การคำนวณขนาดระบบอีแวป สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม
ในสภาพอากาศร้อนชื้นของประเทศไทย ปัญหาความร้อนสะสมในโรงงานอุตสาหกรรมไม่ได้เป็นเพียงแค่เรื่องของความไม่สบายตัว แต่ยังส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิต, ความปลอดภัย, สุขภาพของพนักงาน และอาจนำไปสู่ความเสียหายของเครื่องจักรและสินค้าได้ การลงทุนใน ระบบระบายอากาศโรงงาน ที่มีประสิทธิภาพจึงไม่ใช่ทางเลือก แต่เป็นความจำเป็น ระบบอีแวป (Evaporative Cooling System) ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นหนึ่งในโซลูชัน ระบบระบายความร้อนในโรงงาน ที่ได้รับความนิยมและคุ้มค่าที่สุด
อย่างไรก็ตาม การจะดึงศักยภาพสูงสุดของระบบอีแวปออกมาได้นั้น ขึ้นอยู่กับ “การออกแบบที่ถูกต้อง” ซึ่งมีจุดเริ่มต้นจากการ คำนวณขนาดระบบอีแวป ที่แม่นยำ
บทความนี้คือคู่มือฉบับสมบูรณ์ที่จะพาคุณเจาะลึกทุกมิติ ตั้งแต่หลักการทำงานพื้นฐาน, สูตรคำนวณอย่างละเอียด, การออกแบบการไหลเวียนอากาศ, ไปจนถึงการบำรุงรักษา เพื่อให้คุณสามารถวางแผน ติดตั้งระบบระบายอากาศโรงงาน ได้อย่างมืออาชีพและมั่นใจ
ทำความเข้าใจ “ระบบอีแวป” (Evap) ให้ลึกซึ้ง
ก่อนจะเริ่มคำนวณ เราต้องเข้าใจก่อนว่า ระบบอีแวป คืออะไร และทำงานแตกต่างจากระบบทำความเย็นอื่นอย่างไร
หลักการทำงานที่ขับเคลื่อนด้วยธรรมชาติ
ระบบอีแวปทำงานโดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่เรียบง่ายที่สุด นั่นคือ “การระเหยของน้ำ (Evaporation)” เมื่ออากาศร้อนและแห้งไหลผ่านแผงทำความเย็น (Cooling Pad) ซึ่งมีลักษณะคล้ายรังผึ้งและมีน้ำไหลผ่านตลอดเวลา โมเลกุลของน้ำจะดึงพลังงานความร้อนจากอากาศเพื่อใช้ในการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ (กระบวนการนี้เรียกว่า Heat of Vaporization) ผลลัพธ์คืออากาศที่ถูกปล่อยออกมาจากเครื่องจะมีอุณหภูมิต่ำลง 5-10 องศาเซลเซียส ในขณะเดียวกันก็เป็นการเติมอากาศใหม่ที่สะอาดและสดชื่นเข้ามาในพื้นที่
ข้อดีที่สำคัญ: ระบบนี้เป็นระบบเปิด (Open System) ที่ต้องการการไหลเวียนของอากาศตลอดเวลา มันจึงทำหน้าที่เป็นทั้ง ระบบระบายความร้อน และ ระบบระบายอากาศ ไปพร้อมๆ กัน ช่วยผลักดันอากาศเก่า ฝุ่น ควัน และกลิ่นไม่พึงประสงค์ออกไปนอกอาคาร
เปรียบเทียบระบบทำความเย็น: อีแวป vs. แอร์ vs. พัดลมระบายอากาศ
| คุณสมบัติ | ระบบอีแวป (Evaporative Cooler) | เครื่องปรับอากาศ (Air Conditioner) | พัดลมระบายอากาศ (Exhaust Fan) |
|---|---|---|---|
| หลักการทำงาน | การระเหยของน้ำเพื่อลดอุณหภูมิ | ใช้สารทำความเย็นดูดซับความร้อน | ดูดอากาศร้อนออก, ดึงอากาศใหม่เข้า |
| การลดอุณหภูมิ | ลดได้ 3-10°C | ลดได้มาก, ควบคุมอุณหภูมิได้แม่นยำ | ลดได้เล็กน้อย, เน้นการระบาย |
| การใช้พลังงาน | ต่ำมาก (ใช้แค่พัดลมและปั๊มน้ำ) | สูงมาก (ใช้คอมเพรสเซอร์) | ต่ำ |
| คุณภาพอากาศ | ดีเยี่ยม (เติมอากาศใหม่ 100%) | ปานกลาง (หมุนเวียนอากาศเดิม) | ดี (แลกเปลี่ยนอากาศ) |
| ความชื้นสัมพัทธ์ | เพิ่มความชื้นในอากาศ | ลดความชื้นในอากาศ | ไม่เปลี่ยนแปลง |
| พื้นที่ใช้งาน | พื้นที่เปิด, กึ่งเปิด, โรงงาน, คลังสินค้า | พื้นที่ปิดสนิท, สำนักงาน, ห้องคลีนรูม | ทุกพื้นที่ที่ต้องการระบายอากาศ |
| ค่าใช้จ่ายเริ่มต้น | ปานกลาง | สูง | ต่ำ |
| ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน | ต่ำที่สุด | สูงที่สุด | ต่ำ |
จากตารางจะเห็นว่า สำหรับ การออกแบบระบบระบายอากาศในโรงงาน ซึ่งเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่และกึ่งเปิด ระบบอีแวปมอบความสมดุลที่ยอดเยี่ยมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพการทำความเย็นและการประหยัดพลังงาน
การคำนวณขนาดระบบอีแวป (The Core Calculation)
นี่คือขั้นตอนที่สำคัญที่สุด การคำนวณที่แม่นยำจะนำไปสู่ระบบที่ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ เป้าหมายหลักของเราคือการหา “ปริมาณลมที่ต้องการ (Required Airflow)” ในหน่วย CMH (Cubic Meter per Hour – ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง)
ขั้นตอนที่ 1: คำนวณปริมาตรของพื้นที่ (Volume Calculation)
สูตรพื้นฐาน: ปริมาตร (ลบ.ม.) = ความกว้าง (ม.) x ความยาว (ม.) x ความสูงเฉลี่ย (ม.)
ปริมาตร = 30 x 50 x 8 = 12,000 ลูกบาศก์เมตร (m3)
ขั้นตอนที่ 2: เลือกอัตราการหมุนเวียนอากาศ (ACH – Air Change Rate)
ACH (Air Changes per Hour) คือตัวแปรที่บ่งบอกว่าอากาศทั้งหมดในพื้นที่นั้นๆ ควรจะถูกแทนที่ด้วยอากาศใหม่กี่รอบภายใน 1 ชั่วโมง ค่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งและขึ้นอยู่กับประเภทของกิจกรรมและปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในพื้นที่
| ประเภทพื้นที่/กิจกรรม | ภาระความร้อน (Heat Load) | อัตราการหมุนเวียนอากาศ (ACH)) |
|---|---|---|
| คลังสินค้า, พื้นที่จัดเก็บ | น้อย | 20 – 30 รอบ/ชั่วโมง |
| โรงงานประกอบชิ้นส่วน, ไลน์ผลิตทั่วไป | ปานกลาง | 30 – 40 รอบ/ชั่วโมง |
| โรงงานทอผ้า, โรงพิมพ์, โรงงานอาหาร | ปานกลาง-สูง | 40 – 50 รอบ/ชั่วโมง |
| อู่ซ่อมรถ, โรงซักรีดเชิงพาณิชย์ | สูง | 45 – 55 รอบ/ชั่วโมง |
| โรงหล่อ, โรงงานเคมี, พื้นที่เชื่อมโลหะ | สูงมาก | 50 – 60+ รอบ/ชั่วโมง |
- ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) – องค์กรหลักที่กำหนดมาตรฐานด้านการปรับอากาศและระบายอากาศ
- ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) – ผู้จัดทำคู่มือ “Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice” สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม
ขั้นตอนที่ 3: คำนวณปริมาณลมที่ต้องการ (Required Airflow)
เมื่อได้ข้อมูลครบทั้งสองส่วนแล้ว ก็นำมาเข้าสูตรเพื่อหาปริมาณลมที่ต้องการ
สูตรคำนวณปริมาณลม: ปริมาณลมที่ต้องการ (CMH) = ปริมาตร (m³) x อัตราการหมุนเวียนอากาศ (ACH)
ปริมาณลมที่ต้องการ = 12,000 m³ x 35 ACH = 420,000 CMH
ขั้นตอนที่ 4: เลือกจำนวนและรุ่นของเครื่อง Evap
เมื่อทราบปริมาณลมรวมที่ต้องการแล้ว (420,000 CMH) ขั้นตอนสุดท้ายคือการเลือกรุ่นและจำนวนเครื่องให้เหมาะสม
- ใช้เครื่องอีแวปมาสเตอร์คูลรุ่น MUK-30 (Airflow30,000 CMH): 420,000 350,000 = 8.4 ≈ 14 เครื่อง
หลักการออกแบบและติดตั้งระบบ
หลักการสร้าง “แรงดันบวก” (Positive Pressure)
การวางตำแหน่งเครื่อง Evap และช่องระบายอากาศ (Placement Strategy)
- ตำแหน่งติดตั้งเครื่อง Evap: ควรติดตั้งบนผนังหรือหลังคาในด้านที่รับลม
- ตำแหน่งช่องระบายอากาศออก (Exhaust Opening): ควรอยู่ฝั่งตรงข้ามและอยู่สูง
- ขนาดช่องระบายอากาศ: ควรมีขนาดอย่างน้อย 1.5 – 2 เท่าของพื้นที่หน้าตัดช่องลมออกของเครื่อง Evap
รูปแบบการไหลเวียนของอากาศ (Airflow Patterns)
- Cross-Flow Ventilation: ติดตั้งเครื่องที่ผนังด้านหนึ่ง และมีช่องระบายอากาศออกที่ผนังฝั่งตรงข้าม
- Down-Draft Ventilation: ติดตั้งเครื่องบนหลังคา เป่าลมเย็นลงมาด้านล่าง และมีช่องระบายอากาศอยู่ที่ผนังหรือหลังคา
การออกแบบท่อลม (Ducting Design): Free Blow vs. Spot air flow
Free blow (ทำความเย็นทั้งพื้นที่)
คือการปล่อยลมออกจากเครื่อง Evap โดยตรง เหมาะสำหรับพื้นที่เปิดโล่งที่ต้องการความเย็นสบายโดยรวม
Spot air flow (ทำความเย็นเฉพาะจุด)
คือการ ติดตั้งระบบระบายอากาศเฉพาะที่ โดยการต่อท่อลม (Duct) จากเครื่อง Evap เพื่อส่งลมเย็นไปยังจุดทำงานของพนักงานโดยตรง
การติดตั้ง, การใช้งาน และการบำรุงรักษา
เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างยาวนานและเต็มประสิทธิภาพ ต้องใส่ใจตั้งแต่การติดตั้งไปจนถึงการบำรุงรักษา
ข้อควรพิจารณาก่อนการติดตั้ง (Pre-Installation Checklist)
- โครงสร้าง: ตรวจสอบความแข็งแรงของผนังหรือหลังคา
- ระบบไฟฟ้า: เตรียมแหล่งจ่ายไฟและขนาดสายไฟให้เหมาะสม
- ระบบประปา: เตรียมแหล่งน้ำสะอาดและท่อน้ำทิ้ง
คู่มือการบำรุงรักษาระบบอีแวปเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
| ความถี่ | รายการตรวจสอบและบำรุงรักษา |
|---|---|
| รายสัปดาห์ | ตรวจสอบการทำงานของปั๊มน้ำและการกระจายน้ำบน Cooling Pad |
| รายเดือน | ตรวจสอบและทำความสะอาดถาดน้ำ |
| ทุก 3-6 เดือน | ทำความสะอาดแผง Cooling Pad, ตรวจสอบสายพาน |
| รายปี | ตรวจสภาพโดยรวมของ Cooling Pad, ตรวจสอบมอเตอร์ |
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับระบบอีแวป (FAQ)
A: ไม่ ถ้าออกแบบถูกต้องและมีการระบายอากาศออกที่เพียงพอ ความชื้นจะถูกผลักดันออกไปพร้อมอากาศร้อน
A: ไม่ได้โดยเด็ดขาด เพราะจะทำให้ความชื้นสะสมและระบบหยุดทำความเย็น
A: ราคาของระบบอีแวป แตกต่างกันไปตามขนาดและสเปก แต่โดยรวมจะประหยัดกว่าระบบปรับอากาศ
A: โดยเฉลี่ย 2-5 ปี ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำและการบำรุงรักษา
ก้าวแรกสู่โรงงานที่เย็นสบายและเปี่ยมประสิทธิภาพ
การ คำนวณขนาดระบบอีแวป ไม่ใช่เรื่องซับซ้อนหากเข้าใจหลักการและทำตามขั้นตอนอย่างถูกต้อง มันเป็นรากฐานที่สำคัญที่สุดที่จะนำไปสู่ ระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม ที่ตอบโจทย์ทั้งในด้านความเย็นสบาย, การประหยัดพลังงาน, และการสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีให้กับพนักงาน
หากคุณไม่แน่ใจ คำนวณขนาดระบบอีแวป หรือต้องการการประเมินที่แม่นยำสำหรับโรงงานของคุณโดยเฉพาะ การปรึกษาทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญด้าน การติดตั้งระบบระบายอากาศในโรงงาน คือทางเลือกที่ดีที่สุด
