อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบทำความเย็นกัน

อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบทำความเย็นกัน (Refrigeration Equipment)

คอมเพรสเซอร์ ( Compressors )

คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดของระบบการทำควาเย็น ทาหน้าที่เพิ่มความดันของสารทาความเย็นที่อยู่ในสถานะที่เป็นก๊าซ โดยคอมเพรสเซอร์จะดูดสารทาความเย็นที่เป็นก๊าซความดันต่ำและอุณหภูมิต่างจากอิแวบโพเรเตอร์ที่ผ่านเข้ามาทางท่อซักชั่นเข้ายังทางดูดของคอมเพรสเซอร์และอัดก๊าซนี้ให้มีความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น ส่งเข้าไปยังคอนเดนเซอร์โดยผ่านเข้าทางท่อบรรจุ เพื่อส่งไปกลั่นตัวเป็นของเหลวในคอนเดนเซอร์ด้วยการระบายความร้อนออกจากสารความเย็นอีกทีหนึ่ง จะเห็นได้ว่าคอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่แบ่งความดันระบบระหว่างด้านความดันสูงและความดันต่ำ สารทาความเย็นจะถูกดูดเข้ามาในคอมเพรสเซอร์จะมีสถานะเป็นก๊าซความดันต่ำ และสารความเย็นที่อัดออกส่งออกจากคอมเพรสเซอร์จะมีสถานะเป็นก๊าซที่มีความดันสูง

คอมเพรสเซอร์สามารถจำแนกออกเป็น 2 ลักษณะ คือ

1. จำแนกตามลักษณะโครงสร้าง การแบ่งประเภทแบบนี้จะพิจารณาตามโครงสร้างของคอมเพรสเซอร์และอุปกรณ์ขับเคลื่อน แบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ

1.คอมเพรสเซอร์แบบเปิด (Open type Compressor)  คือ คอมเพรสเซอร์แบบที่ตัวขับซึ่งอาจเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์และตัวคอมเพรสเซอร์ถูกแยกเป็นอิสระต่อกัน กำลังขับจะถูกส่งผ่านสายพาน หรือต่อกับเพลาโดยตรง แต่เนื่องจากต้องมีอุปกรณ์ป้องกันการรั่วที่เพลา (Shaft Seal) ซึ่งเป็นข้อเสีย ที่หลังจากใช้งานไปแล้วอาจเกิดการรั่วของน้ำยา หรือน้ำมันหล่อลื่นได้ รวมทั้งขณะทำงานอาจมีเสียงดัง และเปลืองเนื้อที่ในการติดตั้งมาก แต่มีข้อดีคือ เมื่อมีปัญหาสามารถแยกเฉพาะส่วนของตัวขับ หรือคอมเพรสเซอร์ที่เสียมาซ่อมได้

 

2.คอมเพรสเซอร์แบบกึ่งปิด (Semi- Hermetic Compressor) คือแบบที่ตัวคอมเพรสเซอร์และตัวขับจะถูกประกอบอยู่ในโครงสร้างเดียวกัน โดยใช้สลักเกลียว (Bolts) เป็นตัวยึด ดังนั้นเมื่อเกิดการเสียหาย สามารถถอดออกมาตรวจซ่อมได้โดยโครงสร้างไม่เสียหาย และเนื่องจากไม่มีการต่อแกนเพลาออกมาภายนอกจึงไม่ต้องมีอุปกรณ์ป้องกันการรั่วที่เพลา ทำให้ปัญหาการรั่วของน้ำยา หรือน้ำมันหล่อลื่นที่คอเพลา หมดไป

 

3.คอมเพรสเซอร์แบบหุ้มปิด (Hermetic Compressor) คือแบบที่ตัวคอมเพรสเซอร์และตัวขับจะถูกประกอบอยู่ในโครงสร้างเดียวกัน และถูกเชื่อมปิดสนิท ซึ่งมีข้อดีคือการป้องกันการรั่วได้ดี มีขนาดเล็ก ทำงานได้เงียบ มีการสั่นสะเทือนน้อย จึงนิยมใช้กับเครื่องทำความเย็นที่บ้าน แต่มีข้อเสียคือไม่สามารถแยกตัวขับและคอมเพรสเซอร์ส่วนที่เสียออกมาซ่อมได้ โดยเฉพาะการถอดออกเพื่อตรวจซ่อมยากเพราะถูกประกอบไว้โดยวิธีการเชื่อม

2. จำแนกตามวิธีการอัด การจำแนกคอมเพรสเซอร์ตามวิธีการอัดนี้แบ่งออกได้เป็นการอัดเชิงปริมาตร เช่นแบบลูกสูบ แบบโรตารี่ แบบก้นหอย แบบเกลียว แบบการอัดแบบใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง แบบอัดครั้งเดียวและแบบอัดหลายครั้งดังมีรายละเอียดดังนี้

1. คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (Reciprocating Type) อาศัยการทำงานของเพลาข้อเหวี่ยง (Crank Shaft) ขับลูกสูบให้เกิดการดูดอัด มีใช้กับเครื่องทำความเย็นขนาดเล็กต่ำกว่า 1 แรงม้า จนถึงมีขนาดใหญ่มากกว่า 100 แรงม้า เป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน

2.คอมเพรสเซอร์แบบสกรู (Screw Type) ทำงานโดยอาศัยสกรู 2 ตัว คือสกรูตัวเมีย (Female Rotor) และสกรูตัวผู้ (Male Rotor) โดยสกรูตัวเมียจะอาศัยช่องเกลียวเป็นช่องเก็บน้ำยา ส่วนสกรูตัวผู้จะใช้สันเกลียวรีดน้ำยาออกตามแกนของสกรูทั้งสอง และเนื่องจากต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นทำหน้าที่ป้องกันการรั่วระหว่างช่องว่างของเกลียวทั้งสองขณะทำงานจึงมีน้ำมันหล่อลื่นไหลไปกับน้ำยาจำนวนมาก ที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์แบบสกรูจึงต้องติดอุปกรณ์แยกน้ำมัน (Oil Separator)  ไว้ด้วยเสมอ

 

3. คอมเพรสเซอร์แบบก้นหอยหรือแบบสโครล์ (Scroll Type) เป็นคอมเพรสเซอร์แบบใหม่ล่าสุดที่ออกแบบมาใช้งานในระบบทำความเย็นแบบอัดไอ การทำงานจะประกอบไปด้วยชิ้นส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือส่วนที่มีลักษณะเป็นก้นหอยอยู่กับที่และส่วนที่เคลื่อนที่ ซึ่งจะเคลื่อนที่ในลักษณะเยื้องศูนย์ โดยไม่มีการเคลื่อนที่ในลักษณะหมุนรอบแกน (Not Rotate) โดยความดันจะเพิ่มจากภายนอกและถูกอัดมากสุดเมื่ออยู่ที่แกนกลาง ลักษณะเคลื่นไหวเทียบได้กับพายุทอร์นาโด (Tornado) ปัจจุบันนำมาใช้กับระบบปรับอากาศที่ใช้ในที่พักอาศัย ในสำนักงาน รวมทั้งระบบปรับอากาศในรถยนต์ เนื่องจากการทำงานมีการเคลื่อนไหวน้อย ไม่ต้องใช้ลิ้นทางดูด ทางส่ง จึงทำงานได้เรียบและเงียบกว่า

 

คอนเดนเซอร์ ( Condenser )

คอนเดนเซอร์ หรืออุปกรณ์ควบแน่นเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของระบบทำความเย็น ทำหน้าที่ระบายความร้อนในสถานะก๊าซที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูงที่ถูกอัดตัวส่งมาจากคอมเพรสเซอร์เพื่อให้กลั่นตัวเป็นน้ำเหลวในคอนเดนเซอร์ด้วยการระเหยความร้อนออกแต่ยังคงมีความดันและอุณหภูมิสูงอยู่เช่นเดิม คอนเดนเซอร์แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะคือ

1. การจำแนกตามวิธีระบายความร้อน แบ่งคอนเดนเซอร์ออกเป็น 3 ชนิดคือ

1. การระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้อากาศเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากน้ำยาเพื่อให้น้ำยาในสถานะก๊าซกลั่นตัวเป็นของเหลว ตามปกติแล้วคอนเดนเซอร์ชนิดนี้มักจะทำด้วยท่อทองแดงหรือท่อเหล็กมีครีบเป็นตัวช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการระบายความร้อนออกจากน้ำยา ภายในคอนเดนเซอร์แบ่งออกได้เป็น

- แบบใช้อากาศหมุนเวียน อากาศโดยรอบคอนเดนเซอร์จะมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศปกติจึงลอยตัวสูงขึ้น ส่วนอากาศที่เย็นกว่าจะไหลเข้ามาแทนที่จึงระบายความร้อนออกจากผิวของคอนเดนเซอร์

- แบบมีพัดลมช่วย คอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้พัดลมหรือโบลเวอร์ช่วยในการเพิ่มปริมาณลมที่ผ่านผิวของคอนเดนเซอร์จึงช่วยลดขนาดรูปร่างของคอนเดนเซอร์ลงได้มากขึ้น

2. การระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้น้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากน้ำยา เพื่อให้น้ายากลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลว และก็เช่นเดียวกันคอนเดนเซอร์ทั้งสองชนิดนี้จะรับความร้อนที่ถูกคายออกจากน้ำยาในสถานะก๊าซเพื่อการกลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลว ทาให้อุณหภูมิของอากาศหรือน้ำที่ใช้เป็นตัวกลางมีอุณหภูมิสูงขึ้น

3. การระบายด้วยน้ำและอากาศ (Water and Air Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดนี้จะใช้ทั้งอากาศและน้ำเป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากน้ำยาเพื่อให้น้ายาในสถานะก๊าซในคอนเดนเซอร์กลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลว โดยการฉีดน้ำเย็นให้เป็นฝอยผ่านลงบนคอนเดนเซอร์ อากาศนี้จะสวนทางกับสเปรย์น้ำตกลงมาผ่านอิลิมิเนเตอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันไม่ให้สเปรย์ติดอกไปกับอากาศ ซึ่งน้ำบางส่วนจะระเหยตัวขณะที่ได้รับความร้อนจากแผงคอนเดนเซอร์ ทาให้สเปรย์น้ำที่ตกกลับลงมาในถังนั้นมีอุณหภูมิลดต่ำลง

2. การจำแนกตามลักษณะโครงสร้าง แบ่งคอนเดนเซอร์ออกเป็น 2 ชนิดคือ

1. คอนเดนเซอร์ชนิดท่อและครีบ (Finned-Tube Condenser) เป็นคอนเดนเซอร์ชนิดใช้อากาศระบายความร้อนทำจากท่อทองแดงรูปตัวยู มีแผ่นอลูมิเนียมบางอัดเป็นครีบช่วยเพิ่มพื้นที่ในการระบายความร้อน

2. คอนเดนเซอร์ชนิดเปลือกและท่อ (Shell and Tube Condenser) เป็นคอนเดนเซอร์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้า ประกอบด้วยเปลือกนอกและท่อเล็กสอดอยู่ภายใน 

เครื่องระเหย (Evaporator )

เครื่องระเหย เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของระบบทำความเย็นทำหน้าที่ดูดปรับปริมาณความร้อนจากในบริเวณหรือในเนื้อที่ที่ต้องการทำความเย็น ขณะที่สารทำความเย็นภายในระบบนี้เดือดจะเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซก็จะดูดรับปริมาณความร้อนผ่านผิวท่อทางเดินสารความเย็นเข้าไปยังสารความเย็นในระบบ ทำให้อุณหภูมิโดยรอบคอยล์เย็นลดลง เครื่องระเหย โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะคือ

1.       เครื่องระเหยชนิดท่อและครีบ (Finned-Tube Evaporator) มีโครงสร้างและหลักการทางานเหมือนกันกับคอนเดนเซอร์ คือมีท่อและครีบอะลูมิเนียมบางเป็นโครงสร้างหลักทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) แต่ทำงานในลักษณะตรงข้ามกัน คือคอนเดนเซอร์ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับอากาศ แต่เครื่องระเหยดูดความร้อนจากอากาศที่ผ่าน

2.       เครื่องระเหยชนิดเปลือกและท่อ (Shell and Tube Evaporator) มีโครงสร้างและหลักการทำงานเหมือนกับที่ใช้เป็นคอนเดนเซอร์ นิยมใช้กับระบบปรับอากาศแบบใช้น้ำเย็น โดยเรียกเครื่องระเหย ชนิดนี้ว่า ชิลเลอร์ (Chiller) ซึ่งมีทั้งที่เป็นชิลเลอร์แบบแห้งและแบบเปียก

อุปกรณ์ลดแรงดัน (Expansion Valve )

อุปกรณ์ลดแรงดัน เป็นอุปกรณ์ลิ้นควบคุมอัตราการไหลของสารทำความเย็นที่ไหลไปยังเครื่องระเหย มาก หรือ น้อย ตามต้องการซึ่งจะควบคุมโดยการรับสัญญาณอุณหภูมิที่ท่อทางออกของเครื่องระเหย

                1.   แบบทำงานโดยใช้ความดันภายในเครื่องระเหย (Internal Equalizing)

2.       แบบทำงานโดยใช้ความดันภายนอกเครื่องระเหย (External Equalizing)

Vibration Absorber

ข้ออ่อนกันสะเทือน  ถูกออกแบบสำหรับใช้ในระบบ Air Conditioning and Refrigeration ในท่อด้านส่งและด้านดูด เพื่อช่วยลดการสั่นของคอมเพรสเซอร์ที่ส่งไปยังระบบท่อน้ำยา โครงสร้างถูกสร้างจากท่อที่มีความหนาลักษณะเป็นลอน เพื่อเพิ่มความยึดหยุ่น และซึมซับแรงสั่นสะเทือน ทั้งฝังหุ้มด้วยโลหะใยเหนียวถักเป็นลอน เพื่อความแข็งแรงอย่างสูงสุด โดยที่ท่อ Absorber นี้จะถูกเชื่อมกับ Female Copper Tube ด้วยโลหะอัลลอยด์อุณหภูมิสูง

 

ถังแยกไอสารทำความเย็น ( Suction Line Accumulator)

 

ในระบบทำความเย็นนั้นไอของสารทำความเย็นที่ถูกทำให้ระเหยที่บริเวณเครื่องระเหยก่อนกลับเข้าสู่คอมเพรสเซอร์นั้นอาจมีสารทำความเย็นเหลวปะปนอยู่ เพื่อเป็นการรักษาให้คอมเพรสเซอร์ทำงานได้อย่างปกตินั้นจำเป็นต้องมีถังแยกไอสารทำความเย็นไว้คอยดักจับสารทำความเย็นเหลวที่ปะปนมาไม่ให้ไหลเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ ด้วยหลักการดีไซน์แบบใช้ท่อตัวยูในถังแยกไอสารทำความเย็นจึงช่วยทำให้คอมเพรสเซอร์ไม่เกิดความเสียหายจากการทำงาน

ลักษณะการใช้งาน (Application)

·     แยกไอของสารทำความเย็นออกจากสารทำความเย็นเหลวก่อนเข้าสู่คอมเพรสเซอร์

·     ป้องกันสารทำความเย็นเหลวที่ระเหยไม่หมดจากเครื่องระเหยกลับเข้าสู่คอมเพรสเซอร์

ประโยชน์ของการใช้งาน (Advantage)

      ช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับคอมเพรสเซอร์เนื่องจากมีสารทำความเย็นเหลว ไหลกลับเข้าสู่คอมเพรสเซอร์

ข้อควรระวังในการใช้งาน (Recommendation)

·     ควรติดตั้งถังแยกไอสารทำความเย็นในบริเวณใกล้กับคอมเพรสเซอร์มากที่สุดที่เป็นไปได้และจะต้องวางอยู่ในแนวระดับเดียวกัน

·     การเลือกขนาดความจุของถังแยกไอสารทำความเย็นจะต้องมีขนาดไม่น้อยกว่า 50 % ของสารทำความเย็นทั้งหมดที่อยู่ในระบบ

·     การติดตั้งถังแยกไอสารทำความเย็นจะต้องอยู่ในแนวตั้งเสมอ

·     การติดตั้งท่อทางเข้าถังแยกไอสารทำความเย็นจะต้องมาจากเครื่องระเหย และท่อทางออกจะต้องเชื่อมต่อกับคอมเพรสเซอร์

·     ค่าความดันสูงสุดที่รองรับได้เท่ากับ 45 ปอนด์ / ตารางนิ้ว

ถังแยกน้ำมัน (Oil Separator)

 

ในระบบทำความเย็นนั้นปริมาณของน้ำมันหล่อลื่นจะถูกนำออกมาทางท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์ไปกับไอของสารทำความเย็นเสมอ  การแยกน้ำมันหล่อลื่นออกจากไอของสารทำความเย็นแล้วนำกลับเข้ามาสู่ห้องเครื่องของคอมเพรสเซอร์จึงเป็นการทำให้ระบบทำความเย็นยังคงประสิทธิภาพที่ดีดังเดิม  ถังแยกน้ำมันจึงเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ทำหน้าที่แยกน้ำมันหล่อลื่นแล้วออกจากสารทำความเย็นและนำกลับเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ก่อนที่น้ำมันหล่อลื่นจะไหลเข้าไปในส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบทำความเย็น

ลักษณะการใช้งาน (Application)

·     แยกน้ำมันหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์ออกจากไอน้ำยาบริเวณท่อทางออก

·     พักน้ำมันหล่อลื่นที่แยกออกมาก่อนนำกลับมาเติมเข้าห้องเครื่องของคอมเพรสเซอร์

 ประโยชน์ของการใช้งาน (Advantage)

·     ช่วยลดปริมาณน้ำมันหล่อลื่นที่ไหลไปในระบบทำความเย็น ทำให้คงค่าประสิทธิภาพที่ดีของการทำความเย็น

·     ช่วยลดระยะเวลาในการทำงานของคอมเพรสเซอร์เนื่องจากค่าประสิทธิภาพในการทำความเย็นที่ดี ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการทำความเย็น

ข้อควรระวังในการใช้งาน (Recommendation)

·     ในกรณีของการติดตั้งคอมเพรสเซอร์มากกว่า 1 เครื่องแบบขนานกัน  การเลือกขนาดของถังแยกน้ำมันจะต้องคำนวณจากผลรวมของค่าการทำความเย็นสูงสุด (Maximum Capacity) ของคอมเพรสเซอร์แต่ละเครื่อง

·     ขนาดของท่อเชื่อมต่อ (ทางเข้าและทางออก) ของถังแยกน้ำยาจะต้องมีขนาดเดียวกันหรือใหญ่กว่าท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์

·     ถังแยกน้ำมันจะต้องถูกติดตั้งในแนวตั้ง  ในทิศทางของท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์

·     เพื่อป้องกันการควบแน่นของไอน้ำยาทำความเย็น ไม่ควรติดตั้งถังแยกน้ำมันในทิศทางเดียวกับพัดลม

·     ค่าความดันสูงสุดที่รองรับได้เท่ากับ 45 ปอนด์ / ตารางนิ้ว

ถังรับสารทำความเย็นเหลว ( Liquid Receiver)

 

ในระบบทำความเย็นนั้นปริมาณของสารทำความเย็นเหลวที่ถูกส่งเข้าสู่เครื่องระเหยนั้นมีปริมาณไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับปริมาณของภาระโหลดความร้อนในห้องทำความเย็น ถังรับสารทำความเย็นเหลวที่ถูกควบแน่นจากเครื่องควบแน่นจึงมีหน้าที่สำคัญในการพักสารทำความเย็นเหลวก่อนถูกส่งไปยังเครื่องระเหยผ่านวาล์วลดความดัน อีกทั้งยังสามารถแยกสถานะสารทำความเย็นเหลวและไอสารทำความเย็นที่ควบแน่นไม่หมดจากเครื่องควบแน่นเพื่อประสิทธิภาพที่ดีในการทำความเย็นในเครื่องระเหย

ลักษณะการใช้งาน (Application)

·     สะสมสารทำความเย็นเหลวที่ถูกควบแน่นมาจากเครื่องควบแน่น

·      พักสารทำความเย็นเหลวก่อนนำเข้าสู่เครื่องระเหย

ประโยชน์ของการใช้งาน (Advantage)

·     ช่วยเป็นถังพักสารทำความเย็นเหลวก่อนนำเข้าสู่เครื่องระเหย

·     ช่วยแยกสถานะสารทำความเย็นเหลวกับไอสารทำความเย็นที่อาจจะควบแน่นไม่หมดจากเครื่องควบแน่นเพื่อ

ประสิทธิภาพในการทำความเย็นที่ดีของเครื่องระเหย

ข้อควรระวังในการใช้งาน (Recommendation)

·     การติดตั้งถังรับสารทำความเย็นเหลวแบบนอนนั้นจะต้องติดตั้งขนานกับพื้นราบเสมอ

·     การติดตั้งถังรับสารทำความเย็นเหลวแบบตั้งนั้นจะต้องติดตั้งแบบตั้งฉากกับพื้นราบเสมอ

·     ค่าความดันสูงสุดที่รองรับได้เท่ากับ 500 ปอนด์ / ตารางนิ้ว

อุปกรณ์อื่นๆที่ใช้ในระบบทำความเย็น