หลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศ - เครื่องทำความเย็น


ก่อน อื่นต้องขอทำความเข้าใจกันก่อนว่า การปรับอากาศ ความหมายคือ ปรับให้อากาศเย็นหรือร้อนก็ได้ ถ้าพูดถึงปรับอากาศให้เย็น เราจะนึกถึงคำว่าแอร์นั่นเอง ในที่นี้เราจะพูดคุยกันอย่างง่ายๆ ถามว่าแอร์เกี่ยวกับความร้อนหรือไม่ เกี่ยวแน่นอน เพราะแอร์เป็นตัวนำความร้อนจากภายในห้อง ออกไปทิ้งข้างนอก ทิ้งอย่างไรมันมีขบวนการของมันโดยใช้เครื่องมือ 4 ตัว คือ

1. EVAPPORATOR
2. COMPRESSOR
3. CONDENSER
4. CAPILLARY TUBE

EVAPPORATOR คือ เครื่องระเหย หรือที่ช่างแอร์เรียกว่า คอล์ยเย็น การทำงานของมันคือ ดูดความร้อนจากภายในห้อง โดยมีมอเตอร์พัดลมเป็นตัวดูดเข้ามา ผ่านช่องที่เรียกว่า RetumAir ซึ่งมี Filter เป็น ตัวกรองฝุ่นให้ก่อน แล้วความร้อนที่ถูกดูดเข้ามานั้น จะมาสัมผัสกับคอล์ยเย็นซึ่งมีนำยาแอร์(ของเหลว) ซึ่งอุณหภูมิติดลบ วิ่งอยู่ในท่อนั้น จะเกิดการระเหยเป็นไอ(แรงดันต่ำ)

COMPRESSOR คือ เครื่องอัดไอ การทำงานหรือหน้าที่ของมันคือ ดูดไอ(แรงดันตำ) ซึ่งเกิดจากการระเหยภายในคอล์ยเย็น ทำการอัดให้เป็นไอ(แรงดันสูง) อุณหภูมิสูง เพื่อส่งไประบายความร้อนต่อไป

CONDENSER คือเครื่องควบแน่น หรือช่างแอร์เรียกว่า คอล์ยร้อน หน้าที่ของมันคือรับไอร้อนที่ถูก COMPRESSOR อัด จนร้อนและมีอุณหภูมิสูง เข้ามาในแผงพื้นที่ของมัน จากไอที่มีอุณหภูมิสูง เมื่อมาเจอกับอากาศภายในห้อง ซึ่งมีอุณหภูมิตำกว่า ความร้อนจึงถูกถ่ายเทออกไปได้โดยไอร้อนนั้น จะควบแน่นกลายเป็นของเหลว(แรงดันสูง-อุณหภูมิสูง)แต่มีมอเตอร์พัดลมเป็นตัว ช่วยระบายความร้อนออกไปให้เร็วขึ้น เมื่อเป็นของเหลวแล้วก็สามารถกลับมารับความร้อนภายในห้องได้อีก แต่ของเหลวนั้นยังมีอุณหภูมิสูงอยู่ จึงต้องทำให้อุณหภูมินั้นลดลงก่อน

CAPILLARY TUBE คือ ท่อลดแรงดันหรือท่อรูเข็ม ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าเล็กมาก ช่างแอร์จะเรียกว่า แค๊ปทิ้ว หน้าที่ของมันคือลดแรงดันของน้ำยาแอร์(ของเหลว)จากที่ถูกระบายความร้อนแล้ว ยังมีอุณหภูมิสูง-แรงดันสูง เมื่อมาเจอท่อรูเข็ม ทำให้ของเหลวอั้น ผ่านได้น้อย ทำให้ของเหลวนั้น มีอุณหภูมิลดลง และแรงดันลดลง น้ำยาแอร์(ของเหลว)และไหลพอดีเหมาะสมกับพื้นที่ของคอล์ยเย็ย เพื่อที่จะมารับความร้อน ในห้องได้อีกครั้ง

หลักการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศ (ดูรูปประกอบ)


หลังจากได้ทราบถึงวงจรการทำงานของเครื่องปรับอากาศแล้ว เราจะมาศึกษาถึงที่มาที่ไปบ้าง

ระบบการทำความเย็นที่เรากำลังกล่าวถึงคือระบบอัดไอ (Vapor-Compression Cycle) ซึ่งมีหลักการทำงานง่ายๆคือ การทำให้สารทำความเย็น (น้ำยา) ไหลวนไปตามระบบ โดยผ่านส่วนประกอบหลักทั้ง 4 อย่างต่อเนื่องเป็น วัฏจักรการทำความเย็น (Refrigeration Cycle) โดยมีกระบวนการดังนี้

1) เริ่มต้นโดยคอมเพรสเซอร์ทำหน้าที่ดูดและอัดสารทำความเย็นเพื่อเพิ่มความดัน และอุณหภูมิของน้ำยา แล้วส่งต่อเข้าคอยล์ร้อน

2) น้ำยาจะไหลวนผ่านแผงคอยล์ร้อนโดยมีพัดลมเป่าเพื่อช่วยระบายความร้อน ทำให้น้ำยาจะที่ออกจากคอยล์ร้อนมีอุณหภูมิลดลง (ความดันคงที่) จากนั้นจะถูกส่งต่อให้อุปกรณ์ลดความดัน

3) น้ำยาที่ไหลผ่านอุปกรณ์ลดความดันจะมีความดันและอุณหภูมิที่ต่ำมาก แล้วไหลเข้าสู่คอยล์เย็น (หรือที่นิยมเรียกกันว่า การฉีดน้ำยา)

4) จากนั้นน้ำยาจะไหลวนผ่านแผงคอยล์เย็นโดยมีพัดลมเป่าเพื่อช่วยดูดซับความร้อน จากภายในห้อง เพื่อทำให้อุณหภูมิห้องลดลง ซึ่งทำให้น้ำยาที่ออกจากคอยล์เย็นมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น (ความดันคงที่) จากนั้นจะถูกส่งกลับเข้าคอมเพรสเซอร์เพื่อทำการหมุนเวียนน้ำยาต่อไป

หลังจากที่เรารู้การทำงานของวัฏจักรการทำความเย็นแล้วก็พอจะสรุปง่ายๆได้ดังนี้

1) สารทำความเย็นหรือน้ำยา ทำหน้าที่เป็นตัวกลางดูดเอาความร้อนภายในห้อง (Indoor) ออกมานอกห้อง (Outdoor) จากนั้นน้ำยาจะถูกทำให้เย็นอีกครั้งแล้วส่งกลับเข้าห้องเพื่อดูดซับความร้อน อีก โดยกระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตลอดการทำงานของคอมเพรสเซอร์

2) คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ชนิดเดียวในระบบที่ทำหน้าที่ขับเคลื่อนน้ำยาผ่าน ส่วนประกอบหลัก คือคอยล์ร้อน อุปกรณ์ลดความดัน และคอยล์เย็น โดยจะเริ่มทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในห้องสูงเกินอุณหภูมิที่เราตั้งไว้ และจะหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในห้องต่ำกว่าอุณหภูมิที่เราตั้งไว้ ดังนั้นคอมเพรสเซอร์จะเริ่ม และหยุดทำงานอยู่ตลอดเวลาเป็นระยะๆ เพื่อรักษาอุณหภูมิห้องให้สม่ำเสมอตามที่เราต้องการ


คำว่า BTU ที่ใช้กับเครื่องปรับอากาศ เป็นหน่วยความร้อน ย่อมาจาก BRITISH THERMAL UNIT ส่วนที่เรียกว่า แอร์ 1 ตัน, 2 ตัน คำว่าตันนั้น หมายถึงตันความเย็น เป็นประสิทธิภาพในการทำความเย็น ที่เรียกตันความเย็น มีที่มาดังนี้

น้ำ ทำให้เป็นนำแข็ง 1 ตัน (2000 Ib) ใน1วัน (24 ช.ม)
ค่าความร้อนแฝงการทำละลายของน้ำแข็ง 144 BTU / น้ำแข็ง 1 ปอนด์
2000 Ib x 144 BTU/Ib 1ตัน = 12000 BTU/h
24h


ส่วนใหญ่แอร์ 1ตัน ประมาณ 12000 BTU ถ้าตันครึ่งหมายถึง 18000 BTU เป็นต้น

ต่อไปจะเปรียบเทียบ ระหว่างแอร์ธรรมดา กับแอร์ เบอร์ 5
กรณีเป็นแอร์ เบอร์5 หรือค่า EER=10.6 ขึ้นไป (EER= ENERGY EFFICIENCY RATIO) หมายความว่า ประสิทธิภาพการทำความเย็น หรือ BTU กำลังไฟฟ้า watt
สมมุติว่าแอร์ 12000 BTU. ใช้กำลังไฟฟ้าจากคอมเพรสเซอร์ทำงาน 1000 watt จะได้ค่า EER= 12000 =12 นั่นคือได้เบอร์5 เพราะ EER เกิน 10.6 1000
แต่ถ้าแอร์ 12000 BTU.ใช้กำลังไฟฟ้าจากคอมเพรสเซอร์ทำงาน 1200 watt จะได้ค่า EER= 12000 =10 นั่นคือไม่ได้เบอร์5เพราะ EER ไม่ถึง 10.6 1200

ถ้าเปรียบเทียบกับแอร์ มาเป็นคนละ จะเห็นว่า 2 คน ทำงานเท่ากันแต่คนหนึ่งกินข้าวมากกว่า ส่วนอีกคนกินข้าวน้อย เราควรจะเลือกใช้คนแบบไหนดี

มาดูต่อเรื่อง Compressor เราจะพูดถึงแต่Com. ที่ใช้กับแอร์บ้าน เรียงลำดับตามประสิทธิภาพ

1. แบบลูกสูบ ประสิทธิภาพดีที่สุด ข้อเสีย เสียงดัง กินไฟ
2.แบบสกรอล ประสิทธิภาพ รองลงมา แต่ทนกว่า กินไฟปานกลาง มีตั้งแต่ 18000 BTU ขึ้นไป
3.แบบโรตารี่ ประสิทธิภาพ กินไฟน้อย เสียงเงียบ ราคาถูก ขนาดใหญ่สุดมีแค่ 36000 BTU

การทำงานของแอร์บ้าน จะเป็นการระบายความร้อนทางตรง หรือระบายความร้อนด้วยอากาศ คือน้ำยาแลกเปลี่ยนความร้อน กับอากาศ โดยตรง
INVERTER คือระบบที่ควมคุมการปรับอากาศ ให้เป็นอย่างราบเรียบ และคงที่ ด้วยการปรับเปลี่ยนรอบการหมุนของคอมเพรสเซอร์ โดยการเปลี่ยนความถึ่ของกระแสไฟที่จ่ายให้กับมอเตอร์ของคอมเพรสเซอร์แทนการ ทำงานแบบ ติด-ดับ-ติด-ดับ ใน เครื่องปรับอากาศ แบบเก่า ทำให้ระบบ Inverter สามารถควบคุมอุณภูมิได้แม่นยำมากขึ้น และที่สำคัญ คือ ประหยัด

PLASMACLUSTER ทำให้สุขภาพของผู้ใช้ เครื่องปรับอากาศ แอร์ แอร์บ้าน ดีขึ้น

ระบบฟอกอากาศที่ให้กับ เครื่องปรับอากาศ ทุกวันนี้

ระบบแผ่นฟอก หรือตะแกรงประจุ ที่อยู่ภายใน เครื่องปรับอากาศ แอร์ แอร์บ้าน จะ ดีสำหรับการดักจับฝุ่น ควัน เพราะจะถูกดูดเข้ามาในเครื่อง แต่ก็จะไม่ได้ผลในกรณีที่ผู้ใช้แอร์ไม่ยอมเปลี่ยนแผ่นฟอก หรือทำความสะอาดตะแกรงประจุบ่อยๆ สำหรับเชื้อโรคบางชนิดก็สามารถถูกดักจับได้เหมือนกัน แต่ก็ติดปัญหาที่ว่ามันไม่ตายและสะสมอยู่ภายในเครื่อง สังเกตุได้จากการมีกลิ่นอับชื้นตอนเปิดแอร์ ซึ่งเกิดจากเชื้อราภายในเครื่อง ทำให้เกิดอาการภูมิแพ้ได้ เช่น จาม คัดจมูก หนักหน่อยก็พัฒนาเป็นโรคหอบหืด

ระบบพ่นอนุภาคไฟฟ้า - ออกมานอกเครื่อง จะมีผลทำให้ร่างกายสดชื่น ไม่มีผลต่อการฆ่าเชื้อโรค สลายกลิ่นอับชื้น

ระบบ พ่นอนุภาคไฟฟ้า + และ - ออกมานอกเครื่อง (ระบบพลาสม่าคลัสเตอร์) จะมีผลไปฆ่าเชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา เชื้อไวรัส ที่ลอยในอากาศ ทุกซอกทุกมุมของห้อง ส่าสุดค้นพบว่าพลาสม่าคลัสเตอร์สามารถสลายสารก่อภูมิแพ้จากตัวไรฝุ่นได้ ประสิทธิภาพเหล่านี้ถูกรับรองจากสถาบันวิจัยนานาชาติ 8 แห่ง