สาระน่ารู้เกี่ยวกับ แอร์บ้าน และระบบไฟฟ้าในบ้าน
Group Blog
 
All blogs
 

การทำความเย็นเบื้องต้น





การทำความเย็น เป็นการถ่ายเทความร้อนออกจากบริเวณที่ต้องการทำความเย็น เพื่อที่จะให้พื้นที่บริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิลดลงหรือให้เย็นลงตามที่เราต้องการ การทำความเย็นจึงไม่ใช้เป็นการทำลายความร้อน แต่เป็นการถ่ายเท หรือนำพาความร้อนออกไปนั่นเอง

หลักการทำความเย็นเบื้องต้น เปรียบง่ายๆก็เหมือนกับการที่เราไปวิ่งหรือออกกำลังกายจนมีเหงื่อออกเปียกชุ่ม เมื่อเรานั่งพักเราจะรู้สึกว่าร่างกายเย็นขึ้น เป็นผลมาจากของเหลวที่ร่างกายขับออกมาในรูปแบบเหงื่อเกิดการระเหยไปกับอากาศที่มะปะทะตัวเรา การระเหยของเหงื่อ ได้นำพาเอาความร้อนออกจากตัวเราไปด้วย หลักการทำความเย็นในเครื่องทำความเย็น และเครื่องปรับอากาศ ก็เปรียบได้เช่นเดียวกันนี้

การถ่ายเทความร้อนของร่างกายเรา จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางในการถ่ายเทความร้อย ซึ่งนั่นก็คือของเหลวอย่างเหงื่อ มาเป็นตัวกลางในการช่วยนำพาความร้อน
ในเครื่องทำความเย็นก็เช่นกัน จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางมาเป็นตัวช่วยนำพาความร้อน จากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่ง โดยที่ตัวกลางในระบบเครื่องทำความเย็น จะใช้สารทำความเย็น (Refrigerant) หรือที่นิยมเรียกกันว่า “น้ำยา” มาเป็นตัวกลางในการถ่ายเทหรือนำพาความร้อน



สารทำความเย็น ในปัจจุบัน มีการผลิตขึ้นมาหลากหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิด ก็ได้ถูกคิดค้นและพัฒนาขึ้นมา เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานในระบบเครื่องทำความเย็นแบบต่างๆ แต่เดิมในอดีต สารทำความเย็น มีชื่อเรียกที่หลากหลาย ตามแต่ผู้ผลิตจะกำหนด โดยจะแบ่งออกหลักได้ 3 กลุ่ม 

1. กลุ่ม ฟรีออน (Freon) F-12,F-22 
2. กลุ่ม (Genetron) G-12,G-22  
3. กลุ่ม (Keiser) K-12,K-22 

ชื่อชนิดสารทำความเย็นที่หลากหลายเหล่านี้ ก่อให้เกิดความสับสนตามมา ส่งผลให้ สมาคมเครื่องเย็นแห่งสหรัฐอเมริกา (ASHRAE) ประกาศข้อตกลงอันเป็นมาตรฐานสากล กำหนดให้ใช้อักษร R ที่ย่อมาจากคำว่า Refrigerant แปลว่า สารทำความเย็น เป็นอักษรกำกับนำหน้าสารทำความเย็น โดยยังคงใช้เบอร์ของสารทำความเย็นตามเดิม จึงกลายเป็น R-12,R-22 ที่เราคุ้นหูกันอยู่ในทุกวันนี้ แต่ในบางตำราหรือเอกสารทางวิชาการแบบเก่าๆ เราอาจจะยังคงพบเห็นการใช้คำว่า Freon “F” อยู่บ้าง

สารทำความเย็นที่ใช้ในเครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศสามารถจำแนกได้เป็น 2 ชนิดหลักๆ คือ

- สารทำความเย็นภายในตู้เย็น,ตู้แช่ ใช้สารทำความเย็น R-12 แต่ในปัจจุบันได้มีการคิดค้นสารทำความเย็นเบอร์ใหม่ เพื่อนำมาทดแทนสารทำความเย็น R-12 อันเนื่องมาจาก สารทำความเย็น R-12 มีสารที่ทำให้เกิดปัญหาสภาวะเรือนกระจกเป็นองค์ประกอบ จึงมีการคิดค้นสารทำความเย็นเบอร์ R-134a ขึ้นมาทดแทน ตามกระแสตื่นตัวรักโลก ดังนั้น ตู้เย็น,ตู้แช่,ตู้น้ำเย็น ที่ผลิตขึ้นในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะใช้เป็นระบบ R-134a แต่ในส่วนสารทำความเย็น R-12 ปัจจุบันก็ยังมีการผลิตอยู่บางส่วน เพื่อรองรับงานซ่อมบำรุงในรายที่ใช้ระบบของ R-12

- สารทำความเย็นภายในเครื่องปรับอากาศ ใช้สารทำความเย็น R-22 แต่ในปัจจุบันได้มีการคิดค้นสารทำความเย็นเบอร์ใหม่ เพื่อนำมาทดแทนสารทำความเย็น R-22 อันเนื่องมาจาก สารทำความเย็น R-22 มีสารที่ทำให้เกิดปัญหาสภาวะเรือนกระจกเป็นองค์ประกอบ จึงมีการคิดค้นสารทำความเย็นเบอร์ R-410a ขึ้นมาทดแทน ตามกระแสตื่นตัวรักโลกอีกเช่นกัน แต่ในส่วนของเครื่องปรับอากาศ ปัจจุบันยังคงนิยมใช้ R-22 อยู่ ซึ่งสารทำความเย็นชนิดใหม่ R-410a ในขณะนี้ยังคงไม่เป็นที่แพร่หลายมากนัก อันเนื่องมาจากยังคงมีราคาสูงและกระบวนการขั้นตอนค่อนช้างยุ่งยาก การนำมาใช้งานในปัจจุบัน R-410a ส่วนใหญ่จะเห็นได้ว่าการนำไปใช้ในเครื่องปรับอากาศ จะนำมาใช้ในรุ่นท็อปของแต่ละยี่ห้อ เช่นในรุ่น Inverter



การหมุนเวียนในระบบการทำความเย็น

การเกิดความเย็นในระบบเครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศ เริ่มจากการนำสารทำความเย็นมาทำการอัดด้วยเครื่องอัดสารทำความเย็น (Compressor) สารทำความเย็นจะถูกอัดออกมาในรูปแบบแก๊สแรงดันสูงมีอุณหภูมิสูง ไหลตามท่อไปเข้าสู่ เครื่องควบแน่น (Condenser) แก๊สแรงดันสูงมีอุณหภูมิสูง เมื่อไหลเข้ามาสู่เครื่องควบแน่นที่ขดไปขดมา และถูกระบายความร้อนออกระหว่างที่ไหลในเครื่องควบแน่น สารทำความเย็นที่ออกจากเครื่องควบแน่น เมื่อถูกดึงความร้อนออกส่วนหนึ่ง ก็จะเปลี่ยนสถานะเป็น ของเหลว แต่ยังคงมีแรงดันสูงมีอุณหภูมิสูง จากนั้นของเหลวแรงดันสูงอุณหภูมิสูง ก็จะวิ่งตามท่อทางอัด ไปเข้าสู่อุปกรณ์ควบคุมน้ำยา (Refrigerant Control) เมื่อสารทำความเย็นที่เป็นของเหลวแรงดันสูงอุณหภูมิสูง ผ่านเข้าอุปกรณ์ควบคุมน้ำยา จะถูกลดแรงดันลง แล้วไหลเข้าไปยังคอยล์เย็น(Evaporator) ในจังหวะที่ของเหลวแรงดันสูงอุณหภูมิสูง ถูกลดแรงดันลงอย่างรวดเร็ว ก็จะเกิดการระเหยกลายเป็นไอ การระเหยที่เกิดขึ้นในคอยล์เย็น จะดึงเอาความร้อนรอบๆบริเวณนั้น มาช่วยให้การระเหยทำได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อความร้อนในบริเวณนั้น ถูกดึงมาช่วยในการระเหยของสารทำความเย็น ทำให้อุณหภูมิในห้องเย็นลง สารทำความเย็นที่ออกจากคอยล์เย็น จะอยู่ในรูปแบบของแก็สแรงดันต่ำอุณหภูมิต่ำ ไหลกลับสู่ท่อทางดูดไปเข้าคอมเพรสเซอร์ เพื่อทำการอัดเข้าสู่ระบบต่อไป อีกทั้งความเย็นจากสารทำความเย็นที่ดูดกลับมา บางส่วนยังนำมาช่วยระบายความร้อนให้กับคอมเพรสเซอร์ได้อีกด้วย




ความรู้เกี่ยวกับการทำความเย็น



อุณหภูมิ มี
หน่วยวัดในระบบเอสไอ คือ เคลวิน (kelvin) 
แต่ที่เราใช้จะเป็นหน่วย องศาเซลเซียส (Celsius) สำหรับการวัดอุณหภูมิในระบบเมตริก 
องศาเซลเซียสเทียบกับองศาฟาเรนไฮต์ได้ดังนี้

องศาเซลเซียส = (F-32)/1.8

องศาฟาเรนไฮต์ = (1.8C)+32

C คือ องศาเซลเซียส
F คือ องศาฟาเรนไฮต์

อุณหภูมิสัมบูรณ์(absolute temperature) คืออุณหภูมิที่นับจากอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ขึ้นมา เช่น องศาเคลวิน(K) เริ่มจากศูนย์สัมบูรณ์ที่อุณหภูมิ -273.15 องศาเซลเซียส

K = C+273
ระบบอังกฤษ อุณหภูมิสัมบูรณ์ คือ องศาเคลวิน(Rankine,R)
R = F+460 

อุณหภูมิกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียก (DRY BULB AND WET BULE)
อุณหภูมิกระเปาะแห้งวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ธรรมดา เช่นที่บรรจุด้วยปรอท ส่วนอุณหภูมิกระเปาะเปียกวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ซึ่งกระเปาะมีผ้าหุ้มจุ่มน้ำ ความชื้นที่ผ้าจะระเหยซึ่งมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความชื้นของอากาศ ถ้าระเหยมากหมายความถึงอากาศมีความชื้นน้อย อุณหภูมิก็จะลดลงได้น้อย

อุณหภูมิอิ่มตัวอุณหภูมิอิ่มตัวคืออุณหภูมิที่ของเหลวจะเปลี่ยนเป็นไอ นั่นคืออุณหภูมิที่จุดเดือด ทั้งนี้เป็นอุณหภูมิเดียวกันกับอุณหภูมิที่ไอกลั่นตัวเป็นของเหลว

ความร้อน เป็นพลังงานรูปหนึ่ง หน่วยที่ใช้วัดมีหลายหน่วย เช่น บีทียู , กิโลแคลลอรี , จูล , เป็นต้น
ความร้อน 1 บีทียู คือปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 องศาฟาเรนไฮต์
ความร้อน 1 กิโลแคลลอรี คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 กิโลกรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 องศาเซลเซียส
1 Kcal = 3.97 BTU

ชนิดของความร้อน
ความร้อนสัมผัส เป็นความร้อนที่สัมผัสได้ ซึ่งไปเพิ่มหรือลดอุณหภูมิ โดยวัดได้ด้วยเทอร์โมมิเตอร์
ความร้อนแฝง เป็นความร้อนที่เปลี่ยนสถานะของสสาร ถ้าวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์จะไม่พบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ความร้อนยวดยิ่ง เป็นความร้อนที่ให้กับสสารหลังจากสสารนั้นระเหยแล้ว อุณหภูมิที่สูงขึ้นกว่าอุณหภูมิอิ่มตัว คืออุณหภูมิซุปเปอร์ฮีต

ความร้อนจำเพาะ (SPECIFIC HEAT) คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้สสารมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 หน่วย เช่น สสารหนัก 1 ปอนด์ มีอุณหภูมอเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 F ความร้อนที่ต้องใช้จะมีค่าตัวเลขเท่ากับค่าความร้อนจำเพาะนั้น เช่น น้ำยา R-22 มีค่าความร้อนจำเพาะ 0.26 บีทียูต่อปอนด์ต่อองศาฟาเรนไฮต์
สสารที่มีความร้อนจำเพาะน้อย ต้องการปริมาณความร้อนน้อยในการเพิ่มอุณหภูมิและจะเย็นได้เร็วดังเช่น น้ำและทองแดง ความร้อนจำเพาะในหน่วย Kcal/kg-C มีค่า 1 และ 0.99 ตามลำดับ ดังนั้นถ้าให้ความร้อนกับน้ำ และทองแดงเท่าๆ กัน จะพบว่าทองแดงจะร้อนมากกว่า และเมื่อหยุดทองแดงจะเย็นเร็วกว่า


สถานะของสสาร
สถานะของสสารมีของแข็งของเหลวและก๊าซ 
ตัวอย่างเช่น น้ำจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ 0 C (0 องศาเซลเซียส) และกลายเป็นไอที่อุณหภูมิ 100 C (100 องศาเซลเซียส) 

ในกระบวนการเปลี่ยนสถานะของสสาร บางครั้งจะมีการดึงเอาความร้อนที่อยู่รอบๆมาช่วยในการเปลี่ยนสถานะ ในทางกลับกัน การเปลี่ยนสถานะบางครั้ง ก็จะมีการคายความร้อนออกมารอบๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของสสารและรูปแบบการเปลี่ยนสถานะ


ความดัน คือแรงที่กระทำต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ เช่น แรง 1 ปอนด์กระทำต่อพื้นที่ 1 ตารางนิ้ว ให้ความดัน 1 ปอนด์/ตารางนิ้ว 
ความดันแยกออกเป็นความดันสัมบูรณ์ ซึ่งเริ่มนับความดันจาก 0 คือจาก สูญญากาศ มักใช้ในสูตรทางวิศวกรรม ส่วนความดันเกจ เริ่มนับจากความดันบรรยากาศ ซึ่งเท่ากับศูนย์

Pabs = Pgauge+14.7

Patm(Atmospheric pressure, 1 atm) = 101.325 kpa = 14.7 psia = 1.0133 bar = 2116.2 Ibf/ft2

สุญญากาศ คือความดันที่ต่ำกว่าความดันบรรยากาศ ในเกจวัดความดันที่ใช้งานกับเครื่องปรับอากาศ ให้ความดันบรรยากาศเท่ากับ 0 และความดันสุญญากาศสัมบูรณ์ คือไม่มีความดันเลยจริงๆ มีความดันเทียบเท่ากับความสูงของปรอท 760 มิลลิเมตร




อุปกรณ์ที่จำเป็นในระบบการทำความเย็น

1. คอมเพรสเซอร์ ทำหน้าที่ในการดูดและอัดนำยาในสถานะที่เป็นแก๊ส โดยดูดแก๊สที่มีอุณหภูมิและความดันต่ำจากอีวามปอเรเตอร์ และอัดให้มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง จนถึงจุดที่แสพร้อมจะควบแน่นเป็นของเหลวเมื่อมีการถ่ายเทความร้อนออกจากน้ำยา

2. คอนเดนเซอร์ ทำหน้าที่ ให้สารทำความเย็นในสถานะแก๊สกลั่นตัวเป็นของเหลว ด้วยการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นนั้น กล่าวคือ สารทำความเย็นในสถานะแก๊ส อุณหภูมิสูง ความดันสูง ซึ่งถูกส่งมาจากคอมเพรส เมื่อถูกระบายความร้อนแฝงออก จะกลั่ยตัวเป็นของเหลว แต่ยังคงมีความดัน และอุณหภูมิสูงอยู่

3. อุปกรณ์ควบคุมน้ำยา ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของสารทำความเย็นเหลว ที่ผ่านเข้ามาในอีวาปอเรเตอร์ ให้มีความดันต่ำลง การที่สารทำความเย็นมีความดันต่ำจะสามารถระเหยกลายเป็นไอได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนเพียงเล็กน้อย ที่นิยมใช้กันทั่วไปจะป็นแบบแคปทิ้ว หรือ เอกซ์แพนชั่นวาล์ว

4. อีวาปอเรเตอร์ ทำหน้าที่ ดูดความร้อนในห้อง ที่ต้องการทำความเย็น โดยที่สารทำความเย็น ที่เข้ามาในอีวาพอเรเตอร์จะระเหยกลายเป็นไอและดูดเอาความร้อนบริเวณรอบ ๆ อีวาปอเรเตอร์ ทำให้บริเวณรอบๆ อีวาพอเรเตอร์มีอุณหภูมิต่ำลง

5. รีซีฟเวอร์ หรือถังพักสารทำความเย็น เป็นอุปกรณ์ที่ต่อพวงขึ้นสำหรับระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ ถ้าเป็นระบบทำความเย็นขนาดเล็กก็ไม่จำเป็น การที่ระบบทำความเย็นขนาดใหญ่จำเป็นต้องมี ก็เพื่อให้สารทำความเย็นที่มีสถานะเป็นของเหลวมีปริมาณมากเพียงพอที่จะจ่ายให้ไประเหยที่อีวาปอเรเตอร์




ท่อนำสารความเย็นในระบบเครื่องทำความเย็น

ท่อซักชั่น (Suction line) เป็นท่อทางเดินสารทำความเย็นที่ต่ออยู่ระหว่างอีวาพอเรเตอร์กับทางดูดของคอมเพรสเซอร์ สารทำความเย็นในสถานะแก๊ส อุณหภูมิและความดันต่ำ จากอีวาพอเรเตอร์จะถูกดูดผ่านท่อซักชั่นเข้าไปยังคอมเพรเซอร์

ท่อดิสชาร์จ (Discharge line) เป็นท่อทางเดินสารทำความความเย็นที่ต่ออยู่ระหว่างท่อทางอัดของคอมเพรสเซอร์กับคอนเดนเซอร์ สารทำความเย็นในสถานะที่เป็นแก๊สซึ่งถูกคอมเพรสเซอร์อัดให้มีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้นจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์โดยผ่านท่อนี้









 

Create Date : 17 มิถุนายน 2552    
Last Update : 9 มีนาคม 2556 11:43:53 น.
Counter : 31604 Pageviews.  

ส่วนประกอบหลักๆของระบบปรับอากาศ

เครื่องปรับอากาศที่ใช้กันอยู่ปัจจุบัน มีส่วนประกอบที่จำแนกออกมาให้เห็นได้ชัด หลักๆ 2อย่าง

1. แฟนคอยล์ ยูนิต (Fan coil unit) หรือที่เรียกกันว่า “คอยล์เย็น” หรือ “Indoor unit” ทำหน้าที่ดูดซับความร้อนภายในห้อง ซึ่งภายในเครื่องประกอบด้วย แผงคอยล์เย็น ชุดมอเตอร์พัดลม และ อุปกรณ์ควบคุมทางไฟฟ้าหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "ภาคคอนโทรล"



2. คอนเดนซิ่ง ยูนิต (Condensing unit) หรือที่เรียกกันว่า “คอยล์ร้อน” หรือ “Outdoor unit” ทำหน้าที่ระบายความร้อน ซึ่งภายในเครื่องประกอบด้วย คอมเพรสเซอร์ แผงคอยล์ร้อน ชุดมอเตอร์พัดลม และ ส่วนของวงจรไฟฟ้าของมอเตอร์พัดลมกับคอมเพรสเซอร์ โดยหลักๆ จะประกอบไปปด้วย คาปาซิเตอร์ของมอเตอร์พัดลม คาปาซิเตอร์ของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ แมกเนติครีเลย์ และ ตัวหน่วงเวลาในภาคคอนโทรล




 

Create Date : 17 มิถุนายน 2552    
Last Update : 9 มีนาคม 2556 12:00:00 น.
Counter : 7268 Pageviews.  

1  2  3  4  5  6  7  8  

KanichiKoong
Location :
สงขลา Thailand

[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
Smember
ผู้ติดตามบล็อก : 275 คน [?]




ช่องทางการติดต่อผู้จัดทำ

- หลังไมค์
- E-mail : aum_tawatchai@hotmail.com
- ID Line : atb1992
-------------------------------------
-------------------------------------
New Comments
Friends' blogs
[Add KanichiKoong's blog to your web]
Links
 

 Pantip.com | PantipMarket.com | Pantown.com | © 2004 BlogGang.com allrights reserved.