เลือกอ่านหัวข้อที่สนใจ
การถ่ายโอนความร้อน หรือ การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) คือ
การถ่ายโอนความร้อน หรือ การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) สามารถเคลื่อนที่ได้ 3 รูปแบบ คือ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน พฤติกรรมทางความร้อนจะเคลื่อนที่จากอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำ ยกตัวอย่างเช่น น้ำแข็งในแก้วน้ำที่มีน้ำอยู่ น้ำจะมีอุณหภูมิสูงกว่าจึงถ่ายเทความร้อนไปที่น้ำแข็งที่มีอุณหภูมิเย็นกว่า ทำให้น้ำแข็งละลาย และหยุดถ่ายเทความร้อนต่อเมื่อมันมีอุณหภูมิที่เท่ากัน
ความร้อนจะถ่ายเทจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ 3 ทาง คือ
การนำความร้อน (Conduction)
การนำความร้อน ( Conduction ) เป็นวิธีการเคลื่อนที่ของความร้อน ซึ่งความร้อนจะส่งผ่านจากโมเลกุลหนึ่ง ไปยังอีกโมเลกุลหนึ่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าในเนื้อวัตถุเดียวกันหรือต่างกัน ความร้อนจะไหลผ่านของแข็งโดยวิธีนี้
ตัวอย่างเช่น ถ้าจับปลายข้างหนึ่งของแท่งโลหะไว้ แล้วนำปลายอีกข้างหนึ่งของโลหะนั้นเผาไฟ ในไม่ช้าจะรู้สึกว่ามีความร้อนมาถึงมือที่จับโลหะ
การนำความร้อนเกิดขึ้นในของแข็งได้ดีกว่าของเหลวและแก๊ส โลหะที่เป็นตัวน้ำความร้อนได้ดีคือ ทองแดง สแตนเลส อลูมิเนียม คอปเปอร์นิเกิล เป็นต้น เราจึงเห็นคอยล์แอร์ ( อีวาพอเรเตอร์ ) , คอยล์ร้อน ( คอนเดนเซอร์ ) จะทำด้วยทองแดงและอลูมิเนียมเป็นหลัก รวมถึงเครื่องทำน้ำเย็น ( Chiller ) ภายในอีวาพอเรตอร์ ( Evaporator ) จะใช้ ทองแดง หรือ สแตนเลส เป็นตัวกลางในการถ่ายเทความร้อน
การพาความร้อน (Convection)
การพาความร้อน ( Convection ) เป็นวิธีการเคลื่อนที่ของความร้อนที่เกินขึ้นในของไหล ซึ่งโมเลกุล มีอิสระที่จะเคลื่อนไหวไปรอบ ๆ ได้ เมื่อความร้อนเคลื่อนที่โดยวิธีนี้ จำนวนของปริมาณความร้อนจะไหลโดยติดไปกับโมเลกุลซึ่งกำลังเคลื่อนที่อยู่นั้น
การพาความร้อนจะเกิดขึ้นในของเหลวหรือแก๊สซึ่งเป็นของไหลเท่านั้น แต่จะไม่เกิดขึ้นในของแข็งทั้งนี้เพราะโมเลกุลของของแข็งอยู่กับที่ การพาความร้อนเกิดขึ้นโดยหลักที่ว่าเมื่อโมเลกุลของอของเหลวหรือแก๊สได้รับความร้อนจะขยายตัวและมีความหนาแน่นน้อยลง จึงเบาและลอยตัวสูงขึ้นพาเอาความร้อนเคลื่อนที่ติดไปด้วย ของเหลวหรือแก๊สบริเวณใกล้เคียงซึ่งเย็นกว่าและมีความหนาแน่นมากกว่าจะไหลเข้ามาแทนที่ เกิดการไหลวนเวียนขึ้นในของเหลวหรือแก๊สนั้น ทำให้ความร้อนไกลวนเวียนตามโมเลกุลไปด้วย
การแผ่รังสีความร้อน (Radiation)
การแผ่รังสีความร้อน ( Radiation ) เป็นวิธีการเคลื่อนที่ของความร้อนโดยไม่ได้ขึ้นอยู่กับโมเลกุล วิธีนี้ความร้อนเคลื่อนที่ทางเดียวกับแสงเดินทางจากดวงไฟซึางเป็นวิธีเดี่ยวกับที่ความร้อนจากดวงอาทิตย์ส่งผ่านมายังผิวโลก
การแผ่รังสีความร้อนจึงเป็นการถ่ายเทความร้อนโดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางใด ๆ แต่การแผ่รังสีจะเกิดขึ้นในรูปของคลื่นเช่นเดียวกับคลื่นแสง ตัวอย่างที่สามารถอธิบายให้เห็นง่าย ๆ คือ หลอดไฟฟ้าซึ่งภายในเป็นสุญญากาศ เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าในไส้หลอดจะเกิดความร้อนและแสงสว่างที่ไส้หลอดนั้นถ้าเอามือจับตัวที่ผิวหลอดไฟจะรู้สึกร้อน ที่เป็นเช่นนี้เพราะความร้อนจากไส้หลอดส่งผ่านสุญญากาศในหลอด มายังผิวหลอดได้ในรูปแบบของคลื่น เช่นเดียวกับคลื่นแสงนั่นเอง ซึ่งการถ่ายเทความร้อนด้วยวิธีนี้เรียกว่า การแผ่รังสีความร้อน
ตัวอย่างการถ่ายโอนความร้อน Heat Transfer ในอุตสาหกรรมระบบทำความเย็น
Shell and tube Evaporator ใช้กันมากกับระบบความความเย็นแบบ Chiller ภายในอีวาพอเรเตอร์ ( Evaporator ) แบบนี้จะดูดรับปริมาณความร้อนจากน้ำทำให้น้ำเย็นและปั้มเอาน้ำเย็นนี้หมุนเวียนไปใช้ในการทำความเย็นให้กับบริเวณต่างๆ
โดยใน Evaporator นี้จะอาศัยการถ่ายเทความร้อน 2 ทางคือ การนำความร้อน ( Conduction )จากผิวนอกของทิ้วที่สำผัสน้ำ ถ่ายเทความร้อนมายังผิวในของทิ้วที่สำผัสสารทำความเย็น และการพาความร้อน ( Convection ) น้ำที่อยู่ขอบด้านนอกของทิ้วจะถูกดูดความร้อนออกทำให้ น้ำเย็นและไหลเวียนไปถ่ายเทควมร้อนกับน้ำภายใน Evaporator
ในคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ ( Water Cooled Condenser ) และ Shell and tube Heat Exchanger ก็จะใช้การถ่ายเทความร้อน 2 ทางเหมือน กับ Evaporator แต่จะต่างตรงนี้ Water Cooled Condenser นั้น น้ำจะวิ้งในทิ้ว ( Tube )ส่วน สารทำความเย็นจะอยู่ภายในท่อ ( Shell )
รวมถึง คอยล์ร้อนและคอยล์เย็น ก็จะอาศัยทั้งการน้ำความร้อนและการพาความร้อน เหมือนกันแต่จะเปลี่ยนจาก น้ำ เป็นอากาศแทน
