หอทำความเย็น คืออุปกรณ์ที่ขับไล่ความร้อนส่วนเกินออกสู่บรรยากาศโดยการทำให้สารทำความเย็น เช่น น้ำ ลดลงเป็นอุณหภูมิต่ำกว่าเดิม หอทำความเย็นถูกใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องการกำจัดความร้อน เช่น การผลิตไฟฟ้า การทำความเย็น การปรับอากาศ และการแปรรูปเคมี หอทำความเย็นสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามการไหลของอากาศ การไหลของน้ำ วิธีการถ่ายเทความร้อน และรูปร่าง บางประเภทที่พบบ่อยของหอทำความเย็นคือ แบบลมธรรมชาติ แบบลมบังคับ แบบลมดึง แบบสวนทาง แบบขวางทาง และแบบเปียก/แห้ง
เพื่อเข้าใจการออกแบบ การทำงาน ประสิทธิภาพ และการบำรุงรักษาหอทำความเย็น จำเป็นต้องคุ้นเคยกับคำศัพท์ที่ใช้บ่อยในวงการหอทำความเย็น
บทความนี้จะอธิบายแนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความของศัพท์เทคนิคหอทำความเย็น รวมถึงให้ตัวอย่างและสูตรในการคำนวณ
BTU (British Thermal Unit) คือหน่วยความร้อนที่กำหนดว่าเป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำหนึ่งปอนด์ขึ้นไปหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ในช่วงอุณหภูมิจาก 32°F ถึง 212°F BTU มักใช้วัดโหลดความร้อนหรืออัตราการถ่ายเทความร้อนของหอทำความเย็น
ตันคือหน่วยความเย็นที่ได้จากการระเหยที่เท่ากับ 15,000 BTU ต่อชั่วโมงสำหรับหอทำความเย็น หมายความว่าเป็นปริมาณความร้อนที่สามารถถูกกำจัดได้โดยการทำให้น้ำหนึ่งตันระเหยที่ 12,000 BTU ต่อชั่วโมง ตันยังเป็นหน่วยความจุระบบทำความเย็นที่เท่ากับ 12,000 BTU ต่อชั่วโมง
โหลดความร้อนคือปริมาณความร้อนที่ต้องถูกกำจัดออกจากน้ำที่ไหลเวียนภายในระบบหอทำความเย็น
โหลดความร้อนถูกกำหนดโดยโหลดความร้อนของกระบวนการและอัตราการไหลของน้ำที่ไหลเวียน โหลดความร้อนสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
โดยที่,
Q = โหลดความร้อนในหน่วย BTU/hr
m = อัตราการไหลมวลของน้ำในหน่วย lb/hr
Cp = ความร้อนจำเพาะของน้ำในหน่วย BTU/lb°F
ΔT = ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนและน้ำเย็นในหน่วย °F
โหลดความร้อนเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการกำหนดขนาดและต้นทุนของหอทำความเย็น โหลดความร้อนที่สูงขึ้นต้องการหอทำความเย็นขนาดใหญ่ที่มีการไหลของอากาศและน้ำมากขึ้น
ช่วงทำความเย็นคือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนที่เข้าหอทำความเย็นและน้ำเย็นที่ออกจากหอทำความเย็น
ช่วงทำความเย็นแสดงถึงปริมาณความร้อนที่ถูกถ่ายเทจากน้ำไปยังอากาศในหอทำความเย็น ช่วงทำความเย็นที่สูงขึ้นหมายถึงอัตราการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพของหอทำความเย็นที่ดีขึ้น ช่วงทำความเย็นสามารถคำนวณได้โดย:
โดยที่,
R = ช่วงทำความเย็นในหน่วย °F
Th = อุณหภูมิน้ำร้อนในหน่วย °F
Tc = อุณหภูมิน้ำเย็นในหน่วย °F
ช่วงทำความเย็นถูกกำหนดโดยกระบวนการและไม่ได้ถูกกำหนดโดยหอทำความเย็น ดังนั้น เป็นฟังก์ชันของโหลดความร้อนของกระบวนการและอัตราการไหลของน้ำที่ไหลเวียน
การเข้าใกล้คือความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิน้ำเย็นและอุณหภูมิที่เปียกของอากาศ
การเข้าใกล้แสดงถึงว่าน้ำเย็นสามารถเข้าใกล้อุณหภูมิที่เปียกได้มากแค่ไหน โดยที่อุณหภูมิที่เปียกคืออุณหภูมิต่ำสุดที่น้ำสามารถถึงได้โดยการระเหย การเข้าใกล้ที่ต่ำลงหมายถึงอุณหภูมิน้ำเย็นที่ต่ำลงและประสิทธิภาพของหอทำความเย็นที่ดีขึ้น การเข้าใกล้สามารถคำนวณได้โดย:
โดยที่,
A = การเข้าใกล้ในหน่วย °F
Tc = อุณหภูมิน้ำเย็นในหน่วย °F
Tw = อุณหภูมิที่เปียกของอากาศในหน่วย °F
การเข้าใกล้เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในการตัดสินใจเกี่ยวกับต้นทุนและขนาดของหอทำความเย็น นอกจากนี้ยังตัดสินใจเกี่ยวกับอุณหภูมิน้ำเย็นต่ำสุดที่สามารถทำได้โดยหอทำความเย็น ปกติแล้ว การเข้าใกล้ที่ 2.8°F คือสิ่งที่ผู้ผลิตสามารถรับประกันได้
