คอนเดนเซอร์ (Condenser) หรือ คอยล์ร้อน คืออะไร หน้าที่ โครงสร้าง หลักการทำงานเป็นอย่างไร

คอนเดนเซอร์ (Condenser) หรือ คอยล์ร้อน คืออะไร

คอนเดนเชอร์ ( Condenser ) เครื่องควบแน่น หรืออุปกรณ์ควบแน่น  บางทีอาจเรียกว่า “ คอยล์ร้อน “ นี้จะพบได้ในระบบทำความเย็นทั่วไป ซึ่งทำหน้าที่ให้ สารทำความเย็นในสถานะแก๊สที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูงที่ถูกอัดส่งมาจากคอมเพรสเซอร์ กลั่นตัวให้เป็นสารทำความเย็นเหลวภายในคอนเดนเซอร์ด้วยการระบายความร้อนออก แต่ยังมีความดันและอุณหภูมิสูงอยู่หลักการทำงานของเครื่องทำความเย็นโดยทั่วไปนั้นจะเริ่มจาก คอมเพรสเซอร์จะดูดและอัดสารทำความเย็นส่งไปยังคอนเดนเซอร์ เพื่อระบายความร้อนและกลั่นตัวสารทำความเย็นให้เป็นของเหลว และส่งต่อไปยังอุปกรณ์ลดความดัน หรือเอ็กแปนชั้นวาร์ว สารทำความเย็นเมื่อผ่านอุปกรณ์ลดความดันนี้ จะมีความดันต่ำและอุณหภูมิลงลด และส่งต่อไปยัง อีวาพอเรเตอร์ ( Evaporator ) หรือคอยล์เย็น จะทำหน้าที่ ดูดรับปริมาณความร้อนส่งไปให้สารทำความเย็น ทำให้อากาศหรือน้ำที่ผ่านอีวาพอเรเตอร์ อุณหภูมิต่ำลง และสารทำความเย็นก็จะถูกส่งกลับไปยัง คอมเพรสเซอร์ เพื่อทำงานวนลูปต่อไป

ส่วนประกอบหลักของคอนเดนเซอร์ เครื่องควบแน่น มีอะไรบ้าง

คอนเดนเซอร์จะใช้ตัวกลางหลักคือ อากาศ หรือน้ำ ในการระบายความร้อน ส่วนประกอบหลักใน คอนเดนเซอร์ หรือเครื่องควบแน่นนั้น คือตัวกลางที่ใช่ถ่ายเทความร้อน ซึ่งจะมี 2 ปัจจัยหลักคือ มีค่าการนำความร้อนที่ดี และทนต่อการกัดกร่อน

เช่น คอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศส่วนใหญ่จะทำด้วย ท่อทองแดง ( Copper tube ) และมีครีบอลูมิเนียม ( Fin aluminium ) หรือ คอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ก็จะใช้วัสดุหลักๆคือ ทองแดง ( Copper ) หรือ สแตนเลส ( Stanless ) ในการระบายความร้อน ซึ่งจริงๆแล้ว วัสดุที่ใช้เป็นตัวกลาง มีมากมาย เช่น ทองแดง (Copper) , อลูมิเนียม (Aluminium) ,  สแตนเลส (Stanless) ,  ไทเทเนียม (Titanium)  ฯลฯ

คอนเดนเซอร์ แบ่งออกได้เป็นกี่ชนิด

โดยทั่วไปเครื่องควบแน่น หรือคอนเดนเซอร์สามารถแบ่งออกได้ 3 ชนิดคือ

1. ชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศ ( Air Cooled )
2. ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำ ( Water Cooled )
3. ชนิดอีวาพอเรตีฟ ( Evaporative )

คอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยอากาศ จะให้อากาศเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็น เพื่อให้สารทำความเย็นในสถานะแก๊สกลั่นตัวเป็นสารทำความเย็นเหลว ตามปกติแล้วคอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้ฟินคอยล์มักจะทำด้วยท่อทองแดง ( Copper tubing ) และมีครีบ ( Fin ) เป็นตัวช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวให้ในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นในคอนเดนเซอร์

ในทำนองเดียวกับคอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำ ก็จะใช้น้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็น เพื่อให้สารทำความเย็นกลั่นตัวเป็นสารทำความเย็นเหลวเช่นเดียวกัน ซึ่งเครื่องควบแน่น คอนเดนเซอร์ทั้งสองชนิดนี้จะรับความร้อน ที่ถูกคายออกมาจากสารทำความเย็นในสถานะแก๊สเพื่อการกลั่นตัวเป็นสารทำความเย็นเหลว ทำให้อุณหภูมิของอาการหรือน้ำที่ใช้เป็นตัวกลางสูงขึ้น

1.  คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ ( Air Cooled Condenser )

คอนเดนเซอร์ชนิดนี้ใช้อากาศเป็นคัวระบายความร้อนออกจากผิวของเครื่องควบแน่น ซึ่งอาจเป็นอากาศที่หมุนเวียนโดยธรรมชาติหรืออาจใช้พัดลมช่วยก็ได้ 

1.1 แบบใช้อากาศหมุนเวียนพาความร้อนโดยธรรมชาติ

อากาศโดยรอบคอนเดนเซอร์ จะมีอุณหภูมิสูงกว่าปกติจึงลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นกว่าจะไหลเข้ามาแทนที่เพื่อการระบายความร้อนออกจากผิวคอนเดนเซอร์ หมุนเวียนเช่นนี้ตามธรรมชาติคอนเดนเซอร์แบบให้อากาศหมุนเวียนตามธรรมชาติที่ใช้กับตู้เย็นอาจทำด้วยท่อขดไปมาบนแผ่นโลหะ หรืออาจทำด้วยท่อขดไปมาแบบมีครีบเพื่อช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวระบายความร้อนให้เครื่องควบแน่น

1.2 แบบมีพัดลมช่วย

คอนเดนเซอร์แบบนี้จะใช้พัดลม หรือโบลเวอร์ช่วยในการเพิ่มปริมาณลมที่ผ่านผิวขอเครื่องควบแน่นมากขึ้น ซึ่งจะช่วยให้สามารถลดขนาดของคอนเดนเซอร์มากขึ้น ทำให้ให้คอนเดนเซอร์เล็กลงได้

โครงสร้างของคอนเดนเซอร์ชนิดนี้ประกอบด้วยท่อทองแดง และมีครีบอะลูมิเนียมเป็นตัวช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการระบายความร้อนโดยอากาศที่ผ่านเข้ามาบนผิวหน้าของคอนเดนเซอร์ ทำให้เครื่องควบแน่นมีอุณหภูมิที่ลดลง

2. คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ ( Water Cooled Condenser )

คอนเดนเซอร์ชนิดนี้ใช้น้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นในระบบเพื่อให้สารทำความเย็นในสถานะแก๊สภายในเครื่องควบแน่นกลั่นตัวเป็นสารทำความเย็นเหลว ซึ่งคอนเดนเซอร์ประเภทนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ

2.1 แบบท่อสองชั้น ( Double tube หรือ Tube in tube )

คอนเดนเซอร์นี้ประกอบด้วยท่อสองท่อคือท่อเล็กเป็นท่อน้ำจะอยู่ภายในท่อใหญ่ซึ่งเป็นท่อของสารทำความเย็นให้กับเครื่องควบแน่น

2.2 แบบท่อใหญ่มีขดท่อภายใน ( Shell and coil )

ประกอบด้วยขดท่อน้ำหนึ่งขดหรือมากกว่าขดอยู่ภายในท่อใหญ่ซึ่งบรรจุสารทำความเย็นที่ถูกอัดมาจากคอมเพรสเซอร์ มากลั่นตัวเป็นสารทำความเย็นเหลวรอบๆ ขดน้ำคอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำแบบท่อใหญ่มีขดท่อภายในนี้ใช้กับเครื่องทำความเย็นขนาดเล็ก ๆ ขึ้นไปจนถึงประมาณ 10 ตัน และสามารถทำความสะอาดคอนเดนเซอร์แบบนี้โดยการอัดให้สารเคมีเข้าไปหมุนเวียนในขดท่อน้ำเย็น

2.3 แบบท่อใหญ่มีท่อตรงภายใน ( Shell and tube )

ประกอบด้วยท่อเหล็กขนาดใหญ่ ภายในมีท่อตรงขนาดเล็กอยู่มากมายเรียงตัวขนานกันคอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำแบบท่อใหญ่มีท่อตรงภายในนี้ ใช้กับเครื่องทำความเย็นขนาดตั้งแต่ 2 ตันขึ้นไปจะกระทั่งถึงขนาดเป็นร้อย ๆ ตัน

3. ระบบของน้ำที่ใช้นะบายความร้อนอออกจากคอนเดนเซอร์ แบ่งได้ 2 ระบบคือ

3.1 ระบบน้ำหล่อเย็นแล้วทิ้ง ( Waste-water system )

ระบบนี้น้ำที่ถูกจ่ายเข้าคอนเดนเซอร์เพื่อใช้ในการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นตามปกติแล้วได้จากท่อประปาโดยตรง และจะถูกปล่องทิ้งลงท่อระบายน้ำภายหลังจากที่ผ่านคอนเดนเซอร์แล้ว

สำหรับประเทศไทย ถ้าคำนึงถึงความสิ้นเปลืองโดยวิธีนี้แล้วนับว่าสูงมาก เพราะราคาของน้ำที่นำมาใช้ในการหล่อเย็นให้กับเครื่องควบแน่นนั้นเมื่อคิดในระยะยาวๆแล้ว ไม่ควรใช้ นอกเสียจากบางที่ซึ่งสามารถนำน้ำจากแหล่งธรรมชาติซึ่งอยู่ใกล้ๆ มาใช้ได้ เช่น น้ำตก แม่นำ หรือ ทะเลสาบ อย่างไรก็ตามกรณีนี้ต้องคำนึงถึงค่าใช้จ่ายสำหรับมอเตอร์ปั้มน้ำมาใช้ จะต้องคุ้มค่ากับการลงทุน

3.2 ระบบน้ำหล่อเย็นแล้วนำกลับมาใช้งานอีก( Recirculate water system )

ระบบนี้น้ำที่จ่ายเข้าคอนเดนเซอร์เป็นน้ำเย็นจากหอระบายน้ำเย็น ( Cooling tower ) และเมื่อผ่านออกจากคอนเดนเซอร์น้ำนี้จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น จะไหลไปตามท่อเข้าไปยังหอระบายความเย็น เพื่อลดอุณหภูมิของน้ำและสามารถหมุนเวียนกลับมาใช้ในเครื่องควบแน่นใหม่ได้

สำหรับวิธีนี้จะเป็นการประหยัดกว่าวิธีแรก แม้ว่าจะต้องเสียน้ำบางส่วนซึ่งถูกระเหยตัวไปที่หอระบายน้ำเย็นก็ตาม แต่น้ำส่วนใหญ่ก็ยังคงนำกลับมาใช้งานได้อีก

4. หอระบายน้ำเย็น

หอระบายน้ำเย็น ( Cooling tower ) เป็นหัวใจสำคัญในการที่จะนำเอาน้ำซึ่งระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นในคอนเดนเซอร์แล้วกลับมาใช้งานได้อีก น้ำอุ่นที่ออกจากคอนเดนเซอร์จะถูกอัดส่งขึ้นไปยังส่วนบนของหอระบายน้ำเย็น เพื่อฉีดให้เป็นฝอย แล้วตกกลับลงในถังตอนล่าง

ขณะที่สเปรย์น้ำ ตกสวนทางกับอากาศ ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปด้วยอากาศที่สวนทางกัน บางส่วนจะระเหยตัวไปกับอากาศ ทำให้น้ำส่วนที่เหลือตกกลับลงในถังมีอุณหภูมิลดต่ำลง และวันกลับไปยังคอนเดนเซอร์ หรือเครื่องควบแน่นด้านบน

5. คอนเดนเซอร์ชนิดอีวาพอเรตีฟ ( Evaporative Condenser )

คอนเดนเซอร์ชนิดอีวาพอเรตีฟเป็นคอนเดนเซอร์ที่อาศัยทั้งอากาศอละน้ำในการถ่ายเทความร้อนออกจากสารทำความเย็นในสถานะแก๊ส เพื่อให้น้ำยาในสถานะแก๊สกลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลว หลักการของคอนเดนเซอร์ชนิดอีวาพอเรตีฟ ก็คือการนำเอาคอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำและหอระบายน้ำเย็นเข้ามารวมกันไว้ในตัวเดียวกัน

คอนเดนเซอร์แอร์บ้าน สำนักงาน รถยนต์ ตู้แช่ แตกต่างกันหรือไม่

ในหลักการทำงานของคอนเดนเซอร์จะเหมือนกันคือ เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยถ่ายเทความร้อนออกจากสารทำความเย็น และเป็นเครื่องควบแน่นสารทำความเย็นจากสถานะแก๊ซเป็นของเหลว ดั้งนั้นรูปแบบของคอนเดนเซอร์ ที่พบเห็นทั้วไปทั้งในในแอร์บ้าน รถยนต์ สำนักงาน ตู้แช่ รวมไปถึงในระบบอุตสาหกรรมต่างๆ จะมีหลายหลายรูปแบบมาก ซึ่งการเลือกคอนเดนเซอร์ให้เหมาะสมกับการทำความเย็นนั้น จะส่งผลให้ระบบทำความเย็นได้ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ดี ง่ายต่อการติดตั้งและบำรุงรักษา