air 1

งานปรับอากาศรถยนต์อุณหภมู แิ ละความดันในระบบปรับอากาศรถยนต์อาจารยย์ ุทธกร อินทร์โทโ่ ล่แผนกวชิ าเครื่องกล วทิ ยาลยั เทคนิคนครนายก

ปัจจยั ของความสขุ สบายปจั จยั ท่ีทาใหค้ นเราร้สู ึกสบายของรา่ งกาย มีดังนี้ 1.1 อุณหภูมิ อณุ หภูมเิ ป็นขีดบอกระดับความรสู้ กึ รอ้ นหรอื เย็นใหร้ ่างกาย เชน่ เม่ือสภาพอากาศมีความรอ้ นมาก อณุ หภูมิกจ็ ะสงู ทาใหร้ า่ งกายรู้สกึ ร้อน อุณหภูมิทเ่ี หมาะสมตอ่ ร่างกายมนุษย์จะอยรู่ ะหวา่ ง 23-25 ซ 1.2 ความชน้ื ความช้นื ในอากาศน้นั จะตอ้ งมคี วามช้นื พอเหมาะ ถา้ หากความช้นื มากเกนิ ไปจะทาใหเ้ รา ร้สู กึ อึดอัด ไม่สบาย และถ้าหากความชนื้ น้อยเกินไป ก็จะทาให้ผิวหนงั แหง้ ริมฝีปากแหง้ ดงั น้ันจะมปี ริมาณความชนื้ ที่ตาแหน่งหนึ่งที่ทาให้ รา่ งกายรู้สกึ สบาย ๆ คอื 50-55 % หมายถงึ เปอร์เซ็นต์ ไอนา้ ในอากาศนน่ั เอง 1.3 ความสะอาดของอากาศ อากาศมคี วามสาคญั อย่างมากต่อร่างกาย อากาศทีส่ ะอาดปลอดภัยจากฝุน่ ละออง ควนัจะทาใหบ้ ริเวณนั้นมีความสขุ สบาย การทาให้อากาศสะอาดเป็นสงิ่ ทจี่ าเปน็ เช่นเดยี วกับการปรบั อุณหภมู ิ 1.4 กลนิ่ เนอื่ งจากบริเวณทป่ี รบั อากาศจะตอ้ งเป็นบรเิ วณท่ีมดิ ชดิ การใชง้ านจะทาให้เกิดกล่นิที่ไมพ่ ึงปรารถนา เชน่ เกิดจากควันบหุ ร่ี กลนิ่ เหงือ่ ไคล ทาให้บรเิ วณที่ปรับอากาศไมเ่ หมาะสมกบั ร่างกาย การกาจัดกล่ินทีไ่ ม่ต้องการสามารถทาได้ ด้วยการตดิ ตง้ั พัดลมดดู อากาศ ทาใหบ้ ริเวณทป่ี รับอากาศ ที่มีความรู้สกึ สดชน่ื สบายกายสบายใจ 1.5 การถ่ายเทอากาศ การถา่ ยเทของอากาศใหอ้ ากาศบริสุทธ์ิ ภายในห้องปรับอากาศต้องคานึงถงึ ความเรว็ ของลมท่ผี ่านเขา้ ไป และลมที่ออกจากห้องปรับอากาศ เชน่ คนเราเม่ือนอนนน้ั ถา้ หากนอนในทแ่ี คบ ๆ อากาศถา่ ยเทไม่สะดวก กบั นอนในทีโ่ ลง่ มลี มพดั ผ่านเราจะรูส้ ึกถึงความแตกต่างว่านอนในท่โี ลง่ จะรสู้ กึ สดชื่น สบายกาย ดงั น้นั หอ้ งปรบั อากาศทวั่ ๆ ไปจึงจาเป็นต้องตดิ พัดลมดดู อากาศ เพื่อเป็นการถ่ายเทอากาศเสียออกไป และในขณะเดียวกนั ถ้าเลิกใชร้ ะบบปรบั อากาศ ควรเปดิ ประตหู นา้ ต่างระบายอากาศเพ่อื เปน็ การลดกล่ินอับ2. อณุ หภูมิ (Temperature) อณุ หภมู ิเปน็ ขีดบอกความรสู้ ึกร้อนหนาว หรอื เป็นการวดั ระดบั ความหนาแนน่ ของความรอ้ นถ้าอุณหภมู สิ งู เป็นเครือ่ งชว้ี า่ ระดบั ของความร้อนมีมาก ทาให้รา่ งกายมีความรสู้ กึ ร้อน ในทางตรงกนั ขา้ มถ้าอุณหภมู ิต่าเป็นเคร่ืองช้ีว่าระดับของความร้อนมีน้อย ทาใหร้ า่ งกายรู้สึกเย็นความหมายและขอ้ แตกต่างระหวา่ งความรอ้ นและอุณหภมู ิ 2.1 ความร้อน (heat) คอื พลงั งานรปู หนง่ึ ปกตคิ วามรอ้ นจะไหลจากสารทมี่ อี ุณหภมู สิ งู ไปสู่สารท่มี ีอณุ หภมู ิต่ากวา่ ซ่ึงเรียกว่า การส่งผ่านความรอ้ น 2.2 การเปล่ียนสถานะของสาร (phase change) จะเกดิ ขน้ึ เมื่อมีการใหค้ วามรอ้ นหรือเมือ่ มีการระบายความร้อนออก

รปู ท่ี 1.1 การเปลี่ยนสถานะของสาร 2.3 กรณีระบายความรอ้ นออก - แก๊สกลายเป็นของเหลว เรียกวา่ การควบแนน่ (condensation) - ของเหลวกลายเปน็ ของแข็ง เรยี กว่าการแข็งตวั (solidification) 2.4 กรณีใหค้ วามรอ้ น - ของแข็งกลายเป็นของเหลว เรียกว่า การหลอมละลาย (fusion) - ของแข็งกลายเป็นแกส๊ เรยี กว่า การระเหิด (sublimation) - ของเหลวกลายเป็นแกส๊ เรียกว่า การระเหยหรือการเดือด (vaporization)3. เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometers) เทอรโ์ มมเิ ตอร์เป็นเคร่อื งมอื ทใี่ ช้สาหรับวัดอุณหภูมิ เทอรโ์ มมิเตอรส์ ว่ นมากอาศยั หลักการขยายตัวและหดตัวของของเหลวในหลอดแก้วเมอ่ื ได้รบั ความรอ้ น สว่ นใหญ่จะใช้ของเหลวท่ีใชบ้ รรจุในหลอดแกว้ แอลกอฮอล์หรอื ปรอท แต่ทน่ี ยิ มใช้มากกค็ อื ปรอททัง้ น้ีเพราะปรอทมจี ุดเดอื ดสูงกว่าแอลกอฮอล์มาก เทอร์โมมิเตอรท์ ี่ใช้โดยทว่ั ไปแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คอื ชนดิ เซลเซยี สหรือเซนตเิ กรด (Celcius orCentigrade) และชนิดฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit)

รูปที่ 1.2 เทอรโ์ มมิเตอร์ (Thermometers) 3.1 เทอร์โมมเิ ตอร์ชนิดเซลเซยี ส (  C,  ซ) กาหนดให้จุดเยอื กแข็งของน้าภายใต้ความดนับรรยากาศอยทู่ ี่ 0 องศา และจดุ เดอื ดของน้าอยูท่ ่ี 100 องศา ช่วงระหว่างจุดท้งั สองแบ่งออกเป็น 100 ช่องเท่า ๆ กนั แต่ละชอ่ งมคี ่าเป็น 1 องศา ฉะน้ันระยะระหวา่ งจดุ เยอื กแขง็ และจดุ เดือดของน้า บนสเกลของเทอร์โมมเิ ตอรช์ นิดเซลเซยี สจงึ มคี ่าเป็น 100 องศา จุดเยือกแขง็ ของนา้ อยทู่ ี่ 0 องศาเซลเซียสและจุดเดือดอยทู่ ี่100 องศาเซลเซียส 3.2 เทอรโ์ มมเิ ตอรช์ นดิ ฟาเรนไฮต์ (  F,  ฟ) กาหนดจุดเยอื กแขง็ ของน้าอยู่ที่ 32 องศาและจดุ เดือดของน้าอย่ทู ่ี 212 องศาภายใต้ความดันบรรยากาศ ชว่ งระหวา่ งจุดเยือกแขง็ และจุดเดอื ดของน้าแบง่ ออกเปน็ 180 สว่ นเทา่ ๆ กนั จดุ 0 บนสเกลของเทอร์โมมิเตอรช์ นดิ ฟาเรนไฮต์กาหนดไวท้ ่ตี า่ กว่าจดุ เยือกแขง็ ของน้าลงไปอีก 32 ช่อง จดุ เยอื กแข็งของน้าอยู่ท่ี 32 องศาฟาเรนไฮต์ และจุดเดอื ดอยู่ท่ี 212 องศาฟาเรนไฮต์ 3.3 การแปลงคา่ อณุ หภมู ิ (Temperature conversion)คา่ อุณหภูมิท่อี ่านได้บนสเกลใดสเกลหนึ่งสามารถแปลงค่าเป็นสเกลอนื่ ได้โดยสูตรตอ่ ไปน้ี สูตร c  F  32 59ตวั อยา่ งท่ี 1.1 ถา้ เทอร์โมมเิ ตอร์ชนิดเซลเซียสอ่านคา่ ได้ 100  C ถา้ ชนิดฟาเรนไฮต์จะอ่านคา่ ไดเ้ ทา่ ไร?วธิ ีทา จากสูตร c  F  32 ในที่น้ี 59 C = 100 F = 1.8  C + 32 = (1.8 x 100) + 32 = 180 + 30 = 212  F ตอบ

ตวั อย่างที่ 1.2 ถ้าเทอร์โมมเิ ตอร์ซงึ่ ตดิ บนผนังห้องอ่านคา่ ได้ 32  F อุณหภูมชิ นดิ เซลเซยี สจะมคี ่าเท่าไร?วิธีทา จากสูตร c  F  32 59 C = F  32 1.8 = 32  32 1.8 =0 1.8 = 0  C ตอบ. ความดนั (Pressure) ความดนั คอื แรงทจ่ี ะผลกั ดันหรือนา้ หนกั ท่ีจะตกลงบนพน้ื ที่ 1 ตารางพนื้ ที่และส่วนมากจะออกในรูปของน้าหนกั เปน็ ปอนดต์ อ่ ตารางนิ้ว (Pound Per Square lnch หรอื psi) หรอื กโิ ลกรมั ตอ่ตารางเซนติเมตร หรือ นวิ ตันตอ่ ตารางเมตร สสารท่อี ยู่บนพน้ื ผวิ โลกทุกชนดิ จะถูกแรงดันของอากาศดนั อย่รู อบ ๆ แรงกดดนัของอากาศท่มี ีอยู่ทัว่ ไปนี้ เรียกวา่ ความดนั ของบรรยากาศ (Atmospheric Pressure) ซง่ึ จะมคี ่าเท่ากบั 14.7 ปอนด์ตอ่ ตารางนิ้ว (14.7 psi) หรอื 1.033 kg ตอ่ ตารางเซนติเมตร หรอื 1.013 บาร์(1 bar 105 N/m2 ) รปู ท่ี 1.2 แสดงความดันบรรยากาศ1.1 ความดนั สมั บูรณ์ และความดนั ท่ีเกจวดั (Absolute Pressure and Gauge Pressure)

ความดนั สมั บูรณ์ (Absolute Pressure) คือความดันท่ีแท้จริงซ่ึงวัดจากจดุ เรม่ิ ตน้ ที่ศูนย์ส่วนความดนั ทเี่ กจวดั คอื ความดนั ขณะทเี่ อาเกจวดั ความดัน (Pressure Gauge) วดั ความดนั ขณะนัน้ความดนั ทเ่ี กจวัดได้จะเริ่มวัดตอ่ จากความดันของบรรยากาศ (14.7 psi) ดังน้นั ความดนั สมั บูรณ์ = ความดนั ทเี่ กจวดั + ความดนั ของบรรยากาศ Absolute Pressure = Gauge Pressure + Atmospheric Pressure psia = psi + 14.7 ในทางคานวณคดิ งา่ ย ๆ = psi + 15 psia kPa (bar / psi)ความดนั สมั บูรณ์ ช่วงความดนั เกจ(Pabs) (Pg) ความดนั บรรยากาศ 14.7 ปอนด์ / ตร. ช่วงความดนั สนุญิว้ ญากาศ (Pv) รปู ที่ 1.3 แสดงความดนั สัมบูรณ

ในระบบอังกฤษ ระบบเมตริก ระบบ SI ขณะที่ psia มีคา่ เท่ากบั 14.7 น้ัน psig จะมีคา่ เท่ากบั 0และเม่อื psia มีค่าเท่ากบั 0 แสดงวา่ เป็น Absolute Zero Pressure คือไมม่ ีอากาศเลยจริง ๆ เรียกว่าสญุ ญากาศ (Vacuum) ดังน้นั ท่ี 0 psia มคี ่า = 29.92 น้วิ ปรอท ของเกจ หรอื 760 มม.โดยการอา่ นค่าจากเกจจะอา่ นในหน่วยอังกฤษ ซงึ่ นิยมมากทส่ี ดุpsia psig 39.7 ABSOLUTE ZERO 25 34.7 20 29.7 15 24.7 10 19.7 515 หรือ (14.7) 0 10 10 5 20 0 29.92 หรือ 30 นวิ ้ ปรอท รูปท่ี 1.4 แสดงการเปรยี บเทยี บ psia และ psig 1.2 สุญญากาศ (Vacuum) คือบริเวณท่ีไม่มีความดันกระทาตอ่ พ้นื ท่ีเลย ซ่งึ จะวัดความดนั ทบี่ ริเวณนนั้ ได้ 0 psia หรอื 29.92 น้วิ ปรอท ประมาณเทา่ กับ 30 นิ้วปรอท (0 psia = 30\" Hg psig)

รปู ท่ี 1.5แสดง การเกิด สุญญากาศ2. การแปลงหน่วยความดันสมบูรณ์ (psia) และความดันเกจ (psig) ถ้าต้องการเปลีย่ นหน่วยความดันจาก psia เป็นคา่ ของ psig โดยคา่ ของ psia ต่ากว่า 15 psia ซง่ึ เป็นความดนั สุญญากาศโดยหน่วยท่ีอ่านไดม้ หี น่วยเป็นนิ้วปรอทหรอื มิลลิเมตรปรอท ใหเ้ อา 2 ไปคณู psia ท่ีตอ้ งการจะเปลี่ยนแล้วเอาไปลบออกจาก 30ตัวอยา่ งท่ี 1.3 วดั ความดันได้ 10 psia ถ้าใช้เกจวัดจะมีคา่ เทา่ ไรpsig = 30 - (2 x psia) = 30 - (2 x 10) = 30 - 20 = 10\" Hg ตอบตัวอยา่ งท่ี 1.4 วดั ความดนั ได้ 0 psia ถ้าใชเ้ กจวัดจะมีค่าเท่าไรpsig = 30 - (2 x Psia) = 30 - (2 x 0)psig = 30\" Hg ตอบสาหรับการเปลี่ยนคา่ psia และ psig ในกรณีที่ค่า psig เหนือ 0 ข้ึนไป และคา่ psia มากกวา่ 14.7(หรือ 15) ขึน้ ไป ก็จะไม่ยงุ่ ยากใชส้ ูตร psia = psig + 15ตวั อย่างท่ี 1.5 คา่ เกจวัดได้ 30 psig เม่ือเป็นหน่วย psia จะมคี า่ เทา่ ไรpsia = 30 + 15 = 45 30 psig = 45 psia ตอบ

ตวั อยา่ งท่ี 1.6 ความดัน 60 psig มีค่าเทา่ กับ psia เท่าไรในหนว่ ยของ psia จากสตู ร psia = psig + 15 psia = 60 + 15 = 75  60 psig = 75 psia ตอบ การเปลี่ยนจากความดนั ท่ีเกจวัดท่ีวัดต่ากวา่ 0 psig ให้เป็น psia ใหเ้ อา 30 ต้งั แล้วลบดว้ ยจานวนความดนั นวิ้ ปรอท (\" Hg) ทเ่ี ราจะตอ้ งเปลยี่ น ไดผ้ ลลพั ธ์เท่าไร เอา 2 ไปหารตัวอย่างท่ี 1.7 ความดนั ที่เกจวัดได้ 5\" Hg เปล่ยี นเป็นหนว่ ย psia ได้เท่าไร psia = 30 - 55 = 12.5 ตอบ 2 5\"Hg = 12.5 psiaตวั อย่างท่ี 1.8 ความดันทเี่ กจวัดได้ 10\" Hg เปลย่ี นเปน็ หน่วย psia ไดเ้ ทา่ ไร psia = 30 - 10 ตอบ Psia = 210 10\" Hg = 10 psia

ใบความรู้ที่ 1.31. เทอรโ์ มมิเตอร์ (Thermometer) เทอรโ์ มมเิ ตอรเ์ ปน็ อปุ กรณว์ ัดอณุ หภูมิเพ่ือบง่ ช้รี ะดับความเขม้ ขน้ ความร้อน เทอร์โมมเิ ตอรท์ ่ีใชง้ านท่วั ไปจะมอี ยู่ 2 หน่วยวัด คือ องศาเซลเซยี ส (ซ ) และองศาฟาเรนไฮต์ (ฟ) ในปจั จุบนั เทอรโ์ มมเิ ตอร์มกี ารพฒั นา อยู่ในระบบดจิ ิตอลซ่ึงมีความเท่ยี งตรง และแม่นยากวา่ เทอร์โมมเิ ตอร์ รูปแบบเก่ารปู ท่ี 1.6 แสดงรูปแบบเทอร์โมมเิ ตอรช์ นดิ ต่าง ๆ

2. แมนนโิ ฟลด์เกจ (Manifolds gauge) แมนนิโฟลด์เกจเป็นเครื่องมือสาหรับวดั ความดนั และสญุ ญากาศในระบบปรับอากาศและเปน็เคร่ืองมอื ที่สาคญั สาหรบั การบริการเกย่ี วกบั สารทาความเย็น 2.1 สว่ นประกอบของแมนนโิ ฟลดเ์ กจ แมนนิโฟลด์เกจ ประกอบดว้ ยส่วนประกอบทส่ี าคญั ดังน้ี 1. เกจด้านความดนั ต่า เปน็ เกจท่ีสามารถวัดได้ทั้งความดนั และสุญญากาศโดยจะใช้สาหรบั วดั ความดันและสุญญากาศทางด้านความดนั ตา่ (ด้าน LOW) ของระบบเทา่ น้นั 2. เกจดา้ นความสูงเปน็ เกจที่สามารถวดั ได้เฉพาะความดันเทา่ นั้นไมส่ ามารถใช้วัดสญุ ญากาศได้ ซง่ึ จะใช้สาหรบั วดั ความดันทางด้านความดันสูง (ดา้ น HI) ของระบบเท่านน้ั 3. ท่อหรอื สายของแมนนโิ ฟลดเ์ กจ มอี ยู่ 3 เส้น คือ- สายสแี ดง เป็นสายสาหรบั ต่อกับเกจด้าน HI เข้ากับวาลว์ บริการดา้ นความดนั สูง ของระบบ- สายสนี ้าเงิน เป็นสายสาหรบั ตอ่ กับเกจดา้ น LOW เข้ากบั วาล์วบริการดา้ นความดนั ต่าของระบบ- สายสเี หลือง สเี ขียว หรอื สดี า เปน็ สายสาหรับงานบริการต่าง ๆ เช่น การบรรจุสารทาความเยน็ เขา้ ระบบ การเติมสารทาความเยน็ เพิ่มเขา้ ไปในระบบการทาสุญญากาศ เป็นต้น 4. ปลกั๊ เกบ็ สาย เปน็ ท่ีสาหรบั เก็บสายเกจ ขณะไมไ่ ดใ้ ช้งาน 5. วาล์วความดนั ต่า หรอื วาลว์ ดา้ น LOW เป็นวาล์วสาหรบั เปิด – ปดิ ชอ่ งทาง ระหวา่ งช่องทางที่มาจากสายเกจเสน้ กลางกับช่องทางที่มาจากสายเกจด้าน LOW 6. วาลว์ ความดนั สงู หรอื วาลว์ ดา้ น HI เปน็ วาล์วสาหรบั ปิด – เปิดชอ่ งทาง ระหว่างชอ่ งทางทมี่ าจากสายเกจเสน้ กลางกับช่องทางทมี่ าจากสายเกจดา้ น HI รปู ที่ 1.7 แมนนโิ ฟลดเ์ กจ (Manifolds gauge) ชนดิ ใช้กบั R-12 และ R-134 a

2.2 แมนนิโฟลดเ์ กจ สาหรับสารทาความเย็นระบบ R-12 และ R134a เนือ่ งจากเครื่องปรับอากาศรถยนต์ในปัจจบุ นั มีอยู่ 2 ระบบ คอื ระบบท่ีใช้สารทาความเยน็R-12 และระบบทใี่ ช้สารทาความเย็น R134a ซึง่ สารทาความเยน็ ที่ใช้ในแตล่ ะระบบมคี ณุ สมบัติท่ีแตกตา่ งกันจงึ ไมค่ วรใชแ้ มนนิโฟลด์เกจร่วมกนั ดังนนั้ แมนนโิ ฟลดเ์ กจที่ใชจ้ ึงมีลักษณะทแี่ ตกต่างกนั โดยมีส่วนที่แตกตา่ งกนั อย่างชดั เจน ดงั น้ี 1. เกลยี วของขอ้ ตอ่ สาย ขนาดของเกลียวข้อต่อสายจะแตกตา่ งกัน ทาใหไ้ มส่ ามารถใช้งานสลบั กันไดร้ ะหวา่ งระบบสารทาความเย็น R-12 กับ R-134a 2. ลักษณะขอ้ ต่อ ลกั ษณะขอ้ ต่อของสายแมนนิโฟลดเ์ กจ ด้านท่ตี อ่ กับวาล์วบริการของระบบจะแตกต่างกัน โดยระบบ R-12 มีลกั ษณะเป็นเกลียว ส่วนระบบ R-134a ไม่มีเกลยี วแต่จะใช้วธิ สี วมล็อค ซง่ึ ข้อต่อแบบนีเ้ รียกว่าข้อตอ่ แบบสวมลอ็ ค หรือแบบ Quick-joints รูปท่ี 1.8 ขอ้ ต่อใชก้ บั สารทาความเย็น R-12 และ R-134a