ความรู้เบื้องต้นของระบบทำความเย็น1111111

( ค ว า ม รู้ เ บื้อ ง ต้ น ข อ ง ร ะ บ บ ทา ค ว า ม เ ย็น ) INTRODUCTION OF REFRIGERATION SYSTEMการทาความเย็นคือการลดและรักษาระดับอุณหภูมิของเน้ือท่ีว่างและวตั ถุต่าง ๆ ให้ต่ากว่าปกติ เช่น การทาความเย็นในตู้เย็น ตู้น้าเย็น ตู้แช่ ห้องเย็น โรงน้าแข็ง เป็ นต้นการเกิดความเย็นการเกิดความเย็นในเคร่ื องทาความเย็นรวมท้ังเคร่ื องปรับอากาศที่มีใช้อยู่ท่ัวไป ไม่ว่าจะเป็ นตู้เย็น ตู้แช่เครื่ องปรับอากาศรถยนต์ เครื่ องปรับอากาศในบ้าน เคร่ื องปรับอากาศในอาคาร หรื อการทาความเย็นในโรงงานอุตสาหกรรมท่ัวไป จะมีหลักการเบ้ืองต้นในการทาให้เกิดความเย็นเหมือนกันคือ การทาให้สารซ่ึงเป็ นตัวกลางในการทาความเย็น (refrigerant) เปลี่ยนสถานะ เพราะขณะเปล่ียนสถานะ สารทุกชนิดต้องการความร้อนแฝงเข้ามาช่วยเสมอ ดังน้ันถ้าเราทาให้สารน้ีเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็ นไอ จะดูดความร้อนจากบริ เวณใกล้เคียง ซ่ึงจะทาให้บริ เวณน้ันมีอุณหภูมิลดลง จึงเกิดความเย็นข้ึนในปัจจุบันเราอาศัยระบบทาความเย็นมาใช้ในงานด้านต่าง ๆ มากมายได้แก่1.2.3 รี ซีฟเวอร์ (receiver) ทาหน้าที่สะสมของเหลวท่ีออกจากคอนเดนเซอร์เพื่อจ่ายให้กับเคร่ื องระเหยได้ตลอดเวลาในการทางาน1.2.4 ลิ้นลดความดัน (expansion valve หรื อ refrigerant control) ทาหน้าที่ลดความดันของน้ายาท่ีออกจากคอนเดนเซอร์ เพ่ือจ่ายให้กับเคร่ื องระเหย1.2.5 เคร่ื องระเหย (evaporator) ทาหน้าที่ดูดความร้อนออกจากบริ เวณรอบ ๆ เพื่อทาให้น้ายาเปล่ียนสถานะเป็ นไอและทาให้บริ เวณใกล้เคียงเย็นข้ึน รูปท่ี 2 แสดงวงจรการทางานของระบบทาความเย็นแบบอัดไอวงจรการทาความเย็นแบบอัดไอ อาศัยสารทาความเย็น ( Refrigerant) ซ่ึงมีหลายชนิด แต่ทุกชนิดจะต้องมีคุณสมบัติเบ้ืองต้นเหมือนกันคือ สามารถเปล่ียนสถานะได้ง่าย เช่น ท่ีนิยมใช้กันท่ัวไปคือ R-12, R-22 หรื อR-134a ซ่ึงเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็ นไอได้ท่ีอุณหภูมิ -21.6 °F (-29.8 °C), -41.4 °F (-40.8 °C) และ -15.1 °F (-26.2 °C) ตามลาดับ ภายใต้ความดันบรรยากาศการทางานเริ่ มที่คอมเพรสเซอร์จะดูดน้ายาในสภาพที่เป็ นไอจากเครื่ องระเหยเข้าทางด้านดูด (Suction) ของคอมเพรสเซอร์ และอัดออกให้มีความดันสูงข้ึนและส่งออกทางด้านส่ง (discharge) ของคอมเพรสเซอร์เข้าคอนเดนเซอร์

น้ า ย า ภ า ย ใ ต้อุ ณ ห ภู มิ แ ล ะ ค ว า ม ดัน สู ง น้ ี เ มื่ อ ผ่ า น ค อ น เ ด น เ ซ อ ร์ จ ะ ถู ก ร ะ บ า ย ค ว า ม ร้ อ น อ อ ก จ น ถึ ง จุ ดควบแน่น น้ายาจะเปล่ียนสถานะจากไอไปเป็ นของเหลวตกลงด้านล่างของคอนเดนเซอร์และถูกส่งไปเข้ารีซี ฟ เ ว อ ร์น้ายาในสภาพที่เป็ นของเหลวในรี ซีฟเวอร์จะถูกส่งผ่านลิ้นลดความดันทาให้น้ายาเกิดการขยายตัวความดันจะลดลงจนน้ายาไม่สามารถคงสภาพเดิม (ของเหลว) จึงเปล่ียนเป็ นไอการเปลี่ยนสถานะของน้ายาจากของเหลวเป็ นไอขณะออกจากลิ้นลดความดันและตลอดช่วงท่ีผ่านเคร่ื องระเหยน้ี1.3 หลักการทางานของระบบทาความเย็นแบบใช้ นา้ แข็งการทาความเย็นโดยใช้น้าแข็งอาศัยหลักการท่ีว่าขณะท่ีน้าแข็งหลอมละลายกลายเป็ นน้าจะดูดความร้อนจากอากาศรอบๆ ทาให้อากาศเย็นลงและมีความหนาแน่นสูงข้ึน จึงไหลลงสู่ตอนล่างของตู้เย็นไปดูดรับปริ มาณความร้อนจากอาหารหรื อของที่แช่ภายในตู้เย็นอีกทีหน่ึง อากาศเย็นเมื่อดูดรับปริ มาณความร้อนจากอาหารหรื อของท่ีแช่ภายในตู้เย็นแล้วจะมีอุณหภูมิสูงข้ึนและเบาจึงลอยตัวสูงข้ึนแล้วไปผ่านโดยรอบของน้าแข็งทาให้น้าแข็งหลอมละลาย เม่ือน้าแข็งหลอมละลายหมดก็จะหยุดการทาความเย็น

รูปท่ี 3 แสดงการทางานของการทาความเย็นโดยใช้ นา้ แข็ง Source : Ref-Wiki.com , (2015)1.4 หลักการทางานของระบบทาความเย็นแบบใช้ นา้ แข็งแห้งในการทาความเย็นโดยใช้น้าแข็งแห้ง (dry ice refrigeration) น้ัน จะใช้น้าแข็งแห้งซ่ึงทาจากคาร์บอนไดออกไซค์ที่อยู่ในสถานะของแข็งซ่ึงถูกอัดข้ึนมาให้มีรูปร่างแตกต่างกันไป น้าแข็งแห้งจะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็ นแก๊ส ซ่ึงเรี ยกว่าการระเหิด ที่ความดันบรรยากาศ โดยน้าแข็งแห้งจะมีอุณหภูมิต่าถึง -78.33°C และดูดซับความร้อนและรักษาอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ เช่น ไอศกรี ม ให้คงคุณภาพขณะทาการขนส่ง รูปที่ 4 แสดงนา้ แข็งแห้ ง Source : Wikipedia , (2015)1.5 หลักการทางานของระบบทาความเย็นแบบใช้ การระเหยตัวของนา้ขณะที่ของเหลวระเหยตัวเปลี่ยนสถานะกลายเป็ นไอจะดูดรับความร้อนแฝง จากหลักการดังกล่าวจึงนามาสู่การออกแบบการระบายความร้อนออกจากคอนเดนเซอร์ของเคร่ื องปรับอากาศ ซ่ึงเรี ยกว่า รูปที่ 5 แสดง Evaporative Condensers1.6 หลักการทางานของระบบทาความเย็นแบบใช้ เทอร์ โมอิเล็กทริกการถ่ายเทพลังงานความร้อนจากท่ีหน่ึงไปสู่อีกที่หน่ึงโดยใช้อิเล็กตรอนเป็ นหลักการของเทอร์โมอิเล็กตริ ก โดยนาเอาวัตถุก่ึงตัวนา(semi-conductor) สองชนิดมาตรึ งปลายติดกัน

รูปท่ี 6 แสดงการทางานของ Thermoelectric Cooler Source : ebay.in , (2015)1.7 หลักการทางานของระบบทาความเย็นแบบสตีมเจ็ตการทาความเย็นในระบบสตรี มเจ็ต (steam jet refrigeration) ใช้น้าเป็ นตัวกลางในการทาความเย็น การทางานของระบบอาศัยหลักการท่ีว่าเมื่อลดความดันท่ีผิวหน้าของน้าท่ีอยู่ในภาชนะที่ปิ ดมิดชิดแล้ว น้าน้ันจะสามารถระเหยตัว เปลี่ยนสถานะเป็ นไอได้ท่ีอุณหภูมิต่า ๆ บางคร้ังต่าถึง 4.44 – 10 °C จากการศึกษาทางทฤษฎีพบว่าภายใต้ความดันสูญญากาศหรื อที่ความดัน 0.893 kg/cm^2 จุดเดือดของน้าจะอยู่ท่ี 4.44 °C