Cooling Tower ทำงานยังไง? ทำไมจึงเกี่ยวข้องกับการประหยัดพลังงาน? 

Cooling Tower เปรียบเสมือน “พัดลมยักษ์” ที่ทำหน้าที่ลดอุณหภูมิน้ำร้อนจากกระบวนการผลิต โดยอาศัยหลักการระเหยของน้ำ (Evaporation)

• น้ำร้อนจากกระบวนการผลิต จะถูกส่งเข้าสู่ Cooling Tower และถูกฉีดพ่นให้เป็นละอองเล็กๆ ในขณะเดียวกัน อากาศเย็นจากภายนอก จะถูกดูดหรือผลักให้ไหลผ่านละอองน้ำเหล่านี้
• ความร้อนจากน้ำจะถูกถ่ายเทไปสู่อากาศผ่านการระเหย เช่นเดียวกับเวลาที่ร่างกายของเรารู้สึกเย็นขึ้นเมื่อเหงื่อระเหยออกไป
• น้ำที่เย็นตัวลงแล้ว จะถูกรวบรวมและส่งกลับไปใช้ในกระบวนการผลิตอีกครั้ง เพื่อหล่อเย็นระบบอย่างต่อเนื่อง
• ส่วนอากาศที่มีความร้อนและความชื้นสูง ซึ่งได้รับพลังงานจากกระบวนการระเหยแล้ว จะถูกระบายออกสู่บรรยากาศ

วงจรการระบายความร้อนที่หมุนเวียนน้ำกลับมาใช้ซ้ำนี้ ทำให้ Cooling Tower หรือ หอระบายความร้อน มีบทบาทสำคัญในการ ประหยัดพลังงานและลดการใช้น้ำ เนื่องจากโรงงานไม่จำเป็นต้องใช้น้ำใหม่ในปริมาณมากสำหรับการระบายความร้อนในแต่ละรอบของกระบวนการผลิต

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น หาก Cooling Tower ไม่มีประสิทธิภาพ

Cooling Tower ที่ทำงานได้ดีจะช่วยรักษาอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ซึ่งส่งผลให้ระบบควบแน่น (Condenser) ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในโรงไฟฟ้า อุณหภูมิของ Condenser มีผลต่อประสิทธิภาพของกังหันไอน้ำอย่างชัดเจน “ยิ่งน้ำเย็น ระบบยิ่งทำงานดี การผลิตก็ยิ่งสูงขึ้น” 

โดยปกติแล้วถ้า Cooling Tower หรือ หอระบายความร้อน มีประสิทธิภาพดี น้ำหล่อเย็นจะมีอุณหภูมิต่ำ ทำให้ Condenser ความดันลดลง ส่งผลให้ Back Pressure ใน Steam Turbine ลดลง กังหันจึงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และสามารถ เพิ่มกำลังผลิตไฟฟ้า (MW) ได้เต็มศักยภาพ

ในทางกลับกัน เมื่อ Cooling Tower หรือหอระบายความร้อนไม่มีประสิทธิภาพ จะเกิดผลกระทบดังนี้

• น้ำหล่อเย็นมีอุณหภูมิสูงขึ้น
• ทำให้ Condenser ความดันสูงขึ้น
• ส่งผลให้ Back Pressure ใน Steam Turbine เพิ่มขึ้น
• ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง
• กำลังผลิตไฟฟ้าลดลงจากที่ควรเป็น

นอกจากนี้ยังมีผลกระทบสำคัญอื่น ๆ ตามมา 

1. การสิ้นเปลืองน้ำในระบบ

แม้ระบบจะออกแบบมาให้หมุนเวียนน้ำกลับมาใช้ซ้ำได้ แต่หากไม่มีการดูแลที่เหมาะสม เช่น การบำบัดน้ำที่ดี หรือการล้างทำความสะอาดสม่ำเสมอ และ “สูญเสียพลังงานจากการระบายน้ำทิ้ง” ด้วย ส่งผลให้ต้นทุนค่าน้ำและค่าบำบัดสูงขึ้นโดยไม่รู้ตัว

2. อายุการใช้งานอุปกรณ์สั้นลง

อุณหภูมิของน้ำที่ไม่เหมาะสม ยังส่งผลโดยตรงต่อ อายุการใช้งานของเครื่องจักรในโรงงาน เพราะความร้อนส่วนเกินอาจก่อให้เกิดความเค้นทางความร้อน (Thermal Stress) ให้กับอุปกรณ์ในระบบ เป็นการเร่งความเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนต่าง ๆ เพิ่มความถี่ในการซ่อมบำรุง และเพิ่มต้นทุนในการเปลี่ยนอะไหล่โดยไม่จำเป็น

เคล็ดลับประหยัดพลังงานจาก Cooling Tower ที่หลายโรงงานมองข้าม

1.บำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ

ควรตรวจสอบและทำความสะอาด แผงกระจายน้ำ (Fill Media) และ แผงดักละอองน้ำ (Drift Eliminator) เป็นประจำ เพื่อให้น้ำไหลเวียนสะดวก ป้องกันการสะสมของตะไคร่น้ำ ตะกรัน หรือสิ่งอุดตันที่ขัดขวางการถ่ายเทความร้อน นอกจากนี้ การตรวจสอบสภาพของพัดลมและมอเตอร์ จะช่วยลดการสูญเสียพลังงาน

2.ควบคุมคุณภาพน้ำ

การใช้สารเคมีบำบัดน้ำที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันการเกิดตะกรัน การกัดกร่อน และการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งจะช่วยรักษาประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนและลดภาระการทำงานของ Cooling Tower

3.ตั้งค่า Fan Cut-in/out ตามอุณหภูมิจริง

การปรับการทำงานของพัดลมให้สอดคล้องกับสภาพอากาศจริง เช่น เมื่ออุณหภูมิหรือความชื้นในอากาศลดลง ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิน้ำขาออกลดลงด้วย การตั้งค่าการเปิด/ปิดพัดลมระบายความร้อน (Cooling Fan) อย่างเหมาะสม จะช่วยหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น

4.การเปลี่ยนวัสดุของใบพัดลม (Cooling Fan)

การปรับเปลี่ยนไปใช้ใบพัดลมที่ผลิตจากวัสดุที่มีน้ำหนักเบากว่าเดิม จะช่วยลดภาระการทำงานของมอเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้การใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง และช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานในระยะยาว

5.การปรับปรุงและอัปเกรด (Retrofit) 

สำหรับหอหล่อเย็น (Cooling Tower) ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน ควรมีการอัปเกรดชิ้นส่วนสำคัญ เช่น การเปลี่ยนไปใช้แผงกระจายน้ำที่มีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น หรือการติดตั้งพัดลมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อประหยัดพลังงาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ และลดการใช้พลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ

6.การควบคุมพัดลมตามโหลด (Fan Speed Control)

การปรับรอบพัดลมให้สอดคล้องกับความต้องการที่แท้จริง โดยการนำระบบควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ (VSD – Variable Speed Drive) มาใช้งาน จะช่วยให้พัดลมทำงานสอดคล้องกับปริมาณความร้อนที่ต้องการระบาย ส่งผลให้สามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม การลดความเร็วรอบของพัดลมมากเกินไป อาจทำให้อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นสูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้ความดันภายใน Condenser เพิ่มสูงขึ้น จนทำให้แรงดันย้อนกลับ (Back Pressure) ใน Steam Turbine เพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพโรงไฟฟ้า และกำลังผลิตไฟฟ้า (MW) ต่ำกว่าที่ควรจะเป็น

ในทางกลับกัน หากเพิ่มความเร็วพัดลมมากเกินไป แม้จะส่งผลดีต่อ Condenser และ Steam Turbine ให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น แต่ก็อาจเกิดสถานการณ์ที่พัดลมใช้พลังงานไฟฟ้ามากกว่าปริมาณไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องกังหันไอน้ำ ซึ่งทำให้โดยรวมแล้วโรงไฟฟ้าไม่ได้รับประโยชน์เชิงพลังงานสุทธิ (Net Energy) อย่างแท้จริง

7.การตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพแบบออนไลน์ (Real-time Performance Monitoring)

การตรวจสอบการทำงานแบบเรียลไทม์ จะช่วยให้สามารถมองเห็นปัญหาได้ทันที และตัดสินใจปรับปรุงก่อนที่จะเกิดความเสียหายที่มองไม่เห็น

Cooling Tower ไม่ใช่แค่เครื่องลดความร้อน แต่คือจุดเริ่มต้นของการลดต้นทุนพลังงานทั้งระบบ

แม้ Cooling Tower จะเป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบโรงงาน แต่มีบทบาทสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการผลิตอย่างมาก หากบริหารจัดการอย่างถูกวิธี ไม่เพียงช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้า แต่ยังช่วยลดปริมาณน้ำที่สูญเสีย ยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักร และลดความเสี่ยงจากการผลิตที่ไม่เต็มประสิทธิภาพ

เพราะการบริหารจัดการ Cooling Tower อย่างมีประสิทธิภาพ ต้องอาศัยทั้ง “องค์ความรู้ เครื่องมือ และระบบตรวจสอบ” แบบครบวงจร