Glycol Chiller vs DX Cooling สำหรับโรงงานอาหาร — เลือกระบบทำความเย็นตาม ASHRAE 90.1 / BEC ไทย

โรงงานแปรรูปอาหารในไทย — ตั้งแต่ห้องเย็นเก็บวัตถุดิบ, สายการผลิตที่ต้องคุมอุณหภูมิ, ไปจนถึง blast freezer — มีคำถามพื้นฐานที่ตัดสินทั้งต้นทุน ความปลอดภัย และค่าไฟ 15 ปีข้างหน้า: เลือก DX (Direct Expansion) ที่น้ำยาระเหยในคอยล์โดยตรง หรือ Glycol Chiller ระบบ secondary loop?

คำตอบไม่ได้อยู่ที่ "อันไหนดีกว่า" แต่อยู่ที่ ลักษณะงาน — จำนวนโซน, ชนิดน้ำยา, ความเข้มงวดด้านความปลอดภัยอาหาร และเป้าหมายพลังงาน บทความนี้แยกให้ชัดตามเกณฑ์จริง

1. สองสถาปัตยกรรม — น้ำยาอยู่ตรงไหน

หัวใจของความต่างคือ refrigerant ระเหยที่จุดไหน

flowchart LR
    subgraph DX["DX — Direct Expansion"]
        A1[Compressor] --> A2[Condenser]
        A2 --> A3[Expansion Valve]
        A3 --> A4["Evaporator coil
ในห้อง/สายการผลิต
น้ำยาระเหยที่นี่"]
        A4 --> A1
    end
    subgraph GLY["Glycol Chiller — Secondary Loop"]
        B1[Compressor] --> B2[Condenser]
        B2 --> B3[Expansion Valve]
        B3 --> B4["Chiller barrel
น้ำยาระเหยที่นี่"]
        B4 --> B1
        B4 -.ทำให้เย็น.-> C1["Propylene Glycol
20-40%"]
        C1 --> C2[Pump]
        C2 --> C3["จุดใช้งานหลายจุด
(หลายห้อง/หลายไลน์)"]
        C3 --> C1
    end

• DX: น้ำยาเดินท่อตรงไปยังคอยล์ที่อยู่ในห้องเย็น/สายการผลิต ระเหยที่นั่น — เส้นทางเดียว ไม่มีตัวกลาง
• Glycol: น้ำยาระเหยที่ chiller กลาง ทำความเย็นให้ propylene glycol แล้วปั๊ม glycol เย็นวิ่งไปยังจุดใช้งาน — refrigerant ไม่เคยออกจากห้องเครื่อง

2. ตารางเปรียบเทียบหลัก

3. ความปลอดภัยอาหาร — PG vs EG ห้ามสลับ

ในงานอาหาร glycol ที่เลือกได้มีผลโดยตรงต่อความปลอดภัย:

กฎเหล็กงานอาหาร: พื้นที่ที่อาจสัมผัสผลิตภัณฑ์ → PG เท่านั้น แม้ EG จะถ่ายเทความร้อนดีกว่าและถูกกว่า ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอาหารไม่คุ้ม

การเลือก concentration ของ PG ขึ้นกับอุณหภูมิงานต่ำสุด (freeze protection) — ต้องให้จุดเยือกแข็งต่ำกว่าอุณหภูมิ glycol จริงพอสมควร เพื่อกัน slush ใน HX:

ยิ่งเข้มข้น ยิ่งหนืด → pump head และพลังงานปั๊มสูงขึ้น อย่าใส่เกินจำเป็น

4. พลังงาน — ASHRAE 90.1 / BEC พูดถึงอะไร

ASHRAE 90.1 (และ Building Energy Code ของไทย ที่กำกับโดย DEDE) กำหนดประสิทธิภาพขั้นต่ำของ chiller และแนวทางคุมภาระ:

• COP / IPLV ขั้นต่ำ — chiller ต้องผ่านเกณฑ์ทั้งที่ full-load และ part-load (IPLV ตาม AHRI 550/590)
• โรงงานเดินส่วนใหญ่ที่ part-load — IPLV จึงสำคัญกว่า full-load COP ในการประเมินค่าไฟจริง
• Economizer / free cooling — ในงาน glycol สามารถใช้ free cooling ผ่าน dry cooler ในคืนอากาศเย็นได้ (ข้อได้เปรียบของ secondary loop)

Penalty ของ glycol มาจาก 2 ทาง:

1. Approach temperature ของ HX กลาง → ต้องลดอุณหภูมิ evaporating ลงอีก ~3-5°C เพื่อส่ง glycol ให้เย็นพอ → COP ตก
2. พลังงานปั๊ม glycol หนืด โดยเฉพาะที่ concentration สูง

รวมแล้ว glycol กินไฟมากกว่า DX ราว 10-20% ที่ภาระเดียวกัน — นี่คือราคาที่จ่ายเพื่อความปลอดภัยและความยืดหยุ่น

5. มุม Refrigerant — ทำไมเรื่องนี้สำคัญขึ้นเรื่อยๆ

ในยุค phase-down ตาม Kigali การเลือกสถาปัตยกรรมผูกกับ ชนิดน้ำยาและ charge โดยตรง:

• น้ำยา A2L ติดไฟอ่อน (R-32, R-454B, R-1234ze) และ A3 (R-290) มีอนาคต GWP ต่ำ แต่ ASHRAE 15 / EN 378 จำกัด charge ต่อพื้นที่ เข้มงวด
• Glycol secondary loop แก้ปัญหานี้ได้ตรงจุด — กัก refrigerant ทั้งหมดไว้ที่ chiller ในห้องเครื่องที่ระบายอากาศและมีเซนเซอร์ ส่วนพื้นที่ผลิตมีแต่ glycol ที่ปลอดภัย
• DX ที่เดินท่อน้ำยาเข้าพื้นที่ผลิต จะถูกจำกัด charge → จำกัดขนาด/ระยะ หรือบังคับใช้น้ำยา A1 ที่ GWP สูงกว่า

นี่คือเหตุผลที่โรงงานอาหารใหม่จำนวนมากเลือก secondary glycol + น้ำยา low-GWP ที่ chiller เป็นแนวทาง future-proof ส่วนน้ำยาที่ใช้ชาร์จ chiller (เช่น R-449A, R-513A, R-454B) และ propylene glycol คือสิ่งที่ต้องเตรียมต่อเนื่องตลอดอายุระบบ

6. แนวทางเลือกให้ตรงงาน

flowchart TD
    Q1{หลายโซน/หลายไลน์
ที่ต้องคุมแยก?} -->|ใช่| GLY[เอนเอียง Glycol]
    Q1 -->|ไม่ จุดเดียว| Q2{ใช้น้ำยา A2L/A3
หรือ charge ใหญ่?}
    Q2 -->|ใช่| GLY
    Q2 -->|ไม่ A1 charge เล็ก| Q3{ต้องการ COP สูงสุด
+ ทุนแรกต่ำ?}
    Q3 -->|ใช่| DX[เลือก DX]
    Q3 -->|ต้องการอุณหภูมิเสถียรมาก| GLY
    GLY --> R1[ใช้ PG ในโซนอาหาร
+ free cooling ถ้าทำได้]
    DX --> R2[คุม charge ตาม ASHRAE 15
+ เลือกน้ำยาให้เหมาะพื้นที่]

เลือก DX เมื่อ:

• โหลดจุดเดียว/โซนเดียว ต้นทุนแรกเป็นข้อจำกัด
• ต้องการ COP สูงสุดที่ภาระออกแบบ
• ใช้น้ำยา A1 และ charge เล็กพอผ่าน ASHRAE 15

เลือก Glycol Chiller เมื่อ:

• หลายโซน/หลายไลน์ที่ต้องคุมอุณหภูมิแยกและแม่น
• ใช้น้ำยา A2L/A3 หรือ charge ใหญ่ → ต้องกัก refrigerant ในห้องเครื่อง
• ต้องการความเสถียรของอุณหภูมิสูง (ผลิตภัณฑ์ไวต่อ swing) หรือวางแผน free cooling
• ต้องการ future-proof กับน้ำยา low-GWP

สรุป

DX ชนะเรื่อง ต้นทุนแรกและ COP ที่ภาระเดียว ส่วน Glycol Chiller ชนะเรื่อง ความปลอดภัย refrigerant charge, ความเสถียรอุณหภูมิ, การคุมหลายโซน และ future-proofing กับน้ำยา low-GWP — แลกด้วยค่าไฟที่สูงกว่า 10-20% และทุนแรกที่มากกว่า

สำหรับโรงงานอาหารไทยที่กำลังออกแบบใหม่และต้องเดินตาม ASHRAE 90.1 / BEC + เผื่อ phase-down น้ำยา ระบบ secondary glycol ด้วย propylene glycol มักคุ้มในระยะยาว แต่ถ้าเป็นจุดเดียวภาระคงที่ DX ยังเป็นทางที่ตรงและประหยัดที่สุด

ไม่ว่าเลือกระบบไหน ทั้งคู่ต้องการ น้ำยาทำความเย็นคุณภาพและการเติมต่อเนื่อง — ทีมงานสหวัฒนกิจพร้อมให้คำปรึกษาการเลือกน้ำยาให้ตรงกับสถาปัตยกรรมระบบและเกณฑ์ TOR ของงาน