เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือ heat exchangers คือ เครื่องมือที่ใช้ถ่ายเทความร้อนของของไหลชนิดหนึ่งไปยังของไหลอีกชนิดหนึ่ง โดยที่ของไหลทั้งสองชนิดนั้นจะไม่ผสมกัน เครื่องheat exchanger เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ในระบบวิศวกรรมอย่างกว้างขวาง อีกทั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังได้รับความนิยมเป็นอย่างมากจากหลาย ๆ อุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็น
นอกจากนี้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังมีหน้าที่หลัก คือ การนำพลังงานความร้อนมาใช้อย่างถูกหลักการ และมีประสิทธิภาพ ดังนั้นผู้ประกอบการควรเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความสัมพันธ์กับต้นทุนของกระบวนการ และมีผลต่อราคาของผลิตภัณฑ์น้อยที่สุด วิธีการเลือกอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนheat exchanger ที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรม สามารถแบ่งได้เป็น 2 ปัจจัย คือ ประสิทธิภาพในการทำงาน และราคาถูกนั่นเอง
ชนิดของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีการจำแนกโดยทิศทางการเคลื่อนที่ของของไหลภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และลักษณะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นหลัก โดยทั่วไปจะสามารถจำแนกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้เป็น 3 รูปแบบ ได้แก่
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อสองชั้น (Concentric tube or Double pipe) เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความ
ร้อนที่มีลักษณะเป็นท่อแลกเปลี่ยนความร้อน โดยที่ท่อทั้งสองท่อสามารถสวมเข้าด้วยกันได้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรูปแบบนี้มีการไหลของของไหลทั้งหมด 2 รูปแบบ ได้แก่ การไหลสวนทางกัน เรียกว่า counter flow และการไหลขนานกัน เรียกว่า parallel flow
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (Shell and tube) เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือเครื่องถ่ายเทความร้อนที่มีของไหลชนิดหนึ่งอยู่ภายในเปลือก (Shell) และของเหลวอีกหนึ่งชนิดจะอยู่ในท่อ (Tube) สำหรับการไหลของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดนี้ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ ได้แก่ การไหลสวนทาง และไหลขนาน หรืออาจจะไหลทั้งสองอย่างในเครื่องเดียวกันก็ได้
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบที่ของไหลมีทิศทางตั้งฉากกัน (Cross flow) เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีระบบแลกเปลี่ยนความร้อนที่ส่งผลให้ของไหลจะไหลในทิศทางตั้งฉากกัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดนี้อาจจะให้รอบการไหลของของไหลอยู่ในลักษณะของไหลเที่ยวเดียว (single pass) ไหลสองเที่ยว (double pass) หรือไหลมากกว่าก็ได้เช่นกัน
นอกจากนี้ชนิดของheat exchanger หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังสามารถแบ่งประเภทตามจุดประสงค์การใช้งาน ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 10 ประเภท ได้แก่
1.เครื่องระเหย (Evaporator) หรือหม้อเดี่ยว (Concentrator) : การใช้งานคือการระเหยของเหลวให้เป็นไอ เพื่อใช้ไอที่เกิดขึ้นให้เป็นประโยชน์หรือเพื่อให้ได้ของเหลวที่เข้มข้นขึ้น
2.เครื่องอุ่น หรือเครื่องทำให้ร้อนล่วงหน้า (Preheater) : เพื่อทำให้ของไหลร้อนล่วงหน้า ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกระบวนการ
3.เครื่องทำให้ร้อน (Heater) : เพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้กับของไหลให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น
4.เครื่องทำให้ร้อนยิ่งยวด (Superheat-heater) : เพื่อเพิ่มความร้อนให้กับของไหลที่ร้อนอยู่แล้ว ให้อยู่ในสภาพร้อนยิ่งยวด
5.เครื่องต้มซ้ำ (Re-boiler) : เพื่อให้ความร้อนกับของเหลว เพื่อที่จะระเหยให้เป็นไออีกครั้ง
6.เครื่องควบแน่น (Condenser) : เพื่อควบไอให้กลายเป็นของเหลว
7.เครื่องควบแน่นหมด (Total Condenser) : เป็นเครื่องควบแน่นที่ใช้กับหอกลั่นได้รับการออกแบบให้สามารถควบแน่นไอที่ออกมาจากยอดหอกลั่นได้ทั้งหมด
8.เครื่องควบแน่นบางส่วน (Partial Condenser) : ใช้กับหอกลั่น เพื่อควบแน่นบางส่วนให้กลายเป็นของเหลว
9.เครื่องระบายความร้อน (Cooler) : ช่วยระบายความร้อนให้กับของไหลเพื่อลดอุณหภูมิของของไหล
10เครื่องทำให้เย็นจัด (Chillier) : ช่วยลดอุณหภูมิของของไหลให้ต่ำลง โดยใช้สารทำความเย็น (Refrigeration)
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถทำการแลกเปลี่ยนความร้อนheat exchanger ที่แบ่งตามสภาวะของไหลที่ใช้ออกได้เป็น 3 รูปแบบ ได้แก่
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซ-ของเหลว สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบ คือ
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างงก๊าซ-ก๊าซ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบ คือ
เนื่องจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมักมีปัญหาตะกรัน และคราบหินปูนสะสม ซึ่งจะทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนได้ไม่ดี ส่งผลให้กำลังการผลิตลดลง สิ้นเปลืองพลังงาน และอาจส่งผลให้เครื่องจักรหยุดทำงานหรือเสียหายได้ในภายหลัง จึงควรดูแลรักษาความสะอาดของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอยู่เสมอ
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการเปรอะเปื้อน โดยสามารถนำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมาตรวจสอบได้โดยวิธีการนำไฟฟ้าหรือก๊าซฮีเลียม หรือการตรวจสอบความสมบูรณ์เชิงกลของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนนั่นเอง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมักมีแนวโน้วที่จะเกิดความเสียหายได้มากขึ้นหลังจากผ่านการใช้งานเป็นเวลานาน ไม่ว่าจะเป็นแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน ปะเก็น นอกจากนี้เมื่อทำซ่อมบำรุงเรียบร้อยแล้ว ควรวางชิ้นส่วนต่าง ๆ ให้เรียบร้อย และควรกดทับตามแนวทแยงมุมอย่างสม่ำเสมอ เพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายต่อแกนและแผ่น
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
