คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) คืออะไร?
คูลลิ่งทาวเวอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการ ระบายความร้อน โดยจะใช้การทำงานของน้ำเพื่อถ่ายเทความร้อนส่วนเกินจากกระบวนการต่างๆ (เช่น จากระบบปรับอากาศหรือกระบวนการอุตสาหกรรม) ออกสู่บรรยากาศภายนอก คุณอาจเคยเห็นคูลลิ่งทาวเวอร์บนหลังคาอาคาร ซึ่งมักจะมีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยมและมีพัดลมอยู่ด้านบน
คูลลิ่งทาวเวอร์เปรียบเสมือนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดใหญ่ ที่ทำหน้าที่นำน้ำที่ร้อนจากอาคารหรือโรงงานมาทำให้เย็นลง ก่อนส่งน้ำเย็นนั้นกลับไปยังเครื่องทำความเย็น (chiller) หรือกระบวนการต่างๆ เพื่อรับความร้อนอีกครั้ง
วัตถุประสงค์หลักของคูลลิ่งทาวเวอร์:
- เพื่อ ลดอุณหภูมิของน้ำร้อน ที่มาจากเครื่องทำความเย็นหรือกระบวนการอุตสาหกรรม
- อุปกรณ์และกระบวนการทางอุตสาหกรรมจำนวนมากสร้างความร้อนมหาศาล ซึ่งน้ำร้อนเหล่านี้จำเป็นต้องถูกทำให้เย็นลง
- คูลลิ่งทาวเวอร์จึงเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบทำความเย็นและระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ เช่น ในโรงไฟฟ้า โรงกลั่นน้ำมัน โรงงานแปรรูปอาหาร หรืออาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ เช่น สนามบิน โรงเรียน โรงพยาบาล หรือโรงแรม
- การใช้คูลลิ่งทาวเวอร์เป็นวิธีที่ มีประสิทธิภาพ ประหยัดที่สุด และคุ้มค่าที่สุด ในการกำจัดความร้อนออกจากเครื่องจักรและกระบวนการทางอุตสาหกรรม เพื่อให้เครื่องจักรเหล่านั้นทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ
✅ ประโยชน์ของคูลลิ่งทาวเวอร์
-
ช่วยระบายความร้อนออกจากระบบ
ลดอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นที่ใช้ในเครื่องจักรหรือระบบปรับอากาศ ทำให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ร้อนเกินไป
-
ยืดอายุการใช้งานเครื่องจักร
การควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสม ช่วยลดความเสี่ยงจากความร้อนสะสมที่ทำให้ชิ้นส่วนเครื่องจักรเสื่อมสภาพเร็ว
-
ประหยัดพลังงาน
ลดการใช้พลังงานของเครื่องทำความเย็น (Chiller) หรือเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ เพราะน้ำที่กลับเข้าสู่ระบบมีอุณหภูมิต่ำลง
-
ลดต้นทุนการผลิต
การรักษาอุณหภูมิน้ำให้คงที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต ทำให้ลดการเสียหายของผลิตภัณฑ์และประหยัดค่าใช้จ่ายระยะยาว
-
รักษาสิ่งแวดล้อม
ใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำและอากาศตามธรรมชาติ ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกเหมือนการใช้ระบบทำความเย็นที่ใช้สารเคมี
-
รองรับระบบปรับอากาศในอาคารใหญ่
อาคารสำนักงาน โรงพยาบาล ห้างสรรพสินค้า หรือโรงแรม จำเป็นต้องใช้คูลลิ่งทาวเวอร์เพื่อควบคุมอุณหภูมิอากาศภายในให้เย็นสบาย
ส่วนประกอบของคูลลิ่งทาวเวอร์ มีอะไรบ้าง
คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) มีหลายส่วนประกอบสำคัญ แต่ละส่วนจะมีหน้าที่แตกต่างกันไปเพื่อช่วยในการระบายความร้อนออกจากน้ำหล่อเย็น
โครงสร้างหลัก (Structure)
โครงสร้างหลักของคูลลิ่งทาวเวอร์ทำจากวัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น ไฟเบอร์กลาส (fiberglass reinforced plastic), เหล็กเคลือบกัลวาไนซ์ (galvanized steel) หรือคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยมีหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักเพื่อยึดส่วนประกอบทั้งหมดไว้ด้วยกันให้มั่นคง

ส่วนประกอบหลักของ Cooling Tower
-
Fill (หรือ Packing Media)
➝ ทำหน้าที่เพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสของน้ำกับอากาศ เพื่อให้น้ำกระจายตัวและระเหยได้ดีขึ้น ช่วยให้น้ำเย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพ
-
Drift Eliminator
➝ ทำหน้าที่ดักละอองน้ำ (หยดน้ำเล็ก ๆ) ไม่ให้ฟุ้งกระจายออกไปกับอากาศ ช่วยลดการสูญเสียน้ำและป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ
-
Fan
➝ ทำหน้าที่ดูดหรือเป่าอากาศผ่านคูลลิ่งทาวเวอร์ เพื่อเร่งการระบายความร้อนและการระเหยของน้ำ
-
Water Distribution System (Spray Nozzle / Spray Header)
➝ ทำหน้าที่กระจายน้ำหล่อเย็นจากด้านบนให้ไหลผ่าน Fill อย่างทั่วถึง เพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศมากที่สุด
-
Cold Water Basin
➝ เป็นบ่อเก็บน้ำเย็นที่ไหลลงมาจาก Fill หลังจากผ่านกระบวนการระบายความร้อนแล้ว ก่อนจะถูกปั๊มกลับเข้าสู่ระบบใช้งานอีกครั้ง
-
Hot Water Inlet
➝ เป็นท่อหรือช่องทางนำน้ำร้อนจากระบบเข้าสู่คูลลิ่งทาวเวอร์ เพื่อนำไปกระจายสู่ส่วน Fill
-
Air Inlet Louver
➝ เป็นช่องรับอากาศเข้าด้านข้างของคูลลิ่งทาวเวอร์ ทำให้อากาศสามารถไหลเข้าสู่ระบบได้อย่างราบรื่น และช่วยป้องกันเศษขยะหรือสัตว์เล็กเข้ามาด้วย
-
Casing
➝ โครงสร้างภายนอกของคูลลิ่งทาวเวอร์ ทำหน้าที่ป้องกันและรองรับอุปกรณ์ทั้งหมด รวมถึงช่วยควบคุมทิศทางการไหลของอากาศ
หลักการทำงานของคูลลิ่งทาวเวอร์ (แบบเข้าใจง่ายๆ):
คูลลิ่งทาวเวอร์ทำงานโดยใช้หลักการ การระเหยของน้ำ (Evaporative Cooling) ลองนึกภาพเวลาที่เราเหงื่อออก แล้วมีลมพัดผ่านตัวเรา จะรู้สึกเย็นลง นั่นคือหลักการเดียวกัน
ขั้นตอนการทำงานของคูลลิ่ง ทาวเวอร์:
1.
น้ำร้อนเข้าสู่คูลลิ่งทาวเวอร์: น้ำร้อนที่รับความร้อนมาจากระบบปรับอากาศ (เรียกว่าน้ำคอนเดนเซอร์) หรือจากกระบวนการทางอุตสาหกรรม จะถูกส่งเข้าไปยังคูลลิ่งทาวเวอร์
2.
การพ่นและกระจายน้ำ: เมื่อน้ำร้อนเข้ามาในคูลลิ่งทาวเวอร์ จะถูกพ่นผ่านหัวฉีด (nozzles) ให้เป็นละอองเล็กๆ และกระจายตัวไปบนวัสดุที่เรียกว่า "ฟิลล์" (fill) ซึ่งมีพื้นผิวสัมผัสขนาดใหญ่
3.
การสัมผัสกับอากาศ: ขณะเดียวกัน พัดลมขนาดใหญ่ที่อยู่ด้านบนของคูลลิ่งทาวเวอร์จะดูดอากาศเย็นและแห้งจากภายนอกเข้ามา และดันขึ้นไปในทิศทางสวนทางกับละอองน้ำที่กำลังตกลงมา
4.
การระเหยและคายความร้อน: เมื่อละอองน้ำร้อนสัมผัสกับอากาศเย็นและแห้งเพียงเล็กน้อย น้ำส่วนหนึ่งจะระเหยกลายเป็นไอ กระบวนการระเหยนี้จะ ดูดซับความร้อนแฝงจากการระเหย (latent heat of vaporization) ออกไปจากน้ำส่วนที่เหลือ ทำให้ลดอุณหภูมิของน้ำลงอย่างรวดเร็ว
5.
น้ำเย็นไหลกลับ: หลังจากน้ำถูกทำให้เย็นลงแล้ว (น้ำคอนเดนเซอร์ที่เย็นลง) ก็จะไหลกลับไปยังเครื่องทำความเย็น (chiller) หรือกระบวนการเดิม เพื่อไปรับความร้อนรอบใหม่ และหมุนเวียนเช่นนี้ไปเรื่อยๆ
สิ่งที่ควรรู้เพิ่มเติม:
คูลลิ่งทาวเวอร์ที่เป็นระบบวงจรเปิด (Open Loop) น้ำในระบบจะสัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง ทำให้มีโอกาสที่สิ่งสกปรก ฝุ่นละออง หรืออนุภาคต่างๆ จากภายนอกจะเข้าสู่ระบบได้มากกว่าระบบวงจรปิด (เช่น หม้อไอน้ำรถยนต์) ด้วยเหตุนี้ระบบวงจรเปิดจึงต้องการการดูแลและบำบัดน้ำที่ละเอียดอ่อนและบ่อยครั้งกว่า
