21
บทที2 ทฤษฎีและหลักการที่เกี่ยวข้อง 2.1 ความหมายของระบบ ชิลเลอร์ Chiller ชิลเลอร์ (Chiller) คือ เครื่องทําความเย็นขนาดใหญ่ที่มีหน้าที่ในการผลิตนํ าเย็นหรือปรับ อุณหภูมินํ า เย็นและส่งไปยังเครื่องปรับอากาศ ที่มีอยู ่ในห้องต่างๆ ของอาคารแต่ละอาคาร หลักการ ทํางานของ ชิลเลอร์ ( Chiller) คือ จะนําสารทําความเย็น (ก๊าซเย็นความดันตํ ่า) โดยอยู ่ในสภาวะไอ อิ่มตัวมาอัดที่ตัว Compressor จากนั ้นสารทําความเย็นจะถูกอัดโดยเครื่องอัด จนมีสภาวะเป็นไอ ร้อน (Superheated Vapor) มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง หลังจากนั ้นสาร ทําความเย็นจะเคลื่อนที่ผ่าน เข้าไปในเครื่องควบแน่น (Condenser)เพื่อถ่ายเทความร้อนออกทําให้สารทําความเย็นเปลี่ยนสถานะ เป็ น ของเหลวอิ ่มตัวที่มี ความดันสูง จากนั ้นของเหลวอิ่มตัวความดันสูงจะเคลื่อนที่ผ่านอุปกรณ์ ขยายตัว (อุปกรณ์ลดแรงดัน) สารทําความเย็น จะมี 2 สถานะ คือ ของเหลวและก๊าซที่มีอุณหภูมิตํ ่าและ ความดันตํ ่า หลังจากนั ้นจะผ่านเข ้าไปในเครื่องระเหย (Evaporator) ทํา ให้สาร ทําความเย็นรับความ ร้อนจากการโหลดนั ้นๆ และกลายสภาพเป็นไออิ่มตัว ซึ ่งวัฏจักรการทําความเย็นจะดําเนินเช่นนี ้ซํ าไป เรื่อยๆ หมุน เวียนเป็นวงจรเช่นนี ้ตลอดเวลา จึงทําให้ ชิลเลอร์ สามารถผลิตนํ าเย็นได้อย่างต่อเนื่อง จึง สามารถส่งนํ าเย็นนี ้ไปจ่ายให้เครื่องปรับอากาศ ที่อยู ่ตามอาคารต่างๆที่ไกลจากเครื่อง ชิลเลอร์ ได้ซึ ่ง เครื่อง ชิลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ส่วนหนึ ่งของระบบปรับอากาศทั ้งหมดที่ใช้พลังงานสูงมาก ถึง 52 % ปัจจุบัน ชิลเลอร์ รุ ่นใหม่ๆ จะถูกออกแบบและพัฒนาให้มีค่ากิโลวัตต์ต่อตันของการทําความเย็นตํ ่า กว่า ชิลเลอร์ ( Chiller) รุ ่นเก่าจึงทําให้ สามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่ารุ ่นเก่า ไม่มีสาร CFC ที่จะทําลายชั ้นบรรยากาศของโลกได ้อีกด้วยในระบบปรับอากาศที่ใช้เครื่องทํานํ าเย็น (Water Chiller) เนื่องจากเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่าง แบบแยกส่วน และแบบ Packaged Unit ต่างก็ มีข้อดี ข้อเสีย และมีข้อจํากัดในการ ติดตั ้งอยู่โดยเฉพาะอย่างยิ ่ง เรื่องระยะห่างระหว่าง Condensing Unit กับ FCU ซึ ่งห ่างไม่ได้มากนักในกรณีของเครื่องปรับอากาศแบบ แยกส่วน,ส่วนเครื่องแบบ หน้าต่าง ก็ดูไม่สวยงาม และเสียงดัง, เครื่องแบบ Packaged Unit ก็ยังมีเสียงดัง และการควบคุมอุณหภูมิ ก็ยังไม่ แน่นอนเนื่องจากการควบคุมอุณหภูมิอาศัยการตัด-ต่อของคอมเพรสเซอร์ ดังนั ้นจึงได ้มีการนํา เครื่องทํานํ าเย็น เมื่อทํานํ าเย็นก่อนแล้ว จึงใช้นํ าเย็นนี ้เป็นตัวกลางในการส่งผ่านความเย็นต่อไปให้กับ FCU หรือ AHU อีกทอดหนึ ่ง โครงสร้างของเครื่องทํานํ าเย็น ก็เหมือนกับเครื่องปรับอากาศทุกชนิด คือ มีวงจรการทําความ เย็น (Refrigeration Cycle) เหมือน เดิมเพียงแต่แทนที่อีวาโปเรเตอร์จะทําความเย็นให้อากาศโดยตรง ก็

2.1 Chiller - Siam University2.1 ความหมายของระบบ ช ลเลอร Chiller ช ลเลอร (Chiller) ค อ เคร องท าความเย

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • บทที ่2

    ทฤษฎแีละหลกัการทีเ่กีย่วข้อง

    2.1 ความหมายของระบบ ชิลเลอร์ Chiller ชิลเลอร์ (Chiller) คือ เคร่ืองทาํความเย็นขนาดใหญ่ท่ีมีหน้าท่ีในการผลิตนํ้ าเย็นหรือปรับ

    อุณหภูมินํ้ า เยน็และส่งไปยงัเคร่ืองปรับอากาศ ท่ีมีอยู่ในห้องต่างๆ ของอาคารแต่ละอาคาร หลกัการ

    ทาํงานของ ชิลเลอร์ (Chiller) คือ จะนําสารทาํความเยน็ (ก๊าซเยน็ความดนัตํ่า) โดยอยู่ในสภาวะไอ

    อ่ิมตัวมาอัดท่ีตัว Compressor จากนั้ นสารทาํความเย็นจะถูกอัดโดยเคร่ืองอัด จนมีสภาวะเป็นไอ

    ร้อน (Superheated Vapor) มีความดนัสูงและอุณหภูมิสูง หลงัจากนั้นสาร ทาํความเยน็จะเคล่ือนท่ีผา่น

    เขา้ไปในเคร่ืองควบแน่น (Condenser)เพื่อถ่ายเทความร้อนออกทาํให้สารทาํความเยน็เปล่ียนสถานะ

    เป็น ของเหลวอ่ิมตวัท่ีมี ความดันสูง จากนั้นของเหลวอ่ิมตัวความดันสูงจะเคล่ือนท่ีผ่านอุปกรณ์

    ขยายตวั (อุปกรณ์ลดแรงดนั) สารทาํความเยน็ จะมี 2 สถานะ คือ ของเหลวและก๊าซท่ีมีอุณหภูมิตํ่าและ

    ความดนัตํ่า หลงัจากนั้นจะผ่านเขา้ไปในเคร่ืองระเหย (Evaporator) ทาํ ให้สาร ทาํความเยน็รับความ

    ร้อนจากการโหลดนั้นๆ และกลายสภาพเป็นไออ่ิมตวั ซ่ึงวฏัจกัรการทาํความเยน็จะดาํเนินเช่นน้ีซํ้ าไป

    เร่ือยๆ หมุน เวียนเป็นวงจรเช่นน้ีตลอดเวลา จึงทาํให้ชิลเลอร์ สามารถผลิตนํ้ าเยน็ไดอ้ยา่งต่อเน่ือง จึง

    สามารถส่งนํ้ าเยน็น้ีไปจ่ายให้เคร่ืองปรับอากาศ ท่ีอยู่ตามอาคารต่างๆท่ีไกลจากเคร่ือง ชิลเลอร์ ไดซ่ึ้ง

    เคร่ือง ชิลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ส่วนหน่ึงของระบบปรับอากาศทั้ งหมดท่ีใช้พลังงานสูงมาก ถึง 52

    % ปัจจุบนั ชิลเลอร์ รุ่นใหม่ๆ จะถูกออกแบบและพฒันาให้มีค่ากิโลวตัตต่์อตนัของการทาํความเยน็ตํ่า

    ก ว่ า ชิ ล เ ล อ ร์ ( Chiller) รุ่ น เ ก่ า จึ ง ทํา ใ ห้ ส า ม า ร ถ ป ร ะ ห ยัด พ ลัง ง า น ไ ด้ ม า ก ก ว่ า รุ่ น เ ก่ า

    ไม่มีสาร CFC ท่ีจะทาํลายชั้นบรรยากาศของโลกไดอี้กดว้ยในระบบปรับอากาศท่ีใชเ้คร่ืองทาํนํ้ าเยน็

    (Water Chiller) เน่ืองจากเคร่ืองปรับอากาศแบบหนา้ต่าง แบบแยกส่วน และแบบ Packaged Unit ต่างก็

    มีขอ้ดี ขอ้เสีย และมีขอ้จาํกดัในการ ติดตั้งอยู่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เร่ืองระยะห่างระหว่าง Condensing

    Unit กบั FCU ซ่ึงห่างไม่ไดม้ากนกัในกรณีของเคร่ืองปรับอากาศแบบ แยกส่วน,ส่วนเคร่ืองแบบ

    หนา้ต่าง กดู็ไม่สวยงาม และเสียงดงั, เคร่ืองแบบ Packaged Unit ก็ยงัมีเสียงดงั และการควบคุมอุณหภูมิ

    ก็ยงัไม่ แน่นอนเน่ืองจากการควบคุมอุณหภูมิอาศยัการตดั-ต่อของคอมเพรสเซอร์ ดงันั้นจึงไดมี้การนาํ

    เคร่ืองทาํนํ้ าเยน็ เม่ือทาํนํ้ าเยน็ก่อนแลว้ จึงใชน้ํ้ าเยน็น้ีเป็นตวักลางในการส่งผา่นความเยน็ต่อไปให้กบั

    FCU หรือ AHU อีกทอดหน่ึง

    โครงสร้างของเคร่ืองทาํนํ้ าเยน็ ก็เหมือนกบัเคร่ืองปรับอากาศทุกชนิด คือ มีวงจรการทาํความ

    เยน็ (Refrigeration Cycle) เหมือน เดิมเพียงแต่แทนท่ีอีวาโปเรเตอร์จะทาํความเยน็ใหอ้ากาศโดยตรง ก็

  • 4

    กลบัไปทาํความเยน็ใหก้บันํ้าก่อน เม่ือนํ้าเยน็แลว้ จึงใชน้ํ้ าเป็นตวักลาง ถ่ายทอดความเยน็ต่อไปสาเหตุท่ี

    ตอ้งใชน้ํ้ าเป็นตวักลางถ่ายทอดความเยน็น้ี เน่ืองจากนํ้ าสามารถสูบจ่ายไปไดไ้กลๆโดยไม่มีปัญหา จะ

    ร่ัว บา้งก็ไม่เป็นไร และการควบคุมปริมาณนํ้ าก็ทาํไดง่้าย ซ่ึงก็จะมีผลทาํให้การควบคุมอุณหภูมิทาํได้

    ง่ายและแม่นยาํข้ึน การท่ีไม่มีคอม เพรสเซอร์อยูก่บั FCU หรือ AHU เหมือนกบัเคร่ือง Packaged Unit ก็

    ทาํใหไ้ม่มีปัญหาเสียงดงัรบกวนจากคอมเพรสเซอร์

    Air Cooled Water Chiller กคื็อเคร่ืองทาํนํ้าเยน็ท่ีอาศยัการระบายความร้อนดว้ยอากาศ ลกัษณะ

    ของงานท่ีใช้เคร่ืองทาํนํ้ าเย็น แบบน้ี จะเป็นลกัษณะของงานท่ีมีความตอ้งการความเย็นไม่มากนัก

    (มกัจะไม่เกิน 500 ตนัความเยน็) ซ่ึงตอ้งการความสะดวกในการติดตั้ง และตอ้งการลดภาระการดูแล

    รักษา หรือจะใชใ้นโครงการท่ีขาดนํ้า หรือไม่มีนํ้ าท่ีมีคุณภาพพอจะมาใชร้ะบายความร้อนของเคร่ืองได ้

    อย่างไร ก็ตามเคร่ืองท่ีระบายความร้อนดว้ยอากาศก็ย่อมท่ีจะกินไฟมากกว่า เคร่ืองท่ีระบายความร้อน

    ดว้ยนํ้า (โดยทัว่ไปเคร่ืองทาํนํ้าเยน็แบบระบาย ความร้อนดว้ยอากาศกินไฟประมาณ 1.4 – 1.6 กิโลวตัต/์

    ตนั)นํ้ าเยน็จากเคร่ืองทาํนํ้าเยน็ จะถูกเคร่ืองสูบนํ้าเยน็ (Chilled Water Pump) จ่าย เขา้สู่ระบบไปยงั FCU

    และ AHU โดยอุณหภูมินํ้าเยน็น้ีจะอยูท่ี่ประมาณ 7 องศาเซลเซียส เม่ือใชง้านผา่น FCU หรือ AHU แลว้

    จะมี อุณหภูมิสูงข้ึนเป็นประมาณ 12 องศาเซลเซียส กจ็ะถูกส่งกลบัมายงัเคร่ืองทาํนํ้าเยน็อีกคร้ังหน่ึง

    ระบบส่งนํ้ าเยน็น้ีอาศยัท่อนํ้ าเยน็ (Chilled Water Pipe) มีทั้งท่อส่งนํ้ าเยน็ (Supply Chilled Water Pipe)

    และท่อนํ้ าเยน็กลบั (Return Chilled Water Pipe) ซ่ึงจะตอ้งหุ้มฉนวน เพื่อป้องกนันํ้ าเกาะท่อ

    (Condensation) เน่ืองจากความเยน็ของท่อ จะทาํให้ความช้ืน ท่ีอยู่ในอากาศมาเกาะเป็นหยดนํ้ าท่ีท่อ

    คอมเพรสเซอร์ท่ีใชม้กัจะเป็นคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ หากมีขนาดใหญ่หน่อยก็อาจจะมีชนิด ท่ีเป็น

    สกรู ส่วนชนิดท่ีเป็นหอยโข่ง จะมีใช้เฉพาะเคร่ืองขนาดใหญ่จริงๆ เท่านั้ นท่ีออกแบบมาใช้แถบ

    ตะวนัออก เราจะไม่เห็นนาํมาใช ้ในประเทศไทย

    Water Cooled Water Chiller ในกรณีท่ีโครงการมีขนาดใหญ่ และมีความตอ้งการความเยน็มาก

    มกัจะนิยมใชเ้คร่ืองทาํนํ้ า เยน็ชนิดน้ี เพราะจะมีเคร่ืองทาํนํ้ าเยน็ท่ีมีประสิทธิภาพสูงให้เลือกใช ้(0.62 –

    0.75 กิโลวตัต/์ตนั) ทาํให้ไดร้ะบบปรับอากาศท่ีกินไฟน้อย กว่าเคร่ืองแบบอ่ืนๆ อย่างไรก็ตามการ

    เลือกใชร้ะบบน้ีจะตอ้งมีหอระบายความร้อน และจะตอ้งมัน่ใจว่ามีนํ้ าเพียงพอ มีคุณภาพเหมาะสม กบั

    การนาํมาเติมท่ีหอระบายความร้อน

    ลกัษณะโครงสร้างของเคร่ืองทาํนํ้าเยน็กย็งัคงเหมือนกบัเคร่ืองแบบ Air-cooled เพียงแต่แทนท่ีจะระบาย

    ความร้อนดว้ยอากาศ กก็ลายเป็นการระบายความร้อนดว้ยนํ้าเท่านั้นเอง

  • 5

    ระบบท่อนํ้าระบายความร้อน หรือท่ีเรียกวา่ Condenser Water จะประกอบดว้ยเคร่ืองสูบนํ้าระบายความ

    ร้อน (Condenser Water Pump) ทาํหนา้ท่ีสูบนํ้ าเพื่อมาระบายความร้อนใหก้บัคอนเดนเซอร์ของเคร่ือง

    ทาํนํ้าเยน็ คอมเพรสเซอร์จะมีทั้งชนิดลูกสูบ สกรู และแบบหอยโข่ง

    รูปท่ี 2.1 ชิลเลอร์ (chiller)

    2.2 หลกัการทาํงานของ Chiller

    หลักการทํางานของชิลเลอร์ คือ จะนําสารทําความเย็นท่ีถูกส่งมาจากคอมเพลสเซอร์

    ( Compressor ) ท่ีมีแรงดนัสูงและผา่น การระบายความร้อนมาจากคอนเดนเซอร์ (condenser ) จนมี

    สถานะเป็นของเหลวและแรงดนัสูง มาลดแรงดนัโดยผ่านอุปกรณ์ลดแรงดนั โดยส่วนมากนิยมใชคื้อ

    เอก็แปนชัน่วาลว์ ( expansion valve ) และยงัมีอุปกรณ์อ่ืนๆ เช่น ออริฟิด วาลว์ ( orifice valve ) โดยใน

    ระหวา่งการลดแรงดนัของสารทาํความเยน็ท่ีถูกส่งมาจากคอมเพลสเซอร์ และผา่นการระบายความร้อน

    ดว้ยคอนเดนเซอร์แลว้นั้น ทาํให้เกิดการเปล่ียนสถานะของสารทาํความเยน็และเกิดความเยน็จากการ

    เปล่ียนสถานะของสารทาํความเยน็ เราจึงนาํความเยน็ท่ีไดจ้ากการเปล่ียนสถานะไปใชง้าน โดยการ

    เปล่ียนสถานะการทาํความเยน็น้ีเกิดข้ึนหลงัลดแรงดนั และอุปกรณ์ทาํความเยน็และถ่ายเทความเยน็ของ

    สารทาํความเยน็ท่ีเปล่ียนสถานะแลว้เราเรียกว่า อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )โดยใชป๊ั้มส่งนํ้ าให้ไหล

    ผา่นชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) เพื่อถ่ายเทความยน็จากชุด อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator )และนาํ

    ความเยน็ท่ีถูกถ่ายเทมากบันํ้าซ่ึงเป็นนํ้าเยน็แลว้ไปใชง้าน ส่วนในระของสารทาํความเยน็นั้น เม่ือถูกลด

  • 6

    แรงดนัและถ่ายเทความเยน็ออกแลว้จะเปล่ียนสถานะจากของเหลวแรงดนัตํ่าเป็นไปแรงดนัตํ่า เน่ืองจาก

    สารทาํความเยน็ไดสู้ญเสียความเยน็ในตวัเองใหก้บัชุดถ่ายเทความเยน็ อีเวปโปเรเตอร์ ( evaporator ) ท่ี

    ถูกนํ้ ามาถ่ายเทความเยน็ออกไปทาํให้สารทาํความเยน็มีอุณหภูมิสูงข้ึนจึงทาํให้เกิดการเปล่ียนสถานะ

    ของสารทาํความเยน็เราเรียกว่าการเกิดsuperheat หรือ ความร้อนยิง่ยวด จนทาํใหส้ารทาํความทาํความ

    เยน็กลายเป็นไอ ( vapor ) และถูกส่งกลบัไปยงัคอมเพลสเซอร์ ( compressor ) เพื่อเพิ่มแรงดนักลบัมา

    เป็นวฏัจกัรอีกคร้ังหน่ึงโดยเราจะอธิบายวฏัจกัรของสารทาํความเยน็ให้ท่านไดเ้ขา้ใจยิ่งข้ึนหลกัการ

    ทาํงานของ Chiller โดยทัว่ไปเคร่ืองปรับอากาศท่ีใชใ้นอาคารขนาดใหญ่จะเป็นเคร่ืองปรับอากาศแบบ

    รวมศูนยท่ี์เรียกว่า ชิลเลอร์ ซ่ึงแบ่งเป็นระบบระบายความร้อนดว้ยนํ้ าและระบบระบายความร้อนดว้ย

    อากาศ ซ่ึงชิลเลอร์จะอาศยันํ้ าเป็นตวันาํพาความเยน็ไปยงัห้องหรือจุดต่างๆ โดยนํ้ าเยน็จะไหลไปยงั

    เคร่ืองทาํลมเยน็ (Air Handling Unit : AHU หรือ Fan Coil Unit : FCU) ท่ีติดตั้งอยูใ่นบริเวณท่ีจะปรับ

    อากาศ จากนั้นนํ้ าท่ีไหลออกจากเคร่ืองทาํลมเยน็จะถูกป๊ัมเขา้ไปในเคร่ืองทาํนํ้ าเยน็ขนาดใหญ่ ท่ีติดตั้ง

    อยูใ่นหอ้งเคร่ืองและไหลเวียนกลบัไปยงัเคร่ืองทาํลมเยน็อยูเ่ช่นน้ี สาํหรับเคร่ืองทาํนํ้าเยน็น้ีจะตอ้งมีการ

    นาํความร้อนจากระบบออกมาระบายท้ิงท่ีภายนอกอาคารดว้ย ซ่ึงระบบทาํความเยน็แบบรวมศูนยส่์วน

    ใหญ่ท่ีใชมี้ขนาดประมาณ 100 ถึง 1,000 ตนั เป็นระบบท่ีใชเ้พื่อตอ้งการทาํความเยน็อยา่งรวดเร็ว การ

    ทาํความเย็นอาศัยคุณสมบัติดูดซับความร้อนของสารทาํความเย็นหรือนํ้ ายาทาํความเย็น (Liquid

    Refrigerant) มีหลกัการทาํงาน คือ ปล่อยสารทาํความเยน็ท่ีเป็นของเหลวจากถงับรรจุไปตามท่อ เม่ือ

    สารเหลวเหล่าน้ีไหลผา่นเอก็ซ์แพนชัน่วาลว์ (Expansion Valve) จะถูกทาํใหมี้ความดนัสูงข้ึน ความดนั

    จะตํ่าลงเม่ือรับความร้อนและระเหยเป็นไอ (Evaporate) ท่ีทาํใหเ้กิดความเยน็ข้ึนภายในพื้นท่ีปรับอากาศ

    หลกัการทาํงานของระบบปรับอากาศแต่ละประเภทจะแตกต่างกนัตามลกัษณะการออกแบบ การติดตั้ง

    และใชง้าน แต่ระบบโดยส่วนใหญ่ จะใชว้ฏัจกัรการทาํความเยน็แบบวงจรอดัไอโดยมีสารทาํ ความเยน็

    เช่น R22 หรือ R134a และอ่ืนๆ เป็นสารท่ีทาํหนา้ท่ีดูดและคายความร้อนจากสารตวักลางอนั ไดแ้ก่

    อากาศหรือนํ้ าาให้ได้อุณหภูมิตามตอ้งการ เม่ือสารตวักลางได้รับความเยน็จะถูกส่งไปยงัอุปกรณ์

    แลกเปล่ียนความร้อน (ในกรณีท่ีสารตวักลางเป็นนํ้า) หรืออากาศเยน็ไปยงัพื้นท่ีปรับอากาศโดยตรง (ใน

    กรณีท่ีสารตวักลางเป็นอากาศ) ส่วนความร้อนท่ีเกิดข้ึนจะถูกส่งไประบายออกท่ีชุดระบายความร้อนซ่ึง

    อาจจะเป็นการระบายความร้อนดว้ยอากาศหรือระบายความร้อนดว้ยนํ้ าาข้ึนอยูก่บัระบบท่ีเลือกใชง้าน

    สาํหรับส่วนประกอบของวฏัจกัรการทาํความเยน็นั้นมีส่วนประกอบดงัน้ี

  • 7

    2.2.1 ระบบทาํความเยน็แบบอดัไอ (Vapor Compression System)

    ระบบทาํความเยน็และ ปรับอากาศท่ีใชใ้นปัจจุบนัอาศยัการทาํงานแบบอดัไอนํ้ ายาทาํ

    ความเยน็ดว้ยคอมเพรสเซอร์เพื่อนาํนํ้ ายาท่ีทาํความเยน็แลว้กลบัมาใชอี้ก นํ้ ายาทาํความเยน็จะไหลเวียน

    ภายในระบบปิดอยูต่ลอดเวลา ในระบบทาํความเยน็แบบอดัไอ ประกอบไปดว้ยอุปกรณ์หลกั คือ คอยล์

    เยน็ คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และอุปกรณ์ควบคุมการไหล ซ่ึงอุปกรณ์แต่ละส่วนมีหนา้ท่ีดงัน้ี

    คอยลเ์ยน็ (Evaporator) ทา หนา้ท่ีดูดความร้อนจากพื้นท่ี หรือวตัถุท่ีตอ้งการทาํความ เยน็ ไปใช้

    ในการเดือดกลายเป็นไอของนํ้ายา

    คอมเพรสเซอร์ (Compressor) ทาํหนา้ท่ี ดูดนํ้ายาใหไ้หลเวียนภายในระบบพร้อมกบัอดัไอนํ้ายา

    ท่ีมีความดนัตํ่า ใหเ้ป็นไอนํ้ายาท่ีมีความดนัสูงและอุณหภูมิสูง

    คอนเดนเซอร์ (Condenser) ทาํหน้าท่ีระบายความร้อนให้กบัไอนํ้ ายาท่ีมี อุณหภูมิสูง ออกสู่

    อากาศภายนอกระบบ เม่ือไอนํ้ายาไดรั้บการระบายความร้อนจะเกิดการควบแน่นเป็นนํ้ายาเหลว

    อุปกรณ์ควบคุมการไหล (Expansion Valve) ทาํหน้าท่ีควบคุมการไหลของนํ้ ายาท่ีไหลเขา้

    คอยลเ์ยน็

    รูปท่ี 2.2 อุปกรณ์หลกัในระบบทาํความเยน็

    2.2.2 วัฎจักรของการทําความเย็น (Refrigeration Cycle) ในระบบทาํความเยน็แบบอดัไอ

    นํ้ ายาทาํความเยน็จะไหลเวียนผ่านส่วนต่าง ๆ ของระบบอยู่ตลอดเวลา ในแต่ละรอบนํ้ ายาจะตอ้งผ่าน

    กระบวนการต่อไปน้ี คือ

  • 8

    การขยายตวั (Expansion) เกิดท่ีอุปกรณ์ควบคุมการไหล

    การกลายเป็นไอ (Vaporization) เกิดท่ีคอยลเ์ยน็

    การอดัไอ (Compression) เกิดท่ีคอมเพรสเซอร์

    การควบแน่น (Condensation) เกิดท่ีคอนเดนเซอร์

    2.2.3 การทาํงานของระบบทาํความเยน็

    ระบบทาํความเยน็จะทาํความเยน็ได ้นํ้ ายาภายในระบบจะตอ้งไหลเวียนอุปกรณ์ท่ีทาํให้ นํ้ ายา

    ไหลเวียนในระบบคือ คอมเพรสเซอร์ซ่ึงเปรียบเสมือนเคร่ืองสูบท่ีสูบนํ้ ายาให้ไหลเวียนอยู่ ตลอดท่ี

    ระบบทาํงาน

    นํ้ายาท่ีไหลเขา้อุปกรณ์ควบคุมการไหล จะอยูใ่นสถานะของเหลวท่ีมีความดนัสูง อุณหภูมิสูง

    อุปกรณ์ควบคุมการไหลจะลดความดนัของนํ้ ายาลง ทาํให้จุดเดือดของนํ้ ายาลดตํ่าลง นํ้ ายาท่ีออกจาก

    อุปกรณ์ควบคุมการไหล จะไหลเขา้คอยลเ์ยน็เป็นละอองนํ้ ายา โดยนํ้ ายาจะมีจุดเดือดตํ่ากว่าอุณหภูมิ

    ของวตัถุท่ีแช่อยูใ่นหอ้งทาํความเยน็ ทาํให้เกิดการถ่ายเทความ ร้อนจากวตัถุท่ีแช่ไปให้นํ้ ายา ๆ เกิดการ

    เดือดกลายเป็นไอโดยท่ีอุณหภูมิและความดนัของนา้ ยาคงท่ี ความร้อนท่ีใชใ้นการเดือดกลายเป็นไอคือ

    ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ

    นํ้ ายาท่ีออกจากคอยลเ์ยน็จะอยู่ในสถานะไอท่ีความดนัตํ่า อุณหภูมิตํ่าจะถูกส่งผา่นทางท่อดูด

    เขา้คอมเพรสเซอร์ขณะท่ีผา่นท่อดูดไอของนํ้ ายาจะไดรั้บความร้อนจากอากาศ รอบ ๆ ทา ใหไ้อนํ้ ายามี

    อุณหภูมิสูงข้ึนแต่ความดนัยงัคงท่ี ความร้อนช่วงน้ีคือความร้อนยิง่ยวด

    นา้ยาท่ีเขา้คอมเพรสเซอร์จะอยูใ่นสถานะไอท่ีความดนัตํ่า อุณหภูมิตํ่า จากนั้น คอมเพรสเซอร์

    จะอดัไอนํ้ ายาให้มีปริมาตรลดลง ทาํให้ความดันและอุณหภูมิสูงข้ึนโดยอุณหภูมิของ ไอจะสูงกว่า

    อุณหภูมิไออ่ิมตวั

    ไอนํ้าท่ีออกจากคอมเพรสเซอร์จะมีอุณหภูมิสูงกวา่อากาศรอบๆทาํใหเ้กิดการระบาย ความร้อน

    ใหก้บัอากาศขณะถูกส่งผา่นท่อจ่ายไปยงัคอนเดนเซอร์ทาํใหอุ้ณหภูมิของไอนํ้ ายาลดลง เท่ากบัอุณหภูมิ

    ไอนํ้าอ่ิมตวัแต่ยงัคงสูงกวา่อุณหภูมิของอากาศรอบคอนเดนเซอร์

    ไอนํ้าท่ีเขา้คอนเดนเซอร์จะมีความดนัสูงอุณหภูมิเท่ากบัอุณหภูมิอ่ิมตวัแต่สูงกวา่ อุณหภูมิของ

    อากาศรอบ ๆ คอนเดนเซอร์ทาํใหเ้กิดการถ่ายเทความร้อน จากไอนํ้าใหก้บัอากาศ รอบ ๆ คอนเดนเซอร์

    ผา่นพื้นผวิคอนเดนเซอร์ ไอนํ้าเกิดการควบแน่นเป็นของเหลว โดยท่ีความดนัและอุณหภูมิยงัคงท่ี ความ

    ร้อนท่ีถ่ายเทใหก้บัอากาศคือ ความร้อนแฝงของการควบแน่น

  • 9

    นํ้ายาท่ีออกจากคอนเดนเซอร์ จะอยูใ่นสถานะของเหลวอุณหภูมิสูง, ความดนัสูงจะ ไหลเขา้ถงั

    รับนํ้ายา ภายในถงัรับนํ้ ายาจะประกอบดว้ยนํ้ ายาท่ีอยูใ่นสถานะของเหลวกบันํ้ ายาท่ีอยูใ่น สถานะไอซ่ึง

    ยงัไม่ควบแน่นลอยอยูด่า้นบน

    นํ้ ายาเหลวจะถูกปล่อยออกจากถงัรับนํ้ ายาส่งผ่านทางท่อของเหลวเขา้อุปกรณ์ ควบคุมการ

    ไหล ระหวา่งทางนํ้ ายาซ่ึงเป็นของเหลวอ่ิมตวัจะมีอุณหภูมิอ่ิมตวัสูงกว่าอากาศรอบ ๆ ท่อ ทาํใหเ้กิดการ

    ถ่ายเทความร้อนจากนํ้ ายาไปยงัอากาศทาํให้อุณหภูมิของนํ้ ายาลดลงตํ่ากว่าอุณหภูมิ อ่ิมตัว ซ่ึง

    กระบวนการน้ีคือการซับคูลล์ และเรียกของเหลวท่ีมีอุณหภูมิตํ่า กว่าอุณหภูมิอ่ิมตวัว่า ของเหลวซับ

    คูลล ์ ต่อจากน้ีการไหลเวียนของนํ้ า ยาทาํความเยน็ก็จะเร่ิมรอบใหม่ซ่ึงจะ ผ่านกระบวนการขยายตวั

    กระบวนการเดือดเป็นไอ กระบวนการอดัไอและกระบวนการควบแน่น กลบัเป็นของเหลวตามเดิมโดย

    จะหมุนเวียนไปเร่ือย ๆ ตลอดเวลาของการทาํงาน

    2.2.4 ระบบทาํความเยน็แบบอดัไอ (Vapor Compression System) แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

    (1) ระบบอดันํ้ายาชั้นเดียว (Single Stage)

    ระบบอดันํ้ ายาชั้นเดียว (Single Stage) เหมาะสาํหรับหอ้งอุณหภูมิ ตั้งแต่ -25 C ข้ึนไป หรือใช้

    ทาํนํ้ าเยน็ คอมเพรสเซอร์ท่ีใช ้เช่น Bitzer รุ่น4G.2, 6G.2, 6F.2 เป็นตน้

    รูปท่ี 2.3 ระบบอดันํ้ายาชั้นเดียว (Single Stage)

  • 10

    หลกัการทาํงาน

    เม่ือคอมเพรสเซอร์ทาํงาน จะดูดไอนํ้ ายามาทางท่อทางดูดจากคอยลเ์ยน็ และอดัไอ

    นํ้ายาออกทางท่อส่งผา่นหมอ้ดกันํ้ ามนั (Oil Separator) เขา้สู่คอนเดนเซอร์ หมอ้ดกันํ้ ามนั จะแยกนํ้ ามนั

    ออกจากไอนํ้ายา แลว้ส่งนํ้ามนักลบัเขา้คอมเพรสเซอร์ เพื่อใชห้ล่อล่ืนในคอมเพรสเซอร์ ส่วนของนํ้ ามนั

    ท่ีดักไว้ไม่หมดจะไปกับนํ้ ายา และค้างตามท่อ นํ้ ายาจะเป็นตัวพานํ้ ามันส่วนน้ีไหลกลับคืนเข้า

    คอมเพรสเซอร์ต่อไป

    ไอนํ้ายาร้อนจะถูกอดัเขา้คอนเดนเซอร์ และถูกนํ้าทะเลระบายความร้อนออก จนกลายเป็นนํ้ายา

    เหลว และไหลผา่นไสก้รองเพือ่ดูดความช้ืนและกรองส่ิงสกปรกออกจากนํ้ายาและนํ้ามนัเคร่ือง นํ้ ายาจะ

    ถูกดนัไปท่ีวาลว์เอก็แปนชัน่ (Expansion Valve) ซ่ึงจะมีรูเลก็ๆ ท่ีปรับขนาดได ้คอยปล่อยใหน้ํ้ ายาผา่น

    เขา้ไประเหยในคอยลเ์ยน็ (Evaporator) ในปริมาณท่ีพอเหมาะท่ีจะระเหยไดห้มดพอดี ก่อนท่ีจะถูกดูด

    ผา่น Accumulator แลว้ดูดเขา้คอมเพรสเซอร์ แลว้อดัออกต่อไป

    ( 2) ระบบอดันํ้ ายา 2 ชั้น (Two Stage) เหมาะสาํหรับใชง้านหอ้งท่ีเยน็จดั (ฟรีส)

    อุณหภูมิตั้งแต่ -25 C ลงไป คอมเพรสเซอร์ท่ีใช ้เช่น Bitzer รุ่นS6G.2, S6F.2 เป็นตน้

    รูปท่ี 2.4 ระบบอดันํ้ายา 2 ชั้น (Two Stage)

  • 11

    หลกัการทาํงาน

    ทาํงานเช่นเดียวกบัระบบอดันํ้ ายาชั้นเดียว (Single Stage)แต่เน่ืองจากคอมเพรสเซอร์เร่ิมอดั

    นํ้ายาตั้งแต่ความดนัตํ่า ทาํใหก้ารอดัเพียงคร้ังเดียวไดค้วามดนัไม่ถึง ทาํใหน้ํ้ ายาไม่ร้อน และไม่มีแรงดนั

    พอท่ีจะทาํให้ไอร้อนนํ้ ายากลัน่ตวักลบัมาเป็นของเหลว มาใชง้านใหม่ไดอี้กคร้ัง จึงตอ้งมีการอดันํ้ ายา

    คร้ังท่ี 2 (Stage 2nd) เพื่อท่ีจะใหน้ํ้ ายาเหลวกลัน่ตวักลบัมาใชใ้หม่ท่ีคอนเดนเซอร์ แต่เน่ืองจากความดนั

    เร่ิมตน้ของการอดัคร้ังท่ีสองอาจสูงเกินไป และร้อนเกินไป จะเป็นอนัตรายต่อคอมเพรสเซอร์ จึง

    จาํเป็นตอ้งมี Expansion Valve ฉีดนํ้ายาเขา้มาผสมกบัไอนํ้ายาท่ีอดัจาก Stage 1st เพื่อไม่ใหไ้อนํ้ายาก่อน

    อดั Stage 2nd ร้อนจดัหรือแห้งเกินไป ขณะเดียวกนัเพื่อป้องกนัไม่ให้นํ้ ายาเหลวท่ีฉีดเขา้มา มีสภาพ

    ของเหลวปนอยู่ จึงใช ้Plate Heat Exchanger เป็นตวัแลกเปล่ียนความร้อนกบันํ้ ายาเหลวท่ีจะจ่าย

    ให ้Expansion Valve ท่ีคอยลเ์ยน็ ทาํให้นํ้ ายาท่ีจ่ายไปคอยลเ์ยน็มีอุณหภูมิลดลง (Sub Cool) ทาํให้ทาํ

    ความเยน็ไดม้ากข้ึนดว้ย

  • 12

    2.3 อุปกรณ์ทีใ่ช้ในระบบทาํความเยน็

    2.3.1 คอมเพรสเซอร์ ( Compressors )

    คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ท่ีสําคญัท่ีสุดของระบบการทาํควาเยน็ ทาหน้าท่ีเพิ่มความดนัของสารทา

    ความเยน็ท่ีอยูใ่นสถานะท่ีเป็นก๊าซ โดยคอมเพรสเซอร์จะดูดสารทาความเยน็ท่ีเป็นก๊าซความดนัตํ่าและ

    อุณหภูมิต่างจากอิแวบโพเรเตอร์ท่ีผา่นเขา้มาทางท่อซกัชัน่เขา้ยงัทางดูดของคอมเพรสเซอร์และอดัก๊าซ

    น้ีใหมี้ความดนัและอุณหภูมิท่ีสูงข้ึน ส่งเขา้ไปยงัคอนเดนเซอร์โดยผา่นเขา้ทางท่อบรรจุ เพื่อส่งไปกลัน่

    ตวัเป็นของเหลวในคอนเดนเซอร์ดว้ยการระบายความร้อนออกจากสารความเยน็อีกทีหน่ึง จะเห็นไดว้่า

    คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ท่ีแบ่งความดนัระบบระหว่างดา้นความดนัสูงและความดนัตํ่า สารทาความ

    เยน็จะถูกดูดเขา้มาในคอมเพรสเซอร์จะมีสถานะเป็นก๊าซความดนัตํ่า และสารความเยน็ท่ีอดัออกส่งออก

    จากคอมเพ รสเซอร์จะ มีสถาน ะเ ป็น ก๊าซ ท่ี มีความดันสูงคอมเ พรสเ ซอร์สามารถจําแ น ก

    ออกเป็น 2 ลกัษณะ คือ

    (1.1) คอมเพรสเซอร์แบบกึ่งปิด (Semi- Hermetic Compressor) คือแบบท่ีตวั

    คอมเพรสเซอร์และตวัขบัจะถูกประกอบอยูใ่นโครงสร้างเดียวกนั โดยใชส้ลกัเกลียว (Bolts) เป็นตวัยึด

    ดงันั้นเม่ือเกิดการเสียหาย สามารถถอดออกมาตรวจซ่อมไดโ้ดยโครงสร้างไม่เสียหาย และเน่ืองจากไม่

    มีการต่อแกนเพลาออกมาภายนอกจึงไม่ตอ้งมีอุปกรณ์ป้องกนัการร่ัวท่ีเพลา ทาํให้ปัญหาการร่ัวของ

    นํ้ายา หรือนํ้ามนัหล่อล่ืนท่ีคอเพลา หมดไป

    รูปท่ี 2.5 คอมเพรสเซอร์แบบก่ึงปิด (Semi- Hermetic Compressor)

  • 13

    (1.2) คอมเพรสเซอร์แบบหุ้มปิด (Hermetic Compressor) คือแบบท่ีตวัคอมเพรสเซอร์และ

    ตวัขบัจะถูกประกอบอยูใ่นโครงสร้างเดียวกนั และถูกเช่ือมปิดสนิท ซ่ึงมีขอ้ดีคือการป้องกนัการร่ัวไดดี้

    มีขนาดเลก็ ทาํงานไดเ้งียบ มีการสัน่สะเทือนนอ้ย จึงนิยมใชก้บัเคร่ืองทาํความเยน็ท่ีบา้น แต่มีขอ้เสียคือ

    ไม่สามารถแยกตวัขบัและคอมเพรสเซอร์ส่วนท่ีเสียออกมาซ่อมได ้โดยเฉพาะการถอดออกเพื่อตรวจ

    ซ่อมยากเพราะถูกประกอบไวโ้ดยวิธีการเช่ือม

    รูปท่ี 2.6 คอมเพรสเซอร์แบบหุม้ปิด (Hermetic Compressor)

    (2) จําแนกตามวธีิการอดั การจาํแนกคอมเพรสเซอร์ตามวิธีการอดัน้ีแบ่งออกไดเ้ป็นการอดัเชิง

    ปริมาตร เช่นแบบลูกสูบ แบบโรตาร่ี แบบก้นหอย แบบเกลียว แบบการอดัแบบใช้แรงเหวี่ยงหนี

    ศูนยก์ลาง แบบอดัคร้ังเดียวและแบบอดัหลายคร้ังดงัมีรายละเอียด

    (2.1) คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (Reciprocating Type) อาศยัการทาํงานของเพลาขอ้เหวี่ยง

    (Crank Shaft) ขบัลูกสูบใหเ้กิดการดูดอดั มีใชก้บัเคร่ืองทาํความเยน็ขนาดเลก็ตํ่ากว่า 1 แรงมา้ จนถึงมี

    ขนาดใหญ่มากกวา่ 100 แรงมา้ เป็นแบบท่ีนิยมใชม้ากท่ีสุดในปัจจุบนั

    รูปท่ี 2.7 คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (Reciprocating Type)

  • 14

    (2.2) คอมเพรสเซอร์แบบสกรู (Screw Type) ทาํงานโดยอาศยัสกรู 2 ตวั คือสกรูตวัเมีย

    (Female Rotor) และสกรูตวัผู ้(Male Rotor) โดยสกรูตวัเมียจะอาศยัช่องเกลียวเป็นช่องเก็บนํ้ ายา ส่วน

    สกรูตวัผูจ้ะใชส้ันเกลียวรีดนํ้ ายาออกตามแกนของสกรูทั้งสอง และเน่ืองจากตอ้งใชน้ํ้ ามนัหล่อล่ืนทาํ

    หนา้ท่ีป้องกนัการร่ัวระหว่างช่องว่างของเกลียวทั้งสองขณะทาํงานจึงมีนํ้ ามนัหล่อล่ืนไหลไปกบันํ้ ายา

    จาํนวนมาก ท่ีทางออกของคอมเพรสเซอร์แบบสกรูจึงตอ้งติดอุปกรณ์แยกนํ้ามนั (Oil Separator) ไวด้ว้ย

    เสมอ

    รูปท่ี 2.8 คอมเพรสเซอร์แบบสกรู (Screw Type)

    (2.3) คอมเพรสเซอร์แบบก้นหอยหรือแบบสโครล์ (Scroll Type) เป็นคอมเพรสเซอร์แบบ

    ใหม่ล่าสุดท่ีออกแบบมาใชง้านในระบบทาํความเยน็แบบอดัไอ การทาํงานจะประกอบไปดว้ยช้ินส่วน

    สําคญั 2 ส่วน คือส่วนท่ีมีลกัษณะเป็นกน้หอยอยู่กบัท่ีและส่วนท่ีเคล่ือนท่ี ซ่ึงจะเคล่ือนท่ีในลกัษณะ

    เยื้องศูนย ์โดยไม่มีการเคล่ือนท่ีในลกัษณะหมุนรอบแกน (Not Rotate) โดยความดนัจะเพิ่มจากภายนอก

    และถูกอดัมากสุดเม่ืออยู่ท่ีแกนกลาง ลกัษณะเคล่ืนไหวเทียบไดก้บัพายุทอร์นาโด (Tornado) ปัจจุบนั

    นํามาใช้กับระบบปรับอากาศท่ีใช้ในท่ีพกัอาศยั ในสํานักงาน รวมทั้ งระบบปรับอากาศในรถยนต ์

    เน่ืองจากการทาํงานมีการเคล่ือนไหวนอ้ย ไม่ตอ้งใชล้ิ้นทางดูด ทางส่ง จึงทาํงานไดเ้รียบและเงียบกวา่

  • 15

    รูปท่ี 2.9 คอมเพรสเซอร์แบบกน้หอยหรือแบบสโครล ์(Scroll Type)

    (2.4)คอมเพชรเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifugal) ใชไดดี้กบัระบบเคร่ืองปรับอากาส

    และเคร่ืองทาํความเยน็ขนาดใหญ่โดยส่วนมากพบว่ามีการใช่ตั้ง50ตนัข้ึนไปคอมเพชรเซอร์แบบแรง

    เหวี่ยงหนีศูนยมี์โครงสร้างเป็นแบบใบฟัดและมีการดูดอดันํ้ายาแอร์ในสถานท่ีเป็นแก๊สใหมี้ความดนัสูง

    โดยไม่ตอ้งใช่ประกอบแบบคอมเพชรเซอร์อ่ืนๆแต่นํ้ ายาแอร์ในสถานะแก๊สซ่ึงมีความดนัตํ่าจะถูกดูด

    เขา้มาใกลก้บัแกนกลางของคอมเพชรเซอร์และถูกเหวีย่งตวัดว้ยบดัพดัทาํใหเ้กิดแรงเหวี่ยงหนีศูนยก์ลาง

    นํ้ ายาแอร์จึงเกิดการอดัตวัโดยอาศยัแรงเหวี่ยงหนีศูนยก์ลาง ความแตกต่างของแรงดนัของนํ้ ายาแอร์ท่ี

    ถูกดูดเขา้มา และถูกอดั ออกไป จะมีไม่มากหนกั ดงันั้นเพื่อใหแ้รงดนัท่ีสูงข้ึนจึงตอ้งทาํการต่อกบัแก๊ส

    ท่ีถูกเหวี่ยงอดัตวัแลว้ เขา้ไปเหวี่ยงอดัตวัในช่วงต่อไป การทาํงานของคอมเพชรเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนี

    ศูนยไ์ม่ตอ้งอาศยั ลูกสูบ วาวล ์และกระบอกสูบ แต่เป็นการเพิ่มความดนัของของนํ้ ายาแอร์โดนใช่แรง

    เหวี่ยง การทาํงานจึงตอ้งอาศยัความเร็วรอบในการเหวี่ยงท่ีสูง เพื่อใหไ้ดค้วามดนัท่ีสูง

  • 16

    2.3.2 คอนเดนเซอร์ (Condenser )

    คอนเดนเซอร์ หรืออุปกรณ์ควบแน่นเป็นอุปกรณ์ท่ีสาํคญัอีกอย่างหน่ึงของระบบทาํความเยน็

    ทําหน้าท่ีระบายความร้อนในสถานะก๊าซท่ีมีความดันสูงและอุณหภูมิสูงท่ีถูกอัดตัวส่งมาจาก

    คอมเพรสเซอร์เพื่อให้กลัน่ตวัเป็นนํ้ าเหลวในคอนเดนเซอร์ดว้ยการระเหยความร้อนออกแต่ยงัคงมี

    ความดนัและอุณหภูมิสูงอยูเ่ช่นเดิมคอนเดนเซอร์แบ่งออกไดเ้ป็น 2 ลกัษณะคือ

    (1) การจาํแนกตามวธีิระบายความร้อน แบ่งคอนเดนเซอร์ออกเป็น 3 ชนิดคือ

    (1.1) การระบายความร้อนดว้ยอากาศ (Air Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดน้ีจะใช้

    อากาศเป็นตวักลางในการระบายความร้อนออกจากนํ้ ายาเพื่อให้นํ้ ายาในสถานะก๊าซกลัน่ตัวเป็น

    ของเหลว ตามปกติแลว้คอนเดนเซอร์ชนิดน้ีมกัจะทาํดว้ยท่อทองแดงหรือท่อเหล็กมีครีบเป็นตวัช่วย

    เพิ่มพื้นท่ีผวิในการระบายความร้อนออกจากนํ้ายา ภายในคอนเดนเซอร์แบ่งออกไดเ้ป็น

    - แบบใชอ้ากาศหมุนเวียน อากาศโดยรอบคอนเดนเซอร์จะมีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศปกติจึง

    ลอยตัวสูงข้ึน ส่วนอากาศท่ีเย็นกว่าจะไหลเข้ามาแทนท่ีจึงระบายความร้อนออกจากผิวของ

    คอนเดนเซอร์

    - แบบมีพดัลมช่วย คอนเดนเซอร์ชนิดน้ีจะใชพ้ดัลมหรือโบลเวอร์ช่วยในการเพิ่มปริมาณลมท่ี

    ผา่นผวิของคอนเดนเซอร์จึงช่วยลดขนาดรูปร่างของคอนเดนเซอร์ลงไดม้ากข้ึน

    (1.2) การระบายความร้อนดว้ยนํ้ า (Water Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดน้ีจะใชน้ํ้ า

    เป็นตัวกลางในการระบายความร้อนออกจากนํ้ ายา เพื่อให้น้ายากลั่นตัวเป็นนํ้ ายาเหลว และก็

    เช่นเดียวกนัคอนเดนเซอร์ทั้งสองชนิดน้ีจะรับความร้อนท่ีถูกคายออกจากนํ้ ายาในสถานะก๊าซเพื่อการ

    กลัน่ตวัเป็นนํ้ายาเหลว ทาใหอุ้ณหภูมิของอากาศหรือนํ้าท่ีใชเ้ป็นตวักลางมีอุณหภูมิสูงข้ึน

    (1.3) การระบายดว้ยนํ้าและอากาศ (Water and Air Cooled Condenser) คอนเดนเซอร์ชนิดน้ีจะ

    ใชท้ั้งอากาศและนํ้ าเป็นตวักลางในการระบายความร้อนออกจากนํ้ ายาเพื่อให้น้ายาในสถานะก๊าซใน

    คอนเดนเซอร์กลัน่ตวัเป็นนํ้ ายาเหลว โดยการฉีดนํ้ าเยน็ใหเ้ป็นฝอยผา่นลงบนคอนเดนเซอร์ อากาศน้ีจะ

    สวนทางกบัสเปรยน์ํ้ าตกลงมาผา่นอิลิมิเนเตอร์ ซ่ึงเป็นอุปกรณ์ป้องกนัไม่ให้สเปรยติ์ดอกไปกบัอากาศ

    ซ่ึงนํ้ าบางส่วนจะระเหยตวัขณะท่ีไดรั้บความร้อนจากแผงคอนเดนเซอร์ ทาใหส้เปรยน์ํ้ าท่ีตกกลบัลงมา

    ในถงันั้นมีอุณหภูมิลดตํ่าลง

  • 17

    (2) การจาํแนกตามลกัษณะโครงสร้าง แบ่งคอนเดนเซอร์ออกเป็น 2 ชนิดคือ

    (2.1) คอนเดนเซอร์ชนิดท่อและครีบ (Finned-Tube Condenser) เป็นคอนเดนเซอร์ชนิดใช้

    อากาศระบายความร้อนทาํจากท่อทองแดงรูปตวัย ูมีแผน่อลูมิเนียมบางอดัเป็นครีบช่วยเพิ่มพื้นท่ีในการ

    ระบายความร้อน

    (2.2) คอนเดนเซอร์ชนิดเปลือกและท่อ (Shell and Tube Condenser) เป็นคอนเดนเซอร์ชนิด

    ระบายความร้อนดว้ยนา้ ประกอบดว้ยเปลือกนอกและท่อเลก็สอดอยูภ่ายใน

    2.3.3 เคร่ืองระเหย (Evaporator )

    เคร่ืองระเหย เป็นอุปกรณ์ท่ีสาํคญัอีกอยา่งหน่ึงของระบบทาํความเยน็ทาํหนา้ท่ีดูดปรับปริมาณ

    ความร้อนจากในบริเวณหรือในเน้ือท่ีท่ีตอ้งการทาํความเยน็ ขณะท่ีสารทาํความเยน็ภายในระบบน้ีเดือด

    จะเปล่ียนสถานะเป็นก๊าซก็จะดูดรับปริมาณความร้อนผ่านผิวท่อทางเดินสารความเยน็เขา้ไปยงัสาร

    ความเย็นในระบบ ทําให้ อุณหภูมิโดยรอบคอยล์ เย็นลดลง เค ร่ืองระเหย โดยทั่วไปแบ่ง

    ออกเป็น 2 ลกัษณะคือ

    (1) เคร่ืองระเหยชนิดท่อและครีบ (Finned-Tube Evaporator) มีโครงสร้างและหลกัการทางาน

    เหมือนกนักบัคอนเดนเซอร์ คือมีท่อและครีบอะลูมิเนียมบางเป็นโครงสร้างหลกัทาํหนา้ท่ีเป็นอุปกรณ์

    แลกเปล่ียนความร้อน (Heat Exchanger) แต่ทาํงานในลกัษณะตรงขา้มกนั คือคอนเดนเซอร์ทาํหนา้ท่ี

    ระบายความร้อนใหก้บัอากาศ แต่เคร่ืองระเหยดูดความร้อนจากอากาศท่ีผา่น

    (2) เคร่ืองระเหยชนิดเปลือกและท่อ (Shell and Tube Evaporator) มีโครงสร้างและหลกัการ

    ทาํงานเหมือนกบัท่ีใชเ้ป็นคอนเดนเซอร์ นิยมใชก้บัระบบปรับอากาศแบบใชน้ํ้ าเยน็ โดยเรียกเคร่ือง

    ระเหย ชนิดน้ีวา่ ชิลเลอร์ (Chiller) ซ่ึงมีทั้งท่ีเป็นชิลเลอร์แบบแหง้และแบบเปียก

    รูปท่ี 2.10 เคร่ืองระเหย (Evaporator )

  • 18

    2.3.4 อุปกรณ์ลดแรงดัน (Expansion Valve )

    อุปกรณ์ลดแรงดนั เป็นอุปกรณ์ล้ินควบคุมอตัราการไหลของสารทาํความเยน็ท่ีไหลไปยงั

    เคร่ืองระเหย มากหรือนอ้ย ตามตอ้งการซ่ึงจะควบคุมโดยการรับสญัญาณอุณหภูมิท่ีท่อทางออกของ

    เคร่ืองระเหย

    (1) แบบทาํงานโดยใชค้วามดนัภายในเคร่ืองระเหย (Internal Equalizing)

    (2) แบบทาํงานโดยใชค้วามดนัภายนอกเคร่ืองระเหย (External Equalizing)

    รูปท่ี 2.11 อุปกรณ์ลดแรงดนั (Expansion Valve )

    2.3.5 Vibration Absorber

    ขอ้อ่อนกนัสะเทือน ถูกออกแบบสาํหรับใชใ้นระบบ Air Conditioning and Refrigeration ใน

    ท่อดา้นส่งและดา้นดูด เพื่อช่วยลดการสั่นของคอมเพรสเซอร์ท่ีส่งไปยงัระบบท่อนํ้ ายา โครงสร้างถูก

    สร้างจากท่อท่ีมีความหนาลกัษณะเป็นลอน เพื่อเพิ่มความยดึหยุน่ และซึมซบัแรงสั่นสะเทือน ทั้งฝังหุม้

    ด้วยโลหะใยเหนียวถักเป็นลอน เพื่อความแข็งแรงอย่างสูงสุด โดยท่ีท่อ Absorber น้ีจะถูกเช่ือม

    กบั Female Copper Tube ดว้ยโลหะอลัลอยดอุ์ณหภูมิสูง

    2.3.6 ถังแยกไอสารทาํความเยน็ (Suction Line Accumulator)

    ในระบบทาํความเยน็นั้นไอของสารทาํความเยน็ท่ีถูกทาํให้ระเหยท่ีบริเวณเคร่ืองระเหยก่อน

    กลบัเขา้สู่คอมเพรสเซอร์นั้นอาจมีสารทาํความเยน็เหลวปะปนอยู ่เพื่อเป็นการรักษาให้คอมเพรสเซอร์

  • 19

    ทาํงานไดอ้ย่างปกตินั้นจาํเป็นตอ้งมีถงัแยกไอสารทาํความเยน็ไวค้อยดกัจบัสารทาํความเยน็เหลวท่ี

    ปะปนมาไม่ให้ไหลเขา้สู่คอมเพรสเซอร์ ดว้ยหลกัการดีไซน์แบบใชท่้อตวัยูในถงัแยกไอสารทาํความ

    เยน็จึงช่วยทาํใหค้อมเพรสเซอร์ไม่เกิดความเสียหายจากการทาํงาน

    - การเลือกขนาดความจุของถงัแยกไอสารทาํความเยน็จะตอ้งมีขนาดไม่นอ้ยกว่า 50 % ของสาร

    ทาํความเยน็ทั้งหมดท่ีอยูใ่นระบบ

    - การติดตั้งถงัแยกไอสารทาํความเยน็จะตอ้งอยูใ่นแนวตั้งเสมอ

    - การติดตั้งท่อทางเขา้ถงัแยกไอสารทาํความเยน็จะตอ้งมาจากเคร่ืองระเหย และท่อทางออก

    จะตอ้งเช่ือมต่อกบัคอมเพรสเซอร์

    - ค่าความดนัสูงสุดท่ีรองรับไดเ้ท่ากบั 45 ปอนด ์/ ตารางน้ิว

    รูปท่ี 2.12 ถงัแยกไอสารทาํความเยน็ (Suction Line Accumulator)

    2.3.7 ถังแยกนํา้มัน (Oil Separator)

    ในระบบทาํความเย็นนั้ นปริมาณของนํ้ ามันหล่อล่ืนจะถูกนําออกมาทางท่อทางออกของ

    คอมเพรสเซอร์ไปกบัไอของสารทาํความเยน็เสมอ การแยกนํ้ ามนัหล่อล่ืนออกจากไอของสารทาํความ

    เย็นแล้วนํากลับเข้ามาสู่ห้องเคร่ืองของคอมเพรสเซอร์จึงเป็นการทาํให้ระบบทาํความเย็นยงัคง

    ประสิทธิภาพท่ีดีดงัเดิม ถงัแยกนํ้ ามนัจึงเป็นอุปกรณ์สาํคญัท่ีทาํหนา้ท่ีแยกนํ้ ามนัหล่อล่ืนแลว้ออกจาก

    สารทาํความเยน็และนาํกลบัเขา้สู่คอมเพรสเซอร์ก่อนท่ีนํ้ ามนัหล่อล่ืนจะไหลเขา้ไปในส่วนประกอบ

    อ่ืนๆ ของระบบทาํความเยน็

  • 20

    ลกัษณะการใช้งาน (Application)

    - แยกนํ้ามนัหล่อล่ืนคอมเพรสเซอร์ออกจากไอนํ้ายาบริเวณท่อทางออก

    -พกันํ้ามนัหล่อล่ืนท่ีแยกออกมาก่อนนาํกลบัมาเติมเขา้หอ้งเคร่ืองของคอมเพรสเซอร์

    ประโยชน์ของการใช้งาน (Advantage)

    - ช่วยลดปริมาณนํ้ามนัหล่อล่ืนท่ีไหลไปในระบบทาํความเยน็ ทาํใหค้งค่าประสิทธิภาพท่ีดีของ

    การทาํความเยน็

    - ช่วยลดระยะเวลาในการทาํงานของคอมเพรสเซอร์เน่ืองจากค่าประสิทธิภาพในการทาํความ

    เยน็ท่ีดี ทาํใหล้ดค่าใชจ่้ายในการทาํความเยน็

    ข้อควรระวงัในการใช้งาน (Recommendation)

    - ในกรณีของการติดตั้งคอมเพรสเซอร์มากกว่า 1 เคร่ืองแบบขนานกนั การเลือกขนาดของถงั

    แยกนํ้ ามนัจะตอ้งคาํนวณจากผลรวมของค่าการทาํความเย็นสูงสุด (Maximum Capacity) ของ

    คอมเพรสเซอร์แต่ละเคร่ือง

    - ขนาดของท่อเช่ือมต่อ (ทางเขา้และทางออก) ของถงัแยกนํ้ ายาจะตอ้งมีขนาดเดียวกนัหรือ

    ใหญ่กวา่ท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์

    - ถงัแยกนํ้ามนัจะตอ้งถูกติดตั้งในแนวตั้ง ในทิศทางของท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์

    - เพื่อป้องกันการควบแน่นของไอนํ้ ายาทาํความเยน็ ไม่ควรติดตั้งถงัแยกนํ้ ามนัในทิศทาง

    เดียวกบัพดัลม

    - ค่าความดนัสูงสุดท่ีรองรับไดเ้ท่ากบั 45 ปอนด ์/ ตารางน้ิว

    รูปท่ี 2.13 ถงัแยกนํ้ามนั (Oil Separator)

  • 21

    2.3.8 ถังรับสารทาํความเยน็เหลว (Liquid Receiver)

    ในระบบทาํความเยน็นั้นปริมาณของสารทาํความเยน็เหลวท่ีถูกส่งเขา้สู่เคร่ืองระเหยนั้นมีปริมาณ

    ไม่เท่ากนั ข้ึนอยูก่บัปริมาณของภาระโหลดความร้อนในหอ้งทาํความเยน็ ถงัรับสารทาํความเยน็เหลวท่ี

    ถูกควบแน่นจากเคร่ืองควบแน่นจึงมีหนา้ท่ีสาํคญัในการพกัสารทาํความเยน็เหลวก่อนถูกส่งไปยงัเคร่ือง

    ระเหยผา่นวาลว์ลดความดนั อีกทั้งยงัสามารถแยกสถานะสารทาํความเยน็เหลวและไอสารทาํความเยน็

    ท่ีควบแน่นไม่หมดจากเคร่ืองควบแน่นเพื่อประสิทธิภาพท่ีดีในการทาํความเยน็ในเคร่ืองระเหย

    ลกัษณะการใช้งาน (Application)

    - สะสมสารทาํความเยน็เหลวท่ีถูกควบแน่นมาจากเคร่ืองควบแน่น

    - พกัสารทาํความเยน็เหลวก่อนนาํเขา้สู่เคร่ืองระเหย

    ประโยชน์ของการใช้งาน (Advantage)

    - ช่วยเป็นถงัพกัสารทาํความเยน็เหลวก่อนนาํเขา้สู่เคร่ืองระเหย

    -ช่วยแยกสถานะสารทาํความเยน็เหลวกบัไอสารทาํความเยน็ท่ีอาจจะควบแน่นไม่หมดจากเคร่ือง

    ควบแน่นเพื่อประสิทธิภาพในการทาํความเยน็ท่ีดีของเคร่ืองระเหย

    ข้อควรระวงัในการใช้งาน (Recommendation)

    - การติดตั้งถงัรับสารทาํความเยน็เหลวแบบนอนนั้นจะตอ้งติดตั้งขนานกบัพื้นราบเสมอ

    - การติดตั้งถงัรับสารทาํความเยน็เหลวแบบตั้งนั้นจะตอ้งติดตั้งแบบตั้งฉากกบัพื้นราบเสมอ

    - ค่าความดนัสูงสุดท่ีรองรับไดเ้ท่ากบั 500 ปอนด ์/ ตารางน้ิว

    รูปท่ี 2.14 ถงัรับสารทาํความเยน็เหลว (Liquid Receiver)

  • 22

    2.3.9 สารทาํความเยน็ (Refrigerants)

    สารทาํ ความเยน็ท่ีใชก้นัอยูท่ ัว่ไปทุกวนัน้ีมีอยู ่3 ประเภท

    (1) R-12Dichloridefluoromethane (CC12 F2)

    ไดคลอโรไดฟลูออโรเธน Dichloridefluoromethane มีคุณสมบติั ไม่มีสี และไม่มีกล่ินท่ีความ

    เข้มข้นตํ่ากว่า 20 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ในความเข้มข้นท่ีมากข้ึน จะมีกล่ินคล้ายกับ Carbon

    Tetrachloride นอกจากน้ียงัไม่เป็นพิษไม่กดักร่อน ไม่ติดไฟ และมีจุดเดือดท่ี –21.7 OF (-29 OC) ท่ี

    ความดนับรรยากาศรหสัสีของ R-12 คือ สีขาว

    (2) R-22 Monochlorodifluoromethane ( CHCIF2)

    โมโนคลอโรไดฟลูออโรมีเธน Monochlorodifluoromethane คือ สารทาํ ความเยน็สังเคราะห์ท่ี

    ถูกพฒันาข้ึนสาํ หรรับระบบทาํ ความเยน็ท่ีตอ้งการ Evaporating Temperature ตํ่าๆ โดยสามารถใชก้บั

    ตูเ้ยน็ภายในครัวเรือนและระบบปรับอากาศ R-22 มีคุณสมบติัไม่เป็นพิษ, ไม่กดักร่อน, ไม่ติดไฟ และมี

    จุดเดือดเท่ากบั –41 OF ท่ีความดนับรรยากาศ R-22 สามารถใชไ้ดก้บัคอมเพรสเซอร์ชนิด โรตาร่ี ลูกสูบ

    กน้หอย สกรู หรือชนิดหอยโข่ง โดยR-22 นั้นมกัจะมีนํ้ าหรือความช้ืนผสมอยู่ดว้ย จาํ นวนหน่ึงดงันั้น

    จึงจาํ เป็นตอ้งใช ้Filter drier ในระบบเพื่อขจดันํ้าออกจากสารทาํ ความเยน็สีของ R-22 คือสีเขียว

    (3) R-502 Refrigerant (CHCIF2/CCIF2CF3) R-502

    สารผสมระหวา่ง R-22 และ R-115 ในสดัส่วน 48.8 : 51.2 สารทาํ ความเยน็ชนิดน้ีเป็นสาร

    ทาํ ความเยน็ผสม (Blend) ซ่ึงมีจุดเดือดท่ีคงท่ีสูงสุดและจุดเดือดท่ีคงท่ีตํ่าสุด แต่จะแสดงพฤติกรรมเป็น

    สารผสมเน้ือเดียว โดยท่ี R-502 มีคุณสมบติัไม่กดักร่อน, ไม่ติดไฟ, ไม่เป็นพิษในการใชง้าน และมีจุด

    เดือดเท่ากบั -50 OF ท่ีความดนับรรยากาศ สารทาํ ความเยน็ชนิดน้ีสามารถใชไ้ดก้บัคอมเพรสเซอร์ชนิด

    ลูกสูบเท่านั้ น โดยส่วนใหญ่แล้วจะนํา ไปใช้กับอุปกรณ์ท่ีเก่ียวกับการแช่แข็งอาหาร เช่น ตู้แช่

    แบบ walk-in, โรงงานแช่แขง็ และแปรรูปอาหารทะเลรหสัสีสาํ หรรับ R-502 คือสีม่วงอ่อน

    (4) R-134a Tetrafluoroethane (CH2FCF3) เตตระฟลูอโรอเีธน

    R-134a มีความคล้ายคลังกับ R-22 มากแต่จะแตกต่างกันท่ี R-134a ไม่เป็นอันตรายต่อชั้น

    โอโซนจึงสามารถใชแ้ทน R-22 ได ้มีคุณสมบติัคือ ไม่กดักร่อน ไม่ติดไฟ และไม่เป็นพิษ มีจุดเดือด

    เท่ากบั -15 OF ท่ีความดนับรรยากาศ โดยทัว่ไปจะใชใ้นระบบทาํ ความเยน็ท่ีมีอุณหภูมิปานกลาง หรือ

    ระบบปรับอากาศ เช่น ระบบปรับอากาศในอาคาร รถยนต ์หรือตูเ้ยน็รหัสสีสํา หรับ R-143a คือสีฟ้า

    อ่อน

  • 23

    (5) R-717 Ammonia (NH3) แอมโมเนีย

    R-717 เป็นสารทาํ ความเยน็ท่ีใชก้นัทัว่ไปในอุตสาหกรรม มีจุดเดือดเท่ากบั -28 OF ท่ีความดนั

    บรรยากาศด้วยคุณสมบัติน้ีทาํ ให้ R-717 มักถูกนํา ไปใช้กันมากในระบบทาํ ความเย็นท่ีต้องการ

    อุณหภูมิตํ่ ากว่า 0C โดยท่ีความดันใน evaporator ไม่ต้องตํ่ ากว่าความดันบรรยากาศ คุณสมบัติ

    โดยทัว่ไปของ R-717 คือ เป็นก๊าซไม่มีสี มีกล่ินฉุน มีความเป็นพิษทาํ ลายระบบประสาท หากสมัผสักบั

    ผิวหนังโดยตรงจะทาํ ให้เกิดแผลไหมแ้ละมีความสามารถในการติดไฟไดเ้ล็กน้อยรหัสสีสํา หรับ R-

    717 คือสีเงิน

    (6) R-125 Pentafluoroethane (CHCF5) เพนตะฟลูออโรอเีธน

    R-125 คือสารผสมท่ีถูกใช้ในอุณหภูมิตํ่าและอุณหภูมิปานกลาง ซ่ึงมีจุดเดือดเท่ากับ –55.3

    OF ท่ีความดนับรรยากาศ คุณสมบติัของ R-125 คือไม่เป็นพิษ ไม่ติดไฟ และไม่กดักร่อน นอกจากน้ี R-

    125 สามารถนาํ ไปใชแ้ทน R-502 ไดอี้กดว้ยสารทาํ ความเยน็ทั้งหมดท่ีกล่าวมาต่างมีลกัษณะเฉพาะตวั

    ดงันั้นจึงมีความสําคญัมากใน การเลือกใชใ้ห้ตรงกบัความตอ้งการหากมีการใชง้านผิดประเภท แลว้

    สามารถทาํ ใหป้ระสิทธิภาพของระบบลดลงได ้หรืออาจเกิดปัญหาเก่ียวกบัอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ

    รูปที่ 2.1 ชิลเลอร์ (chiller)2.2 หลักการทำงานของ Chillerข้อควรระวังในการใช้งาน (Recommendation)ข้อควรระวังในการใช้งาน (Recommendation)