Blowdown Cooling Tower คืออะไร? และสำคัญอย่างไรกับระบบระบายความร้อน

Blowdown Cooling Tower (หรือเรียกอีกชื่อว่า Bleed off) คือ กระบวนการระบายน้ำบางส่วนออกจากอ่างรับน้ำ (Basin) ของหอผึ่งน้ำทิ้งไป เพื่อกำจัดแร่ธาตุ ตะกอน และสารแขวนลอยที่มีความเข้มข้นสูงเกินพิกัดออก ก่อนที่จะเติมน้ำใหม่ (Make-up water) เข้ามาทดแทนเพื่อเจือจางความเข้มข้นนั้นลง

วัตถุประสงค์สูงสุดของการทำ Blowdown ไม่ใช่แค่การทิ้งน้ำ แต่คือการควบคุมค่า Cycle of Concentration (COC) หรือรอบความเข้มข้นของสารละลาย ให้อยู่ในเกณฑ์ที่สารเคมีป้องกันตะกรันจะรับมือไหว หากละเลยขั้นตอนนี้ แร่ธาตุที่สะสมตัวจะจับตัวกันเป็น "ตะกรัน" (Scale) เกาะแน่นที่แผงระบายความร้อน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นลดฮวบและเครื่องจักรเสียหายในที่สุด

กลไกการเกิดตะกรัน: ทำไมน้ำใน Cooling Tower ถึงเข้มข้นขึ้น?

เพื่อให้เข้าใจถึงความจำเป็นของการ Blowdown เราต้องเข้าใจกลไกทางฟิสิกส์ของการระเหยก่อน เมื่อ Cooling Tower ทำงานเพื่อลดอุณหภูมิน้ำ มันใช้วิธีการ "ระเหยน้ำ" (Evaporation) บางส่วนออกไปสู่บรรยากาศ ซึ่งหลักการคือ มีเพียงน้ำบริสุทธิ์ (HO) เท่านั้นที่ระเหยออกไป

แต่สิ่งที่ไม่ได้ระเหยตามไปด้วยคือ แร่ธาตุและสารละลายต่างๆ (Dissolved Solids) เช่น แคลเซียม (Calcium), แมกนีเซียม (Magnesium), ซิลิกา (Silica) และคลอไรด์ (Chloride) สารเหล่านี้ยังคงวนเวียนและสะสมอยู่ในถาดน้ำ ยิ่งน้ำระเหยออกไปมากเท่าไหร่ ความเข้มข้นของแร่ธาตุเหล่านี้ หรือค่า TDS (Total Dissolved Solids) ก็จะยิ่งทวีคูณสูงขึ้นเรื่อยๆ

เปรียบเทียบง่ายๆ เหมือนการต้มน้ำเกลือ เมื่อน้ำระเหยแห้งไป เกลือจะตกผลึกออกมา ใน Cooling Tower ก็เช่นกัน หากเราปล่อยให้น้ำระเหยไปเรื่อยๆ โดยไม่ระบายน้ำเก่าทิ้ง แร่ธาตุจะอิ่มตัวจนเกินจุดที่น้ำจะละลายได้ (Solubility Limit) และตกผลึกกลายเป็นหินปูนแข็งเกาะตามท่อคอนเดนเซอร์และแผงรังผึ้ง (Fills) ซึ่งตะกรันเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนชั้นดี ทำให้ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนไม่ได้ นำไปสู่ปัญหา High Pressure ในระบบ Chiller และค่าไฟฟ้าที่พุ่งสูงขึ้น

การคำนวณอัตราการ Blowdown และสัญญาณเตือน

เราไม่สามารถมองเห็นความเข้มข้นของแร่ธาตุด้วยตาเปล่าได้จนกว่าตะกรันจะก่อตัว วิธีที่แม่นยำที่สุดคือการวัดค่า Electrical Conductivity (ค่าความนำไฟฟ้า) เพราะยิ่งมีแร่ธาตุในน้ำมาก กระแสไฟฟ้ายิ่งไหลผ่านน้ำได้ดี

สูตรการคำนวณหาปริมาณน้ำทิ้ง (Blowdown Rate Formula)

วิศวกรใช้วิธีการคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องทิ้ง เพื่อรักษาสมดุลไม่ให้เกิดตะกรันและไม่เปลืองน้ำจนเกินไป โดยสามารถเขียนเป็นสูตรคำนวณง่ายๆ ได้ดังนี้:

ปริมาณน้ำทิ้ง (B) = ปริมาณน้ำระเหย (E) ÷ (รอบความเข้มข้น (COC) - 1)

โดยที่:

• B (Blowdown): ปริมาณน้ำที่ต้องระบายทิ้ง (ลบ.ม./ชม.)
• E (Evaporation): ปริมาณน้ำที่ระเหยไประหว่างทำความเย็น (ปกติประมาณ 1% ของอัตราการไหลเวียนน้ำ ต่อทุกๆ อุณหภูมิที่ลดลง 5-6°C)
• COC (Cycle of Concentration): รอบความเข้มข้นที่ต้องการควบคุม

ประเภทของวิธีการ Blowdown ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม

1. Manual Blowdown (แบบเปิดวาล์วเอง)

อาศัยพนักงานเดินมาเปิดวาล์วทิ้งตามเวลาที่กำหนด เช่น วันละ 15 นาที วิธีนี้ มีความเสี่ยงสูงที่สุด และไม่แนะนำสำหรับโรงงานมาตรฐาน เพราะปริมาณน้ำระเหยในแต่ละวันไม่เท่ากัน

2. Continuous Blowdown (แบบไหลตลอดเวลา)

การเจาะรูเล็กๆ หรือหรี่วาล์วให้มีน้ำไหลรินออกตลอด 24 ชั่วโมง วิธีนี้แก้ปัญหาการลืมเปิดวาล์วได้ แต่ควบคุมความแม่นยำไม่ได้เลย ทำให้สิ้นเปลืองน้ำและสารเคมี

3. Automatic Blowdown Control (แบบอัตโนมัติ - แนะนำ)

การใช้เทคโนโลยี Conductivity Controller โดยจะมีหัววัด (Sensor) จุ่มอยู่ในน้ำตลอดเวลา เพื่อวัดค่าความนำไฟฟ้าแบบ Real-time

• เมื่อค่าความนำไฟฟ้าสูงเกินค่าที่ตั้งไว้ (Set Point) สั่งเปิด Solenoid Valve ระบายน้ำทิ้ง
• เมื่อน้ำใหม่เติมเข้ามาจนค่าความนำไฟฟ้าลดลง สั่งปิดวาล์ว

วิธีนี้แม่นยำที่สุด ช่วยประหยัดน้ำและสารเคมีได้สูงสุดถึง 20-30%

คำถามที่พบบ่อย (FAQ) เกี่ยวกับ Blowdown

Q1: Blowdown Cooling Tower ควรทำบ่อยแค่ไหน?

ไม่มีการกำหนดความถี่ที่ตายตัวเป็นชั่วโมงหรือนาที เพราะขึ้นอยู่กับภาระโหลดความร้อน (Heat Load) และอัตราการระเหยของน้ำ วิธีที่ถูกต้องที่สุดคือการทำเมื่อ "ค่าความนำไฟฟ้า (Conductivity)" สูงเกินค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้เท่านั้น ซึ่งระบบอัตโนมัติจะตอบโจทย์นี้ได้ดีที่สุด

Q2: น้ำที่ Blowdown ออกมา สามารถนำไปรดน้ำต้นไม้ได้หรือไม่?

โดยทั่วไป ไม่แนะนำ ให้นำไปรดน้ำต้นไม้ทันที เนื่องจากน้ำจาก Cooling Tower มีความเข้มข้นของเกลือแร่สูง (TDS สูง) และที่สำคัญคือมีสารเคมีป้องกันตะกรันและฆ่าเชื้อราปนเปื้อนอยู่ ซึ่งอาจเป็นพิษต่อพืชหรือสัตว์เลี้ยงได้ หากต้องการนำกลับมาใช้ใหม่ ต้องผ่านระบบบำบัดน้ำเสียที่ถูกต้องก่อน

Q3: ค่า Cycle of Concentration (COC) ยิ่งสูงยิ่งดีใช่ไหม?

ใช่ แต่มีขีดจำกัด ค่า COC ที่สูงช่วยประหยัดน้ำได้มาก แต่ถ้าสูงเกินไป (เช่น เกิน 6-7 Cycles) สารเคมีป้องกันตะกรันอาจเอาไม่อยู่ และเสี่ยงต่อการเกิดตะกรันซิลิกา (Silica Scale) ซึ่งล้างออกยากมาก ดังนั้นควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเพื่อหาจุดสมดุล (Optimum Cycle) ของแต่ละโรงงาน