณการตรวจสอบ จะถูกใชเพื่อวัดคาปจจัยตางๆ ดังนี้ อุณหภูมิของอากาศที่กระเปาะเปยก อุณหภูมิของอากาศที่กระเปาะแหง อุณหภูมิของน้ําเขาสูหอหลอเย็น อุณหภูมิของน้ําออกจากหอหลอเย็น อุณหภูมิของไอเสีย คาไฟฟาที่อานจากมอเตอรของเครื่องสูบและพัดลม อัตราการไหลของน้ํา อัตราการไหลของอากาศ

รูปท่ี 7. ชวงและระยะประชิดของหอหลอเย็น ปจจัยตางๆ เหลานี้จะถูกวัดคาและถูกนํามาใชเพื่อกําหนดคาสมรรถภาพของหอหลอเย็นในหลายๆ ทาง (หมายเหตุ: CT= หอหลอเย็น; CW= น้ําหลอเย็น) ไดแก

3 หัวขอ 1.2 นี้นําขอมูลมาจาก Cooling Towers. ใน: Energy Efficiency in Electrical Utilities. บทที่ 7, หนา 135 - 151. 2004, โดยไดรับอนุญาตจาก Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India

ชวง

ระยะประชิด

อุณหภูมิของน้ํารอน (เขา)

อุณหภูมิของน้ําเย็น (ออก)

อุณหภูมิของกระเปาะเปยก (สภาพแวดลอม)

(เขา) สูหอหลอเย็น (ออก) จากหอหลอเย็น



a) ชวง (ดูรูปที่ 7) คือความแตกตางระหวางอุณหภูมิของน้ําที่เขาสูหอหลอเย็นและอุณหภูมิของน้ําที่ออกจากหอหลอเย็น หอหลอเย็นที่มีคาชวงสูง จะหมายความวา หอหลอเย็นนั้นไดสามารถลดอุณหภูมิของน้ําไดอยางมีประสิทธิภาพและทําหนาที่ไดอยางมีสมรรถภาพที่ดี สูตรการคํานวณคือ

ชวงของ CT (°C) = [อุณหภูมิเขา CW (°C) – อุณหภูมิออก CW (°C)]

b) ระยะประชิด (ดูรูปที่ 7) คือความแตกตางระหวางอุณหภมิของน้ําเย็นที่ออกจากหอหลอเย็นและอุณหภูมิกระเปาะเปยกของสภาพแวดลอม ยิ่งมีคาระยะประชิดต่ํา หอหลอเย็นก็จะมีสมรรถภาพที่ดีกวา ถึงแมวาควรจะมีการตรวจสอบวัดทั้งคาของชวงและระยะประชิด คาของ “ระยะประชิด” จะเปนตัวบงช้ีที่ดีกวาในการระบุสมรรถภาพของหอหลอเย็น

ระยะประชิดของ CT (°C) = [อุณหภูมิเขา CW (°C) – อุณหภูมิออก CW (°C)]

c) ประสิทธิผล คือ อัตราสวนระหวางชวงและชวงในอุดมคติ (เปนเปอรเซ็นต) นั่นคือ ความแตกตางระหวางอุณหภูมิของนําหลอเย็นเขาและอุณหภูมิกระเปาะเปยกของสภาพแวดลอม หรือกลาวไดอีกอยางหนึ่งวา มีคาเทากับ ชวง / (ชวง+ระยะประชิด) ยิ่งคาอัตราสวนนี้มีคาสูงขึ้น หอหลอเย็นก็จะมีประสิทธิผลมากขึ้น

ประสิทธิภาพของ CT (%) = 100 x (อุณหภูมิเขา CW – อุณหภูมิออก CW) / (อุณหภูมิเขา CW – อุณหภูมิ WB)

d) ความสามารถในการหลอเย็น คือ ปริมาณความรอนที่กําจัดออกไปไดในหนวย กิโลแคลอรี/ช่ัวโมง หรือ TR ซึ่งเปนผลลัพธของผลคูณระหวาง อัตราการไหลของมวลน้ํา ความรอนจําเพาะ และความแตกตางของอุณหภูมิ

e) การสูญเสียจากการระเหย คือ ปริมาณน้ําที่ระเหยไปเพื่อทําหนาที่การหลอเย็น ในทางทฤษฎีแลว ปริมาณการระเหยจะอยูที่ 1.8 ลูกบาศกเมตร สําหรับทุกๆ 1,000,000 กิโลแคลอรีของความรอนที่ถูกกําจัดออกไป ซึ่งสามารถใชสูตรตอไปนี้ได (เพอรรี)

การสูญเสียจากการระเหย (m3/hr) = 0.00085 x 1.8 x อัตราการไหลเวียน (m3/hr) x (T1-T2) T1 - T2 = ความแตกตางของอุณหภูมิของน้ําที่ไหลเขาและไหลออก

f) วัฏจักรของความเขมขน (C.O.C) คือ อัตราสวนของปริมาณของแข็งที่ละลายในน้ําไหลเวียนตอปริมาณของแข็งที่ละลายในน้ําสํารอง

g) การสูญเสียจากการระบายน้ําทิ้ง จะขึ้นอยูกับวัฎจักรของความเขมขน และความสูญเสียจากการระเหยและคํานวณไดจากสูตรตอไปน้ี

การสูญเสียจากการระบายน้ําทิ้ง = การสูญเสียจากการระเหย / (C.O.C. – 1)

h) อัตราสวนของเหลว/ กาซ (L/G) อัตราสวน L/G ของหอหลอเย็นคือ อัตราสวนระหวางอัตราการไหลของมวลน้ําและมวลอากาศ หอหลอเย็นจะมีคาเฉพาะในการออกแบบ แตการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ทําใหตองมีการปรับแตงคาอัตราการไหลของน้ําและอากาศ เพื่อใหหอหลอเย็นมีประสิทธิภาพสูงสุด การปรับแตงนี้อาจทําไดโดยการเปลี่ยนแปลงโหลดที่กลองน้ํา หรือการปรับมุมของใบพัด กฎของกลศาสตรความรอนไดบอกไววา ความรอนที่ถูกกําจัดออกจากน้ําจะตองเทากับความรอนที่ถูกดูดซับโดยอากาศในสภาพแวดลอม เพราะฉะนั้น จึงสามารถใชสูตรตอไปนี้ได



L(T1 – T2) = G(h2 – h1)

L/G = (h2 – h1) / (T1 – T2)

โดยที:่ L/G = อัตราการไหลของมวลของเหลวตอมวลกาซ (kg/kg) T1 = อุณหภูมิของน้ํารอน (0C) T2 = อุณหภูมิของน้ําเย็น (0C) h2 = ความจุความรอนของสวนผสมของไออากาศ-ไอน้ําที่อุณหภูมิกระเปาะเปยกของไอเสีย (หนวยเหมือนขางบน) h1 = ความจุความรอนของสวนผสมของไออากาศ-ไอน้ําที่อุณหภูมิกระเปาะเปยกของชองทางเขา (หนวยเหมือนขางบน)

4. โอกาสในการใชพลังงานอยางมปีระสิทธิภาพ หัวขอนี้จะอธิบายถึงโอกาสในการปรับปรุงประสิทธิภาพของหอหลอเย็น โดยโอกาสในการอนุรักษพลังงานนี้จะรวมถึง 4 การเลือกใชหอหลอเย็นที่ถูกตอง (เพราะวารูปแบบโครงสรางของหอหลอเย็นจะไมสามารถเปลี่ยนแปลงไดหลังจากที่

ไดติดตั้งไปเรียบรอยแลว) ตัวเติม เครื่องสูบและระบบสงจายน้ํา พัดลมและมอเตอร

4.1 การเลือกใชหอหลอเย็นที่ถูกตอง เมื่อหอหลอเย็นไดเขาอยูในที่แลว ก็จะเปนการยากที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพดานพลังงาน มีปจจัยหลายประการที่มี

ผลกระทบตอสมรรถภาพของหอหลอเย็นและควรจะไดรับการพิจารณาตั้งแตขั้นตอนการเลือกหอหลอเย็น ปจจัยเหลานี้ไดแก กําลังผลิต ชวง ระยะประชิด โหลดความรอน อุณหภูมิกระเปาะเปยก และความสัมพันธระหวางปจจัยเหลานี้ โดยอธิบายไดดังนี้

4.1.1 กําลังผลิต การกระจายความรอน (ในหนวยกิโลแคลอรี/ ช่ัวโมง) และอัตรการไหลเวียน (ลูกบาศกเมตร/ช่ัวโมง) จะเปนตัวบงช้ี

กําลังผลิตของหอหลอเย็น อยางไรก็ตาม ปจจัยในการออกแบบเหลานี้ยังไมเพียงพอที่จะเขาใจถึงสมรรถภาพของหอหลอเย็น ตัวอยางเชน หอหลอเย็นที่ถูกกํานดใหทําความเย็นได 4540 ลบ.ม./ชม. ในชวงอุณหภูมิ 19.5 oC เพราะฉะนั้น จึงตองการใชปจจัยกําหนดอื่นๆ ในการออกแบบดวย

4.1.2 ชวง ชวงจะถูกคํานวณโดยทั้งหอหลอเย็นและโดยกระบวนการที่ทํางานอยู คาของชวงที่เครื่องแลกเปลี่ยนความรอนจะถูก

กําหนดโดยโหลดความรอนและอัตราการไหลเวียนของน้ําผานเครื่องแลกเปลี่ยนความรอนแลวเขาไปยังน้ําหลอเย็น ชวงจะเปนความสัมพันธของโหลดความรอนและอัตราการไหลเวียนผานระบบ

ชวง 0C = โหลดความรอน (ในหนวย กิโลแคลอรี / ช่ัวโมง) / อัตราการไหลเวียน (ลิตร / ช่ัวโมง)

4 หัวขอ 1.2 นี้นําขอมูลมาจาก Cooling Towers. ใน: Energy Efficiency in Electrical Utilities. บทที่ 7, หนา 135 - 151. 2004, โดยไดรับอนุญาตจาก Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India



โดยปกติแลวหอหลอเย็นจะถูกกําหนดใหทําความเย็นแกอัตราการไหลที่แนนอน จากอุณหภูมิหนึ่งไปยังอีกอุณหภูมิหนึ่งที่อุณหภูมิที่แนนอนคาหนึ่งของกระเปาะเปยก ตัวอยางเชน หอหลอเย็นอาจถูกกําหนดใหทําความเย็นแกปริมาตร 4540 ลบ.ม./ ชม. จากอุณหภูมิ 48.9 oC ไปยังอุณหภูมิ 32.2 oC ที่อุณหภูมิของกระเปาะเปยกเทากับ 26.7 oC

4.1.3 ระยะประชิด กฎทั่วๆ ไปมีอยูวา ยิ่งระยะประชิดเขาใกลกระเปาะเปยกมากขึ้น หอหลอเย็นก็จะมีราคาแพงมากขึ้น เนื่องจากมีขนาด

เพิ่มขึ้น โดยปกติแลว คาระยะประชิด 2-8 oC ใกลกับกระเปาะเปยกจะเปนอุณหภูมิที่เย็นที่สุดของน้ําที่ผูผลิตจะรับรองให เมื่อตองเลือกขนาดของหอหลอเย็น คาระยะประชิดก็จะเปนสิ่งสําคัญที่สุด ตามมาอยางใกลชิดดวยอัตราการไหล สวนชวงกับกระเปาะเปยกก็จะมีความสําคัญรองลงไป

ระยะประชิด (5.50C) = อุณหภูมิน้ําเย็น 32.2 0C – อุณหภูมิกระเปาะเปยก (26.7 0C)

4.1.4 โหลดความรอน โหลดความรอนที่ใหแก หอหลอเย็นจะถูกําหนดโดยกระบวนที่ใชงานอยู ปริมาณการหลอเย็นที่ตองการจะถูกควบคุมโดยอุณหภูมิที่ตองการในการปฏิบัติงานของกระบวนการ ในกรณีสวนใหญแลว จะชอบใชอุณหภูมิการปฏิบัติงานที่ตํ่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ หรือเพื่อเพิ่มคุณภาพหรือปริมาณของผลิตภัณฑ อยางไรก็ตามในการใชงานบางชนิด (เชน เครื่องยนตที่มีการเผาไหมภายใน) ก็อาจตองการใชอุณหภูมิสูงในการปฏิบัติงาน ขนาดและราคาของหอหลอเย็นจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีโหลดความรอนเพิ่มขึ้น การซื้ออุปกรณที่มีขนาดเล็กเกินไป (ถามีการคํานวณคาโหลดความรอนต่ําเกินไป) และขนาดใหญเกินไป (ถาคํานวณโหลดความรอนสูงเกินไป) ก็เปนสิ่งที่ตองตระหนักไวเสมอ

โหลดความรอนของกระบวนการอาจเปลี่ยนแปลงไดมาก โดยจะขึ้นอยูกับกระบวนการที่เกี่ยวของและจึงเปนการยากที่จะกําหนดคาไดอยางถูกตองแมนยํา ในอีกทางหนึ่ง โหลดความรอนของการปรับอากาศและการทําความเย็นก็อาจถูกกําหนดคาไดถูกตองแมนยํามากกวา

มีขอมูลของขอกําหนดในการกําจัดความรอนสําหรับเครื่องมือที่ใชพลังงานอยูหลายชนิด โดยมีตัวอยางดังตอไปนี้ (BEE, 2004) เครื่องอัดอากาศ

- ขั้นตอนเดียว - 129 kCal/kW/hr - ขั้นตอนเดียวและมีการทําความเย็นภายหลังกระบวนการ - 862 kCal/kW/hr - สองขั้นตอน และมีการทําความเย็นระหวางกระบวนการ - 518 kCal/kW/hr - สองขั้นตอน และมีการทําความเย็นทั้งระหวางและภายหลังกระบวนการ - 862 kCal/kW/hr

การทําความเย็น การบีบอัด - 63 kCal/min/TR การทําความเย็น การดูดซับ - 127 kCal/min/TR เครื่องควบแนนกังหันไอน้ํา - 555 kCal/kg of steam เครื่องยนตดีเซล สี่จังหวะ ซูปเปอรชารจ - 880 kCal/kW/hr เครื่องยนตใชกาซธรรมชาติ สี่จังหวะ - 1523 kCal/kW/hr (การบีบอัด = 18 kg/cm2)



4.1.5 อุณหภูมิกระเปาะเปยก อุณหภูมิกระเปาะเปยกเปนปจจัยที่มีความสําคัญตอสมรรถภาพของอุปกรณหลอเย็นแบบใชน้ําระเหย เพราะวาเปนคา

อุณหภูมิตํ่าสุดที่น้ําจะถูกทําใหเย็นได ดวยเหตุผลนี้ อุณหภูมิกระเปาะเปยกของอากาศที่เขาสูหอหลอเย็นจะเปนตัวกําหนดอุณหภูมิตํ่าที่สุดในการปฏิบัติงานทั่วทั้งโรงงาน กระบวนการ หรือ ระบบและควรพิจารณาถึงสิ่งตอไปน้ีเพื่อจะทําการเลือกหอหลอเย็นเบื้องตน โดยขึ้นอยูกับอุณหภูมิของกระเปาะเปยก ในทางทฤษฎี หอหลอเย็นจะทําใหน้ําเย็นลงจนมีอุณหภูมิเทากระเปาะเปยก อยางไรก็ตามในทางปฏิบัติแลว น้ําจะ

ถูกทําใหเย็นจนมีอุณหภูมิสูงกวาอุณหภูมิกระเปาะเปยก เพราะวาตองมีการกําจัดความรอนออกจากหอหลอเย็น การเลือกหอหลอเย็นเบื้องตนโดยขึ้นอยูกับคาออกแบบของอุณหภูมิกระเปาะเปยกนั้น จะตองพิจารณาถึงสภาพของ

พ้ืนที่ต้ังของหอหลอเย็นดวย ในขณะนั้นอุณหภูมิออกแบบของกระเปาะเปยกไมควรมีคามากเกินกวา 5 เปอรเซ็นต โดยทั่วๆ ไปแลว คาอุณหภูมิการออกแบบที่เลือกมานั้นจะมีคาใกลเคียงกับคาเฉลี่ยสูงสุดของคาอุณหภูมิกระเปาะเปยกในฤดูรอน

ใหยืนยันวาอุณหภูมิของกระเปาะเปยกถูกกําหนดใหเปนอุณหภูมิของสภาพแวดลอม (คืออุณหภูมิในพื้นที่ต้ังของหอหลอเย็น) หรืออุณหภูมิเขา (คืออุณหภูมิของอากาศที่เขาสูหอหลอเย็น ซึ่งไดรับผลกระทบจากไอน้ําที่ปลอยออกมาไหลเวียนซ้ําภายในหอหลอเย็นอยูบอยครั้ง) เมื่อไมสามารถรูถึงผลกระทบของการไหลเวียนซ้ําลวงหนาได อุณหภูมิกระเปาะเปยกของสภาพแวดลอม จึงเปนที่นิยมใชมากกวา

ใหยืนยันกับผูจัดหาวา หอหลอเย็นจะสามารถรับมือกับผลกระทบจากการที่มีอุณหภูมิกระเปาะเปยกเพิ่มขึ้นได อุณหภูมิของน้ําเย็นจะตองต่ําเพียงพอที่จะแลกเปลี่ยนความรอนหรือควบแนนไอน้ําที่ระดับอุณหภูมิที่ทําใหได

ประโยชนสูงสุด ปริมาณและอุณหภูมิของความรอนที่แลกเปลี่ยนนั้นอาจถูกนํามาพิจารณา เมื่อจะเลือกขนาดที่ถูกตองของหอหลอเย็นและเครื่องแลกเปลี่ยนความรอนโดยมีคาใชจายนอยที่สุด

4.1.6 ความสัมพันธระหวางชวง การไหล และโหลดความรอน คาของชวงจะเพิ่มขึ้น เมื่อน้ําไหลเวียน และโหลดความรอนมีปริมาณเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความวา การเพิ่มขึ้นของชวงนี้เปน

ผลมาจากการเพิ่มโหลดความรอนใหแกหอหลอเย็นที่มีขนาดใหญกวา การเพิ่มขึ้นของชวงนี้อาจมีสาเหตุสองประการดังนี้ น้ําไหลเขามีอุณหภูมิสูงขึ้น (และน้ําเย็นที่ไหลออกมีอุณหภูมิเทาเดิม) ในกรณีนี้จะเปนการคุมคา ในการที่จะลงทุน

เพื่อกําจดัความรอนที่เพิ่มขึ้นนี้ น้ําที่ไหลออกมีอุณหภูมิลดลง (และน้ํารอนที่ไหลเขามีอุณหภูมิเทาเดิม) ในกรณีนี้อาจตองเพ่ิมขนาดของหอหลอเย็น

ขึ้นอีกมาก เพราะวาคาระยะประชิดจะลดลง และก็จะไมเปนการคุมคาเสมอไป

4.1.7 ความสัมพันธระหวางระยะประชิดและอุณหภูมิกระเปาะเปยก คาอุณหภูมิของกระเปาะเปยกที่ออกแบบมานั้นจะถูกกําหนดโดยลักษณะทางภูมิศาสตรของที่ต้ังสําหรับคาระยะ

ประชิดคาหนึ่ง (และมีคาชวงและอัตราการไหลคงที่) ถามีอุณหภูมิกระเปาะเปยกสูงกวา ก็ตองการใชหอหลอเย็นที่มีขนาดเล็กกวา ตัวอยางเชน หอหลอเย็นขนาด 4540 ลบ.ม./ ซม. ถูกเลือกสําหรับชวงอุณหภูมิ16.67 oC และระยะประชิด 4.45 oC ถึง อุณหภูมิกระเปาะเปยก 21.11 oC จะมีขนาดใหญกวาหอหลอเย็นเดียวกันที่มีอุณหภูมิกระเปาะเปยก 26.67 oC เหตุผลก็คือ อากาศในหอหลอเย็นที่มีอุณหภูมิกระเปาะเปยกสูงกวา จะสามารถดักจับความรอนไดมากกวา ซึ่งอธิบายไวสําหรับอุณหภูมิกระเปาะเปยกที่แตกตางกัน 2 คานี้ แตละกิโลกรัมของอากาศที่เขาสูหอหลอเย็น ที่อุณหภูมิกระเปาะเปยก 21.1 oC จะมี 18.86 กิโลแคลอรี ถาอากาศไหล

ออกจากหอหลอเย็นที่อุณหภูมิกระเปาะเปยก 32.2 oC แตละกิโลกรัมของอากาศจะมี 24.17 กิโลแคลอรี การที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 11.1 oC นี้ อากาศจะดักจับความรอนได 12.1 กิโลแคลอรีตออากาศหนึ่งกิโลกรัม



แตละกิโลกรัมของอากาศที่เขาสูหอหลอเย็นที่อุณหภูมิกระเปาะเปยก 26.67 oC จะมี 24.17 กิโลแคลอรี ถาอากาศไหลออกจากหอหลอเย็นที่อุณหภูมิกระเปาะเปยก 37.8 oC แตละกิโลกรัมของอากาศจะมี 39.67 กิโลแคลอรี การที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 11.1 oC นี้ อากาศจะดักจับความรอนได 15.5 กิโลแคลอรี ตออากาศหนึ่งกิโลกรัม ซึ่งจะมากกวาในกรณีแรก

4.2 ผลกระทบของสื่อตัวเติม ในหอหลอเย็นนั้น น้ํารอนจะถูกสงจายไปทั่วสื่อตัวเติมและถูกทําใหเย็นลงโดยผานวิธีการระเหยในขณะที่มันไหล

ผานลงไปในหอหลอเย็นและสัมผัสกับอากาศ สื่อตัวเติมจะมีผลกระทบตอปริมาณการใชพลังงานอยู 2 ทาง กระแสไฟฟาจะถูกใชสําหรับการสูบเหนือตัวเติมและสําหรับพัดลมซึ่งทําใหเกิดกระแสลม (อากาศไหล) สื่อตัวเติมที่

ไดรับการออกแบบมาอยางมีประสิทธิภาพพรอมกับการสงจายน้ําที่เหมาะสม มีอปุกรณกําจัดการเลื่อนลอยที่ดี ตลอดจนมีพัดลม กลองเกียรและมอเตอรที่เหมาะสม ก็จะนําไปสูการลดการใชพลังงานลงได

การแลกเปลี่ยนความรอนระหวางอากาศและน้ํา จะไดรับอิทธิพลจากพื้นที่ผิวของการแลกเปลี่ยนความรอนระหวางการแลกเปลี่ยนความรอน (ปฏิกิริยา) และ การไหลทะลักของน้ําซึ่งจะมีผลกระทบตอการผสมกัน สื่อตัวเติมจะเปนตัวกําหนดสิ่งตางๆ เหลานี้ ดังนั้น จึงมีอิทธิพลตอการแลกเปลี่ยนความรอน ถามีการแลกเปลี่ยนความรอนมากขึ้น หอหลอเย็นก็จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นดวย

สื่อตัวเติมจะมีอยูสามชนิด คือ: สื่อตัวเติมแบบสาดกระเซ็น สื่อตัวเติมชนิดนี้ จะสรางพื้นที่แลกเปลี่ยนความรอนที่ตองการโดยการสาดน้ําเขาไปที่สื่อ

ตัวเติมเพื่อทําใหเกิดหยดน้ําเล็กๆ พ้ืนที่ผิวของหยดน้ําก็คือพ้ืนที่แลกเปลี่ยนความรอนกับอากาศ สื่อตัวเติมแบบฟลม สื่อตัวเติมชนิดนี้ น้ําจะกอตัวเปนช้ันเยื่อบางๆ บนดานใดดานหนึ่งของแผนฟลม พ้ืนที่ผิวของ

แผนฟลม ก็คือ พ้ืนที่สําหรับแลกเปลี่ยนความรอนกับอากาศโดยรอบ สื่อตัวกลางแบบแผนฟลมนี้อาจสงผลใหประหยัดไฟฟาไดเปนจํานวนมาก เนื่องจากมีความตองการอากาศและเฮดของการสูบนอยกวา

สื่อตัวเติมแบบฟลมท่ีมีการอุดตันนอย สื่อตัวเติมชนิดนี้ จะมีรูปทรงสูงกวา และถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใชการรับมือกับน้ําที่ขุน เมื่อเปรียบเทียบกับสื่อตัวเติมแบบสาดกระเซ็นธรรมดาทั่วไปในแงของการประหยัดพลังงานและสมรรถภาพ ฟลมที่มีการอุดตันนอยนี้จะเปนทางเลือกที่ดีที่สุดสําหรับน้ําทะเล

ตารางที่ 1: คาการออกแบบของสื่อตัวเติมชนิดตางๆ (BEE India, 2004; Ramarao; and Shivaraman) สื่อตัวเติมแบบสาด สื่อตัวเติมแบบฟลม สื่อตัวเติมแบบฟลมท่ีมีการอุดตันนอย

คาอัตราสวน L/G ที่เปนไปได 1.1 – 1.5 1.5 – 2.0 1.4 – 1.8 พื้นที่แลกเปลี่ยนความรอนประสิทธิผล 30 – 45 m2/m3 150 m2/m3 85 - 100 m2/m3 ความสูงของสือ่ตัวเติมที่ตองการ 5 – 10 m 1.2 – 1.5 m 1.5 – 1.8 m เฮดของการสูบที่ตองการ 9 – 12 m 5 – 8 m 6 – 9 m ปริมาณของอากาศที่ตองการ สูง ต่ําที่สุด ต่ํา 4.3 เคร่ืองสูบและการสงจายน้ํา

4.3.1 เคร่ืองสูบ ขอบเขตของการปรับปรุงประสิทธิภาพดานพลังงานไดบรรยายอยางละเอียดแลวในบทของ “เครื่องสูบและระบบสูบ”



4.3.2 การบําบัดน้ําหลอเย็นใหเกิดประโยชนสูงสุด การบําบัดน้ําหลอเย็น (เชน การควบคุมของแข็งแขวนลอย และการเจริญเติบโตของสาหราย) เปนขอบังคับของหอ

หลอเย็นไมวาจะใชสื่อตัวเติมแบบไหนก็ตาม ในเมื่อมีคาน้ําเพิ่มขึ้นและมีความพยายามที่จะเพิ่มวัฏจักรของความเขมขน (COC) โดยการบําบัดน้ําหลอเย็น ก็จะชวยใหลดความตองการใชน้ําสํารองลงไดอยางมาก ในอุตสาหกรรมและโรงไฟฟาขนาดใหญนั้น การเพิ่มคา CoC ถือวาเปนกุญแจสําคัญในการอนุรักษน้ํา 4.3.3 การติดตั้งเครื่องกําจัดการเลื่อนลอย

เปนการยากมากที่จะละเลยปญหาของการเลื่อนลอยที่เกิดขึ้นในหอหลอเย็นในทุกวันนี้ ผูใชสวนใหญจะมีขอกําหนดเฉพาะวามีการสูญเสียจากการเลื่อนลอยอยูประมาณ 0.02 %

แตตองขอบคุณการพัฒนาของเทคโนโลยี และการผลิต PVC ผูผลิตทั้งหลายตางก็มีการปรับปรุงการออกแบบเครื่องกําจัดการเลื่อนลอย ผลลัพธก็คือ การสูญเสียจากการเลื่อนลอยในปจจุบันจะมีคาอยูระหวาง 0.003-0.001% 4.4 พัดลมของหอหลอเย็น

วัตถุประสงคของพัดลมของหอหลอเย็น คือ การทําใหอากาศจํานวนหน่ึงเคลื่อนที่ผานระบบโดยพัดลมจะตองเอาชนะแรงตานทานของระบบใหได ซึ่งก็คือการสูญเสียแรงดันในการเคลื่อนยายอากาศนั่นเอง ผลผลิตหรือผลการทํางานของพัดลมก็คือ ผลผลิตของอากาศไหลและแรงดันที่สูญเสีย ผลผลิตของพัดลมและกําลัง kW ที่ใสเขาไปนั้น ก็จะเปนตัวกําหนดคาประสิทธิภาพของพัดลม

ประสิทธิภาพของพัดลมนั้นจะขึ้นอยูกับรูปแบบของใบพัดอยางมาก โดยใบพัดจะรวมถึง ใบพัดโลหะ ซึ่งผลิตขึ้นโดยกระบวนการอัดรีด หรือการหลอ เพราะฉะนั้นจึงเปนการยากที่จะผลิตใบพัดที่มีลักษณะ

ถูกตองตามหลักของอากาศพลศาสตรได ใบพัดพลาสติกเสริมใยแกว (FRP) ถูกทําขึ้นโดยการพิมพแบบดวยมือ ซึ่งก็จะงายตอการผลิตใหตรงกับรูปแบบตาม

หลักอากาศพลศาสตรไดมากที่สุด สําหรับการใชงานเฉพาะอยาง เพราะวา FRP มีน้ําหนักเบา และตองการแรงบิดเริ่มตนนอย และใชมอเตอรที่มีแรงมาต่ํา ตลอดจนมีอายุการใชงานของกลองเกียร มอเตอร และลูกปน ที่ยาวนานขึ้น การบํารุงรักษาจึงทําไดงายกวา

พัดลมสามารถมีประสิทธิภาพไดถึง 85-92 % โดยการทําใหมีใบพัดที่มีลักษณะรูปรางถูกตองตามหลักของอากาศพลศาสตร มีแรงบิดไดสูงสุด มีรูปรางสอบและมีคาอัตราสวนของสัมประสิทธิ์ในการยกตัวตอคาสัมประสิทธิ์ของแรงกดสูง อยางไรก็ตาม คาประสิทธิภาพนี้จะไดรับผลกระทบมาจากปจจัยตางๆ เชน ระยะหางของปลายใบพัด สิ่งกีดขวางการไหลของอากาศ และรูปรางของชองทางเขา ฯลฯ มีหลายกรณีที่ไดใบพัดโลหะหรือใบพัด FRP แบบกลวงที่มีประสิทธิภาพ ผลที่ไดก็คือ การประหยัดพลังงานไดถึง 20-30 % และถึงจุดคุมทุนไดภายในระยะเวลา 6 ถึง 7 เดือน (NPC) บทของพัดลมและเครื่องเปาลม จะใหรายละเอียดเกี่ยวกับพัดลมไดมากกวา



5. รายการตรวจสอบทางเลือก หัวขอนี้จะแสดงรายการทางเลือกตางๆ ที่สําคัญที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพดานพลังงานของหอหลอเย็น

ทําตามขอแนะนําของผูผลิตในการทําความสะอาดบริเวณรอบหอหลอเย็นและยายที่หรือปรับปรุงโครงสรางตางๆ ที่กีดขวางทอไอดีและทอไอเสีย

ต้ังมุมใบพัดลมหอหลอเย็นใหเหมาะกับฤดูกาล

แกไขระหวางของโคนใบพัดที่ไมสม่ําเสมอหรือหางเกินไป และแกไขความไมสมดุลของใบพัด

สําหรับหอหลอระบายความรอนแบบเกาใหเปลี่ยนหัวฉีดสเปรยแบบเดิมเปนแบบสี่เหลี่ยมซึ่งทําใหน้ําไหลไดสะดวก

แทนที่บารกันน้ําดวยแผนฟลมเซลลูลาร PVC ที่ไมติดไฟไดเอง

ติดตั้งหัวฉีดใหมเพื่อใหการกระจายน้ําเปนไปอยางสม่ําเสมอ

ทําความสะอาดหัวฉีดของหอระบายความรอนอยางสม่ําเสมอ เพื่อไมใหมีอะไรอุดตัน

ปรับการไหลสูแองน้ํารอนของหอหลอเย็นใหสมดุล

ปกคลุมอางน้ํารอนเพื่อปองกันตะไครน้ํา ซึ่งกอใหเกิดความสกปรก

ใชอัตราการไหลของการระบายทิ้งใหเกิดประโยชนสูงสุดตามขีดจํากัดของ COC

แทนที่แผนกําจัดการทับถมดวยหนวย เซลลูลาร ที่ไมติดไฟ และมีการสูญเสียความดันต่ํา

จํากัดการไหลของน้ําที่มากเกินไปใหเปนไปตามคาที่ออกแบบ

รักษาอุณหภูมิการหลอเย็นไวใหอยูในระดับต่ําที่สุด โดย (a) แยกอุปกรณที่มีความรอนสูง เชน เตาเผา เครื่องอัดอากาศ ชุด DG และ (b) แยกหอหลอเย็นสําหรับการใชงานที่กระทบกระเทือนไดงาย เชน โรงไฟฟาปรับอากาศ เครื่องอัดอากาศของโรงผลิตไฟฟาที่มีพ้ืนที่จํากัด และอื่นๆ หมายเหตุ อุณหภูมิของน้ําระบายความรอนที่เพิ่มขึ้น 1oC อาจเพิ่มกิโลวัตตของเครื่องอัดอากาศขึ้น รอยละ 2.7 อุณหภูมิที่ลดลง 1o C อาจชวยประหยัดอัตราความรอนไดถึง 5 กิโลวัตต/กิโลวัตตช่ัวโมง ในโรงงานผลิตพลังงานความรอน

ตรวจวัดทางเขา ความมีประสิทธิภาพและความสามารถในการระบายความรอน เพื่อใหสมรรถภาพของหอหลอเย็นไดเกิดประโยชนสูงสุดอยางตอเนื่อง ตามการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลและความหลากหลายของการใชงาน

ตรวจวัดอัตราสวนของเหลวตอกาซ การกําหนดอัตราการไหลของน้ําหลอเย็น และปรับแตงคาตามการออกแบบและการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ตัวอยาง เชน การเพิ่มโหลดน้ําในฤดูรอน และเวลาที่ทางเขาสูง และเพิ่มการไหลเวียนของอากาศในฤดูมรสุมและเมื่อทางเขาแคบ

พิจารณามาตรการปรับปรุง COC เพื่อประหยัดน้ํา

พิจารณาการใชใบพัดประหยัดพลังงานที่เปนพลาสติกเสริมกําลังดวยเสนใย เพื่อประหยัดพลังงานของพัดลม

ควบคุมพัดลมหอหลอเย็นตามอุณหภูมิของน้ํา โดยเฉพาะในหอหลอเย็นขนาดเล็ก

ตรวจสอบเครื่องสูบน้ําหลอเย็นอยางสม่ําเสมอ เพื่อที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องใหไดประโยชนสูงสุด



6. ตารางงาน

หัวขอนี้จะรวมถึงตารางงานตอไปนี ้1. ขอกําหนดจําเพาะทางเทคนิคที่สําคัญ 2. สมรรถภาพของหอหลอเย็น

ตารางงาน 1: ขอกําหนดจําเพาะทางเทคนิคท่ีสําคัญ หมายเลข ปจจัยกําหนด หนวย หอหลอเย็นอางอิง

CT 1 CT 2

1. ประเภทของของหอหลอเย็น

2. จํานวนหอหลอเย็น

3. จํานวนของชองตอหนึ่งหอ

4. พ้ืนที่ตอหนึ่งชอง

5. การไหลของน้ํา m3/hr

6. กําลังสูบ kW

7. เฮดของการสูบ m

8. กําลังพัดลม kW

9. อุณหภูมิของน้ํารอนในการออกแบบ 0C

10. อุณหภูมิของน้ําเย็นในการออกแบบ 0C

11. อุณหภูมิของกระเปาะเปยกในการออกแบบ 0C



ตารางงาน 2: สมรรถภาพของหอหลอเย็น หมายเลข ปจจัยกําหนดอางอิง หนวย หอหลอเย็น (CT)

CT 1 CT 2

1. อุณหภูมิของกระเปาะแหง °C

2. อุณหภูมิของกระเปาะเปยก °C

3. อุณหภูมิที่เขาสูหอหลอเย็น °C

4. อุณหภูมิที่ออกจากหอหลอเย็น °C

5. ชวง °C

6. เขาใกล °C

7. ประสิทธิภาพของหอหลอเย็น %

8. การไหลของน้ําโดยเฉลีย่ kg/hr

9. ปริมาณของอากาศโดยเฉลี่ย kg/hr

10. อัตราสวนของเหลว/กาซ (L/G) kg water/kg air

11. การสูญเสียจากการระเหย m3/hr

12. โหลดความรอนของหอหลอเย็น kCal/hr



7. เอกสารอางอิง

Australian Institute of Air Conditioning Refrigeration and Heating (AIRAH). Types of Cooling Towers. In: Selecting a Cooling Tower Level 1 – Participant Guide Version 1.0 www.airah.org.au/downloads/CPD-samplepg.pdf.

National Productivity Council (NPC). NPC Case Studies.

Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India. Cooling Towers. In: Energy Efficiency in Electrical Utilities. Chapter 7, pg 135 - 151. 2004

Perry. Perry’s Chemical Engineers Handbook. Page 12-17.

Pacific Northwest National Laboratory, Photo Library. 2001. www.pnl.gov, www.cce.iastate.edu/courses/ce525/Cooling%20Towers.doc

Gulf Coast Chemical Commercial Inc. Cooling Systems. 1995 www.gc3.com/techdb/manual/coolfs.htm

GEO4VA, Virginia Department of Mines, Minerals and Energy. Ground Loop Configuration and Installation. www.geo4va.vt.edu/A2/A2.htm

Ramarao, R.A. Paltech Cooling Towers and Equipment Ltd. Design of Fills.

Shivaraman, T. Shiriram Towertech Ltd. Selection and Design of Cooling Towers. www.shiriramtowertech.com ลิขสิทธิ:์ สงวนลิขสิทธิ์ © โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติ (ป2006) สิ่งพิมพนี้สามารถนําไปทําการคัดลอกทั้งหมดหรือเพียงบางสวนในรูปแบบใดก็ตามได เพื่อนาํไปใชในการศึกษาหรือกิจกรรมที่มิไดแสวงหาผลกําไร โดยไมตองขออนุญาตจากเจาของลิขสิทธิ์ ขอเพียงมกีารอางถึงแหลงที่มาไวในกิตติกรรมประกาศ โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติจะมีความยินดีเปนอยางยิ่งหาก ไดรับสําเนาของสิ่งพิมพที่นําไปเผยแพรโดยใชสิ่งพิมพนี้เปนแหลงขอมูล ทั้งนี้ หามมิใหนําสิ่งพิมพนี้ไปจัดพิมพเพื่อจําหนายหรือเพื่อใชในการคา โดยมิไดรับอนุญาตเปนลายลักษณอักษรจากโครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติ คําสงวนสิทธิ ์

สิ่งพิมพหัวขอเคร่ืองมือที่ใชพลังงานความรอนนี้เปนสวนหนึ่งของโครงการการลดการปลอยกาซเรือนกระจกจากภาคอุตสาหกรรมในเอเชียและแปซิฟก ดําเนินการโดยสภาภาพผลิตแหงชาติ ประเทศอินเดีย แมจะมคีวามพยายามอยางยิ งที่จะสรางความมั่นใจวาเนื้อหาของสิ่งพิมพนี้มีความถูกตองตามขอเท็จจริง อยางไรก็ดี โครงการสิ่งแวดลอมแหงสหประชาชาติจะไมรับผิดชอบในเรื่องความถูกตองหรือความสมบูรณ ของเนื้อหาและไมรับผิดชอบในความสูญเสียหรือความเสียหายใดๆ ซึ่งอาจเกิดขึ้นไมวาโดยทางตรงหรอืทางออมจากการใชหรือการยึดถือเนื้อหาของสิ่งพิมพนี ้

chapter - cooling towers (thai).pdf

Documents