อีวาพอเรเตอร์ (Evaporator) หรือ คอยล์เย็น คืออะไร ทำอะไรในระบบทำความเย็น

อีวาพอเรเตอร์ (Evaporator) หรือ คอยล์เย็น คืออะไร

อีวาพอเรเตอร์ ( Evaporator ) เป็นอุปกรณ์หลักอันหนึ่งของระบบทำความเย็น อีวาพอเรเตอร์ทำหน้าที่ดูดรับปริมาณความร้อนจากบริเวณหรือเนื้อที่ที่ต้องการทำความเย็น ขณะที่สารทำความเย็นภายในระบบตรงบริเวณนี้เดือดเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส ความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านทางผิวท่อทางเดินของสารทำความเย็นภายในระบบ ทำให้อุณหภูมิโดยรอบอีวาพอเรเตอร์ลดลง

ชนิดของอีวาพอเรเตอร์

1. อีวาพอเรเตอร์แบบแห้ง ( Direct Expansion Evaporator )
   • อีวาพอเรเตอร์แบบขดท่อและครีบ ( Finned-Tube Coil Evaporator )
   • อีวาพอเรเตอร์แบบเพลต ( Plate Evaporator )
2. อีวาพอเรเตอร์แบบเปียก ( Flooded Evaporator )

1. อีวาพอเรเตอร์แบบแห้ง ( Direct Expansion Evaporator )

สารทำความเย็นเหลวที่ไหลผ่าน คอนเดนเซอร์ (Condenser) จะถูกส่งต่อมายังแคพิลลารี่ทิ้วหรือเอ็กแปนชั้นวาร์ว เพื่อทำหน้าที่ลดความดันและพ่นสารทำความเย็นเข้าอีวาพอเรเตอร์ สารทำความเย็นบางส่วนประมาณ 10 เปอร์เซ็นถูกเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส ส่วนที่เหลือ 90 เปอร์เซ็นต์ ยังคงเป็นของเหลว

ขณะที่สารทำความเย็นไหลผ่านขดท่อนี้ สารทำความเย็นจะเดือดเปลี่ยนสถานะที่อุณหภูมิต่ำดูดรับปริมาณความร้อนจากอากาศหรือน้ำที่ต้องการทำความเย็นโดยรอบผิดท่อ ทำให้สารทำความเย็นเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอ ถ้าขดท่ออีวาพอเรเตอร์มีขนาดและความยาวถูกต้องแล้ว น้ำยาเหลวที่ผ่านเข้าในอีวาพอเรเตอร์นี้จะเปลี่ยนสภาพเป็นแก๊สหมดพอดีที่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของความยาวขดท่อ

1.1 อีวาพอเรเตอร์แบบขดท่อและครีบ ( Finned-Tube Coil Evaporator )

อีวาพอเรเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปจะใช้ฟินคอยล์ออกแบบให้ท่อทองแดงขดไปมา มีครีบอลูมิเนียมเป็นตัวเพิ่มพื้นที่ผิวในการถ่ายเทความร้อนให้กับน้ำยาที่ไกลอยู่ภายในท่ออีวาพอเรเตอร์แบบนี้พบใช้กับเครื่องปรับอากาศชนิดติดผนังและชนิดแยกส่วน ซึ่งจะต้องมีมอ-เตอร์พัดลมช่วยเพิ่มความเร็วลมผ่านขดท่อและครีบ อันเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนของสารทำความเย็นในอีวาพอเรเตอร์

อีวาพอเรเตอร์แบบที่ใช้กับเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนหรืออาจเรียกว่า AHU ( Air Handling Unit ) จะมี คอนเดนซิ่งยูนิต ( Condensing Unit ) ติดตั้งอยู่ภายนอกห้องปรับอากาศ และ AHU จะอยู่ในห้องส่งลม ลมที่ถูกเป่าผ่านคอยล์ของอีวาพอเรเตอร์นี้จะถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำความเย็นภายในท่อทำให้เป็นลมเย็นส่งเข้าไปในห้องปรับอากาศ

จำนวนครีบอะลูมิเนียมของอีวาพอเรเตอร์นี้จะมีจำนวนตั่งแต่ 2 – 14 ฟินต่อนิ้ว ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้นของห้องปรับอากาศ ถ้าจำนวนครีบของอลูมิเนียมยิ่งมีมากการถ่ายเทความร้อนย่อมจะดีขึ้น แต่ข้อเสียก็คือจะทำให้ลมส่งมีความดันน้อยลงและมีโอกาศตันง่าย และถ้าฟิลเตอร์ที่ใช้กรองอากาศก่อนผ่านคอยล์อีวาพอเรเตอร์ไม่ดีเท่าที่ควรก็จะเกิดการอุดตันสิ่งสกปรกที่ครีบของอีวาพอเรเตอร์ได้มากกว่า

1.2 อีวาพอเรเตอร์แบบเพลต ( Plate Evaporator )

เป็นอีวาพอเรเตอร์อีกแบบหนึ่งที่ใช้กันมาก ซึ่งอีวาพอเรเตอร์แบบนี้จะไม่มีครีบ และมีรูปร่างแตกต่างกันไปหลายแบบส่วนใหญ่เราจะเห็นอีวาพอเรเตอร์แบบเพลตนี้ ในตู้เย็น และตู้แช่ ซึ่งมักจะใช้วัสดุเป็นอลูมิเนียมและสเตนเลสซึ่งมีขดทองแดงขดไปมาอยู่ อีวาพอเรเตอร์แบบเพลตบางครั้งพบว่ามีรูปร่างพิเศษออกไปตามลักษณะการทำงาน เช่นเครื่องทำเกร็ดน้ำแข็ง หรือเป็นตู้ทำน้ำเย็น เป็นต้น ขึ้นอยู่กับการออบแบบของผู้ผลิต

1.3 เครื่องระเหยชนิดเปลือกและท่อ ( Shell and Tube Evaporator )

ประกอบด้วยท่อเหล็กขนาดใหญ่ภายในมีท่อตรงกลางขนาดเล็กอยู่มากมายเรียงตัวกัน Shell and tube evaporator นี้ใช้กันมากกับระบบทำความเย็นแบบชิลเลอร์ ( Chillers ) ซึ่งจะใช้นำยาเหลวที่มีอุณหภูมิและความดันต่ำ ภายในอีวาพอเรเตอร์แบบนี้ดูดรับปริมาณความร้อนจากน้ำทำให้เป็นน้ำเย็น และปั้มเอาน้ำเย็นนี้หมุนเวียนไปใช้ทำความเย็นให้กับบริเวณหรือเนื้อที่ที่ต้องการทำความเย็นอีกทีหนึ่ง ในระบบของการปรับอากาศสำหรับอาคารใหญ่หลายๆ ชั้น เป็นเรื่องที่ยากมากที่จะเดินท่อสารทำความเย็นไปทำความเย็นโดยตรงให้กับบริเวณทั่วทั้งตึกและทุกชั้น จึงใช้สารทำความเย็นเหลวในอีวาพอเรเตอร์ดูดรับปริมาณความร้อนจากน้ำ ทำให้เป็นน้ำเย็น แล้วจึงปั้มน้ำเย็นนี้จ่ายไปตามชั้นต่างๆ ทั่วบริเวณตึกอีกทีหนึ่ง น้ำเย็นนี้เมื่อดูดรับปริมาณความร้อนจากห้องต่างๆ แล้วจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นก็จะถูกส่งกลับมาถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำความเย็นภายในอีวาพอเรเตอร์อีกครั้งหนึ่ง

2. อีวาพอเรเตอร์แบบเปียก ( Flooded Evaporator )

อีวาพอเรเตอร์แบบเปียก บางทีจะมีหน้าตาคลายๆกับ Shell and tube evaporator แต่จะต่างกันที่สารทำความเย็นจะอยู่ในท่อใหญ่และน้ำเย็นจะวิ่งอยู่ในท่อเล็ก จะมีสารทำความเย็นเหลวที่มีความดันต่ำบรรจุอยู่เต็มภายในอีวาพอเรเตอร์ตลอดเวลา สารทำความเย็นเหลวจะถูกไหลหมุนเวียนผ่านขดท่อโดยน้ำหนักของตัวมันเอง และเมื่อสารทำความเย็นเหลวได้รับปริมาณปริมาณความร้อนจากผิวท่อ ก็จะเดือดเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สลอยขึ้นด้านบนเพื่อส่งไปหาคอมเพรสเซอร์ต่อไป

ข้อดีของอีวาพอเรเตอร์แบบเปียกก็คือ ภายในท่ออีวาพอเรเตอร์จะมีสารทำความเย็นเหลวเต็มอยู่ตลอดเวลาซึ่งจะสามารถดูดรับปริมาณความร้อนได้อย่างรวดเร็ว แต่มีข้อเสียอยู่ตรงที่อีวาพอเรเตอร์แบบนี้ต้องมีขนาดใหญ่ และต้องชาร์จสารทำความเย็นเข้าไปในระบบจำนวนมาก

สรุป

Evaporator ในปัจจุบันมีความหลากหลายมาก เนื่องด้วยการทำความเย็นมีความแตกต่างกันออกไป การเลือกรูปแบบการติดตั้ง Evaporator จึงต้องคำนึงถึง ขนาด รูปร่าง การบำรุงรักษา และ ราคา Evaporator เพื่อได้ Evaporator ที่เหมาะสมกับการทำความเย็นและได้ประสิทธิภาพของการทำความเย็นที่ดีที่สุด