กรดในสารทำความเย็น
หนึ่งในสาเหตุของการเกิด Chiller Motor Burnout
เป็นที่ทราบกันทั่วไปว่า มอเตอร์สำหรับเครื่องทำน้ำเย็นในระบบปรับอากาศมีอยู่ 2 แบบ ได้แก่ แบบเปิดระบายความร้อนด้วยอากาศ (Open Type) และแบบปิดระบายความร้อนด้วยสารทำความเย็น (Hermetic Type)
ในทางเทคนิคมอเตอร์ทั้ง 2 แบบมีโอกาสที่จะเกิดความเสียหายจากสาเหตุด้านไฟฟ้าได้เท่าๆ กัน แต่มอเตอร์แบบ Hermetic จะมีความเสี่ยงสูงกว่า โดยมาจากสาเหตุทางปฏิกิริยาเคมีที่สามารถเปลี่ยนสภาพของผสมระหว่างสารทำความเย็นและน้ำมันให้เป็นกรดกัดกร่อนขดลวดมอเตอร์จนเกิดการลัดวงจรและทำให้มอเตอร์ไหม้ในที่สุด ซึ่งในการซ่อมแก้ปัญหาจะมีความซับซ้อนและเสียค่าใช้จ่ายที่สูงมาก รวมถึงจะต้องใช้เวลานาน ในที่นี้เราจะพูดถึงความเสียหายของมอเตอร์ที่เกิดจากกรดในสารทำความเย็นโดยมีรายละเอียดที่จะกล่าวต่อไป
• การเกิดกรดในสารทำความเย็น ในระบบทำความเย็นของเครื่องทำน้ำเย็นอาจจะมีการเกิดได้ 2 ประเภท
1. Organic acid มีคุณสมบัติละลายได้ในน้ำมันแต่ไม่เป็นไอ ดังนั้นจะไม่สร้างความเสียหายกับระบบมากนัก เนื่องจากกรดประเภทนี้จะรวมตัวกับน้ำมันอยู่ใน oil sump ไม่แพร่กระจายไปตามอุปกรณ์ชิ้นส่วนต่างๆ
2. Inorganic (Mineral) acid มีคุณสมบัติละลายในน้ำมันได้เล็กน้อยแต่สามารถระเหยได้ง่าย (Volatile) ทำให้สามารถแพร่กระจายปนไปกับสารทำความเย็นและไปตามชิ้นส่วนต่างๆ ทั่วทั้งระบบได้ง่าย ซึ่งกรดประเภทนี้มีความสามารถการกัดกร่อนรุนแรงกว่า และเป็นอันตรายกับระบบอย่างมาก ซึ่งในที่นี้เราจะพูดกันถึงกรดประเภทนี้
Inorganic acid สามารถเกิดขึ้นได้เองเมื่อสารทำความเย็นเสียคุณสมบัติความเสถียร ทำให้เกิดการ Decomposition ของสารทำความเย็นและทำให้เกิดกรดชนิดนี้ขึ้น ซึ่งกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นเมื่อสารทำความเย็นมีอุณหภูมิสูงขึ้น (และจะถูกเร่งให้เร็วยิ่งขึ้นเมื่ออุณหภูมิของสารทำความเย็นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากการระบายความร้อนให้กับขดลวดของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์แบบ Hermetic) ซึ่งกรดที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดการกัดกร่อนกับชิ้นส่วนอุปกรณ์ทั้งหมดที่สัมผัสกับสารทำความเย็น ยิ่งไปกว่านั้นกรณีที่เป็นมอเตอร์แบบ Hermetic กรดที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดกัดกร่อนฉนวนของขดลวดมอเตอร์ ทำให้สภาพความต้านทานของขดลวดต่ำลงและเกิดการลัดวงจรของขดลวด ทำให้มอเตอร์ไหม้ได้ในที่สุด
นอกจากนี้การเกิดกรดในระบบยังสามารถเกิดได้จากการรั่วของความชื้นเข้าไปในระบบ กรณีนี้ส่วนใหญ่จะพบเฉพาะเครื่องทำน้ำเย็นที่ใช้สารทำความเย็นที่มีค่าความดันใช้งานต่ำกว่าบรรยากาศ เช่น HCFC-123 (Negative Pressure Chiller) กล่าวคือเมื่อเครื่องทำน้ำเย็นประเภทนี้เกิดการรั่ว อากาศจะไหลเข้าไปในระบบซึ่งจะนำเอาความชื้นเข้าไปด้วย ความชื้นจะรวมตัวกับของผสมระหว่างสารทำความเย็นและน้ำมัน เปลี่ยนรูปเป็นกรด Hydrochloric และน้ำมันเหนียวประเภทต่างๆ (Resins, gums, varnish & sludge) ดังนั้นเครื่องทำน้ำเย็นแบบ Negative Pressure มีโอกาสที่จะเกิดความเสียหายกับมอเตอร์มากกว่า
• Motor Burnout Repair
ขั้นตอนหลักๆ ในการซ่อมเครื่องทำน้ำเย็นที่เกิดความเสียหายจากเหตุดังกล่าวนั้นประกอบด้วย
1. ถ่ายสารทำความเย็นและน้ำมันหล่อลื่นในระบบทิ้งทั้งหมดเนื่องจากสารทำความเย็นจะเสียสภาพไม่สามารถใช้งานได้
2. ถอดแยกชุด Inlet guide vane และ Impeller ออกจากคอมเพรสเซอร์
3. ถอดแยกข้อต่ออุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ และชุดตัวเรือน (Casing) ของคอมเพรสเซอร์ออกจากมอเตอร์
4. ถอดแยกชุดมอเตอร์ออกเพื่อนำไปพันขดลวดมอเตอร์ใหม่ (Rewinding)
5. ล้างทำความสะอาดทุกชิ้นส่วนในวงจรสารทำความเย็น (Compressor, Heat Exchanger, Motor Housing, etc.) ทั้งหมด เพื่อกำจัดกรดและสิ่งแปลกปลอมทั้งหมดที่เกิดขึ้น (System Flushing)
6. ถอดแยกอุปกรณ์ Oil Pump, Oil reservoir และอุปกรณ์ประกอบ ล้างทำความสะอาดทั้งวงจร เปลี่ยนอุปกรณ์ Oil filter/Cartridge ใหม่
7. เปลี่ยน Filter/Drier และ Moisture Indicator ใหม่
8. ประกอบ Compressor, Motor, Heat Exchanger, Oil System และอุปกรณ์ทั้งหมด ทดสอบแรงดันและทำให้เป็นสุญญากาศ (Evacuate unit)
9. ทดสอบน้ำมันหล่อลื่นเพื่อหากรดที่ยังคงเหลืออยู่ในระบบ (Oil Test for Acidity) และทดสอบค่าความต้านทานของขดลวดมอเตอร์ (Meg Ohm) ก่อนทำการ Restart
10. หลังจาการ Start เครื่องประมาณ 2 วัน ให้ทำการหยุดเดินเครื่องเพื่อทดสอบหากรด (Sampling) ในระบบน้ำมันและน้ำยา เปลี่ยนน้ำมันและ Oil Filter ใหม่
11. หากยังมีกรดค้างอยู่ในระบบให้ทำการล้างระบบและทำซ้ำกระบวนการเดิมจนไม่มีกรดหลงเหลืออยู่ กระบวนการนี้มีความจำเป็นเนื่องจากการล้างความสะอาดไม่สามารถกำจัดกรดออกได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากกรดจะแพร่กระจายไปทั่วทั้งวงจรน้ำยาและตกค้างอยู่ตามอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งการตกค้างของกรดในปริมาณเพียงแค่ 50 ppm (50 of 1,000,000) ก็สามารถเร่งปฏิกิริยาการเกิดกรดเพิ่มในระบบและทำให้เกิดการไหม้ของมอเตอร์ได้ใหม่
ในทางปฏิบัติ สารละลายที่ใช้ล้างทำความสะอาด (Solvent) ได้ดีที่สุดคือ R-11 (CFC-11) แต่เนื่องจากปัจจุบันมีการห้ามการใช้งาน CFC-11 ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องใช้สารละลายประเภทอื่นแทน ซึ่งการใช้สารละลายประเภทอื่นที่ไม่ใช่สารทำความเย็นนั้นจะต้องระวังอย่างมาก เนื่องจากในการล้างทำความสะอาดจะต้องทำซ้ำๆ กันหลายๆ ครั้งจึงอาจจะทำให้มีการตกค้างของ Solvent อยู่ในระบบ ซึ่งจะส่งผลกับสมรรถนะการทำงานและประสิทธิภาพของเครื่องทำน้ำเย็น และนอกจากนั้นจะต้องเสียค่าใช้จ่ายในส่วนของค่าสารละลายที่สูงมาก
นอกจากการล้างระบบด้วยสารละลายดังกล่าว การกำจัดกรดในระบบยังสามารถทำได้ด้วยกระบวนการทำให้เป็นกลาง (Neutralization) โดยใช้สารเคมีที่เป็นด่าง เช่น Potassium hydroxide อย่างไรก็ดีในกระบวนการนี้จะเกิดเกลือและน้ำขึ้น ซึ่งโดยทั่วไปนั้นน้ำที่เกิดขึ้นจะถูกกำจัดโดย Filter-drier แต่เกลือที่เกิดขึ้นจะไม่สามารถถูกกำจัดได้ และจะยังตกค้างในระบบส่งผลเสียต่อสมรรถนะและอายุงานของเครื่อง
กระบวนการซ่อมแซมเพื่อแก้ไขความเสียหายที่เกิดจากมอเตอร์ไหม้ดังที่ได้กล่าวไปทั้งหมดนั้น นอกจากจะใช้เวลานานประมาณ 3-4 เดือนแล้ว ยังจะต้องเสียค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนสูงมาก ทั้งในส่วนของการ Rewind & Rebuild มอเตอร์ ค่าน้ำยาและค่าน้ำมัน รวมถึง Accessories ต่างๆ เช่น Oil Filter, Gasket, Seal, O-ring, etc. ที่ได้กล่าวไป ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 35-40 % ของราคาเครื่องใหม่ (ยกตัวอย่างเครื่องขนาด 500 TR จะมีค่าใช้จ่ายอยู่ที่ประมาณ 1,200,000-1,400,000 บาท)
โดยสรุป กรดในระบบสารทำความเย็นของเครื่องทำน้ำเย็นเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม โดยเฉพาะการใช้งานเครื่องทำน้ำเย็นที่ใช้มอเตอร์แบบปิด (Hermetic Motor) นั้น ผู้ใช้งานจะต้องมีการระมัดระวังเป็นพิเศษในเรื่องของความเสียหายกับมอเตอร์ เนื่องจากมีความเสี่ยงมากกว่าทั้งในฝั่งของทางเคมีและทางไฟฟ้า และหากเกิดความเสียหายขึ้นนอกจากจะต้องเสียค่าใช้จ่ายที่สูงมากในการซ่อมบำรุงแล้วยังต้องใช้เวลาที่นานมากในการแก้ไข และอาจจะทำให้เจ้าของอาคารไม่สามารถใช้งานระบบปรับอากาศได้ตามต้องการ
แหล่งที่มาข้อมูลและภาพ : บริษัท จอห์นสัน คอนโทรลส์ อินเตอร์เนชั่นแนล (ประเทศไทย) จำกัด
• ท่านสามารถดูรายละเอียดเครื่อง Chiller ของ YORK รุ่นอื่นๆ เพิ่มเติมได้ตามนี้
