Monthly Archives: October 2015

อุปกรณ์และระบบการทำงานของเครื่องทำความเย็น

ระบบทำความเย็น มีส่วนสำคัญมากในการใช้เพื่อเก็บรักษาเสบียงอาหารให้สามารถเก็บไว้นานๆ โดยไม่เน่าเสีย ระบบความเย็นยังใช้ในการให้ความสะดวกสบายและความเย็น ซึ่งระบบทำความเย็นเป็นระบบหนึ่งที่สำคัญมาก จึงต้องมีความรู้ความเข้าใจในระบบการทำงานของเครื่องทำความเย็น รวมถึงการใช้ การบำรุงรักษา การซ่อมทำที่สามารถจะเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา

อุปกรณ์ต่างๆในระบบเครื่องทำความเย็น ประกอบไปด้วย

– คอมเพรสเซอร์ (Compressor) ทำหน้าที่อัดน้ำยา ซึ่งดูดเข้ามาในสภาพที่เป็นไอให้มีความดันสูงขึ้นและกลายเป็นของเหลวบางส่วน น้ำยาจะร้อนขึ้นมากเนื่องจากถูกอัดให้มีความดันสูงขึ้น

– คอยล์ร้อน (Condenser) ทำหน้าที่ระบายความร้อนออกจากน้ำยา ทำให้น้ำยาที่ยังเป็นไอกลั่นตัวเป็นของเหลว

– หม้อกรอง (Filter) ทำหน้าที่ดักเอาสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็งซึ่งปะปนในน้ำยาออก เพื่อไม่ให้ไปอุดตันที่วาวล์ลดความดัน

– วาวล์หรือท่อสำหรับลดความดัน (Expansion Valve or Capillary Tube) ทำหน้าที่ลดความดันของน้ำยาลง นอกจากนี้วาวล์ยังทำหน้าที่ควบคุมอัตราการไหลของน้ำยาให้เหมาะสมกับอุณหภูมิความเย็นที่ต้องการ

– คอยล์เย็น (Evaporator) ทำหน้าที่เป็นช่องให้น้ำยาเดือดระเหยและรับความร้อนจากภายนอกป้อนให้น้ำยาเพื่อระเหยตัว ในตู้เย็นตามบ้าน คอยล์เย็นจะวิ่งอยู่รอบๆช่องแข็ง เป็นส่วนหนึ่งของผนังช่องแข็ง รับความร้อนจากในตู้เย็น ทำให้อากาศในตู้เย็นมีอุณหภูมิต่ำลง

– อุปกรณ์ช่วยต่างๆ (โดยทั่วไปจะติดตั้งด้าน Hot Gas ที่ถูกส่งมาจาก Compressor) ในระบบ

การทำงานของระบบทำความเย็น

เริ่มจาก Compressor จะทำหน้าที่ดูดน้ำยาจากสถานะที่เป็นก๊าซจาก Evaporator ซึ่งเป็นก๊าซความดันต่ำ Compressor จะอัดน้ำยาที่เป็นก๊าซนี้ให้มีกำลังดันสูงขึ้น ซึ่งจะทำให้จุดเดือดของน้ำยาสูงขึ้นไปด้วย ก๊าซความดันสูงจาก  Compressor จะเข้าสู่  Oil Separator  เพื่อแยกน้ำมันหล่อลื่นที่อาจจะปะปนไปกับสารทำความเย็น และผ่านเข้าไปใน Condenser ในที่นี้ก๊าซร้อนความดันสูงก็จะถูกทำให้ควบแน่นเป็นของเหลว จากนั้นน้ำยาที่มีสถานะเป็นของเหลวความดันสูง จะถูกส่งผ่านเข้าไปเก็บในถังพักน้ำยาในถังเก็บน้ำยาจะมีน้ำยาทั้งสองสถานะปะปนอยู่ โดยส่วนที่เป็นของเหลวจะอยู่ด้านล่าง และส่วนที่เป็นก๊าซจะอยู่ด้านบน จากนั้นน้ำยาที่เป็นของเหลวอยู่อย่างเดียวที่ผ่านออกมาจากถังเก็บน้ำยาแล้วถูกจ่ายผ่าน  Dryer  เพื่อดูดความชื้นออกจากน้ำยา ผ่านเข้าไปใน  Expansion  Valve เพื่อควบคุมอัตราการไหลของน้ำยาทำความเย็นและทำให้ความดันลดลง เมื่อสารทำความเย็นผ่านเข้าไปใน  Evaporator  เพื่อทำหน้าที่ดูดรับความร้อนจากภายนอก ทำให้สารทำความเย็นภายในระบบระเหยเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซดูดรับความร้อนผ่านผิวท่อทางน้ำยา ซึ่งการเปลี่ยนสถานะนี้เป็นพลังงานความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ที่จะทำให้อุณหภูมิโดยรอบ Evaporator  ต่ำลง ความเย็นที่ผลิตได้จะถูกส่งไปตามท่อลม ส่วนสารที่ทำความเย็นในสถานะก๊าซ มีความดันและอุณหภูมิต่ำจะถูกดูดเข้าสู่ Compressor  อีกครั้งหนึ่งเป็นการเริ่มการทำความเย็นใหม่

ระบบทำความเย็นสามารถประยุกต์ใช้งานได้ทั้งในระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็นในอุตสาหกรรม

1

ระบบทำความเย็นส่วนมากใช้ในการปรับอากาศเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น การไหลเวียนคุณภาพ และความสะอาดของอากาศ รวมถึงการควบคุมเสียงรบกวน เพื่อให้เกิดความสบายและเป็นผลดีต่อสุขภาพของผู้ที่ต้องทำงานในพื้นที่นั้นๆ นอกจากนี้ระบบทำความเย็นยังเข้ามามีความสำคัญในกระบวนการผลิตของอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมอาหารแช่แข็งที่ต้องการความเย็นสำหรับเก็บรักษาอาหาร ให้มีความสดเป็นเวลานานการทำงานของระบบทำความเย็นจะใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นหลัก จากการสำรวจพบว่า ระบบปรับอากาศที่ใช้ในอาคารขนาดใหญ่ จะใช้พลังงานไฟฟ้ามากกว่าครึ่งหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมด เช่น โรงพยาบาล โรงแรม เป็นต้น และในส่วนของภาคอุตสาหกรรมนั้น ก็มีการใช้ระบบทำความเย็นใน กระบวนการผลิตต่างๆ เช่นกัน การจะสร้างระบบทำความเย็นได้นั้นต้องอาศัยหลักการ 2 อย่าง คือ การเดือดกลายเป็นไอของของเหลวและการถ่ายเทความร้อนออกจากไอของของเหลว ซึ่งของเหลวที่รับความร้อนแล้วเดือด กลายเป็นไอ และถ่ายเทความร้อนออกจากไอให้กลายเป็นของเหลว ของเหลวกลุ่มนี้เรียกว่าสารทำความเย็น (Refrigerant) สารทำความเย็นได้ถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นลำดับ ในปัจจุบันมีหลายชนิดให้เลือกใช้ตามความเหมาะสม

ระบบทำความเย็นสามารถประยุกต์ใช้งานได้ทั้งในระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็นในอุตสาหกรรมเช่นห้องเย็นที่อุณหภูมิต่างๆ ซึ่งมีตั้งแต่ความเย็นไม่สูงมากจนถึงอุณหภูมิต่ำมาก (แช่แข็ง)สำหรับห้องเย็นควรละลายน้ำแข็งที่คอยล์เย็น เพราะน้ำแข็งที่เกาะจะทำให้สมรรถนะของระบบลดลง(น้ำแข็งเกาะที่ผิวคอยล์ทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง) โดยสังเกตได้จากอุณหภูมิของอากาศที่ออกจากคอยล์เย็นจะสูงขึ้นคอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูงสุดในระบบทำ ความเย็น การควบคุมให้คอมเพรสเซอร์ทำงานที่ภาระเต็มพิกัดจะทำให้ประสิทธิภาพคอมเพรสเซอร์สูงสุด จากตัวอย่างดังที่จะกล่าวต่อไปนี้ เป็นการเปรียบเทียบระหว่างระบบที่ใช้คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่จำนวนชุดเดียว กับระบบที่ใช้คอมเพรสเซอร์หลายขนาดทำงานร่วมกัน การทำความเย็นสำหรับห้องเย็นควรตั้งอุณหภูมิการใช้งานให้สูงสุด โดยไม่กระทบต่อผลิตภัณฑ์จะทำให้อุณหภูมิที่อีวาพอเรเตอร์สูงขึ้น ช่วยให้ประหยัดพลังงานได้ กล่าวคือ การตั้งอุณหภูมิห้องเย็นต่ำเกินไป จะทำให้ความดันที่อีวาพอเรเตอร์ลดต่ำลงด้วย ส่งผลให้คอมเพรสเซอร์ทำงานเพิ่มมากขึ้นจึงไม่เป็นการประหยัดพลังงาน ในทางกลับกันการตั้งอุณหภูมิห้องเย็นอย่างเหมาะสม จะช่วยให้คอมเพรสเซอร์ทำงานในช่วงความดันแตกต่างไม่สูงเกินไปนัก รวมทั้งการวางแผนการเปิด-ปิดห้องเย็นที่ดี จะช่วยรักษาอุณหภูมิห้องเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพ