Nitrogen และ Oxygen ตัวการสร้างสนิมและตะกอน (Sludge) ที่บ่อนทำลายระบบ Chilled Water จากภายใน

แม้ระบบ Chilled Water จะถูกออกแบบมาให้เป็น “ระบบปิด (Closed-Loop)” ที่ดูเหมือนจะปลอดภัยจากสิ่งสกปรกและสนิม แต่ในความเป็นจริงทางวิศวกรรมนั้น “ไม่มีระบบน้ำใดที่สามารถป้องกันอากาศเข้ามาในระบบได้ 100%” และศัตรูตัวร้ายที่แฝงตัวมากับน้ำและคอยบ่อนทำลายประสิทธิภาพของ ชิลเลอร์ (Chiller) แบบเงียบๆ ก็คือ “อากาศ” ซึ่งประกอบไปด้วย ไนโตรเจน (78%) และ ออกซิเจน (21%)

Nitrogen และ Oxygen ทั้งสองสร้างความเสียหายต่อระบบในรูปแบบที่ต่างกัน ดังนี้

1. ไนโตรเจนในระบบ Chilled Water อันตรายอย่างไร?

ฉนวนความร้อนและตัวการสร้าง Air Lock

ในขณะที่ออกซิเจนเร่งให้เกิดสนิมและ sludge ไนโตรเจนซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยจะสะสมตัวอยู่ในระบบในรูปของฟองอากาศขนาดเล็ก (micro-bubbles) และก๊าซละลายในน้ำ (dissolved gases)

ในทางวิศวกรรม น้ำมีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อนได้ดีกว่าอากาศถึง 23.5 เท่า ฟองอากาศไนโตรเจน ที่ไปเกาะตามผนังท่อจึงกลายเป็นฉนวนที่ขัดขวางไม่ให้น้ำเย็นสัมผัสกับท่อโดยตรง ยิ่งไปกว่านั้น เมื่ออากาศสะสมตัวจนอิ่มตัว มันจะรวมตัวกันเป็นโพรงอากาศขนาดใหญ่ (Air Lock) ขัดขวางการไหลเวียนของน้ำ ทำให้เกิดสภาวะ โพรงอากาศในปั๊ม (Pump Cavitation) ลดประสิทธิภาพการทำ Head และ Flow รวมถึงสร้างเสียงดังรบกวนในระบบ

จากการวิจัยพบว่า 95% ของปัญหาการไหลเวียนในระบบที่ทำงานผิดปกติ มีสาเหตุมาจากไนโตรเจนอิสระ

อากาศเหล่านี้เล็ดลอดเข้ามาในระบบได้อย่างไร?

ถึงแม้จะเป็นระบบปิด แต่อากาศก็มีช่องทางแทรกซึมเข้ามาได้เสมอ เช่น:

• มากับน้ำเติม (Make-up water): น้ำดิบที่เติมเข้าระบบมีไนโตรเจนและออกซิเจนละลายอยู่ตามธรรมชาติ
• จากการล้างตัวกรอง Y-Strainer: ทุกครั้งที่มีการถอดล้างตะแกรงกรอง ผู้ปฏิบัติงานต้องหยุดระบบและระบายน้ำทิ้ง ซึ่งเป็นการเปิดทางให้อากาศก้อนใหญ่ (Air Pocket) เข้าไปในท่อโดยตรง
• แรงดันระบบตก (Pressure Drop): หากระบบคุมแรงดันได้ไม่ดีจนเกิดแรงดันติดลบ อากาศจะถูกดูดเข้ามาผ่านทางซีลยาง วาล์ว หรืออุปกรณ์ต่างๆ ทันที
• ซึมผ่านวัสดุ: อากาศสามารถแพร่ผ่านพลาสติก ยาง หรือแผ่นยาง (Butyl rubber) ในถังแรงดันแบบเก่าได้

2. Oxygen (ออกซิเจน) ตัวเร่งการกัดกร่อนและแหล่งกำเนิด Sludge

ออกซิเจนในน้ำคือตัวการสำคัญที่ทำปฏิกิริยากับชิ้นส่วนโลหะในระบบ ก่อให้เกิด สนิมและการกัดกร่อน (Corrosion) อย่างรวดเร็ว เศษสนิมเหล่านี้เมื่อหลุดลอกออกมาจะกลายเป็น เศษสิ่งสกปรกและ กากตะกอน (Dirt & Sludge) ไหลเวียนไปตามเส้นท่อ

เมื่อกากตะกอนเหล่านี้สะสมและเกาะติดที่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger/Chiller Tube) มันจะก่อตัวเป็นคราบตะกรันฝังแน่น หรือที่เรียกว่า “Fouling” ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนชั้นเลว ข้อมูลจาก Carrier Handbook ระบุว่า หากมีคราบ Fouling หนาเพียง 1.5 มิลลิเมตร จะส่งผลให้ระบบสูญเสียประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนถึง 40% นำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้า (Power lost) มหาศาล

ทำไมแค่ Y‑Strainer และ Air Vent ถึงไม่พอ?

โดยทั่วไป ผู้ดูแลระบบมักใช้ Y‑Strainer ดักจับตะกอน และใช้ Air Vent ระบายอากาศ แต่แนวทางนี้มีข้อจำกัด:

1. Y‑Strainer กรองได้เพียงอนุภาคขนาดใหญ่: หากใช้ตะแกรงละเอียดเกินไปจะเกิด Pressure Drop สูง อนุภาคระดับไมโครเมตรจึงยังหลุดไปสะสมที่คอยล์ได้ และการล้างทุกครั้งยังเป็นการนำอากาศก้อนใหม่เข้าระบบ
2. Air vent จัดการได้เฉพาะฟองอากาศอิสระบางส่วน: ไม่สามารถจัดการกับ “ก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ (dissolved gases)” ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของ Corrosion และ micro-bubbles ได้

จัดการกับ Nitrogen และ Oxygen ในระบบ Chilled Water ให้ได้ผล ต้องใช้เทคโนโลยีที่ดูแลทั้งก๊าซละลายน้ำและตะกอนควบคู่กัน

Vacuum Degasser – Reflex Servitec

Reflex Servitec เป็นระบบ vacuum spray‑tube degassing ที่ดึงน้ำมาฉีดพ่นในถังสูญญากาศตามหลัก Henry’s Law เพื่อแยกก๊าซละลายทิ้งอย่างต่อเนื่อง ช่วยลด Micro-bubbles และลดอัตราการเกิด Corrosion ได้อย่างมีนัยสำคัญ จากเคสตัวอย่างสามารถช่วยประหยัดพลังงานได้ถึง 6.5–10.6%

Dirt & Sludge Separator – Reflex Ex-dirt

Reflex Ex-dirt ถูกออกแบบให้แยกอนุภาคขนาดเล็กตั้งแต่ 5 ไมโครเมตรขึ้นไป โดยเฉพาะรุ่น Ex-dirt Magnet ที่มีแกนแม่เหล็กดักจับสนิมเหล็ก (Magnetite) ได้ดีเยี่ยม สามารถระบาย Sludge ออกได้โดยไม่ต้องหยุดระบบ ช่วยลดการสะสมของสิ่งสกปรกในคอยล์และวาล์ว

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)