อะไรคือหอทำความเย็นแบบธรรมชาติ

หอระบายความร้อนแบบธรรมชาติคือประเภทหนึ่งของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำให้น้ำเย็นลงโดยการสัมผัสโดยตรงกับอากาศ มันถูกใช้ในโรงไฟฟ้า โรงกลั่นน้ำมัน โรงงานปิโตรเคมี และสถานีก๊าซธรรมชาติ เพื่อลดความร้อนส่วนเกินจากระบบหมุนเวียนน้ำ หอระบายความร้อนแบบธรรมชาติอาศัยหลักการของการไหลตามธรรมชาติเพื่อให้อากาศหมุนเวียน โดยไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมหรืออุปกรณ์เชิงกล การไหลของอากาศขับเคลื่อนโดยความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างอากาศอุ่นและชื้นภายในหอกับอากาศภายนอกที่เย็นและแห้งกว่า

หอระบายความร้อนแบบธรรมชาติทำงานอย่างไร?

หลักการทำงานพื้นฐานของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติแสดงอยู่ในแผนภาพดังต่อไปนี้:

ส่วนประกอบหลักของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติ ได้แก่:

• ทางเข้าน้ำร้อน: นี่คือจุดที่น้ำร้อนจากระบบท่อหรือคอนเดนเซอร์เข้าสู่หอที่ด้านบน ทางเข้าน้ำร้อนเชื่อมต่อกับหัวฉีดน้ำที่กระจายน้ำไปบนวัสดุเติม

• วัสดุเติม: นี่คือวัสดุที่มีรูพรุนที่ให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างน้ำและอากาศ วัสดุเติมสามารถทำจากไม้ พลาสติก โลหะ หรือเซรามิก วัสดุเติมสามารถจัดเรียงในรูปแบบต่างๆ เช่น แท่งกระเด็น กริด หรือแพ็คฟิล์ม

• อ่างน้ำเย็น: นี่คือที่ที่น้ำที่เย็นแล้วสะสมอยู่ที่ด้านล่างของหอ อ่างน้ำเย็นมีวาล์วดรานและปั๊มที่ส่งน้ำกลับไปยังระบบท่อหรือคอนเดนเซอร์

• ทางเข้าอากาศ: นี่คือจุดที่อากาศสดใหม่เข้าสู่หอที่ฐาน ทางเข้าอากาศสามารถเปิดหรือปิดได้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของหอ

• ทางออกอากาศ: นี่คือจุดที่อากาศอุ่นและชื้นออกจากหอที่ด้านบน ทางออกอากาศอาจมีแผ่นกระจายหรือท่อเพื่อเพิ่มการไหลของอากาศ

กระบวนการทำความเย็นน้ำในหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติมีสองกลไคหลัก: การถ่ายเทความร้อนที่รู้สึกได้และการถ่ายเทความร้อนแฝง

• การถ่ายเทความร้อนที่รู้สึกได้: นี่คือเมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากน้ำร้อนไปยังอากาศเย็นโดยการสัมผัสโดยตรง ผลลัพธ์คืออุณหภูมิของทั้งสองของเหลวเปลี่ยนแปลง แต่ไม่มีการเปลี่ยนเฟส การถ่ายเทความร้อนที่รู้สึกได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความแตกต่างของอุณหภูมิ อัตราการไหล และพื้นที่ผิวที่สัมผัส

• การถ่ายเทความร้อนแฝง: นี่คือเมื่อความร้อนถูกถ่ายเทจากน้ำร้อนไปยังอากาศเย็นโดยการระเหิด ผลลัพธ์คือบางส่วนของน้ำเปลี่ยนเฟสจากของเหลวเป็นไอ ในขณะที่ดูดซับความร้อนจากสภาพแวดล้อม การถ่ายเทความร้อนแฝงขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราส่วนความชื้น ความดันไอ และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวล

การรวมกันของความร้อนที่สัมผัสได้และแฝงอยู่ทำให้น้ำเย็นลงและอากาศร้อนขึ้น น้ำที่เย็นลงจะไหลลงไปในอ่างน้ำเย็น ในขณะที่อากาศที่ร้อนขึ้นจะลอยขึ้นไปยังทางออกอากาศเนื่องจากแรงลอยตัว แรงลอยตัวสร้างการดึงอากาศธรรมชาติที่ดึงอากาศสดใหม่เข้ามาทางช่องทางเข้าอากาศ ทำให้เกิดวงจรการระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง

มีประเภทของหอระบายความร้อนแบบพัดลมธรรมชาติใดบ้าง?

หอระบายความร้อนแบบพัดลมธรรมชาติสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามการจัดวาง:

• หอระบายความร้อนแบบพัดลมธรรมชาติที่ไหลสวนทาง: ในหอนี้ น้ำไหลลง และอากาศไหลขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งทำให้มีความแตกต่างของอุณหภูมิสูงและประสิทธิภาพในการระบายความร้อนสูง แต่หอนี้ต้องใช้ความสูงมากกว่าและหัวฉีดน้ำมากกว่าหอที่ไหลตัดกัน

• หอระบายความร้อนแบบพัดลมธรรมชาติที่ไหลตัดกัน: ในหอนี้ น้ำไหลลง และอากาศไหลในแนวตั้งฉาก ซึ่งทำให้มีความสูงน้อยกว่าและหัวฉีดน้ำน้อยกว่าหอที่ไหลสวนทาง แต่หอนี้มีความแตกต่างของอุณหภูมิต่ำและประสิทธิภาพในการระบายความร้อนต่ำกว่าหอที่ไหลสวนทาง

ตารางต่อไปนี้สรุปข้อดีและข้อเสียของแต่ละประเภท:

| การไหลขวาง | ความสูงต่ำกว่า ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า จำนวนหัวพ่นน้ำน้อยกว่า ไม่ค่อยเกิดการสะสมของตะกอน | ความต่างอุณหภูมิต่ำกว่า ประสิทธิภาพในการทำความเย็นต่ำกว่า การกระจายน้ำแย่กว่า ทำให้ง่ายต่อการแข็งตัว |

รูปต่อไปนี้แสดงความแตกต่างระหว่างหอระบายความร้อนแบบสวนทางและแบบการไหลขวาง:

การใช้งานของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติมีอะไรบ้าง?

หอระบายความร้อนแบบธรรมชาติโดยทั่วไปจะถูกเลือกใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการ:

• กำลังการระบายความร้อนที่ใหญ่และคงที่ตลอดหลายปี

• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาต่ำ

• ระดับเสียงและพลังงานที่ใช้น้อย

• ทนทานต่อแรงลมและการกัดกร่อนสูง

ตัวอย่างของการใช้งานที่ใช้หอระบายความร้อนแบบธรรมชาติได้แก่:

• โรงไฟฟ้าความร้อนที่ใช้ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซ หรือนิวเคลียร์เพื่อผลิตไฟฟ้า

• โรงกลั่นน้ำมันที่ประมวลผลน้ำมันดิบเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น แก๊สโซฮอล์ ดีเซล น้ำมันเชื้อเพลิงเจ็ท เป็นต้น

• โรงงานปิโตรเคมีที่ผลิตสารเคมีจากปิโตรเลียมหรือก๊าซธรรมชาติ

• โรงงานก๊าซธรรมชาติที่ประมวลผลก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) หรือผลิตภัณฑ์อื่นๆ

ข้อดีและข้อเสียของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติมีอะไรบ้าง?

ข้อดีบางประการของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติได้แก่:

• ไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมหรืออุปกรณ์กลไกอื่นๆ เพื่อกระตุ้นการไหลของอากาศ ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและลดเสียงรบกวน

• มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาต่ำ เนื่องจากมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยและมีการสึกหรอน้อย

• มีการสูญเสียระบบต่ำ เนื่องจากสูญเสียน้ำจากการระเหิดน้อยกว่า 1% ของปริมาณน้ำทั้งหมด

• มีกำลังการระบายความร้อนสูง เนื่องจากสามารถจัดการกับปริมาณน้ำไหลที่มาก

• ไม่มีการหมุนเวียนอากาศ เนื่องจากมีช่องปล่อยอากาศที่สูง ซึ่งป้องกันไม่ให้อากาศอุ่นกลับเข้าสู่หอระบายความร้อน

ข้อเสียบางประการของหอระบายความร้อนแบบธรรมชาติได้แก่:

• ต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้นจำนวนมาก เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายในการสร้างและติดตั้งสูง

ต้องการพื้นที่ขนาดใหญ่ เนื่องจากมีฐานกว้างและสูง

• ยากต่อการขออนุญาตสร้าง เนื่องจากมีผลกระทบเชิงลบต่อความสวยงามของพื้นที่โดยรอบ

• ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความเร็วและทิศทางของลม เนื่องจากสามารถส่งผลต่อการไหลของอากาศและการถ่ายเทความร้อน

• มีความเสี่ยงต่อปัญหาการแข็งตัวในสภาพอากาศหนาวเย็น เนื่องจากสามารถทำให้มีการเกิดน้ำแข็งบนวัสดุเติมและอ่างน้ำเย็น

สรุป

หอทำความเย็นแบบธรรมชาติเป็นประเภทหนึ่งของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำให้น้ำเย็นลงโดยการสัมผัสโดยตรงกับอากาศ ใช้ในหลากหลายแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่ต้องการความจุการทำความเย็นที่มากและคงที่ มีสองประเภทหลักคือ การไหลสวนทางและไหลตัดกัน ซึ่งแตกต่างกันในวิธีที่น้ำและอากาศปฏิสัมพันธ์ มีข้อดีหลายประการ เช่น ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาต่ำ ระดับเสียงต่ำ และประสิทธิภาพการทำความเย็นสูง นอกจากนี้ยังมีข้อเสียบางประการ เช่น การลงทุนเงินทุนเริ่มต้นสูง ต้องการพื้นที่ขนาดใหญ่ และขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ หอทำความเย็นแบบธรรมชาติเป็นส่วนสำคัญของระบบความร้อนหลายระบบที่ต้องการกำจัดความร้อนส่วนเกินออกจากสภาพแวดล้อม

คำแถลง: เคารพ ต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ