ชิลเลอร์ หรือ CHILLER คือ อะไร

ชิลเลอร์ เครื่อง CHILLER คือ อะไร มีการทำงานแบบไหนมาดูกัน

ชิลเลอร์ หรือ chiller คือ เครื่องทำความเย็น เครื่องทำน้ำเย็น มีทั้งขนาดใหญ่และเล็ก หรือเรียกว่า mini chiller ที่มีหน้าที่ในการผลิตความเย็น ปรับลดอุณหภูมิ โดยใช้น้ำเป็นตัวหลักในการแลกเปลี่ยน หรือถ่ายเทความเย็นจากตัวเครื่องชิลเลอร์ โดยชุดแลกเปลี่ยนความเย็นในระบบชิลเลอร์ เรียกว่า evaporator เพื่อนำไปใช้กับโหลดที่ต้องการ เช่น เครื่องปรับอากาศแบบใช้น้ำเย็นจากเครื่องชิลเลอร์ ( ส่วนมากใช้ตามอาคาร ห้างสรรพสินค้า โรงพยาบาล และ โรงงานที่มีเครื่องปรับอากาศจำนวนมาก ) หอ้งต่างๆ ของอาคาร การระบายความร้อนของเครื่องจักร การนำไปใช้ระบายความร้อนของโหลดต่างๆที่ถูกออกแบบมาให้ระบายความร้อนด้วยน้ำเย็น จากระบบ chiller

ชิลเลอร์,chiller

ชิลเลอร์,chiller

อุปกรณ์หลักๆที่สำคัญเครื่อง ชิลเลอร์ ( chiller ) มีรายละเอียดดังนี้

1.คอมเพรสเซอร์ ( Compressor ) คือ อุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่ดูดและส่งเพิ่มแรงดันให้กับสารทำความเย็น โดยการทำงาน คอมเพรสเซอร์ ( Compressor ) จะดูดสารทำความเย็นที่ผ่านมาจาก อีเวปโปเรเตอร์ ( Evaporator ) ในสถานะสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซหรือไอ ( vapor ) เข้ามาผ่านชุดใบพัดหรือจะเป็นอุปกรณ์อื่นตามชนิดของ คอมเพรสเซอร์ ( Compressor )  และอัดให้เกิดความดันสูงซึ่งทำให้ก๊าซหรือไอมีความร้อนเพิ่มขึ้นตามไปด้วย คอมเพรสเซอร์ที่ใช้งานทั่วไปมีหลายชนิด เช่น แบบลูกสูบ ( Reciprocating Compressor ) แบบโรตารี่ ( Rotary Compressor ) แบบสกรู ( Screw Compressor ) แบบหอยโข่ง ( Centrifugal Compressor ) โดยแบ่งกันไปตามประเภทและขนาดของ คอมเพรสเซอร์ ( Compressor )  และลักษณะการใช้งาน

ชิลเลอร์,chiller,magnetic compressor for chiller

ชิลเลอร์,chiller,magnetic compressor for chiller

2.ชุด คอนเดนเซอร์ ( Condenser )  หรือชุด ระบายความร้อน และ ควบแน่น คือ อุปกรณ์ที่ใช้ระบายความร้อนให้กับสารทำความเย็นที่ถูกส่งมาจาก   คอมเพรสเซอร์ ( Compressor )  โดยความร้อนของสารทำความเย็นจะถูกนำออกและเพื่อให้เกิดการควบแน่นของสารทำความเย็นให้เป็นของเหลว ( liquid )  ชุด คอนเดนเซอร์ ( Condenser )  มีทั้งชนิดที่ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำ ( Water-Cooled ) และ ระบายความร้อนด้วยอากาศ ( Air-Cooled ) หรือเรียกอีกชื่อว่าคอยล์ร้อน

chiller condenser

ชิลเลอร์,chiller,condenser

3.ดรายเออร์ ( Dryer ) ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าแห้ง มีหน้าที่ ดูดซับความชื้นในระบบทำความเย็นของ  ชิลเลอร์ ( chiller ) ส่วนในแต่ละเครื่องจะมีหรือไม่ขึ้นอยู่กับการออกแบบของผู้ผลิต

 

chiller dryer

ชิลเลอร์,chiller,chiller dryer

4.ไซด์กลาส ( sight glass ) หรือ ตาแก้ว เอาไว้ดู สถานะของสารทำความเย็น ว่าเป็นเช่นไร ปริมาณของเหลว ( liquid )  ในท่อเท่าไหร่ เต็มท่อหรือไม่  ส่วนในแต่ละเครื่องจะมีหรือไม่ขึ้นอยู่กับการออกแบบของผู้ผลิต

chiller sight glass

ชิลเลอร์,chiller,chiller sight glass

5.อุปกรณ์ลดแรงดัน (Expansion Valve) คือ อุปกรณ์ที่ควบคุมปริมาณสารทำความเย็นที่ไหลเข้าไปในชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( Evaporator )  ช่วยลดแรงดันของสารทำความเย็น ให้เปลี่ยนสถานะ และ เกิดความเย็นขึ้น เช่น Thermal Expansion Valve และ Capillary Tube หรือจะเป็น อุปกรณ์ลดแรงดันชนิดอื่น เช่น ออริฟิด วาล์ว ( orifice valve )  เป็นต้น

chiller expantionvalve

ชิลเลอร์,chiller,chiller expantionvalve

6.ชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) มีหน้าที่ถ่ายเทความเย็นของสารทำความเย็นออกและเปลี่ยนสถานะสารทำความเย็นให้เป็นไออีกครั้ง โดยการนำความร้อนจากภายนอกมาแลกเปลี่ยนยังชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )ส่วนมากในระบบ ชิลเลอร์ ( chiller ) จะนิยมใช้น้ำเป็นตัวแลกเปลี่ยนความเย็น โดยสารทำความเย็นถูกแลกเปลี่ยนและนำความร้อนภายนอกเข้ามาแลกเปลี่ยนกับความเย็นของสารทำความเย็นโดยมีตัวกลางคือน้ำ

chiller water-cooler

chiller water-cooler

หลักการทำงานของชิลเลอร์ ( Chiller) คือ จะนำสารทำความเย็นที่ถูกส่งมาจากคอมเพลสเซอร์ ( Compressor ) ที่มีแรงดันสูงและผ่าน การระบายความร้อนมาจากคอนเดนเซอร์ ( condenser ) จนมีสถานะเป็นของเหลวและแรงดันสูง มาลดแรงดันโดยผ่านอุปกรณ์ลดแรงดัน โดยส่วนมากนิยมใช้คือ เอ็กแปนชั่นวาล์ว  ( expansion valve ) และยังมีอุปกรณ์อื่นๆ เช่น ออริฟิด วาล์ว ( orifice valve ) โดยในระหว่างการลดแรงดันของสารทำความเย็นที่ถูกส่งมาจากคอมเพลสเซอร์ และผ่านการระบายความร้อนด้วยคอนเดนเซอร์แล้วนั้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของสารทำความเย็นและเกิดความเย็นจากการเปลี่ยนสถานะของสารทำความเย็น เราจึงนำความเย็นที่ได้จากการเปลี่ยนสถานะไปใช้งาน โดยการเปลี่ยนสถานะการทำความเย็นนี้เกิดขึ้นหลังลดแรงดัน และอุปกรณ์ทำความเย็นและถ่ายเทความเย็นของสารทำความเย็นที่เปลี่ยนสถานะแล้วเราเรียกว่า อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )โดยใช้ปั๊มส่งน้ำให้ไหลผ่านชุด  อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) เพื่อถ่ายเทความย็นจากชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )และนำความเย็นที่ถูกถ่ายเทมากับน้ำซึ่งเป็นน้ำเย็นแล้วไปใช้งาน  ส่วนในระของสารทำความเย็นนั้น เมื่อถูกลดแรงดันและถ่ายเทความเย็นออกแล้วจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวแรงดันต่ำเป็นไปแรงดันต่ำ เนื่องจากสารทำความเย็นได้สูญเสียความเย็นในตัวเองให้กับชุดถ่ายเทความเย็น อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) ที่ถูกน้ำมาถ่ายเทความเย็นออกไปทำให้สารทำความเย็นมีอุณหภูมิสูงขึ้นจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของสารทำความเย็นเราเรียกว่าการเกิด superheat หรือ  ความร้อนยิ่งยวด จนทำให้สารทำความทำความเย็นกลายเป็นไอ ( vapor ) และถูกส่งกลับไปยังคอมเพลสเซอร์ ( compressor ) เพื่อเพิ่มแรงดันกลับมาเป็นวัฏจักรอีกครั้งหนึ่งโดยเราจะอธิบายวัฏจักรของสารทำความเย็นให้ท่านได้เข้าใจยิ่งขึ้น

ชิลเลอร์,chiller,ระบบชิลเลอร์

ชิลเลอร์,chiller,ระบบชิลเลอร์

วัฏจักรของสารทำความเย็น และวงจรการทำงานของสารทำความเย็นมีดังนี้  เพื่อความง่ายแก่การเข้าใจเราจึงอธิบายหัวข้อตามรูป

1.จ่ายพลังานไฟฟ้าเข้าไปชุดคอมเพลสเซอร์( compressor )  ทำงานเพื่อเริ่มต้นระบบดูดและจ่ายสารทำความเย็นและเพิ่มแรงดันกับความร้อนให้กับสารทำความเย็น

2.สารทำความเย็นถูกส่งมาจากคอมเพลสเซอร์ ( compressor ) เข้าไปยังคอนเดนเซอร์ ( condenser ) เพื่อควบแน่นและนำความร้อนออก

3.ชุด คอนเดนเซอร์ ( condenser ) ระบายความร้อนของสารทำความเย็นออกและควบแน่นสารทำความเย็นให้เปลี่ยนสถานะจากไอ ( vapor ) กลายเป็นของเหลว(  liquid ) โดยจุดที่เปลี่ยนสถานะจากไอกลายไปเป็นของเหลวที่ไม่มีไอปะปนนั้นเราเรียกว่า ซับคูล ( subcool )แต่ยังมีแรงดันยังสูงอยู่ ก่อนถูกส่งไปลดแรงดันต่อไป

4.สารทำความเย็นที่ผ่านชุด คอนเดนเซอร์ ( condenser ) ระบายความร้อนและควบแน่น แล้วถูกส่งมายังอุปกรณ์ลดแรงดัน โดยจุดนี้สารทำความเย็นอยู่ในสถานะเป็นของเหลว (  liquid ) โดยหากในระบบมีติดตั้ง sideglass ก็จะมองเห็นสารทำความเย็นที่อยู่ในสถานะของเหลว  (  liquid ) อย่างชัดเจน แต่จุดนี้แรงดันยังสูงอยู่

5.สารทำความเย็นที่มีสภานะเป็นของเหลว (  liquid ) ถูกลดแรงดันโดยอุปกรณ์ลดแรงดัน  ( expansion valve ) เพื่อให้เปลี่ยนสถานะจากของเหลว (  liquid ) แรงดันสูงเป็นของเหลวแรงดันต่ำ การเปลี่ยนสถานะตรงนี้ทำให้เกิดความเย็นขึ้นเราจึงนำความเย็นที่ได้จากจุดนี้เริ่มเอาไปใช้งาน

6.สารทำความเย็นในสถานะของเหลวแรงดันต่ำ ถูกส่งเขาไปถ่ายเทความเย็นออกในชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )

7.ชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) ถ่ายเทความเย็นของสารทำความเย็นออกและเปลี่ยนสถานะสารทำความเย็นให้เป็นไออีกครั้ง โดยการนำความร้อนจากภายนอกมาแลกเปลี่ยนยังชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) โดยจุดที่สารทำความเย็นถูกแลกเปลี่ยนจากความร้อนภายนอก เมื่อมีความร้อนจากภายนอกเข้ามาถ่ายเทความเย็นกับสารทำความเย็นทำให้เปลี่ยนสถานะจากของเหลว(  liquid ) กลายไปเป็นไอเราเรียกว่าจุด superheat  หรือ ความร้อนยิ่งยวด และเมื่อสารทำความเย็นถูกถ่ายเทความเย็นออกหมดจนกลายไปเป็นไอ ก็จะถูกจะส่งไปยัง ชุดคอมเพลสเซอร์( compressor )

8.สารทำความเย็นที่กลายเป็นไอ ( vapor ) ถูกส่งไปยัง ชุดคอมเพลสเซอร์( compressor ) เพื่อเริ่มกระบวนการอีกครั้ง

Credit