ชนิดของท่อส่งลมสำเร็จรูปในระบบปรับอากาศ

GulvanizedSteel Duct(GI-Duct)  &  Pre-Insulated Duct (PID)

Gulvanized Steel Duct(GI-Duct)

เป็นท่อส่งลมที่ประกอบด้วยท่อโลหะเช่นสแตนเลสและเหล็กชุบสังกะสี มีการบุภายในหรือภายนอกด้วยฉนวนยาง EPDM เพื่อรักษาอุณหภูมิและลดเสียงที่เกิดจากการสั่นของท่อเนื่องจากแรงลม

ยาง EPDM เป็นวัสดุยืดหยุ่น มีความทนทานต่อสภาวะแวดล้อมได้ดีเยี่ยมเนื่องจากในสายโซ่หลัก (Backbone chain) ไม่มีพันธะคู่ และพันธะคู่ใน Pentadiene จะถูกใช้ไปในกระบวนการ Vulcanization เพื่อให้เกิดความแข็งแรงขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต นอกจากนี้จะเห็นว่า EPDM เป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่มีแต่ Carbon และ Hydrogen เท่านั้น ดังนั้นหากเกิดการเผาไหม้ ก๊าซที่เกิดขึ้นจะมีเพียง  Carbon dioxide (CO2) และ Carbon monoxide (CO)  ไม่เกิดก๊าซพิษร้ายแรงอย่าง Hydrogen cyanide (HCN) และ Oxide of Nitrogen (NOx) เหมือนอย่างโพลียูรีเทน ที่จะกล่าวถึงต่อไป [1]

[Fig 1] โครงสร้างทางเคมีของ EPDM

Pre-Insulated Duct (PID)

Pre-Insulated Duct (PID) คือท่อลมสำเร็จรูปมีลักษณะเป็นแผ่นฉนวนโฟมเคลือบทับด้วยฟอยล์ทั้ง 2 ด้าน เพื่อป้องกันความชื้น โดยทั่วไปมี 2 ประเภท แยกตามเนื้อฉนวนคือ โพลียูรีเทนโฟม (Polyurethane Foam หรือ PU Foam) และ ฟีโนลิกโฟม (Phenolic Foam)

สมบัติทั่วไปของ PU

PU เป็นวัสดุที่สังเคราะห์ขึ้นโดยการทำปฏิกิริยาระหว่าง Polyisocyanate (–N=C=O) และ Polyol (-OH) ดังสมการในหน้าถัดไป

[Fig 2] การสังเคราะห์โพลียูรีเทน

เป็นที่ทราบกันทั่วไปว่าสารกลุ่ม Isocyanate มีความเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่การระคายเคืองตามเนื้อเยื่อต่างๆ และเป็นตัวการให้เกิดโรคหอบหืด รวมถึงโรคปอดอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นที่ทราบกันว่า Isocyanates อาจเป็นสารก่อมะเร็งได้ในมนุษย์เนื่องจากพบว่าสามารถก่อมะเร็งได้ในสัตว์ [1]

แม้ว่า PU ที่ทำปฏิกิริยาสมบูรณ์แล้ว จะไม่มีอันตรายจากสาร Isocyanate แต่เนื่องจาก PU มีเป็นสาร Hydrocarbon ที่มีโมเลกุลของ –NCO อยู่เป็นจำนวนมาก ทำให้มีการปล่อยก๊าซพิษและไอระเหยเช่น Hydrogen cyanide (HCN), Carbon monoxide (CO), Carbon dioxide (CO2), และ Oxide of Nitrogen (NOx) โดยจะเริ่มปล่อยสารพิษออกมาที่อุณหภูมิตั้งแต่ 200 °C และจะติดไฟได้เมื่ออุณหภูมิประมาณ 240 – 290 °C [3,4]

เนื่องจาก PU Foam เป็นสารติดไฟง่าย จึงได้มีการเติมสารกันไฟ ซึ่งมักเป็นกลุ่มฟอสฟอรัส และฮาโลเจน แต่สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาคือเมื่อเกิดการเผาไหม้จะเกิดกลุ่มควันหนาแน่น และก๊าซที่เป็นกรดจากสารประกอบฮาโลเจน ส่วนการใช้เมลามีนเพื่อลดการติดไฟจะทำให้สมบัติอื่นๆของ PU Foam ด้อยลงอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากเมลามีนจะทำให้เกิด Open-cell จำนวนมาก [3]

นอกจากนี้ PU ยังเป็นสารประเภทมีขั้ว (Polar) จึงไม่ทนต่อสารละลายมีขั้ว เช่น น้ำ, กรด, เบส, และตัวทำละลายมีขั้วอื่นๆ (อธิบายได้จากกฏ Like dissolves Like) แม้ว่าจะมีการหุ้มด้วยฟอยล์ แต่ไอน้ำก็สามารถแทรกซึมเข้าไปตามรอยตะเข็บได้ โดยเฉพาะหากไม่ได้ปิดรอยตะเข็บให้แน่นหนาพอ หรือเกิดรอยฉีกขาดบนฟอยล์ รวมทั้งมีลมชื้นไหลผ่านตลอดเวลา ซึ่งเมื่อ PU Foam สัมผัสไอน้ำหรือสารมีขั้ว จะทำให้วัสดุเสื่อมสภาพ เปียกชื้น กรอบแตกและหลุดร่อนเป็นผง เป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจของผู้อยู่อาศัยในอาคาร [5]

[Fig.3] ภาพแสดงการเหนี่ยวนำไอน้ำในอากาศของวัสดุมีขั้ว และไม่มีขั้ว

ในด้านความทนทาน และความคุ้มค่าของการติดตั้งท่อลมในระยะยาวแล้ว ในต่างประเทศเช่นยุโรป ญี่ปุ่น และตะวันออกกลางจะนิยมใช้วัสดุโลหะ ซึ่งมีความแข็งแรงทนทานที่สุดที่นิยมในระบบท่อปรับอากาศในขณะนี้ เนื่องจากการติดตั้งท่อลมในอาคาร จะต้องคำนึงถึงระยะการใช้งาน ซึ่งอย่างน้อยควรจะคงทนอยู่ได้อย่างน้อย 5-10 ปีโดยไม่ต้องมีปัญหาการซ่อมแซมอยู่บ่อยๆ ความแข็งแรงของท่อส่งลมประเภท PID จะอยู่ที่พลาสติกโพลียูรีเทนโฟม ซึ่งมีความแข็งแรงแปรผันตามความหนาแน่นของโฟม ในขณะที่ท่อส่งลมที่ใช้โลหะอย่างสเตนเลสและสังกะสี จะมีความแข็งแรงขึ้นกับตัวท่อโลหะ

ดังนั้นก่อนจะเลือกวัสดุในการใช้งานใดๆ จึงจำเป็นจะต้องศึกษาสมบัติของวัสดุให้ดี มิเช่นนั้นอาจก่อให้เกิดความเสียหายได้ในระยะยาว หรือมีปัญหาการเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร

References

[1] RUBBER HANDBOOK by Robert F. Ohm, R.T.Vanderbilt Company, Inc, Pg127-132

[2] UNITED STATES DEPARTMENT OF LABOR ; http://www.osha.gov/SLTC/isocyanates/index.html

[3] POLYURETHANES ;Chemistry, Technology and Applications by Prof. Z. Wirpsza , Ellis Horwood Limited, Pg.128,221,225-226,254-263,272,282-287, 365,453-455

[4] Polyurethane – Wikipedia ; http://en.wikipedia.org/wiki/Polyurethane

[5] Polyurethane Handbook by Dr.GÜnter Oertel , HANSER PUBLISHERS, Pg 249-314

Ravina Vitoorapakorn..