แอร์ชิลเลอร์ เป็นระบบ ทำความเย็นที่ใช้ กระบวนการ ทำความเย็นเพื่อขจัดความร้อน ออกจากอากาศ และลดอุณหภูมิ เป็นที่นิยมใช้ในงาน เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม เพื่อทำให้พื้นที่ หรืออุปกรณ์ขนาดใหญ่ เย็นลง นี่คือ ภาพรวมของวิธีการทำงานของเครื่องทำความเย็นแบบใช้อากาศ
วงจรทำความเย็น
แอร์ชิลเลอร์ทำงานตามหลักการของวงจรทำความเย็นแบบอัดไอ คล้ายกับการทำงานของเครื่องปรับอากาศหรือตู้เย็นมาตรฐาน
คอมเพรสเซอร์
กระบวนการเริ่มต้นด้วยคอมเพรสเซอร์ที่อัดแรงดันและหมุนเวียนก๊าซทำความเย็น โดยทั่วไปจะเป็นสารประกอบเช่น R-410A หรือ R-134a คอมเพรสเซอร์จะเพิ่มอุณหภูมิและความดันของสารทำความเย็น
คอนเดนเซอร์
ก๊าซทำความเย็นแรงดันสูงที่ร้อนจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ซึ่งเป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ในคอนเดนเซอร์ สารทำความเย็นจะปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ โดยทั่วไปจะใช้พัดลมหรือหอทำความเย็น ส่งผลให้สารทำความเย็นเปลี่ยนสถานะจากก๊าซเป็นของเหลวแรงดันสูง
วาล์วขยาย
สารทำความเย็นของเหลวความดันสูงผ่านวาล์วขยายหรือช่องเปิด ซึ่งลดความดันและทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างกะทันหันสารทำความเย็นของเหลวความดันสูงผ่านวาล์วขยายหรือช่องเปิด ซึ่งลดความดันและทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างกะทันหัน
เครื่องระเหย
สารทำความเย็นของเหลวความดันต่ำที่เย็นและเข้าสู่เครื่องระเหยซึ่งเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอีกเครื่องหนึ่ง คอยล์เย็นมีหน้าที่ดูดซับความร้อนจากอากาศที่จะระบายความร้อน
การไหลเวียนของอากาศ
อากาศจากช่องว่างที่จะระบายความร้อนจะถูกดึงเข้าสู่เครื่องระเหยผ่านพัดลม เมื่ออากาศไหลผ่านคอยล์เย็น สารทำความเย็นแบบเย็นจะดูดซับความร้อนจากอากาศและทำให้เย็นลง
วัฏจักรสารทำความเย็นดำเนินต่อไป
สารทำความเย็นซึ่งขณะนี้อยู่ในสถานะก๊าซความดันต่ำจะถูกส่งกลับไปที่คอมเพรสเซอร์เพื่อเริ่มวงจรใหม่อีกครั้ง กระบวนการนี้ทำซ้ำเพื่อรักษาความเย็นอย่างต่อเนื่อง
การปฏิเสธความร้อน
ความร้อนที่ดูดซับโดยสารทำความเย็นในเครื่องระเหยจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม กระบวนการถ่ายเทความร้อนนี้ทำให้วงจรสมบูรณ์
กลไกการควบคุมและความปลอดภัย
แอร์ชิลเลอร์รวมส่วนควบคุมและเซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน และการไหล การควบคุมเหล่านี้ช่วยรักษาระดับการระบายความร้อนที่ต้องการ และช่วยให้มั่นใจว่าระบบทำงานภายในขอบเขตที่ปลอดภัย
การกระจายความเย็น
อากาศเย็นที่ผลิตโดยเครื่องทำความเย็นอากาศสามารถกระจายไปยังพื้นที่ที่ต้องการผ่านทางท่อหรือพัดลม ให้ความสบายในการทำความเย็นหรือลดอุณหภูมิในกระบวนการทางอุตสาหกรรม
แอร์ชิลเลอร์มีจำหน่ายหลายประเภทและการกำหนดค่า เช่น ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศและชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ ขึ้นอยู่กับวิธีการปฏิเสธความร้อนที่ใช้ มักใช้ในการทำความเย็นขนาดใหญ่ รวมถึงศูนย์ข้อมูล โรงงานผลิต อาคารพาณิชย์ และกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต้องการการทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผล ชิลเลอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
แบบระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water Cooled Chiller)
เป็นระบบขนาดใหญ่ มีประสิทธิภาพในการทำความเย็นสูงแต่ก็มีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าระบบระบายด้วยอากาศเช่นกัน ในกรณีที่โครงการมีขนาดใหญ่ และมีความต้องการความเย็นมากมักจะนิยมใช้เครื่องทํานํ้า เย็นชนิดนี้ เพราะจะมีเครื่องทํานํ้าเย็นที่มีประสิทธิภาพสูงให้เลือกใช้ (0.62 – 0.75 กิโลวัตต์/ตัน) ทําให้ได้ระบบปรับอากาศที่กินไฟน้อยกว่าเครื่องแบบอื่นๆ มีอุปกรณ์หลักคือ คอมเพรสเซอร์ (Compressor) แผงระบายความร้อน (Condenser) และแผงคอยล์เย็น (Evaporator) หลักการทำงานโดยคร่าวๆ คือการใช้คอมเพรสเซอร์อัดสารทำความเย็นซึ่งอยู่ในรูปแบบของก๊าซเย็นความดันต่ำ จนกลายเป็นไอร้อนก่อนที่สารทำความเย็นนี้จะถ่ายเทความร้อนออกผ่านแผงระบายความร้อน เพื่อแปรสภาพเป็นของเหลว และลดความดันด้วยอุปกรณ์ลดแรงดัน ก่อนนำความเย็นที่ได้ไปใช้งาน การระบายความร้อนออกจากระบบจะใช้น้ำเป็นตัวกลางในการดึงความร้อนออกจากสารทำความเย็น ผ่านทางแผงระบายความร้อน จึงจำเป็นต้องมีหอหล่อเย็น (Cooling tower) เพื่อลดอุณหภูมิน้ำเพื่อนำกลับไปใช้ใหม่ในระบบ
แบบระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air Cooled Chiller)
เป็นระบบที่เล็กกว่าระบบแรกโดยมีความแตกต่างกันที่การระบายความร้อน ซึ่งระบบนี้จะไม่มีวงจรของน้ำระบายความร้อนเพราะจะใช้อากาศในการระบายความร้อน ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้ามากที่สุดคือ เครื่องทำน้ำเย็นและมีอุปกรณ์ประกอบคือ ปั๊มน้ำเย็นและอุปกรณ์ส่งจ่ายลมเย็น เท่านั้น การระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นจะใช้อากาศดูดหรือเป่าไปยังขดท่อความร้อน ซึ่งพัดลมอาจมีจำนวนหลายชุดใน Chiller แต่ละชุด ดังนั้นเครื่องทำน้ำเย็นระบบนี้จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบระบายความร้อนด้วยน้ำเพราะน้ำจะมีความสามารถในการระบายความร้อนสูงกว่า อีกทั้งเมื่อพัดลมชำรุดจะเกิดการลัดวงจรของลมทำให้ประสิทธิภาพลดลงด้วย
ทำไมถึงควรใช้ Chiller
- ทำความเย็นได้รวดเร็ว ทั่วถึง เนื่องจากชิลเลอร์เป็นระบบทำความเย็นแบบรวมศูนย์ที่มีขนาดใหญ่ จึงสามารถผลิตความเย็นได้อย่างรวดเร็ว และสามารถกระจายไปยังจุดต่างๆ ได้พร้อมๆ กันอย่างทั่วถึง
- ประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่าย ชิลเลอร์เป็นระบบปรับอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง ช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่ายสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องใช้งบประมาณส่วนใหญ่กับเครื่องปรับอากาศเพื่อรักษามาตรฐานการผลิต ซึ่งในรุ่นใหม่ๆ จะมีนวัตกรรมที่ประหยัดพลังงานมากกว่ารุ่นเก่า
- เป็นมิตรต่อสภาพแวดล้อม ชิลเลอร์ไม่ได้ใช้สาร CFC ซึ่งเป็นสารทำความเย็นที่ทำลายชั้นบรรยากาศของโลก จึงจัดเป็นระบบปรับอากาศที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม