อุปกรณ์ในเครื่องปรับอากาศ

 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับคาปาซิเตอร์มอเตอร์(Capacitor motor)

               คาปาซิสตอร์เตอร์เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 1 เฟส ที่มีลักษณะคล้ายสปลิทเฟสมอเตอร์มากต่างกันตรงที่มีคาปาซิเตอร์เพิ่มขึ้นมา ทำให้มอเตอร์แบบนี้มีคุณสมบัติพิเศษกว่าสปลิทเฟสมอเตอร์ คือมีแรงบิดขณะสตาร์ทสูงใช้กระแสขณะสตาร์ทน้อยมอเตอร์ชนิดนี้มีขนาดตั้งแต่ 1/20  แรงม้าถึง 10  แรงม้า มอเตอร์นี้นิยมใช้งานเกี่ยวกับ ปั๊มนํ้า เครื่องอัดลม ตู้แช่ ตู้เย็น ฯลฯ

        ส่วนประกอบของคาปาซิเตอร์มอเตอร์โครงสร้างของคาปาซิเตอร์มอเตอร์ มีส่วนประกอบส่วนใหญ่เหมือนกับแบบสปลิทเฟส
เกือบทุกอย่าง คือ
     1. โรเตอร์เป็นแบบกรงกระรอก
     2. สเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวด 2 ชุด คือ ชุดสตาร์ทและชุดรัน
     3. ฝาปิดหัวท้ายประกอบด้วย ปลอกทองเหลือง ( Bush ) หรือตลับลูกปืน ( Ball bearing ) สำหรับรองรับเพลา
     4. คาปาซิเตอร์หรือคอนเดนเซอร์ ( Capacitor or Condenser

1. โรเตอร์เป็นแบบกรงกระรอก

2. สเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวด2 ชุด คือ ชุดสตาร์ทและชุดรัน

3. ฝาปิดหัวท้ายประกอบด้วย ปลอกทองเหลือง( Bush ) หรือตลับลูกปืน( Ball bearing )  สำหรับรองรับเพลา

4. คาปาซิเตอร์หรือคอนเดนเซอร์ ( Capacitor or Condenser)     ที่ใช้กับมอเตอร์แบบเฟสเดียวมี 3 ชนิดคือ 1. แบบกระดาษหรือPaper capasitor 2. แบบเติมนํ้ามันหรือ Oil -filled capasitor 3. แบบนํ้ายาไฟฟ้าหรือElectrolytic capasitor

     ชนิดของคาปาซิเตอร์มอเตอร์ 

     คาปาซิเตอร์มอเตอร์แบ่งออกเป็น 3 แบบคือ

     1.คาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์ ( Capacitor start motor )
     2..คาปาซิเตอร์รันมอเตอร์ ( Capacitor run motor )
     3.คาปาซิเตอร์สตาร์ทและรันมอเตอร์ ( Capacitor start and run motor )

     หลักการทำงานของคาปาซิเตอร์มอเตอร์ 

     ลักษณะโครงสร้างทั่วไปของคาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์เหมือนกับสปลิทเฟส แต่วงจรขดลวดสตาร์ทพันด้วยขดลวดใหญ่ขึ้นกว่าสปลิทเฟส และพันจำนวนรอบมากขึ้นกว่าขดลวดชุดรัน แล้วต่อตัวคาปาซิเตอร์ ( ชนิดอิเล็กโทรไลต์ ) อนุกรมเข้าในวงจรขดลวดสตาร์ท มีสวิตช์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางตัดตัวคาปาซิสเตอร์และขดสตาร์ทออกจากวงจร

     1.คาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์ ( Capacitor start motor )

     การทำงานของคาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์ เหมือนกับแบบสปลิทเฟสมอเตอร์ แต่เนื่องด้วยขดลวดชุดสตาร์ทต่ออนุกรมกับคาปาซิเตอร์ ทำให้กระแสที่ไหลเข้าในขดลวดสตาร์ทถึงจุดสูงสุดก่อนขดลวดชุดรัน จึงทำให้กระแสในขดลวดสตาร์ทนำหน้าขดลวดชุดรันซึ่งนำหน้ามากกว่าแบบสปิทเฟสมอเตอร์ คาปาซิเตอร์มอเตอร์จึงมีแรงบิดขณะสตาร์ทสูงมาก สำหรับมอเตอร์ชนิดคาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์ หลังจากสตาร์ทแล้วมอเตอร์หมุนด้วยความเร็วรอบถึง  75 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วสูงสุดสวิตช์แรงเหวี่ยงหนีจากศูนย์กลาง คาปาซิเตอร์จะถูกตัดจากวงจรดังแสดงรูปวงจรการทำงาน

รูปแสดงการทำงานวงจรคาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์

     2.คาปาซิเตอร์รันมอเตอร์ ( Capacitor run motor ) 
     ลักษณะโครงสร้างทั่วไปของคาปาซิเตอร์รันมอเตอร์เหมือนกับชนิดคาปาซิเตอร์สตาร์ท แต่ไม่มี สวิตช์แรงเหวี่ยง ตัวคาปาซิเตอร์จะต่ออยู่ในวงจรตลอดเวลา ทำให้ค่าพาวเวอร์แฟคเตอร์ดีขึ้น และโดยที่คาปาซิเตอร์ต้องต่อถาวรอยู่ขณะทำงาน ดังนั้นคาปาซิเตอร์ประเภทน้ำมันหรือกระดาษฉาบโลหะ
     แต่สำหรับมอเตอร์ชนิดคาปาซิเตอร์รัน คาปาซิเตอร์จะต่ออยู่ในวงจรตลอดและเนื่องจากขดลวดชุดสตาร์ทใช้งานตลอดเวลา การออกแบบจึงต้องให้กระแสผ่านขดลวดน้อยกว่าแบบคาปาซิเตอร์สตาร์ท โดยการลดค่าของคาปาซิสเตอร์ลง ดังนั้นแรงบิดจึงลดลงกว่าแบบคาปาซิสเตอร์สตาร์ทแต่ยังสูงกว่าแบบสปลิทเฟสมอเตอร์
 

รูปแสดงวงจรการทำงานคาปาซิเตอร์รันมอเตอร ์

     3.คาปาซิเตอร์สตาร์ทและรันมอเตอร์ ( Capacitor start and run motor )
     ลักษณะโครงสร้างของคาปาซิเตอร์สตาร์ทและรันมอเตอร์ชนิดนี้จะมีคาปาซิเตอร์ 2 ตัว คือคาปาซิเตอร์สตาร์ทกับคาปาซิเตอร์รัน คาปาซิเตอร์สตาร์ทต่ออนุกรมอยู่กับสวิตช์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง หรือเรียกว่าเซ็นติฟูกัลสวิตช์ ส่วนคาปาซิเตอร์รันจะต่ออยู่กับวงจรตลอดเวลา คาปาซิเตอร์ทั้งสองจะต่อขนานกัน ซึ่งค่าของคาปาซิเตอร์ทั้งสองนั้มีค่าแตกต่างกัน
     มอเตอร์แบบคาปาซิเตอร์สตาร์ทและรัน ได้มีการออกแบบมีแรงบิดขณะสตาร์ทสูงขึ้นโดยคาปาซิสเตอร์รันต่อขนานกับคาปาซิเตอร์สตาร์ท เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนไปได้ความเร็วรอบ  75 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วรอบสูงสุด ส่วนคาปาซิเตอร์รันต่ออยู่ในวงจรตลอดเวลาจึงทำให้มอเตอร์ที่มีกำลังสตาร์ทสูงและกำลังหมุนดีด้วยดังแสดงรูปวงจรการทำงาน
 

รูปแสดงวงจรการทำงานคาปาซิสเตอร์สตาร์ทและคาปาซิเตอร์รัน

     การกลับทางหมุน 

     การกลับทางหมุนการกลับทางหมุนของคาปาซิเตอร์มอเตอร์คือ กลับขดลวดขดใดขดหนึ่งขดสตาร์ทหรือขดรันเช่นเดีวยกันกับสปลิทเฟสมอเตอร์
 

รูปแสดงการกลับทางหมุนของคาปาซิเตอร์มอเตอร์

 Current Relay

- ป้องกันความเสียหายของ Motor และ Load - ป้องกันกระแสเกินหรือกระแสตก - ตั้งหน่วงเวลาได้ 0 -10 วินาที - ตั้งหน่วงเวลาขณะสตาร์ทได้ 0 - 30 วินาที - SPDT Relay Output

            Current Relay CR 95 เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ใช้ป้องกันกระแสไฟฟ้าสูงกว่าค่ากำหนด (Over Current) หรือกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าค่ากำหนด (Under Current) Current Relay จะตรวจสอบค่ากระแสไฟฟ้า เมื่อกระแสเกินกว่าค่าที่ตั้งไว้ รีเลย์จะทำงานพร้อมทั้งมี LED สีแดงติดสว่าง การตั้งค่ากระแส ใช้ปุ่มปรับ "CURRENT" การทำงานของรีเลย์สามารถตั้งหน่วงเวลาได้ 0 - 10 วินาที โดยปรับปุ่ม "DELAY" นอกจากนี้ยังสามารถตั้งหน่วงเวลา เฉพาะในขณะเริ่มสตาร์ท ("START DELAY") ได้ 0 - 30 วินาที เพื่อป้องกัน Starting Current ทำให้รีเลย์ทำงาน Current Relay สามารถนำไปใช้ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าได้หลายลักษณะ เช่น

• ป้องกันมอเตอร์ Over Load ซึ่งความไวของ Current Relay นี้จะไวกว่าชุด Overload ชนิด Bimetal ที่ใช้ทั่วไปทำให้ สามารถป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับมอเตอร์และโหลดของมอเตอร์ได้ดีกว่า
   
• ในงานบางอย่าง ถ้ากระแสมีค่าต่ำกว่าปกติ (Under Current) จะเกิดความเสียหายได้ เช่น ฮีทเตอร์ขาด, สายพานขาดหรือปั๊มพ์ทำงานโดยไม่มีของเหลวไหลผ่านซึ่ง Current Relayสามารถใช้ป้องกันความเสียหายเหล่านี้ได้

ฮอตไวร์รีเลย์ (Hot Wire Relay)  

  ส่วนประกอบของแอร์    

ฮอตไวร์รีเลย์ (Hot Wire Relay) : 

    หลักการทำงานของฮอตไวร์รีเลย์ขึ้นอยู่กับผลของความร้อนที่เกิดขึ้นกับลวดความร้อน (Hot Wire) ในขณะที่สตาร์ตมอเตอร์ กระแสจะสูงผ่านลวดความร้อนเกิดการขยายตัว ทำให้หน้าสัมผัสของรีเลย์ที่ต่อไปยังขดลวดของมอเตอร์จากออก ซึ่งเป็นการตัดขดลวดสตาร์ตออกจากวงจร 

ฮอตไวร์รีเลย์ประกอบด้วยหน้าสัมผัส 2 ชุดคือ 

1. หน้าสัมผัส S ซึ่งต่อเป็นอนุกรมอยู่กับขดลวดสตาร์ตของมอเตอร์ 

2. หน้าสัมผัส M ซึ่งต่อเป็นอนุกรมอยู่กับขดลวดของมอเตอร์ 

  ตามปกติหน้าสัมผัสทั้งคู่ของรีเลย์ชนิดนี้จะต่อกันอยู่ ฉะนั้นในช่วงจังหวะสตาร์ตมอเตอร์ทั้งขดลวดสตาร์ตและขดลวดรันจึงอยู่กับวงจร ในช่วงจังหวะการสตาร์ตนี้กระแสจะสูง และผ่านลวดความร้อนทำให้เกิดการขยายตัว ดึงเอาหน้าสัมผัส S ให้จากออกซ่วงเป็นการตัดขดลวดสตาร์ตออกจากวงจร ภายหลังจากที่ขดลวดสตาร์ตถูกตัดออกจากวงจรแล้ว กระแสซึ่งผ่านลวดความร้อนและขดลวดรันของมอเตอร์ยังคงทำให้มอเตอร์หมุนตามปกติอยู่ และคงมีความร้อนเพียงพอที่จะพึงให้หน้าสัมผัส S จากอยู่ตลอดเวลา แต่ไม่มากพอที่จะขยายตัวจนหน้าสัมผัส M จากออก  

ขอบคุณที่มา : ฮอตไวร์รีเลย์ (Hot Wire Relay)http://www.chiangmaiaircare.com

รีเลย์ช่วยสตาร์ตชนิดทำงานด้วยค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า (Potential Relay)

รีเลย์ช่วยสตาร์ตชนิดทำงานด้วยค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ใช้ในวงจรที่มอเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ต่อแบบ CSR โดยอาศัยค่าความต่างศักย์ที่เกิดจากขดลวดสตาร์ตของมอเตอร์กระทำผ่านขดลวดในรีเลย์ ทำการตัดหน้าสัมผัสในรีเลย์ จึงเรียกรีเลย์ชนิดนี้ว่า Potential Relay

เทอร์โมสตัส อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิภายในตู้เย็น

เทอร์โมสตัสเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิภายในตู้เย็นหรือภายในห้องปรับอากาศให้อยู่ในช่วงที่ต้องการโดยอัตโนมัติ ในขณะที่อุณหภูมิในตู้เย็นหรือในห้องปรับอากาศยังสูงอยู่ หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัสจะต่ออยู่ มอเตอร์คอมเพรสเซอร์จะทำงานดูดอัดสารความเย็น ทำให้เกิดผลความเย็นที่อีวาพอเรเตอร์ และเมื่ออุณหภูมิภายในตู้เย็นหรือในห้องปรับอากาศลดต่ำลงถึงจุดที่ตั้งไว้ หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัสจะแยกจาก ทำให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน จนกระทั้งอุณหภูมิภายในห้องปรับอากาศสูงขึ้นอีก หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัตจะต่ออีกครั้งหนึ่ง ทำให้คอมเพรสเซอร์เริ่มทำงานใหม่ ซึ่งเป็นการควบคุมอุณหภูมิภายในตู้เย็นหรือภายในห้องปรับอากาศให้อยู่ในช่วงที่ต้องการโดยอัตโนมัติ เครื่องปรับอากาศขนาดเล็กในปัจจุบัน ได้นำเอาเทอร์โมสตัสแบบอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ

แม็กเนติกคอนแทกเตอร์ (Magnetic Contactor)

แม็กเนติกคอนแทกเตอร์ (Magnetic Contactor) เป็นสวิตซ์อีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 2 ส่วนคือ ส่วนที่เป็นขดลวดหรือคอยล์ ซึ่งเมื่อป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าในขดลวดแล้วจะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น และอีกส่วนหนึ่งเป็นหน้าสัมผัสของตัวแม็กเนติคอนแทกเตอร์ ทำหน้าที่ตัดหรือต่อวงจรไฟฟ้า กำลังที่ป้อนเข้าโหลด หลักการทำงานของแม็กเนติกคอนแทกเตอร์คือ เมื่อป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าในขดลวดจะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบขดลวด มีอำนาจดูดเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature) ซึ่งแกนเหล็กนี้ปลายข้างหนึ่งจะต่ออยู่กับหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ (Moving Contact) และปลายอีกข้างหนึ่งวางอยู่บนสปริง ซึ่งจะคอยผลักแกนเหล็กอาร์มาเจอร์ให้หน้าสัมผัสจาก เมื่อขดลวดเกิดสนามแม่เหล็กและมีอำนาจมากกว่าแรงดันสปริง แกนอาร์มาเจอร์จะถูกดูด ทำให้หน้าสัมผัสต่อกัน และเมื่อตัดกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าขดลวด อำนาจแม่เหล็กรอบขดลวดจะหมดไป แรงดันสปริงจะผลักแกนเหล็กอาร์มาเจอร์ให้หน้าสัมผัสจากออก

หน้าสัมผัสของแม็กเนติกคอนแทกเตอร์ในหนึ่งตัวอาจจะมีขั้วเพียงขั้วเดียว หรือ 2 ขั้ว หรือ 3 ขั้วก็ได้ และหน้าสัมผัสอาจเป็นแบบปกติเปิดทั้งหมด หรืออาจจะมีทั้งหน้าสัมผัสปกติเปิดและปกติปิดสลับกันก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแบบและวงจรการควบคุม

การเลือกแม็กเนติกคอนแทกเตอร์เพื่อใช้งานต้องคำนึงถึงหลักเบื้องต้นดังนี้

1. ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ป้อนเข้าขดลวดของแม็กเนติกคอนแทกเตอร์ จะมีขนาด คือ 6 โวลต์ DC, 12 โวลต์ DC, 24 โวลต์ AC, 48 โวลต์ AC, 220 โวลต์ AC และ 380 โวลต์ AC เป็นต้น
2. ขนาดการทนกระแสของหน้าสัมผัส จะขึ้นอยู่กับการกินกระแสของโหลดที่ต้องการควบคุมซึ่งมีขนาดคือ 20, 25, 30, 40, 50 และ 60 แอมแปร์ หรือมากกว่าขึ้นไป เป็นต้น
3. จำนวนขั้วของหน้าสัมผัส จะขึ้นอยู่กับจำนวนสายไฟที่ต้องการควบคุมการตัด-ต่อ เช่น ถ้าต้องการตัด – ต่อวงจรที่มีสายไฟ 3 เส้น ก็ต้องใช้หน้าสัมผัส 3 ขั้ว เป็นต้น
4. ชนิดของหน้าสัมผัสจะขึ้นอยู่กับโหลดที่ต้องการใช้งาน และขนาดของกระแสไฟ

รีเลย์ (Relay) ทีใช้ในงานเครื่องทำความเย็น

รีเลย์ (Relay) ทีใช้ในงานเครื่องทำความเย็นจะต่อเข้ากับวงจรมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ เพื่อทำหน้าที่ตัดไฟฟ้าซึ่งเข้าเลี้ยงขดลวดสตาร์ตออกจากวงจรเมื่อมอเตอร์หมุนออกตัวได้แล้ว เช่นเดียวกับสวิตซ์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์ที่อยู่ภายในมอเตอร์ ซึ่งจะคอยตัดขดลวดสตาร์ตออกจากววจรโดยอัตโนมัติ เมื่อมอเตอร์หมุนและมีความเร็วรอบตามเกณฑ์แล้ว แต่โดยที่มอเตอร์คอมเพรสเซอร์แบบเฮอร์เมติกไม่สามารถติดตั้งสวิตซ์แรงเหวี่ยงหนีศูนย์เข้าไว้ภายในตัวเรือนได้ จึงจำเป็นต้องใช้รีเลย์ต่อเข้ากับวงจรภายนอกทำหน้าที่แทน ซึ่งรีเลย์ที่พบใช้ในงานเครื่องทำความเย็น แบ่งออกได้ดังนี้

1. เคอร์เรนต์รีเลย์ (Current Relay)
2. โพเทนเชียลรีเลย์ (Potential Relay)
3. ฮอตไวร์รีเลย์ (Hot Wire Relay)

ตามปกติขดลวดสตาร์ตของมอเตอร์ควรจะมีไฟเลี้ยงในจังหวะสตาร์ตเพียงช่วงสั้น ๆ ประมาณ 3-4 วินาที เพราะถ้าปล่อยให้กระแสไฟฟ้าผ่านเข้าเลี้ยงขดลดสตาร์ตนานเกินไป ขดลวดสตาร์ตอาจร้อนจัด ทำให้เกิดอันตรายต่อมอเตอร์ได้ ฉะนั้นในการทำงานที่ถูกต้อง รีเลย์ที่ใช้ต้องให้ได้ขนาดพอดีกับมอเตอร์ การซ่อมเปลี่ยนรีเลย์ใหม่จะต้องแน่ใจว่ารีเลย์ใหม่นี้มีขนาดและคุณสมบัติในการใช้งานเท่ากับรีเลย์ตัวเดิมเสมอ

โอเวอร์โหลด อุปกรณ์ป้องกันมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ชำรุด

โอเวอร์โหลดเป็นอุปกรณ์ป้องกันไม่ให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์เกิดการชำรุดเสียหายเมื่อระบบเครื่องทำความเย็นเกิดการขัดข้อง และถ้ามอเตอร์คอมเพรสเซอร์กินกระแสมากเกินไปโอเวอร์โหลดจะตัดวงจรไฟที่ป้อนเข้ามอเตอร์คอมเพรสเซอร์ก่อนที่ขดลวดของมอเตอร์จะไหม้

หลักการทำงานของโอเวอร์โหลดจะอาศัยหลักของโลหะ 2 ชนิดที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวไม่เท่ากันมาตรึงติดกัน ในขณะที่มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ทำงานเป็นปกติ หน้าสัมผัสของโอเวอร์โหลดจะมีไฟเข้าเลี้ยงขดลวดของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์อยู่ตลอดเวลา และถ้ามอเตอร์คอมเพรสเซอร์กินกระแสมากเกินไปจะเกิดความร้อน โลหะทั้งสองชนิดจะขยายตัวไม่เท่ากันและจะเกิดการงอตัว ทำให้หน้าสัมผัสจากออกเพื่อตัดวงจรไฟที่เข้าเลี้ยงขดลวดของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ ป้องกันไม่ให้ขดลวดของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ไหม้และอุณหภูมิของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์เย็นลง โลหะทั้งสองชนิดจะเกิดการหดตัวดึงให้หน้าสัมผัสของโอเวอร์โหลดต่อกันอีกครั้งหนึ่ง ทำให้มีไฟเข้าเลี้ยงขดลวดของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ใหม่ และถ้าอาการขัดข้องของระบบเครื่องทำความเย็นยังไม่ได้รับการแก้ไข โอเวอร์โหลดจะตัด-ต่อวงจรอยู่ตลอดเวลา ซึ่งต้องรีบตัดไฟเข้าเครื่องหรือถอดปลั๊กไฟออก และตรวจหาข้อขัดข้องทันที

การอัดไอ

1. ระบบทำความเย็นแบบอัดไอ (Vapor Compression System)

   
   

   
   

   หลักการทำความเย็นเป็นกระบวนการถ่ายเทความร้อนออกจากพื้นที่หนึ่ง ซึ่งต้องการทำความเย็นโดยความร้อนจะถูกส่งผ่านน้ำยาจากนั้นน้ำยาจะถ่ายเทความร้อนให้กับอากาศภายนอกพื้นที่น้ำยาจะเป็นตัวกลางในการถ่ายเทความร้อนโดยอาศัยกระบวนการอัดน้ำยาให้เป็นไอ กระบวนการควบแน่นกระบวนการขยายตัวและกระบวนการระเหย ซึ่งกระบวนการเหล่านี้จะเกิดตามส่วนต่าง ๆ ของระบบ เช่น ที่คอมเพรสเซอร์ ที่คอนเดนเซอร์ที่อุปกรณ์ควบคุมการไหล เป็นต้นดังนั้นการเรียนรู้เกี่ยวกับหลักการทำความเย็นใน ที่นี้จึงเป็นสิ่งจำเป็น ทั้งนี้เพื่อให้สามารถวิเคราะห์ระบบทำความเย็นได้ถูกต้อง และสามารถซ่อมบำรุงระบบให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

   การทำความเย็น (Refrigeration) คือกระบวนการถ่ายเทความร้อนออกจากพื้นที่หรือ วัตถุที่ต้องการทำความเย็น หรือเป็นกระบวนการลดอุณหภูมิ และรักษาอุณหภูมิของพื้นที่หรือวัตถุ ที่ต้องการทำ ความเย็นให้ต่ำ กว่าอุณหภูมิรอบๆ

   ระบบทำความเย็นแบบอัดไอ (Vapor Compression System)

   ระบบทำความเย็นและ ปรับอากาศที่ใช้ในปัจจุบันอาศัยการทำงานแบบอัดไอน้ำยาทำความเย็นด้วยคอมเพรสเซอร์เพื่อนำน้ำยาที่ทำความเย็นแล้วกลับมาใช้อีก น้ำยาทำความเย็นจะไหลเวียนภายในระบบปิดอยู่ตลอดเวลา ในระบบทำความเย็นแบบอัดไอ  ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลัก คือ คอยล์เย็น คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และอุปกรณ์ควบคุมการไหล ซึ่งอุปกรณ์แต่ละส่วนมีหน้าที่ดังนี้

   คอยล์เย็น (Evaporator) ทา หน้าที่ดูดความร้อนจากพื้นที่ หรือวัตถุที่ต้องการทำความ เย็น ไปใช้ในการเดือดกลายเป็นไอของน้ำยา

   คอมเพรสเซอร์ (Compressor) ทำหน้าที่ ดูดน้ำยาให้ไหลเวียนภายในระบบพร้อมกับอัดไอน้ำยาที่มีความดันต่ำ ให้เป็นไอน้ำยาที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง

   คอนเดนเซอร์ (Condenser) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับไอน้ำยาที่มี อุณหภูมิสูง ออกสู่อากาศภายนอกระบบ เมื่อไอน้ำยาได้รับการระบายความร้อนจะเกิดการควบแน่นเป็นน้ำยาเหลว

   อุปกรณ์ควบคุมการไหล (Expansion Valve) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของน้ำยาที่ไหลเข้าคอยล์เย็น

   
   

    

   
   

   อุปกรณ์หลักในระบบทำความเย็น

   วัฎจักรของการทำความเย็น (Refrigeration Cycle) ในระบบทำความเย็นแบบอัดไอน้ำยาทำความเย็นจะไหลเวียนผ่านส่วนต่าง ๆ ของระบบอยู่ตลอดเวลา ในแต่ละรอบน้ำยาจะต้องผ่าน กระบวนการต่อไปนี้ คือ

   การขยายตัว (Expansion) เกิดที่อุปกรณ์ควบคุมการไหล

   การกลายเป็นไอ (Vaporization) เกิดที่คอยล์เย็น

   การอัดไอ (Compression) เกิดที่คอมเพรสเซอร์

   การควบแน่น (Condensation) เกิดที่คอนเดนเซอร์

   การทำงานของระบบทำความเย็น

   ระบบทำความเย็นจะทำความเย็นได้ น้ำยาภายในระบบจะต้องไหลเวียนอุปกรณ์ที่ทำให้ น้ำยาไหลเวียนในระบบคือ คอมเพรสเซอร์ซึ่งเปรียบเสมือนเครื่องสูบที่สูบน้ำยาให้ไหลเวียนอยู่ ตลอดที่ระบบทำงาน

    น้ำยาที่ไหลเข้าอุปกรณ์ควบคุมการไหล จะอยู่ในสถานะของเหลวที่มีความดันสูง อุณหภูมิสูงอุปกรณ์ควบคุมการไหลจะลดความดันของน้ำยาลง ทำให้จุดเดือดของน้ำยาลดต่ำลง น้ำยาที่ออกจากอุปกรณ์ควบคุมการไหล จะไหลเข้าคอยล์เย็นเป็นละอองน้ำยา โดยน้ำยาจะมีจุดเดือดต่ำกว่าอุณหภูมิของวัตถุที่แช่อยู่ในห้องทำความเย็น ทำให้เกิดการถ่ายเทความ ร้อนจากวัตถุที่แช่ไปให้น้ำยา ๆ เกิดการเดือดกลายเป็นไอโดยที่อุณหภูมิและความดันของน้า ยาคงที่ ความร้อนที่ใช้ในการเดือดกลายเป็นไอคือ ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ

   น้ำยาที่ออกจากคอยล์เย็นจะอยู่ในสถานะไอที่ความดันต่ำ อุณหภูมิต่ำจะถูกส่งผ่านทางท่อดูด เข้าคอมเพรสเซอร์ขณะที่ผ่านท่อดูดไอของน้ำยาจะได้รับความร้อนจากอากาศ รอบ ๆ ทา ให้ไอน้ำยามีอุณหภูมิสูงขึ้นแต่ความดันยังคงที่ ความร้อนช่วงนี้คือความร้อนยิ่งยวด

   น้ายาที่เข้าคอมเพรสเซอร์จะอยู่ในสถานะไอที่ความดันต่ำ อุณหภูมิต่ำ จากนั้น คอมเพรสเซอร์จะอัดไอน้ำยาให้มีปริมาตรลดลง ทำให้ความดันและอุณหภูมิสูงขึ้นโดยอุณหภูมิของ ไอจะสูงกว่าอุณหภูมิไออิ่มตัว

   ไอน้ำที่ออกจากคอมเพรสเซอร์จะมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศรอบๆทำให้เกิดการระบาย ความร้อนให้กับอากาศขณะถูกส่งผ่านท่อจ่ายไปยังคอนเดนเซอร์ทำให้อุณหภูมิของไอน้ำยาลดลง เท่ากับอุณหภูมิไอน้ำอิ่มตัวแต่ยังคงสูงกว่าอุณหภูมิของอากาศรอบคอนเดนเซอร์

                   ไอน้ำที่เข้าคอนเดนเซอร์จะมีความดันสูงอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิอิ่มตัวแต่สูงกว่า อุณหภูมิของอากาศรอบ ๆ คอนเดนเซอร์ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน จากไอน้ำให้กับอากาศ รอบ ๆ คอนเดนเซอร์ ผ่านพื้นผิวคอนเดนเซอร์ ไอน้ำเกิดการควบแน่นเป็นของเหลว โดยที่ความดันและอุณหภูมิยังคงที่ ความร้อนที่ถ่ายเทให้กับอากาศคือ ความร้อนแฝงของการควบแน่น

   น้ำยาที่ออกจากคอนเดนเซอร์ จะอยู่ในสถานะของเหลวอุณหภูมิสูง, ความดันสูงจะ ไหลเข้าถังรับน้ำยา ภายในถังรับน้ำยาจะประกอบด้วยน้ำยาที่อยู่ในสถานะของเหลวกับน้ำยาที่อยู่ใน สถานะไอซึ่งยังไม่ควบแน่นลอยอยู่ด้านบน

    น้ำยาเหลวจะถูกปล่อยออกจากถังรับน้ำยาส่งผ่านทางท่อของเหลวเข้าอุปกรณ์ ควบคุมการไหล ระหว่างทางน้ำยาซึ่งเป็นของเหลวอิ่มตัวจะมีอุณหภูมิอิ่มตัวสูงกว่าอากาศรอบ ๆ ท่อ ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนจากน้ำยาไปยังอากาศทำให้อุณหภูมิของน้ำยาลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิ อิ่มตัว ซึ่งกระบวนการนี้คือการซับคูลล์ และเรียกของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำ กว่าอุณหภูมิอิ่มตัวว่า ของเหลวซับคูลล์  ต่อจากนี้การไหลเวียนของน้ำ ยาทำความเย็นก็จะเริ่มรอบใหม่ซึ่งจะ ผ่านกระบวนการขยายตัวกระบวนการเดือดเป็นไอ กระบวนการอัดไอและกระบวนการควบแน่น กลับเป็นของเหลวตามเดิมโดยจะหมุนเวียนไปเรื่อย ๆ ตลอดเวลาของการทำงาน

   ระบบทำความเย็นแบบอัดไอ (Vapor Compression System) แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

   
   

   1.       ระบบอัดน้ำยาชั้นเดียว (Single Stage)

    

   ระบบอัดน้ำยาชั้นเดียว (Single Stage) เหมาะสำหรับห้องอุณหภูมิ ตั้งแต่ -25 C ขึ้นไป หรือใช้ทำน้ำเย็น คอมเพรสเซอร์ที่ใช้ เช่น Bitzer รุ่น4G.2, 6G.2, 6F.2  เป็นต้น

   
   

   หลักการทำงาน

                   เมื่อคอมเพรสเซอร์ทำงาน จะดูดไอน้ำยามาทางท่อทางดูดจากคอยล์เย็น และอัดไอน้ำยาออกทางท่อส่งผ่านหม้อดักน้ำมัน (Oil Separator) เข้าสู่คอนเดนเซอร์ หม้อดักน้ำมัน จะแยกน้ำมันออกจากไอน้ำยา แล้วส่งน้ำมันกลับเข้าคอมเพรสเซอร์ เพื่อใช้หล่อลื่นในคอมเพรสเซอร์ ส่วนของน้ำมันที่ดักไว้ไม่หมดจะไปกับน้ำยา และค้างตามท่อ น้ำยาจะเป็นตัวพาน้ำมันส่วนนี้ไหลกลับคืนเข้าคอมเพรสเซอร์ต่อไป

   ไอน้ำยาร้อนจะถูกอัดเข้าคอนเดนเซอร์ และถูกน้ำทะเลระบายความร้อนออก จนกลายเป็นน้ำยาเหลว และไหลผ่านไส้กรองเพื่อดูดความชื้นและกรองสิ่งสกปรกออกจากน้ำยาและน้ำมันเครื่อง น้ำยาจะถูกดันไปที่วาล์วเอ็กแปนชั่น (Expansion Valve) ซึ่งจะมีรูเล็กๆ ที่ปรับขนาดได้ คอยปล่อยให้น้ำยาผ่านเข้าไประเหยในคอยล์เย็น (Evaporator) ในปริมาณที่พอเหมาะที่จะระเหยได้หมดพอดี ก่อนที่จะถูกดูดผ่าน Accumulator  แล้วดูดเข้าคอมเพรสเซอร์ แล้วอัดออกต่อไป

   
   

   1.       ระบบอัดน้ำยา 2 ชั้น (Two Stage)

   
   

    

   
   

   ระบบอัดน้ำยา 2 ชั้น (Two Stage) เหมาะสำหรับใช้งานห้องที่เย็นจัด (ฟรีส) อุณหภูมิตั้งแต่ -25 C ลงไป  คอมเพรสเซอร์ที่ใช้ เช่น Bitzer รุ่นS6G.2, S6F.2  เป็นต้น

   
   

   

   
   

   
   

   หลักการทำงาน

                   ทำงานเช่นเดียวกับระบบอัดน้ำยาชั้นเดียว (Single Stage)แต่เนื่องจากคอมเพรสเซอร์เริ่มอัดน้ำยาตั้งแต่ความดันต่ำ ทำให้การอัดเพียงครั้งเดียวได้ความดันไม่ถึง ทำให้น้ำยาไม่ร้อน และไม่มีแรงดันพอที่จะทำให้ไอร้อนน้ำยากลั่นตัวกลับมาเป็นของเหลว มาใช้งานใหม่ได้อีกครั้ง จึงต้องมีการอัดน้ำยาครั้งที่ 2 (Stage 2^nd) เพื่อที่จะให้น้ำยาเหลวกลั่นตัวกลับมาใช้ใหม่ที่คอนเดนเซอร์ แต่เนื่องจากความดันเริ่มต้นของการอัดครั้งที่สองอาจสูงเกินไป และร้อนเกินไป จะเป็นอันตรายต่อคอมเพรสเซอร์ จึงจำเป็นต้องมี Expansion Valve ฉีดน้ำยาเข้ามาผสมกับไอน้ำยาที่อัดจาก Stage 1^st  เพื่อไม่ให้ไอน้ำยาก่อนอัด Stage 2^nd ร้อนจัดหรือแห้งเกินไป ขณะเดียวกันเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำยาเหลวที่ฉีดเข้ามา มีสภาพของเหลวปนอยู่ จึงใช้ Plate Heat Exchanger เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำยาเหลวที่จะจ่ายให้ Expansion Valve ที่คอยล์เย็น ทำให้น้ำยาที่จ่ายไปคอยล์เย็นมีอุณหภูมิลดลง (Sub Cool) ทำให้ทำความเย็นได้มากขึ้นด้วย 

ตาราง ph

การทำความเข้าใจแผนภาพค่า PH

ในแผนภาพ PH, ความดันได้แสดงอยู่ในแกน y และเอนทัลได้แสดงอยู่ในแกน x โดยปกติเอนทัลอยู่ในหน่วยงานของบีทียู / ปอนด์และความดันอยู่ในหน่วยปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) คว่ำร่าง U แสดงในแผนภาพกำหนดจุดที่สารทำความเย็นที่มีการเปลี่ยนแปลงขั้นตอน ด้านซ้ายโค้งแนวตั้งแสดงให้เห็นเส้นโค้งของเหลวอิ่มตัวและเส้นโค้งแนวตั้งที่เหมาะสมบ่งชี้โค้งไออิ่มตัว ภูมิภาคในระหว่างสองเส้นโค้งอธิบายรัฐสารทำความเย็นที่มีส่วนผสมของทั้งของเหลวและไอ สถานที่ด้านซ้ายของเส้นโค้งของเหลวอิ่มตัวบ่งชี้ว่าสารทำความเย็นที่อยู่ในรูปของเหลวและสถานที่ไปทางขวาของเส้นโค้งไออิ่มตัวบ่งชี้ว่าสารทำความเย็นอยู่ในรูปแบบของไอ จุดที่สองเส้นโค้งตอบสนองที่เรียกว่าจุดสำคัญ ความสำคัญของจุดนี้เป็นที่จุดดังกล่าวข้างต้นใด ๆ ไม่มีความดันที่เพิ่มขึ้นจะเปลี่ยนไอเป็นของเหลว แผนภาพรูปแบบเรียบง่ายความดัน enthalpy แสดงอยู่ด้านล่างอธิบายข้อมูลนี้

เส้นโค้งเลิกแผนภาพเป็นสามส่วน (1) ของเหลว (2) ไอและ (3) ผสม

(1) ภาค Liquid: ภูมิภาคของเหลวยังเป็นที่รู้จักกันในภูมิภาคย่อยระบายความร้อนด้วย ในภูมิภาคนี้มีเส้นแนวตั้งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตามปริมาณความร้อนที่เพิ่มขึ้น รูปที่ 8 เป็นแผนภาพ PH ง่ายแสดงเส้นอุณหภูมิคงที่

(2) ภาคไอ: ไอภูมิภาคนอกจากนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในภูมิภาคอุ่นสุด ในภูมิภาคนี้มีเส้นแนวตั้งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตามปริมาณความร้อนที่เพิ่มขึ้น อ้างถึงรูปที่ 8 นอกจากนี้ยังมีสายของเอนโทรปีคงที่ซึ่งยังมีความสำคัญ เอนโทรปีคือการวัดปริมาณของความผิดปกติในระบบ

(3) ของเหลวไอผสมภูมิภาค: ในภูมิภาคนี้แผนภาพ PH ที่แสดงให้เห็นเส้นแนวนอนอุณหภูมิซึ่งบ่งบอกถึงอุณหภูมิคงที่ ภูมิภาคผสมเป็นพื้นที่เปลี่ยนเฟสที่นอกเหนือจากเอนทัลปีใด ๆ ที่จะก่อให้เกิดสภาพคล่องเพิ่มเติมเพื่อให้กลายเป็นไอแทนของการเพิ่มอุณหภูมิ รูปที่ 8 แสดงให้เห็นถึงเส้นแนวนอนอุณหภูมิในภูมิภาคผสม นอกจากนี้ยังมีเส้นโค้งลาดขึ้นซึ่งบ่งบอกถึงคุณภาพ เป็นตัวชี้วัดคุณภาพของอัตราส่วนของมวลไอมวลรวมที่ ยกตัวอย่างเช่นคุณภาพของ 0.1 หรือ 10% ซึ่งตั้งอยู่ใกล้เส้นของเหลวอิ่มตัวอธิบายจุดที่มีไอน้ำ 10% โดยมวล บรรทัด 0.9 หรือ 90% ซึ่งตั้งอยู่ใกล้เส้นไออิ่มตัวอธิบายจุดที่มีไอน้ำ 90% โดยมวล รูปก่อนหน้ารูปที่ 7 แสดงให้เห็นเส้นที่มีคุณภาพ

แกน XY แผนภาพค่า PH เป็นเส้นความดันวิ่งจากซ้ายไปขวา เส้นเอนทัลมีเส้นแนวตั้ง กราฟโครงกระดูกที่แสดงด้านล่างแสดงให้เห็นเส้นความดัน enthalpy

วงจรทำความเย็น

หนึ่งในทักษะที่สำคัญที่สุดที่จำเป็นสำหรับวิศวกรมืออาชีพในเขต HVAC และเครื่องทำความเย็นเป็นการนำวงจรทำความเย็นในแผนภาพความดันเอนทัลส่วนต่อไปนี้จะแสดงแต่ละส่วนที่เฉพาะเจาะจงของวงจรการทำความเย็นในแผนภาพความดันเอนทัลปีและยังจะเน้นจุดที่สำคัญและการคำนวณที่จำเป็น

คำอธิบายนี้ตลอดสารทำความเย็น R-134a ถูกนำมาใช้เป็นตัวอย่าง ก็จะแนะนำว่าวิศวกรได้รับสำเนาของแผนภาพค่า PH สำหรับ R-134a และสารทำความเย็นอื่น ๆ ทั่วไป แผนภาพเหล่านี้สามารถพบได้ในหนังสือเล่ม ASHRAE ความรู้พื้นฐาน แผนภาพตัวอย่าง R-134a แสดงอยู่ด้านล่างด้วยวงจรทำความเย็นตัวอย่างระบุ (ขั้นตอนที่ 1) ระเหย (ขั้นตอนที่ 2) คอมเพรสเซอร์ (ขั้นตอนที่ 3) และ Condenser (ขั้นตอนที่ 4) อุปกรณ์ขยาย

ขั้นที่ 1: EVAPORATOR

สารทำความเย็นเข้าระเหยเป็นเย็นผสมของเหลวไอบางส่วน ความดันการดำเนินงานและอุณหภูมิของเครื่องระเหยที่เรียกว่าความดันและอุณหภูมิดูดดูดสายดูดท่อสารทำความเย็นที่เส้นทางก๊าซจากระเหยคอมเพรสเซอร์ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่าในภูมิภาคผสมความดันและอุณหภูมิตัวแปรตาม

ตัวอย่างเช่นถ้าคอมเพรสเซอร์ทำงานที่ความดันดูดของ 36.8 psia แล้วดันระเหยที่สอดคล้องกันคือ 36.8 psia และอุณหภูมิระเหยที่สอดคล้องกันคือ 25 ° F ดูด้านล่างรูปสำหรับจุด A และ B (ค่ามีการทำความเย็น R-134a) . ถ้าคอมเพรสเซอร์ทำงานที่ความดันดูดของ 49.7 psia แล้วดันระเหยที่สอดคล้องกันยังเป็น 49.7 psia และอุณหภูมิระเหย 40 ° F ดูด้านล่างรูปสำหรับจุด A 'และ B' (ค่ามีการทำความเย็น R-134a)

เครื่องระเหยสารทำความเย็นย้ายจากจุด A (บางส่วนส่วนผสมของเหลวไอ) ไปยังจุด B ซึ่งเป็นสารทำความเย็นไออิ่มตัวอย่างเต็มที่ กับการถ่ายโอนความร้อนระเหยการทำความเย็นที่มีกำไรในอุณหภูมิไม่ได้เนื่องจากความร้อนจะใช้ในการแปลงของเหลวที่เหลือเพื่อก๊าซ ในการระเหยที่เหมาะมีเพียงการถ่ายเทความร้อนมากพอที่จะแปลงของเหลวทั้งหมดไปติดแก๊สและไม่มีอะไรเพิ่มเติม ดังนั้นการส่งออกของระเหยที่เหมาะคือไอ 100% ที่อุณหภูมิทางเข้าเดียวกันโปรดดูที่รูปด้านล่าง ในรูปนี้เราจะเห็นว่าเป็นสารทำความเย็นเคลื่อนผ่านระเหยที่อุณหภูมิยังคงเหมือนเดิมและร้อยละของไอเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงอิ่มตัวที่ 100%

นอกจากนี้ยังนำมาใช้ในรูปด้านบนเป็นระยะ Superheat ถ้าความร้อนเพิ่มขึ้นจะถูกเพิ่มลงในไอสารทำความเย็น 100% แล้วความร้อนจะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิและเป็นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เรียกว่า Superheat

ในรูปด้านล่างระเหยกับ 15 ° F Superheat จะแสดง สารทำความเย็นถึงไอ 100% ก่อนที่จะออกระเหย ทุกความร้อนเพิ่มขึ้นจากจุดนี้จะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของสารทำความเย็นจนกว่าจะถึงอุณหภูมิ 40 ° F สารทำความเย็นนี้มี Superheat 15 ° F เพราะอุณหภูมิสุดท้ายคือ 15 องศาผ่านอุณหภูมิอิ่มตัวของ 25 ° F มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่าความดันคงที่ตลอดระเหย

บนความดัน enthalpy แผนภาพร้อนสูงแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวในแนวนอนตามแนวความดันดูดผ่านโค้งไอ 100% รูปในหน้าต่อไปแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่าง 0 ° F และ 15 ° F Superheat จุด B เป็นจุดไอ 100% ที่ความดันระเหย / ดูดคงที่ของ 36.8 psia และอุณหภูมิ 25 ° F จุด B 'เป็นผลมาจากความร้อนเพิ่มขึ้น / เอนทัลปีเพิ่มให้กับสารทำความเย็น ย้ายสารทำความเย็นจากจุด B ไปยังจุด B 'ที่มีอุณหภูมิที่เกิดขึ้นคือ 40 ° F

ขั้นที่ 2: COMPRESSOR

คอมเพรสเซอร์เป็นลักษณะการดูดสารทำความเย็นและเงื่อนไขการปล่อย เส้นแนวนอนจะมีการวาดทั่วแผนภาพความดันเอนทัลทำความเย็นสำหรับการดูดและการปล่อยแรงกดดัน จากนั้นอุณหภูมิขาเข้าของคอมเพรสเซอร์ตามที่กำหนดโดยอุณหภูมิออกจากระเหยจะถูกใช้เป็นจุดเริ่มต้นของคอมเพรสเซอร์ดังที่แสดงโดยจุด B 'ในรูปด้านล่าง คอมเพรสเซอร์จากนั้นเพิ่มความดันของสารทำความเย็นได้ถึงความดันปล่อย การบีบอัดที่เกิดขึ้นในเอนโทรปีคงยังเป็นที่รู้จักการบีบอัด isentropic ดังนั้นจุดตัดของเส้นเอนโทรปีอย่างต่อเนื่องและสายแรงดันที่จะระบุเงื่อนไขสุดท้ายของก๊าซสารทำความเย็นออกจากคอมเพรสเซอร์ที่แสดงโดยจุด C 'ในรูปด้านล่าง

ทักษะทั่วไปที่จำเป็นของวิศวกรมืออาชีพคือการกำหนดงานที่ทำโดยคอมเพรสเซอร์ งานนี้แสดงในรูปดังกล่าวข้างต้นเป็นความแตกต่างระหว่างการป้อนคอมเพรสเซอร์เอนทัล (H1) และเอนทัลปีออกจากที่ (H2) สมการเพื่อตรวจสอบการทำงานของคอมเพรสเซอร์แสดงอยู่ด้านล่าง นี้สมการหลายอัตราการไหลของเครื่องทำความเย็นจากการเปลี่ยนแปลงเอนทัลระหว่างการปล่อยและการดูดเงื่อนไข

แกน XY แผนภาพค่า PH เป็นเส้นความดันวิ่งจากซ้ายไปขวา เส้นเอนทัลมีเส้นแนวตั้ง กราฟโครงกระดูกที่แสดงด้านล่างแสดงให้เห็นเส้นความดัน enthalpy

ขั้นตอนที่ 3: CONDENSER

สารทำความเย็นเข้าคอนเดนเซอร์ขณะนี้คือร้อนก๊าซสารทำความเย็นแรงดันสูง คอนเดนเซอร์จะปรากฏบนแผนภาพความดัน enthalpy เป็นเส้นแนวนอนเส้นแนวนอนนี้เป็นสายของความดันคงที่สอดคล้องกับแรงดันของคอมเพรสเซอร์ เงินคอนเดนเซอร์จากขวาไปซ้ายในสามขั้นตอนต่อไปนี้:

(1) ก๊าซแห้งเย็นลงอุณหภูมิอิ่มตัว [C '160 ° F ถึง D' 140 ° F] การระบายความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นความร้อนไหลจากก๊าซทำความเย็นร้อนกลางคอนเดนเซอร์ระบายความร้อน

(2) ถัดไปไออิ่มตัวที่ 100% D 'จะถูกแปลงเป็นของเหลวอิ่มตัว 100% ที่ D' ' ความร้อนจะสูญเสียไปถึงปานกลางคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนเป็นไอควบแน่นของเหลว

(3) สุดท้ายของเหลวอิ่มตัว 100% ย่อยระบายความร้อนจาก D '' เพื่อ D '' '[140 ° F ถึง 115 ° F] ในคอนเดนเซอร์เหมาะไม่ย่อยระบายความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อสารทำความเย็นเป็นของเหลวอิ่มตัวอย่างเต็มที่ผลการสูญเสียความร้อนใด ๆ เพิ่มเติมในการลดลงของอุณหภูมิ การระบายความร้อนของของเหลวอิ่มตัวนี้จะเรียกว่าย่อยระบายความร้อน ในตัวอย่างนี้สารทำความเย็นที่ได้ไปผ่าน 25 ° F ย่อยและการระบายความร้อนส่งผลให้อุณหภูมิย่อยระบายความร้อน 115 ° F

คำถามที่พบบ่อยคือการกำหนดความร้อนขับไล่ออกจากคอนเดนเซอร์ซึ่งจะแสดงในรูปที่ดังกล่าวข้างต้นเป็นความแตกต่างระหว่างสภาพคอนเดนเซอร์เข้า (H2) และสภาพออกจากที่ (H4) สมการเพื่อตรวจสอบผลคอนเดนเซอร์สุทธิที่แสดงด้านล่าง นี้สมการหลายอัตราการไหลของเครื่องทำความเย็นจากการเปลี่ยนแปลงเอนทัลระหว่างทางเข้าและทางออกของคอนเดนเซอร์

แกน XY แผนภาพค่า PH เป็นเส้นความดันวิ่งจากซ้ายไปขวา เส้นเอนทัลมีเส้นแนวตั้ง กราฟโครงกระดูกที่แสดงด้านล่างแสดงให้เห็นเส้นความดัน enthalpy

ขั้นที่ 4: ต่อขยายอุปกรณ์

อุปกรณ์การขยายตัวเป็นคู่ของคอมเพรสเซอร์ ในทำนองเดียวกันอุปกรณ์การขยายตัวที่โดดเด่นด้วยดูดและการปล่อยแรงกดดัน เส้นแนวนอนจะวาดอีกครั้งในแผนภาพความดันเอนทัลปีของสารทำความเย็น เงื่อนไขการป้อนข้อมูลของอุปกรณ์การขยายตัวจะถูกกำหนดโดยเงื่อนไขการส่งออกคอนเดนเซอร์

มีสองเงื่อนไขเข้ากับอุปกรณ์การขยายตัวที่แสดงบนแผนภาพต่อไปนี้ สถานการณ์แรกมี 0 ° F ย่อยระบายความร้อน [D ''] และสถานการณ์ที่สองมี 15 ° F ย่อยระบายความร้อน [D '' ']

อุปกรณ์การขยายตัวขยายแรงดันสูง adiabatically ก๊าซสารทำความเย็นกับแรงดันต่ำของเหลวไอผสมสารทำความเย็น การขยายตัว Adiabatic แสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงในเอนทัลปีไม่มีและโดดเด่นด้วยเส้นแนวตั้งลงดังแสดงในกราฟด้านล่าง

หมายเหตุเกี่ยวกับกราฟด้านล่างเป็นย้ายสารทำความเย็นจากจุด D เพื่อจุดย้ายสารทำความเย็นจากของเหลวของกราฟกับไอของเหลวภูมิภาคส่วนผสมปริมาณของก๊าซที่เกิดขึ้นในระหว่างการขยายตัวนี้จะเรียกว่าก๊าซแฟลช

http://kritsada0.blogspot.com/

ชนิดสารทำความเย็น

ชนิดต่างๆ ของสารทำความเย็น (น้ำยาแอร์ ) 

 R-134a  (tetrafluoroethane – CF₃CH₂F)  เป็นสารทำความเย็นกลุ่มอีเทน  ซึ่งโมเลกุลของอีเทนประกอบด้วยคาร์บอน  2  อะตอม  และไฮโดรเจน  6  อะตอม  เมื่อเปลี่ยนไฮโดรเจนด้วยฟลูโอรีนจำนวน  4  อะตอมจะได้เป็น  R-134a ราคา จะสูงกว่า  ซึ่งเป็นสาร  HFC  เป็นสารทำความเย็นที่ถูกพัฒนามาใช้แทนสาร  CFC

 R-717  (ammonia – NH₃)  เป็นสารทำความเย็นชนิดเดียวที่ไม่อยู่ในกลุ่มฟลูออโรคาร์บอน  แต่นิยมใช้แพร่หลาย  มีจุดเดือด  -28^°F  (-33.3^°C)  ที่ความดันบรรยากาศ  แอมโมเนียจัดเป็นสารพิษ  และมีความสามารถติดไฟได้  มีระดับความปลอดภัย  B2  แอมโมเนียมีความสามารถในการทำความเย็น  (refrigerating effect)  สูงจึงนิยมใช้กับระบบทำความเย็นขนาดใหญ่  แอมโมเนียเมื่อรวมตัวกับน้ำหรือความชื้นจะกัดกร่อนโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก  (nonferrous metals)  เช่น  ทองเหลือง  ทองแดง  แอมโมเนียไม่รวมตัวกับน้ำมันหล่อลื่น  ในกรณีที่เกิดการรั่วจึงไม่มีผลต่อระดับของน้ำมันหล่อลื่นในคอมเพรสเซอร์

 R-11  (CCI₃F)  เป็นสารทำความเย็นกลุ่มฟลูออโรคาร์บอน  มีจุดเดือด  74.7^°‑F  (23.7^°C)  ที่ความดันบรรยากาศ  สามารถทำงานได้ที่ความดันต่ำมากคือความดันด้านต่ำจะต่ำกว่าความดันบรรยากาศ  เมื่อเกิดการรั่วในระบบจะทำให้ความดันในระบบสูงขึ้นเนื่องจากมีอากาศเข้าไปในระบบ  นิยมใช้กับระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ที่ใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนศูนย์กลาง  ใช้เป็นสารสำหรับล้างระบบเมื่อคอมเพรสเซอร์ไหม้  ไม่กัดกร่อนโลหะ  ไม่เป็นพิษ  และไม่ติดไฟ  มีระดับความปลอดภัย  A1

                R-12  (CCI₂F₂)  เป็นสารทำความเย็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด  ผลิตขึ้นเพื่อจำหน่ายโดยบริษัทดูปองก์ตั้งแต่ปี  พ.ศ. 2473  (ค.ศ. 1930)  เนื่องจากเป็นสารที่มีความปลอดภัย  ไม่ติดไฟ  มีระดับความปลอดภัย  A1  แต่ห้ามสารทำความเย็น  R-12  สัมผัสกับเปลวไฟ  เพราะจะกลายเป็นสารพิษได้  มีจุดเดือด  -21.6^°F  (-29.8^°C)  ที่ความดันบรรยากาศ  ใช้งานได้ทั้งระบบที่มีอุณหภูมิสูง  ปานกลาง  และต่ำ  R-12  รวมตัวกับน้ำมันหล่อลื่น(lube oil) ได้ดีในทุกสภาวะ  ทำให้ไม่มีปัญหาในเรื่องน้ำมันหล่อลื่นค้างในระบบ  สารทำความเย็น/ น้ำยาแอร์ สามารถพาน้ำมันหล่อลื่น(lube oil) กลับคอมเพรสเซอร์ได้ดี  โดยเฉพาะจะไม่มีฟิล์มน้ำมันจับเคลือบที่ผิวท่อ  ทำให้ประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนดี  R-12  มีอัตราการทำความเย็นต่ำจึงมีขนาดของอุปกรณ์ใหญ่กว่า  แต่มีข้อดีคือทำงานได้ที่ความดันต่ำ  นิยมใช้ทั่วไป  เช่น  ตู้เย็น  ตู้แช่  เครื่องปรับอากาศรถยนต์   เป็นต้น

 R-22  (CHCIF₂)  เป็นสารกลุ่มฟลูออโรคาร์บอน  มีค่าความปลอดภัยระดับ  A1  มีจุดเดือด  -41.4^°  (-40.8^°C)  ที่ความดันบรรยากาศ  เมื่อเทียบกับ  R-12  แล้ว  R-22  จะทำงานทีความดันสูงกว่า  แต่ใช้คอมเพรสเซอร์มีขนาดเล็กกว่าเพราะมีปริมาตรจำเพาะน้อยกว่า  R-22  สามารถรวมกับน้ำมันหล่อลื่น(lube oil) ได้  แต่จะแยกตัวออกอุณหภูมิต่ำเมื่ออยู่ในเครื่องระเหย  ใช้กับเครื่องทำความเย็น  เครื่องปรับอากาศทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ทั่วไปยี่ห้อชั้นนำทั่วไป เช่น แอร์ Mitsubishi, แอร์ Panasonic , แอร์ Samsung, แอร์ daikin, แอร์ LG, แอร์ Saijo Denki

 R-134s  (CF₃CH₂F)  เป็นสารกลุ่มฟลูออโรคาร์บอน  มีค่าความปลอดภัยระดับ  A1  มีจุดเดือด  -15^° (-26.2^°C)  ที่ความดันบรรยากาศ  เป็นสารทำความเย็นที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้แทน  R-12  ซึ่งได้ถูกยกเลิกตามข้อบังคับของพิธีสารมอนทรีออล  R-134a  มีคุณสมบัติในการรวมตัวกับน้ำได้ดี  (water solubility)  โอกาสที่จะเกิดน้ำแยกตัวออกจากสารทำความเย็นไปเป็นน้ำแข็งอุดตันลิ้นลดความดันได้  และเนื่องจากไม่สามารถ

โดยยังมี น้ำยาแอร์ อีกหลากหลายชนิด ซึ่งปัจจุบันแนวโน้มการพัฒนามุ่งเน้นการประหยัดพลังงาน และ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น