E-Book หน่วยที่ 1

ระบบทําความเย็น บทที่ 8 : ระบบทาํ ความเยน็ (COOLING SYSTEM) ความเยน็ เปน สิ่งท่จี าํ เปน สาํ หรับงานในหอ งปฏิบตั กิ ารวทิ ยาศาสตรม าก เพราะชว ยรกั ษาเสถยี รภาพของชีววัตถุ เอนไซม สารเคมี แวคซีน จลุ ชพี ตลอดจนใชร ว มในการแยกสารชนดิ ตา ง ๆออกจากกนั ระบบทาํ ความเยน็ อาจตดิ ตั้งอยูในตูเย็น(refrigerator) ตแู ชแ ข็ง(freezer) ตูดูดความช้นื(dehumidfier) ตเู ก็บเลือดในธนาคารเลอื ด(blood bank refrigerator) เคร่อื งปรบั อากาศ เครื่องหมนุเหวยี่ งความเรว็ สงู ออสโมมเิ ตอร( osmometer) เครือ่ งทําใหแ หงท่ีอณุ หภูมิตา่ํ (freez dryer) ฯลฯ.ถึงแมว าระบบทําความเยน็ จะพบอยใู นเครอื่ งมอื ชนิดตาง ๆ มากมาย(รปู ท่ี 8.1)(ก) (ข)(ค) (ง) (จ)รูปที่ 8.1 ตวั อยางเครอ่ื งมอื ทใี่ ชร ะบบทําความเยน็ ตแู ชแ ขง็ (ก) ตเู ยน็ (ข) ตทู ํานาํ้ แขง็ (ค) ตแู ชแ ขง็ อณุ หภมู ติ า่ํ (ง) และอางควบคมุ ความเยน็ (จ)176

เครือ่ งมือวิทยาศาสตรแตห ลักการทําความเยน็ จะเหมอื นกัน จะแตกตางกนั บา งเฉพาะรูปรา ง วธิ ีการใชง าน และทีต่ ้งั ของอปุ กรณต าง ๆ ในระบบทําความเยน็ ในทน่ี จ้ี ะยกเอาตเู ยน็ เปนเครอ่ื งมอื ตนแบบในการศึกษาระบบทําความเยน็ เนือ่ งจากเปนเครื่องทําความเยน็ ทพ่ี บไดในหองปฏิบตั กิ ารเกอื บทุกแหงหลกั การทําความเยน็ การทาํ ความเยน็ ไมใชเ ปน การสรางความเยน็ ขนึ้ มาหักลางความรอนที่มอี ยู แตเปนการทําใหความรอ นท่มี อี ยูถกู ถายเทออกไป เปนผลใหเ กิดความเยน็ ขนึ้ มาแทนท่ี เคร่ืองอดั (compressor) ทาํหนา ท่ีอัดแกสของสารทาํ ความเย็น(refrigerant) ใหเ ปน ของเหลวในคอนเดนเซอร( condenser) หรอืคอยลร อน และสง ผานหลอดรเู ลก็ (capillary tube) ไปยงั ทอ ท่ีโตกวาในเครอ่ื งระเหย(evaporator) หรอืคอยลเ ยน็ ทาํ ใหค วามดันของของเหลวลดลงจนเปลยี่ นสถานะกลายเปน ไอ ซ่งึ ความรอนแฝงของการกลายเหน็ ไอ (latent heat of vaporization) ของสารทําความเย็นไดร บั มาจากวตั ถุตา ง ๆ ทอี่ ยใู กลเ ครอื่ งระเหย โดยวธิ กี ารนาํ ความรอน การพาความรอน หรอื การแผรังสคี วามรอ น หลงั จากนั้นแกส ความดนั ต่าํ ของสารทําความเยน็ จะถูกดดู โดยเครือ่ งอัดและอดั ออกไปยังเครอ่ื งควบแนน เพ่ือใหความรอนทีไ่ ดร บั มาถกู ถายเทออกไป หลังจากนนั้ สารทําความเยน็ จะเขา ไปรบั ความรอนที่เครอ่ื งระเหยใหมอีกเปนวงรอบการทาํ งานดังนเ้ี รอ่ื ย ๆ ไป (รปู ท่ี 8.2) ในกรณที ีท่ าํ ใหว ตั ถเุ ย็นตาํ่ กวาจุดเยือกแขง็ ของวตั ถุ ปริมาณความรอ นท่ตี อ งพาออกไปคอืความรอนจากผลรวมของความรอนเหนือจดุ เยือกแขง็ ของวัตถุ(sensible heat above freezing, Q1)ความรอนแฝงของการแข็งตัว(latent heat of freezing, Q2) และความรอ นตาํ่ กวา จุดเยอื กแข็ง(sensibleheat below freezing, Q3) (sensible heat หมายถึงความรอนทที่ ําใหว ตั ถเุ ปลยี่ นแปลงอณุ หภมู โิ ดยไมเปล่ียนสถานะ สวน latent heat หมายถงึ ความรอ นทที่ ําใหว ตั ถุเปล่ยี นสถานะโดยไมเ ปลย่ี นแปลงอณุ หภมู ิ) ความรอนเหลา น้ีสามารถคํานวณไดจากสตู ร Q1 = WC (T1-T2) Q 2 = Wh Q3 = WCi (T2-T3) โดย W = นาํ้ หนกั ของวัตถุ (ปอนด) C = ความรอ นจาํ เพาะเหนอื จดุ เยือกแข็ง (บที ียู/ปอนด/ 0ฟ.) Ci = ความรอ นจาํ เพาะใตจ ดุ เยอื กแขง็ (บที ียู/ปอนด/ 0ฟ.) h = ความรอนแฝงของการหลอมเหลว (บีทยี /ู ปอนด/ 0ฟ.) T1 = อุณหภมู เิ ร่ิมแรกของวตั ถุ (0ฟ.) T2 = จดุ เยือกแข็งของวัตถุ (0ฟ.) T3 = อณุ หภมู ติ ํา่ กวา จดุ เยอื กแข็งทตี่ องการ ( 0ฟ.) 177

ระบบทาํ ความเย็น ในกรณีท่ีทําใหวัตถุเยน็ ลงแตไ มถ งึ จดุ เยือกแขง็ ของวตั ถุ สามารถคาํ นวณคาของความรอนท่ีตอ งพาออกไปไดจ ากคา ของ Q1 ดว ยการแทนคา T2 ดว ยอณุ หภมู สิ ุดทายท่ีตอ งการทาํ ใหเยน็ ลงในทางปฏบิ ตั ยิ ังมคี วามรอนจากแหลงอ่ืน ๆ อกี ท่เี คร่ืองระเหยตอ งพาออกไป ตัวอยา งเชน ความรอ นจากหลอดไฟฟาภายในตเู ยน็ ความรอนจากคนซ่งึ เปดตูเยน็ ความรอนจากอากาศภายนอกทรี่ ว่ั ไหลเขาไป ฯลฯ. ซง่ึ ผผู ลติ และผใู ชควรใหค วามสาํ คญั ตอ ความรอนจากแหลง อ่นื ๆ เหลานด้ี ว ย รูปที่ 8.2 แผนผงั การทํางานของระบบทาํ ความเย็นองคป ระกอบและคณุ สมบตั ิ ตูเยน็ และตูแชแ ขง็ อาจแบงองคป ระกอบเปน สองสวนใหญ ๆ สว นแรกเปนตวั ต(ู body) ซง่ึ ใชเปนท่ีเก็บวตั ถแุ ละตดิ ตัง้ อุปกรณต า ง ๆ สว นท่ีสองเปนระบบทาํ ความเย็น ซ่งึ มรี ายละเอียดดงั นี้ (รูปท่ี8.3 และรปู ที่ 8.4) 1. สารทาํ ความเยน็ เปน สารที่สามารถเปลีย่ นสถานะไปมาระหวางของเหลวและแกสไดง า ยอาศัยการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเปน แกส เพือ่ ดูดความรอน และคายความรอ นเมอื่ เปลี่ยนสถานะจากแกส เปน ของเหลว สารทาํ ความเย็นท่ดี ีควรมคี ุณสมบัติดงั น้ี มีเสถยี รภาพดสี ามารถใชได 178

เคร่อื งมือวทิ ยาศาสตร รปู ท่ี 8.3 การเชอื่ มตอ ของทอ อุปกรณตา ง ๆ ของระบบทาํ ความเยน็นานโดยประสิทธิภาพไมล ดลง มีราคาถกู พาความรอนไดมาก ไมต ดิ ไฟ ไมระเบดิ ไมทําปฏกิ ริ ยิ ากับนํา้ มันหลอ ลื่น ไมท ําปฏิกริ ิยากับน้ํา มปี รมิ าตรของแกสตอหนว ยนาํ้ หนกั นอย(สามารถใชเครื่องอดั ขนาดเลก็ ได) ใชแ รงอัดใหเ ปน ของเหลวต่ํา(ชว ยประหยัดไฟฟาทีเ่ ลย้ี งเครือ่ งอดั ) ในอดตี นยิ มใช 179

ระบบทาํ ความเย็น รูปท่ี 8.4 แผนผงั การเดนิ ทอ ระบบทําความเยน็ ของตแู ชแ ขง็ แบบแนวตัง้ (ก) และแบบแนวนอน (ข) 180

เครื่องมอื วิทยาศาสตรแกส แอมโมเนยี (NH3) แกส คารบ อนไดออกไซด( CO2) และแกสซัลเฟอรไ ดออกไซด( SO2) แตเนอื่ งจากมพี ิษมาก จงึ หนั มาใชส ารประเภท ฮาโลคารบอน(halocarbon) และฟลูออโรคารบ อน(fluorocarbon) มาตง้ั แตป  ค.ศ.1920 เพราะมคี วามปลอดภัย ไมร ะเบิด ไมตดิ ไฟ และมปี ระสทิ ธภิ าพในการพารอนไดด ี สารดังกลา วไดจ ากการแทนท่อี ะตอมไฮโดรเจนของมีเทน(CH4) อเี ทน(C2H6) ดวยอะตอมของ F, Cl หรอื Br ทําใหไ ดสารทาํ ความเยน็ ชนดิ ตา ง ๆ ดงั ตารางท่ี 8.1 สารฟลูออโรคารบ อนที่นยิ มใชก ันอยางแพรห ลายในปจจบุ นั ไดแ ก R 12 , R 22 และ R 502ตารางท่ี 8.1 คณุ สมบตั ขิ องสารทาํ ความเย็นชนดิ ตา ง ๆรหัสตามมาตรฐาน ชอ่ื ทางเคมี สูตรเคมี นาํ้ หนกั จุดเดือด โมเลกุล (0ฟ.)ASRE 153.8 170.2 137.4 74.8R 10 Carbontetrachloride CCl4 120.9 -21.6 104.5 -114.6R 11 Trichloromonofluoromethane CCl3F 119.4 142.0 102.9 48.1R 12 Dichlorodifluoromethane CCl2F2 86.5 -41.4 70.0 -119.9R 13 Monochlorotrifluoromethane CClF3 84.9 105.2 50.5 -10.8R 20 Chloroform CHCl3 34.0 -109.0 16.0 -259.0R 21 Dichloromonofluoromethane CHCl2F 236.8 365.0 187.4 117.6R 22 Monochlorodifluoromethane CHClF2 170.9 38.4 202.3 324.0R 23 Trifluoromethane CHF3 133.4 165.0 66.0 -12.4R 30 Methylenedichloride CH2Cl2 30.0 -127.5R 40 Methylenechloride CH3ClR 41 Methylfluoride CH3FR 50 Methane CH4R 110 Hexachloroethane CCl3CCl3R 113 Trichlorotrifluoroethane CCl2FCClF2R 114 Dichlorotetrafluoroethane CClF2CClF2R 120 Pentachloroethane CHCl2CCl3R 140a Trichloroethane CH3CCl3R 152a Difluoroethane CH3CHF2R 170 Ethane CH3CH3ASRE = The American Society of Refrigerating Engineers 181

ระบบทําความเย็น โดยทั่วไปสารฟลูออโรคารบอนมนี ้ําละลายปนอยูเล็กนอย (การละลายเพิม่ ขึน้ เมอ่ื อณุ หภูมิสูงข้นึ ) ซงึ่ ไมเ ปนอนั ตรายตอระบบทําความเยน็ แตถ า มนี าํ้ ปนอยใู นปรมิ าณมากขน้ึ สารฟลูออโรคารบ อนจะสลายตัวกลายเปน กรด(HCl, HF) กัดกรอนโลหะในสว นตา ง ๆ ของเคร่อื งอดั ตวั อยางเชนผนงั ลกู สบู ลน้ิ (valve) ลกู ปน ฯลฯ. กรดยงั ทาํ ใหนาํ้ มนั หลอ ลืน่ ภายในเครอื่ งอัดเสอ่ื มสภาพเรว็ ขน้ึ ในกรณีท่มี ีนาํ้ ปนอยใู นสารทาํ ความเยน็ มากขน้ึ ไปอีก น้ําอาจกอ ใหเกดิ สนมิ ในสว นตา ง ๆ ของเคร่อื งอัดโดยเฉพาะเมื่อไมไดใชงาน และเกดิ นํ้าแขง็ อุดตันทอ ของเครอ่ื งระเหยในขณะใชง าน ทําใหส ารทาํความเยน็ ไมส ามารถไหลได ขณะใชงานเคร่ืองอดั จะเกิดความรอ นมาก ทาํ ใหน าํ้ มันหลอล่ืนระเหยกลายเปนไอผสมกับแกส ทําความเยน็ ซ่ึงปกตจิ ะทาํ ปฏกิ ริ ิยาเคมกี ันไดเ ลก็ นอ ย ยกเวน ในกรณีทมี่ สี งิ่ สกปรก หรอื มีนาํ้ เจือปนการทําปฏกิ ริ ิยาเคมจี ะมมี ากขนึ้ นอกจากนคี้ ณุ สมบตั ใิ นการรวมตวั กับนาํ้ มนั (oil miscibility) ของสารทาํ ความเยน็ อาจพบไดในลักษณะตา ง ๆ กนั คือ ชนดิ ที่รวมกบั นาํ้ มนั ไดท ่ีทุกอณุ หภูมิ ชนดิ ทร่ี วมกบั นาํ้ มนั เฉพาะในเครือ่ งควบแนนแตแ ยกตัวในเคร่ืองระเหย และชนดิ ท่ไี มรวมตวั กับนา้ํ มันในทกุ ๆอุณหภมู ิ การรวมตวั ของแกส ทําความเย็นกับไอนา้ํ มนั หลอล่นื ทาํ ใหนาํ้ มนั หลอ ล่ืนถูกเจอื จางลง เปนผลใหค วามหนืดลดลง และทําใหน ํ้ามันหลอ ลนื่ ถกู พาไปเคลอื บท่ผี นงั ดา นในของทอ ในเคร่ืองระเหยและเครอ่ื งอดั ทาํ ใหประสทิ ธิภาพในการถา ยเทความรอนลดลง ซง่ึ แกไขไดโดยตดิ ตวั แยกนํา้ มนั (oilseparator) เพม่ิ เติม และเพ่มิ การระบายความรอ นใหกับเครื่องอัด สารฟลูออโรคารบ อนแตละชนดิ มคี ณุ สมบัตทิ ัว่ ๆ ไปเหมือนกนั กลา วคอื ไมมสี ี ไมสกี ล่ินไมติดไฟ แตอ าจเปน อันตรายตอ ชีวติ ซ่งึ ในระยะหลงั ไดเรมิ่ ใชส ารอ่นื แทนสารฟลูออโรคารบ อนตวั อยางเชน R-600 a หรอื isobutane ซงึ่ นอกจากจะมอี ันตรายนอยกวาแลว ยังชว ยลดมลภาวะไดอ ีกดว ย สาํ หรับสารฟลอู อโรคารบอนแตละชนิดมคี ณุ สมบตั แิ ละการใชง านแตกตา งกนั ดังนี้ 1.1 R 12 เปน สารทาํ ความเย็นท่นี ยิ มใชม ากท่ีสดุ สามารถใชท ําความเยน็ ต่ําจนถึงเยน็ จัด(-11 0ฟ.) เมื่อใชเ ครื่องอดั หลายตัว(multistage compressor) สามารถพาความรอนไดป ระมาณ 50 บีทีย/ู ปอนด เนื่องจากมปี ริมาตรจาํ เพาะ(specific volume) ต่ํา (1.46 ลบฟ./ปอนด) จงึ สามารถใชเ ครื่องอัดท่ีมีขนาดเลก็ ลง ทําใหประหยัดกระแสไฟฟา แตมขี อ เสยี ตรงที่รวมกับน้าํ มนั ไดด ใี นทกุ ๆ อณุ หภมู ิจึงอาจกอ ใหเ กดิ ปญหาการเจอื จางนํา้ มันหลอ ลน่ื และลดประสิทธิภาพการถายเทความรอ นของเคร่ืองระเหยและเครอ่ื งควบแนน 1.2 R 1 เปนสารทาํ ความเย็นท่ีเหมาะสาํ หรับการทําอณุ หภมู ติ าํ่ มาก(ultra low temperature)โดยใชร ว มกบั สารทําความเยน็ ชนิดอนื่ ในระบบทาํ ความเยน็ ทใี่ ชเ ครอ่ื งอดั หลายตวั สามารถทําความเยน็ ไดถึง –150 0ฟ. เนอ่ื งจากมคี วามดนั ใชง านทเ่ี ครอื่ งระเหยและเครื่องควบแนนปานกลาง จงึสามารถใชไดดีกับเครอื่ งอัดทกุ ชนิด R 13 ไมรวมตวั กบั นํา้ มนั จึงไมกอ ปญหาเร่ืองการเจอื จางนํ้ามนั หลอ ลนื่ ของเคร่ืองอดั 1.3 R 22 เปนสารทาํ ความเย็นที่ใชใ นตแู ชแข็งทีใ่ ชง านทวั่ ๆ ไป สามารถทําใหอณุ หภมู ิ 182

เครือ่ งมือวิทยาศาสตรตาํ่ ไดถ งึ –125 0ฟ. สามารถพาความรอ นไดประมาณ 70 บีทียู/ปอนด และเนือ่ งจากมปี รมิ าตรตอนํ้าหนกั นอ ย (1.24 ลบฟ./ปอนด) จงึ ถกู นําไปใชในเครื่องปรับอากาศท่ตี องใชเครอื่ งอัดขนาดเลก็ (เลก็กวา R 12 ประมาณรอ ยละ 60) ขณะใชงาน R 22 ตองใชค วามดนั ทีเ่ คร่ืองระเหย และเคร่ืองควบแนนสงู กวา R 12 ถึง 1.5-2 เทา ทาํ ใหค วามรอ นของแกส ทาํ ความเยน็ ที่ออกมาจากเครื่องอดั มีอุณหภมู สิ ูงถึง 128 0ฟ. (R 12 = 101 0ฟ.) ทําใหเครอื่ งอัดทใ่ี ช R 22 มีอุณหภูมิสงู มาก R 22 รวมกับนาํ้ มนั ไดดีแตแยกตวั ออกจากกนั ทีเ่ ครื่องระเหย ทําใหน า้ํ มันหลอ ลนื่ ไหลกบั สเู ครือ่ งอดั ไดย ากข้นึ ดังนัน้ จงึ ควรตดิ ตงั้ ตัวแยกนาํ้ มันเพิม่ ในระบบดวย 1.4 R 500 เปน สารทําความเยน็ ทเี่ กดิ จากการผสม R 12 รอยละ 73.8 กับ R 152a รอยละ26.2 โดยน้ําหนัก ไดสารผสม (azeotropic mixture) ทีม่ จี ดุ เดือด -28 0ฟ. สามารถพาความรอนได60.6 บที ยี ู/ปอนด ความดนั ในการใชงานท่ีเคร่อื งระเหยและเคร่อื งควบแนน มีคาประมาณ 16.4 และ112.9 ปอนด/ตารางนว้ิ ตามลําดับ นยิ มใชแทน R 12 ในเคร่อื งอัดทใ่ี ชก ระแสไฟฟา 60 เฮิรตซ แตนาํ ไปใชก ับกระแสไฟฟา สลบั 50 เฮริ ตซ จะสิน้ เปลอื งพลังงานและใหความเยน็ เทา เดิม เพราะการบรรจุ R 22 แทน R 12 ในเครอื่ งอัดอันเดิมทาํ ใหบรรจุ R 22 ไดเ พมิ่ ข้นึ ประมาณรอ ยละ 18 ทําใหชดเชยความเรว็ มอเตอรข องเครอ่ื งอดั ทล่ี ดลงประมาณรอยละ 18 เม่อื นาํ ไปใชกบั กระแสไฟฟา ทม่ี ีความถี่ตํา่ กวา 1.5 R 502 เปน สารทาํ ความเยน็ ท่ีไดจ ากการผสม R 22รอยละ 51.2 และ R 115 รอยละ48.8 โดยน้ําหนกั ไดสารผสมทม่ี จี ดุ เดอื ด –49.8 0ฟ. รวมตัวกบั นาํ้ มันหลอ ลน่ื ไดเ ล็กนอย นยิ มใชในตูแชแ ข็งอุณหภูมติ ํ่า มีขอ ดีกวา R 22 ตรงท่อี ุณหภมู ิของแกสทําความเยน็ ทีอ่ อกจากเครื่องอดั ตา่ํ กวา(99 0ฟ.) ทาํ ใหเครอ่ื งอดั ไมร อนจัดขณะใชงาน 1.6 R 503 เกิดขน้ึ โดยการผสม R 23 รอยละ 40.1 และ R 13 รอยละ 59.9 โดยนา้ํ หนกั มีจดุ เดือดที่ –127.6 0ฟ. โดยใชรว มกบั R12, R 22 หรอื R 502 เน่อื งจากสามารถใช R 503 นอ ยกวา R13 ประมาณรอ ยละ 36 ในการทาํ ใหเกดิ ความเยน็ เทา กนั จึงสามารถใชเ ครอ่ื งอดั ทม่ี ขี นาดเลก็ ลงได 2. เคร่อื งอดั มีหนา ทีห่ ลัก 2 ประการ คือทําหนา ทข่ี ับดนั สารทําความเย็นใหไหลเวยี นไปในทอ ตา ง ๆ ในระบบทําความเยน็ และสรางแรงดนั ตอ แกส ทําความเยน็ ท่อี อกมาจากเคร่ืองอดั ทาํ ใหม ีอณุ หภมู ิสงู ขนึ้ จนกลายเปน ของเหลว ในปจจบุ ันนยิ มใชเคร่ืองอดั แบบปด (hermetrically sealed type)มากกวา แบบเปดเพราะมขี นาดเลก็ กวา และสะดวกในการตดิ ตงั้ ใชงาน เครื่องอดั แบบปดแบง ออกไดเปน 2 ชนดิ คอื 2.1 แบบลูกสบู (reciprocating type) มีหลักการทาํ งานคลายเคร่ืองสบู น้ําทัว่ ๆ ไปกลาวคอื มมี อเตอรไ ฟฟา หมนุ แกนขอ เหวย่ี ง(crank shaft) ซ่ึงมีกานลกู สูบตดิ อยู เมอื่ แกนขอเหวยี่ งหมุนทําใหล กู สูบ(piston) เคล่ือนทีข่ ้นึ ลงในกระบอกสูบ ดานบนกระบอกสูบมลี ิน้ ไหลทางเดียว(oneway valve) อยู 2 ชนิด ชนิดแรกเปน ลนิ้ ไหลเขา (intake valve) สวนอีกชนดิ หนง่ึ เปน ลนิ้ ไหลออก(exhaust valve) เมอ่ื ลกู สูบเคลอ่ื นท่สี ูศนู ยต ายลา งลิ้นไหลเขา จะเปด สวนลนิ้ ไหลออกจะปด แตเมอ่ื 183

ระบบทาํ ความเย็นลูกสบู เคลอ่ื นท่ีข้นึ มาสศู นู ยต ายบนลิ้นไหลเขา จะปด สว นลิ้นไหลออกจะเปด (รูปที่ 8.5 ก) การทาํ งานเปนวงรอบนที้ าํ ใหสารทาํ ความเยน็ ถกู อัดไปในทอ อยางตอเนือ่ งตลอดเวลา การหลอ ล่นื ใชค วามดนัดนั น้ํามนั จากกนอา งเกบ็ นํ้ามันขึ้นไปหลอลนื่ สวนที่เคลื่อนไหวสว นตา ง ๆ รว มกับการวดิ สาดของเพลาลูกเบีย้ วเพอ่ื ใหนาํ้ มนั หลอลื่นผนงั กระบอกสูบ เครือ่ งอัดชนิดนมี้ ีองคประกอบมากทําใหม ขี นาดคอนขางใหญ นอกจากนยี้ งั มีความเสียดทานการเคล่ือนไหวมากทําใหส ญู เสียพลงั งานบางสว นไปเพอื่ เอาชนะความเสยี ดทานเหลาน้ี เปน ผลใหใชกระแสไฟฟาหรือพลังงานในการหมนุ มอเตอรม ากขน้ึ เครอ่ื งอดั แบบลกู สูบไมส ามารถใชค วามเรว็ รอบสงู มากได เพราะขดี จาํ กัดของโครงสรางที่เปนลูกสูบ จึงหมนุ ดวยความเรว็ ในชว ง 500-1,750 รอบตอนาที แตเครือ่ งอัดชนดิ น้ีมขี อ ดที ่สี ามารถบรรจุสารทําความเยน็ ไดมากกวา 2.2 แบบโรตารี(rotary type) ทาํ งานโดยการใหลกู กลงิ้ เหลก็ (roller) ซ่งึ ติดอยูบนแกนหมนุ ของมอเตอรแ บบเยอื้ งศนู ยกลาง(eccentric) หมุนชิดไปตามผนงั ของกระบอกสบู ซงึ่ เปน วงกลมเมื่อประกอบกบั การยดื หดของใบมดี (blade) จะทาํ ใหเ กดิ เปน วงรอบของการดูด การอัด และปลอยแกส ทาํ ความเยน็ (รปู ที่ 8.5 ข) เคร่ืองอัดชนดิ นม้ี ขี นาดเลก็ เน่ืองจากมอี งคป ระกอบงาย ๆ นอ ยช้ินประหยดั พลังงานในการหมนุ มอเตอรเพราะมแี รงเสียดทานนอ ยกวาแบบลูกสูบ และมีความเรว็ รอบในการหมนุ สงู สามารถสรา งแรงดดู ไดมากกวา เคร่ืองอดั แบบลกู สูบ การใชง านโดยทั่วไปทต่ี องการอุณหภมู ไิ มต าํ่ กวา –400 0ฟ. นยิ มใชเ ครอื่ งอดั เพยี งตัวเดยี ว(single stage system) ถาตอ งการอุณหภมู ติ ํ่ากวาน้ี ควรใชเครอื่ งอัดมากกวา 1 ตวั เพอื่ ปอ งกันแกสท่ีถูกอดั ออกจากเคร่ืองอัดมอี ณุ หภมู ิสงู เกนิ ซ่ึงจะทําใหป ระสทิ ธภิ าพของระบบทําความเยน็ ลดลง และกอใหเกิดความเสียหายแกเ ครื่องอัด ถา ตองการทําความเยน็ ต่าํ กวา –400 0ฟ. ควรใชระบบทาํ ความเยน็ 2 ระบบเชอ่ื มตอกัน (twostage system หรือ cascade system) ซ่ึงใชร ะบบทาํ ความเย็นทตุ ภิ ูม(ิ secondary system) มาชว ยดึงความรอนออกจากเคร่ืองควบแนน ของระบบทาํ ความเยน็ ปฐมภมู (ิ primary system) ทําใหอุณหภมู ิของสารทาํ ความเยน็ ทอ่ี อกมาจากเครอ่ื งอดั ลดลง และความรอ นถูกถายเทออกไปสูระบบทตุ ยิ ภมู ไิ ดอ ยา งรวดเรว็ สารทาํ ความเยน็ ทใ่ี ชในระบบทตุ ยิ ภมู นิ ยิ มใชส าร R 11 หรอื R 503 ซึง่ มีจดุ เดอื ดตาํ่ กวาสารทําความเยน็ ในระบบปฐมภมู ซิ ึ่งนยิ มใช R 12, R 22 หรอื R 500 3. เครือ่ งควบแนน มหี นา ท่ถี ายเทความรอนจากแกสทถี่ กู อดั ออกมาจากเครื่องอดั ใหก บัอากาศท่อี ยูภ ายนอกตเู ย็นหรอื ตูแชแขง็ แบงออกเปน 2 ชนดิ คือ ชนิดทีก่ ารถายเทความรอ นอาศัยการไหลเวยี นของอากาศท่ีมคี วามหนาแนนตางกนั (static condenser) มกั พบในลกั ษณะของทอยาวที่ขดไปมา ติดตง้ั อยดู านหลัง ดานใต หรอื ฝง อยใู นผนงั (warm wall condenser) ของตเู ยน็ สว นอกี ชนดิ หนงึ่ใชพ ดั ลมชว ยเปา ระบายความรอนออกจากแผงเครือ่ งควบแนน (forced draft condenser) ซึง่ มีลกั ษณะเปน แผงที่มที อ ขนาดเลก็ ขดไปมาซอ นกันหลายซ้นั ติดตงั้ อยใู กล ๆ เคร่ืองอัด พัดลมระบายความรอ นจะทาํ งานเฉพาะตอนท่เี คร่ืองอัดทํางาน 184

เครื่องมือวิทยาศาสตร รปู ท่ี 8.5 วงรอบการทํางานของเครื่องอัดแบบลูกสูบ (ก) และแบบโรตารี (ข) 4. สารดดู ความชื้น(drying agent หรือ dessicant) เปน silica gel (silicon dioxide), activatedalumina (aluminum oxide) หรอื drierite (anhydrous calcium sulfate) บรรจอุ ยใู นกระเปาะตวั ทาํ ใหแหง (drier) ซึ่งตดิ ตง้ั อยูระหวา งทอ ของเครือ่ งอัดกบั หลอดรูเล็ก มีหนา ท่ี 3 ประการ คอื เปนแหลง เกบ็สารทาํ ความเยน็ ในรปู ของเหลวกอ นถกู ดดู ไปยงั เครอ่ื งระเหย กรองสงิ่ สกปรกออกจากสารทําความเย็น และดูดความช้ืนออกจากสารทาํ ความเยน็ 5. หลอดรเู ลก็ เปน ทอเล็ก ๆ ท่เี ชอ่ื มตอ ระหวางเครอ่ื งควบแนน กับเคร่อื งระเหย มคี วามยาวตั้งแต 2-3 น้วิ จนถงึ หลายฟตุ ข้ึนอยูกบั สารทําความเย็นท่ีใช และอุณหภมู ิทีต่ อ งการ รขู นาดเลก็ ของ 185

ระบบทําความเย็นหลอดทาํ หนา ทีส่ รางความแตกตางของความดันทเ่ี ครอื่ งควบแนน และเครื่องระเหย และควบคมุ สารทําความเยน็ ใหไหลในระบบในปรมิ าณทเี่ หมาะสม 6. เครอ่ื งระเหย ใชส ําหรบั ดดู ความรอ นออกจากอากาศและวัตถุท่อี ยบู ริเวณรอบ ๆ นยิ มใชแบบขยายตวั โดยตรง(direct expansion type) โดยทาํ ใหท อของเครอ่ื งระเหยมีขนาดใหญกวาหลอดรูเล็กมาก ทาํ ใหความดนั ของสารทําความเยน็ ลดลงอยา งรวดเร็วเมอื่ ผา นมาท่ีทอของเคร่อื งระเหย การเปลีย่ นสถานะจากของเหลวเปน แกสทาํ ใหเกดิ การดดู ความรอ นเขาไปอยางรวดเรว็ เครอ่ื งระเหยแบบนผี้ ลิตไดง ายและมีราคาถูกจงึ นิยมใชก นั อยางแพรห ลายในตูเย็นและตแู ชแขง็ ทวั่ ๆ ไป 7. หมอ สะสม(accumulator) อาจพบในตูเ ยน็ หรอื ตแู ชแ ขง็ บางแบบ มลี กั ษณะเปน กระเปาะท่ีตอ อยูร ะหวางทอของเครอ่ื งระเหยท่กี ลบั สเู ครื่องอดั มีหนา ท่เี หมือนตวั ทาํ ใหแ หง กลา วคือชว ยกรองส่งิ สกปรกและดูดความชื้น และปอ งกันสารทาํ ความเย็นท่เี ปนของเหลวไหลกลบั สเู ครือ่ งอัด 8. ทอระบายความรอ น(heat exchanger tube) เปน ทอท่ีตอระหวางทอ ของเครอ่ื งระเหยกบั ทอดดู กลบั ของเครอื่ งอดั แตเ ดินทอใหต ดิ ขนานไปกบั หลอดรเู ล็กเพอื่ ชว ยลดความรอนของสารทาํ ความเย็นในหลอดรเู ล็กกอนไหลไปสูเคร่อื งระเหย 9. ทอลดอุณหภมู ิของน้ํามนั หลอล่ืน(oil cooler หรอื pre cooler) นยิ มใชก ับเครอ่ื งอัดชนิดโรตารี เพือ่ ลดอุณหภมู ิของน้ํามนั หลอล่ืน เพือ่ ปอ งกนั การระเหยของนา้ํ มันหลอ ล่ืนไปอดุ ตนั ในทอของระบบความเยน็ นาํ้ มนั จะถกู ดันออกมาจากเครือ่ งอัดไปตามทอลดอณุ หภูมนิ อกเคร่ืองอดั แลวไหลเวยี นกลบั สเู ครอื่ งอัดอีกดา นหนง่ึ เปนผลใหอณุ หภมู ขิ องน้าํ มันหลอ ล่นื ไมส งู มากเกินไป 10. ตัวแยกนาํ้ มนั นยิ มติดตั้งเพิม่ เตมิ เขาไปในระบบทาํ ความเยน็ ท่ีตอ งการอุณหภมู ติ า่ํ ใชสารทาํ ความเยน็ ทไ่ี มร วมตวั กบั นาํ้ และใชเ ครื่องระเหยแบบปองกันนา้ํ มนั ไหลกลับ (nonoil-returningevaporator) โดยตอตัวแยกนาํ้ มนั ท่ีทอ สงแกส ทําความเยน็ ความดันสงู ออกจากเคร่อื งอัดไปยงั เคร่อื งควบแนน การแยกนาํ้ มนั อาศัยหลักการท่ีนํ้ามันหนักมากกวา สารทาํ ความเยน็ จึงรวมตัวแยกเปน ชนั้ อยูดานลางของตวั แยกนํ้ามนั แลวไหลกลับสเู คร่ืองอัด 11. อุปกรณค วบคุมอุณหภมู ิ มหี นา ท่รี กั ษาอณุ หภูมขิ องตเู ยน็ หรือตแู ชแข็งใหไ ดต ามตองการโดยมีความสมาํ่ เสมอของอณุ หภมู ทิ ว่ั ทงั้ ตูทาํ ความเยน็ อปุ กรณเ หลานไ้ี ดแ ก 11.1 ตัวไวความรอ น(thermal sensor) มีหนา ทว่ี ดั อุณหภมู ภิ ายในตทู ําความเย็นแลว สงสญั ญาณไปควบคมุ การทาํ งานของเครอื่ งอัดเพอื่ ใหไ ดอณุ หภมู ิตามตอ งการ ตัวไวความรอนนยิ มตดิ ตัง้ ไวใ กล ๆ กบั เครื่องระเหย ตัวไวความรอนทใ่ี ชอาจเปนแบบทีอ่ าศัยการหดหรอื การขยายตวั ของแกส ปรอท หรอื โลหะ (รปู ที่ 8.6) 11.2 ปมุ ควบคุมอุณหภมู (ิ temperature control knob) ปกตจิ ะมสี เกลบอกอณุ หภมู แิ บบหยาบ ๆ บนตัวปุม หรอื รอบ ๆ ปุม การตรวจสอบความถูกตองของสเกลนี้จงึ ตองอาศัยการปรบั ใหถกู ตอง โดยการใชเ ทอรม อมิเตอรวดั อุณหภมู ทิ แ่ี ทจริงเมอื่ หมนุ ปมุ ควบคมุ อุณหภมู ไิ ปที่ตําแหนงตา งๆ 186

เคร่ืองมอื วิทยาศาสตร 11.3 เครือ่ งชอี้ ณุ หภมู ิ(temperature indicator) เปน อปุ กรณทต่ี ดิ ตัง้ อยูน อกตทู าํ ความเยน็ รปู ท่ี 8.6 ตวั ไวความรอนแบบกระเปาะแกส (ก) และแบบโลหะ 2 ชนิด (ข) มสี ายเช่อื มโยงไปยงั ตวั วดั อณุ หภูมิของตูทาํ ความเยน็ ซง่ึ อาจแตกตา งจากอณุ หภูมิของเครือ่ งระเหย 1-2 0ซ. 11.4 พดั ลมหมุนเวยี นอากาศ มกั ตดิ ตั้งอยหู ลังเคร่อื งระเหยทาํ หนา ทีด่ ดู อากาศท่มี คี วามรอนกวา มาเปา ใสเครอ่ื งระเหย ชว ยทาํ ใหม ีการถายเทความรอ นอยา งทั่วถึงทัง้ ตทู ําความเยน็ และชว ยลดการเกาะของน้าํ แข็งท่เี ครอื่ งระเหย พัดลมหมนุ เวยี นอากาศมกั พบในตูแ ชแข็งหรอื ตูเยน็ ขนาดใหญเพราะการถายเทความรอ นอยา งทว่ั ถงึ โดยธรรมชาติเกิดขึ้นชามาก และยงั นยิ มใชในตเู ย็นระบบไรน้าํ แขง็ (nofrost system) 11.5 ฉนวน(insulator) ใชบ ุผนงั และประตูตูทําความเยน็ และทอ บางสวนของระบบทําความเยน็ เพอ่ื ปอ งกนั ความรอ นจากภายนอกผา นเขา มาภายในตูท ําความเยน็ แตเ นอื่ งจากอัตราการถา ยเทความรอ นขึน้ อยูก บั สัมประสิทธกิ์ ารถายเทความรอ นของวตั ถทุ ่ีเปน ฉนวน พน้ื ทผ่ี ิวและความแตกตา งของอณุ หภมู ดิ งั สมการ Q = UA x (To-Ti) โดย Q = อัตราการถา ยเทความรอ น (บีทีอยู/ชวั่ โมง) U = สัมประสทิ ธ์ิการถายเทความรอนของฉนวน (บีทยี /ู ชัว่ โมง/0ฟ.) A = พน้ื ท่ผี วิ ของฉนวน (ตรฟ.) To = อุณหภมู ินอกตเู ย็น (0ฟ.) Ti = อณุ หภมู ภิ ายในตูเ ย็น (0ฟ.) 187

ระบบทําความเย็น ดงั น้นั จงึ ตองพยายามเลือกวตั ถทุ สี่ ามารถนาํ ความรอ นไดนอย ตวั อยา งเชน polyurethanefoam, polystyrene foam หรอื ไยแกว เปนตน แตเ พอื่ ความเหมาะสมในการใชง านตองคํานึงถึงนํ้าหนกั ราคา เสถยี รภาพ และความสามารถในการดดู นํา้ ของวตั ถทุ ีจ่ ะนํามาใชทาํ ฉนวนดว ย ในปจ จบุ ันนยิ มใช polyurethane foam มากที่สุด โดยใหม ีความหนาตงั้ แต 2.5 น้ิวขนึ้ ไป ข้นึ อยกู บัความแตกตางของอุณหภูมิระหวางภายในและภายนอกตทู าํ ความเยน็ 12. ระบบละลายน้ําแข็ง(defrost system) ในขณะทรี่ ะบบทาํ ความเย็นทํางาน นาํ้ หรือความชน้ื จากวตั ถุตาง ๆ ในตทู ําความเยน็ จะเกาะทเ่ี คร่ืองระเหย ทาํ ใหป ระสิทธิภาพในการถายเทความรอนลดลงจงึ จําเปน ตอ งมรี ะบบละลายน้ําแข็งทเี่ ครื่องระเหย ซ่งึ นิยมใชข ดลวดความรอ นทใ่ี ชพลังงานจากกระแสไฟฟา ลวดความรอ นอาจทํางานโดยการควบคุมดว ยมือเมื่อตองการ หรือทาํ งานโดยอตั โนมัติเม่ือมแี ขง็ เกาะเครือ่ งระเหยมากเกนิ (รูปที่ 8.7) โดยการรบั สญั ญาณมาจากตัวไวความรอนแตชนิดทน่ี ยิ มใชม ากในปจจบุ นั เปน ระบบท่ีใชน าฬกิ าต้งั เวลาควบคมุ การทาํ งานของลวดความรอ น 188

เครอ่ื งมอื วิทยาศาสตร รูปที่ 8.7 ตวั อยางวงจรไฟฟา ในตทู าํ ความเยน็ ชนดิ ละลายนํ้าแขง็ แบบอตั โนมัติโดยอัตโนมตั ิ นาฬกิ าตัง้ เวลาจะทาํ ใหเกดิ การละลายนํา้ แข็งทเี่ ครอ่ื งระเหยวนั ละ 1-4 คร้งั นานคร้งั ละประมาณ 20 นาที ขน้ึ อยกู ับตูทําความเยน็ แตละชนดิ ในชวงเวลาของการละลายนา้ํ แขง็ กระแสไฟฟาจะถูกตดั ออกจากเครือ่ งอัดโดยอัตโนมัติ และเรมิ่ ตอใหมเ ม่ือผา นชวงเวลาของการละลายนาํ้ แข็ง ตเู ย็นระบบไรนํา้ แขง็ มีการะลายนาํ้ แขง็ ในชว งเวลาส้ัน ๆ สามารถละลายน้าํ แขง็ ออกจากเคร่ืองระเหยไดโดยทาํ ใหอ ณุ หภมู ภิ ายในตทู าํ ความเยน็ เปลีย่ นแปลงนอ ย (2-6 0ซ.) จงึ ไมกอเกดิ ผลเสียกับวัตถทุ ีเ่ กบ็ ไวภายในตทู ําความเยน็ แตใ นบางกรณีนาฬกิ าตง้ั เวลาทํางานผดิ ปกติ ทาํ ใหม ีชวงเวลาการละลายน้ําแข็งนานเกนิ ไปจนอาจทาํ ใหว ตั ถทุ ี่เกบ็ อยภู ายในเสียหาย 13. อุปกรณค วบคุมมอเตอรของเครอ่ื งอัด มอเตอรท ใี่ ชใ นเครือ่ งอดั สวนใหญเปน แบบเหนย่ี วนาํ (induction type) เพราะมีโครงสรางงาย ๆ และมีราคาถกู มอเตอรป ระกอบดวยขดลวด 2ชดุ ชุดแรกเปน ขดลวดเร่มิ หมนุ (starting winding) ชุดทสี่ องเปน ขดลวดใชงาน(running winding) เมื่อเรม่ิ ทาํ งานขดลวดทงั้ สองไดร บั กระแสไฟฟา พรอม ๆ กนั แลว จงึ ถูกควบคมุ การทาํ งานโดยอปุ กรณดงั น้ี 13.1 รีเลย(relay) มีหนาตดั กระแสไฟฟา ออกจากขดลวดชุดแรกเม่ือมอเตอรเร่มิ หมุนจนมีความเร็วประมาณ 3 ใน 4 สวนของความเรว็ ปกติ เพื่อปองกนั มอเตอรไ ดรบั กระแสไฟฟามากเกินเปนเวลานาน รูปที่ 8.8 เปน รเี ลยแบบใชค วามลวดความรอ น(hot wire) ซึง่ นิยมใชในเครือ่ งอัดขนาด 189

ระบบทาํ ความเย็น รูปท่ี 8.8 แผนผังการตอวงจรของรเี ลยแ บบใชลวดความรอนเลก็ เมื่อมีกระแสไฟฟาไหลผา นในตอนเร่มิ แรกความรอ นจะเกดิ ขนึ้ อยา งรวดเร็วจนถึงระดบั ทท่ี ําใหลวดเสนท่ี 1 ขยายตวั งอตวั ลง ตัดกระแสไฟฟาออกจากขดลวดชดุ แรก (ลวดเสนท่ี 3) ขณะใชงานถามีความผดิ ปกตทิ ําใหม กี ารไหลของกระแสไฟฟาในขดลวดชุดท่ี 2 มากเกิน ลวดเสน ท่ี 1 จะงอตวั มากขึ้นอีกจนลวดเสนที่ 2 ถกู ตัดกระแสไฟฟาออก ดังนั้นรเี ลยช นดิ นจี้ งึ ทาํ หนาท่ีเปน อปุ กรณป อ งกนั การดงึ กระแสไฟฟามากเกนิ (overload protector) ดว ย 13.2 ตัวเก็บประจเุ ริ่มหมนุ มอเตอร(start capacitor) เปน ตวั เก็บประจขุ นาดใหญท ม่ี คี วามจุมาก ใชตออนุกรมกบั ขดลวดชุดแรก มหี นา ทชี่ วยจา ยกระแสไฟฟาปรมิ าณมากใหก บั ขดลวดชดุ แรกในขณะเริม่ หมนุ มอเตอร แตร ีเลยจ ะตอ งตดั ตัวเกบ็ ประจนุ ีอ้ อกจากวงจรภายใน 5 วินาที เพ่อื ปอ งกันขดลวดไหม 13.3 ตัวเกบ็ ประจหุ มนุ มอเตอร( run capacitor) เปนตวั เก็บประจุขนาดเลก็ ใชตอ ขนานกับขดลวดชดุ ที่สอง มีหนาทส่ี ะสมไฟฟาและจา ยกระแสไฟฟา ใหก บั ขดลวดชดุ ที่สอง ทาํ ใหม อเตอรหมนุ ไดอ ยางสมา่ํ เสมอตลอดเวลา 13.4 ตัวปองกนั การดงึ กระไฟฟา มากเกนิ (overload protector) นยิ มใชชนดิ ท่ีเปน โลหะ 2ชนดิ ประกบตดิ กนั (bimetallic) ตอ อนกุ รมกบั ขดลวดชดุ ท่สี อง เมอ่ื เกดิ ความผิดปกตปิ ระแสไฟฟา ถูกดึงผานขดลวดชดุ ทีส่ องมากเกินจนเกดิ ความรอนทาํ ใหโลหะ 2 ชนดิ ดังกลาวโคงงอตัดวงจรไฟฟาและจะตอวงจรไฟฟา เองเม่อื โลหะเยน็ ลง 14. สญั ญาณเตือนตา ง ๆ อาจพบอยใู นรปู ของแสงหรือเสยี ง เพื่อแสดงการทาํ งาน หรอื การไมทํางานของพัดลม เครื่องอดั การละลายน้าํ แขง็ เปนตนขอ ควรปฏบิ ตั ใิ นการใชต ทู ําความเย็น ถงึ แมว าตูเยน็ หรือตูแชแ ขง็ เปน เคร่ืองมอื ที่ใชง าย แตส งิ่ ทค่ี วรกระทาํ เพ่ือความปลอดภัยของผูใ ช และเสถยี รภาพของวตั ถทุ เ่ี กบ็ ไวใ นตทู าํ ความเยน็ ตลอดจนการประหยดั พลังงาน เปน สงิ่ ทคี่ วรคํานึงถึง สง่ิ ทค่ี วรปฏบิ ตั ใิ นการใชง านมดี งั นี้ 1. การตัง้ ตูทาํ ความเยน็ ควรต้ังบนพ้ืนที่แหง ราบเรยี บ พงึ หลีกเลย่ี งความรอนจากแสงแดดหรือแหลง อืน่ ๆ ควรใหแ ผงของเครื่องควบแนน หางจากผนังอยา งนอย 5 นวิ้ ถา เปน ตูท าํ ความเยน็ ในแนวตั้ง ควรต้งั ใหด านหนา สงู กวา ดานหลงั เลก็ นอ ย เพ่ือใหประตตู ทู ําความเยน็ ปด ไดเองเมอื่ เปดออกมาประมาณ 45 องศา 2. ในการตอกระแสไฟฟา ควรใชโ วลตท่ีถกู ตอง(110, 220 หรือ 380 โวลต) และควรตอสายดินเสมอ นอกจากนอ้ี าจติดอุปกรณตัดไฟ(circuit breaker) ซ่ึงจะตัดกระแสไฟฟา เองเม่อื มีการร่วั ของกระแสไฟฟา 190

เครอ่ื งมือวทิ ยาศาสตร 3. วตั ถทุ ่ีนําไปใสในตูทาํ ความเยน็ ควรปด สนิทหรอื หอหุมใหม ดิ ชดิ เพือ่ ปองกนั การระเหยของน้ํา ซงึ่ จะไปเกาะสะสมท่เี คร่อื งระเหย 4. ไมค วรใสส ารทร่ี ะเหยงายและตดิ ไฟไดง า ยในตทู าํ ความเยน็ ตวั อยา งเชน อเี ธอร หรอืbenzene เปน ตน 5. เพอื่ หลีกเล่ยี งการแตก ไมควรใชภาชนะท่ีทําดว ยแกว ใสข องเหลวหรอื ของแข็งท่ีตองนาํ ไปเกบ็ ในทอี่ ุณหภมู ิตํ่ามาก(แชแ ขง็ ) 6. ถาไมจาํ เปนไมค วรนาํ วตั ถทุ ีร่ อ นใสใ นตทู ําความเยน็ ทนั ที ควรรอใหเยน็ กอ น 7. วตั ถแุ ละส่งิ ของทีใ่ สใ นตูทาํ ความเยน็ ควรเหมาะสมกบั ความจุของตทู าํ ความเยน็ เพราะถาใสม ากเกินไป นอกจากจะตองใชก ระแสไฟฟา เพม่ิ ขน้ึ แลว ยังอาจทาํ ใหสิ่งของทเ่ี กบ็ ไวเสียหายเนอ่ื งจากถายเทความรอ นออกจากสงิ่ ของไมดี แตถ าใสนอยเกินไปยอ มเกิดการสูญเปลา ของพลังงาน 8. เอาสง่ิ ของท่ไี มจาํ เปน หรอื หมดความจําเปน ทจ่ี ะเกบ็ ไวใ นตูทาํ ความเยน็ ออกเสมอ ๆ 9. วางสิ่งของในตูท ําความเยน็ ใหเปนระเบยี บ และเขยี นเครอ่ื งหมายหรอื สัญลกั ษณท ชี่ ดั เจนเพอ่ื ความรวดเร็วในการหยิบออกมา 10. ควรเปดประตตู ูเย็นตามความจาํ เปน เทา นนั้ ควรกาํ หนดวา ในวนั หนง่ึ ๆ จะเปด กี่ครง้ัแตล ะครัง้ จะหยิบอะไรบาง และในการหยบิ แตละคร้ังควรหยิบหลาย ๆ อยางออกมาพรอ ม ๆ กันถาสามารถกระทาํ ได 11. การหยิบสิง่ ของในตแู ชแ ขง็ ควรสวมถุงมือยาง เพื่อลดการเกดิ เกลด็ นาํ้ แขง็ ทจ่ี ะเกาะตดิ กับเครือ่ งระเหย ผนงั หรือส่งิ ของท่ีสมั ผสั กบั มอื เพราะมีไอน้าํ ระเหยออกจากมอื ตลอดเวลา 12. ไมควรใชข องมีคมขดู หรือแชะน้ําแขง็ บรเิ วณทอของเครื่องระเหย เพราะทออาจรวั่ ไดงา ยเนื่องจากทําจากโลหะออ นประเภทอะลมู ิเนยี มหรือทองแดง 13. หามวางส่ิงของบนฝาตทู ําความเยน็ แบบแนวนอน เพราะการเผลอเปด ฝาตจู ะทาํ ใหส่ิงของตกเสยี หาย และอาจทําใหตวั ตทู ําความเยน็ เสยี หายดวย 14. จากการศึกษาพบวาถาลดอุณหภมู ิในตทู าํ ความเยน็ ลงเพยี ง 1 0ฟ. จะประหยดั พลังงานตทู ําความเยน็ ลงรอ ยละ 2 ถงึ รอ ยละ 5 ดังนนั้ จึงควรใชอ ณุ หภูมใิ หเหมาะสมกบั วัตถุ หรอื ส่งิ ของท่ีนํามาเก็บ ตวั อยา งเชน การเกบ็ เอนไซมบ างชนดิ ในระยะสนั้ ๆ ควรเก็บที่ -32 0ฟ. แทนการเก็บท่ี –70 0ฟ.เปน ตน 15. เมอ่ื กระแสไฟฟา ดบั หรอื ปดสวทิ ชไฟฟาตูทาํ ความเย็น ไมค วรเปด สวิทชไ ฟฟาทนั ทีควรทงิ้ ชวงเวลาประมาณ 3 นาที เพ่ือใหค วามดันในเครอ่ื งระเหย และเครอื่ งควบแนน สมดลุ กันกอ นเพราะถายงั มีความดันสูงอยใู นระบบทอทาํ ความเยน็ การเรมิ่ ทํางานของมอเตอรของเคร่อื งอดั จะตอ งเอาชนะแรงดนั ในทอนด้ี ว ย ทาํ ใหม อเตอรทํางานหนกั และดงึ กระแสไฟฟามากขนึ้ ทําใหอายกุ ารใชงานของมอเตอรของเคร่อื งอดั ลดลง 191

ระบบทําความเย็นการบํารุงรักษา การบาํ รุงรกั ษาตูท าํ ความเยน็ เปนส่ิงท่ีทาํ ไดงาย ๆ และไมต อ งกระทําบอยนกั จงึ เปน สาเหตุใหต ูทําความเยน็ ถกู ละเลยการบํารงุ รักษา การบํารงุ รักษาที่ควรกระทาํ มีดงั น้ี 1. ตรวจสอบรอยรวั่ ตามขอบประตูตูทําความเยน็ เสมอ ๆ 2. ตรวจสอบความแนน หนาของบานพบั และอุปกรณยดึ ประตูตูทําความเย็นทุก ๆ 6 เดอื น 3. ตรวจสอบความถูกตอ งของอุณหภมู ิของปุม ควบคุมอุณหภมู ิทุก ๆ 6 เดือน 4. ตรวจสอบการรัว่ ของฉนวนในผนงั ตทู าํ ความเยน็ โดยการสงั เกตดูหยดน้ําทีอ่ าจเกดิ ขึน้เฉพาะแหง บนผนงั ตทู าํ ความเย็น 5. ทําความสะอาดภายนอกเครอื่ งอัด และแผงเครื่องควบแนน ทกุ ๆ 3 เดอื น เพอ่ื กาํ จัดคราบไขมันและฝนุ ออก 6. ถา ตทู าํ ความเยน็ ไมม ีระบบละลายน้ําแข็งอตั โนมตั ิ ควรละลายนาํ้ แข็งเมอื่ มนี าํ้ แขง็ จบั ท่ีเครื่องระเหยหนาเกิน 2.5 นวิ้ 7. การทําความสะอาดภายนอกตทู าํ ความเยน็ ควรใชนํา้ ปรมิ าณเล็กนอยรว มกับการใชสารชะลา งท่ีเปน กลาง หรอื เปนดา งออ น ๆ 8. ความถี่ของการทาํ ความสะอาดภายในตทู ําความเยน็ ขึ้นอยูก บั การพจิ ารณาของผใู ช ซึ่งอาจจะบอ ยมากคอื อาทิตยล ะ 1 ครั้งจนถงึ ปล ะครั้ง การทําความสะอาดภายในควรปฏิบัติดังนี้ 8.1 ถอดปลั๊กไฟฟา ออก 8.2 เปดประตตู ทู ําความเยน็ เอาส่ิงของภายในออก นําไปเกบ็ ไวในตทู าํ ความเยน็ อื่น ๆ 8.3 เปด ประตูตทู าํ ความเยน็ ใหก วางทส่ี ุด เพื่อใหอุณหภูมิภายในสูงขึ้นเกนิ 32 0ฟ.(อาจใชพดั ลมชว ยถา ยเทความรอ น) 8.4 กําจดั สง่ิ สกปรกออกโดยใชแ ผนขัดหรือแปรงขัดท่ีทําดวยพลาสตกิ จมุ สารชะลางท่ีอนุ ๆ (33-49 0ซ.) ใชฟองนาํ้ จุมน้ําอุนเล็กนอยเชด็ สารชะลา งออก เชด็ หรอื ฉีดพน ดว ยสารฆาเชือ้ โรคในกรณที ี่ใช quaternary ammonium chloride เปน สารชะลางไมจ ําเปน ตองใชสารฆา เชือ้ โรคอนื่ ๆ อีก 8.5 ปลอ ยใหแ หง เสียบปลัก๊ ไฟฟา ตัง้ อณุ หภมู ใิ หเ ทา กบั อณุ หภมู กิ อนทาํ ความสะอาดนาํ สิ่งของมาเก็บเขา ที่เดมิ ใหเปนระเบยี บ 9. ในกรณีท่ีมีกลนิ่ เหม็น อาจใช NaHCO3 ลาง หรือใสถานกัมมันต( activated carbon) ปดประตูตทู าํ ความเยน็ ท้ิงไวเปน เวลา 2-3 วนัการเลือก ตเู ยน็ และตูแ ชแ ขง็ ในปจจุบนั มปี ระสิทธิภาพและคุณภาพคอนขา งใกลเ คียงกนั จะแตกตางกนั บางในสว นของราคา รูปราง และความเหมาะสมสาํ หรับใชง านแตล ะประเภท สําหรับงานทางหอ งปฏบิ ัติการวิทยาศาสตรค วรพจิ ารณาถงึ สิง่ ตอไปนี้ 192

เครอื่ งมือวทิ ยาศาสตร 1. มคี วามแมน(accuracy) และความเท่ียง(precision) ของการควบคุมอุณหภมู ดิ ี 2. มคี วามสม่าํ เสมอของอณุ หภมู ทิ กุ ๆ บรเิ วณภายในตูทําความเยน็ 3. มสี ญั ญาณเตือนเมือ่ เครอ่ื งอดั หรืออปุ กรณสวนอน่ื ๆ ทํางาน ผดิ ปกติ 4. ตูแชแ ข็งควรมเี ครือ่ งบันทกึ อณุ หภมู แิ บบตอ เนื่องตลอดเวลา 5. เลือกขนาดความจภุ ายในใหเ หมาะสมกบั ปรมิ าณสง่ิ ของทีจ่ ะใส 6. มชี น้ั วางท่เี หมาะสมกับงาน ตัวอยางเชน มีชน้ั วางที่เลือ่ นปรับระดับได หรือสามารถหมุนไดร อบตวั 7. ควรมปี ระตูขนาดทไ่ี มโ ตเกนิ ไป ถาเปน ตทู ําความเยน็ ขนาดใหญ ประตูควรแบงออกเปน ประตเู ลก็ ๆ หลายประตู 8. มกี ารรัว่ ไหลของความเยน็ ตามขอบประตูหรอื ผนงั นอย ซงึ่ ข้นึ อยูกบั การออกแบบ ชนดิและความหนาของฉนวนทใี่ ช 9. คา กระแสไฟฟา เฉลี่ยที่ใชร วมตอ วนั การเปรยี บเทยี บเฉพาะวตั ตทเี่ คร่อื งอัดใชอ าจไดขอมูลท่ีไมตรงกบั ความเปนจริง เพราะกระแสไฟฟารวมท่ีตูท าํ ความเย็นใชขนึ้ อยกู บั อุปกรณอ ืน่ ๆดว ย เชน พดั ลมหมนุ เวยี นอากาศ หลอดไฟ ขดลวดความรอ น ฯลฯ. นอกจากนยี้ ังข้นึ อยกู ับการสญูหายของความเยน็ ซึง่ จะทําใหเ คร่ืองอดั ทาํ งานเปน ระยะเวลาทีน่ านไมเ ทา กันในแตละวนั 10. ใชเครอื่ งอดั ทม่ี ีประสิทธิภาพสูง และควรมขี นาดเหมาะสมกับความจุของตูทาํ ความเยน็เพราะถาใชเคร่ืองอดั ขนาดเล็กเกนิ จะทาํ ใหเคร่อื งอัดทาํ งานหนกั เปน ผลใหอายกุ ารใชง านลดลง แตถาใชขนาดโตเกนิ ไปจะสนิ้ เปลอื งกระแสไฟฟา มากขึน้ 11. ใชสารทําความเยน็ ท่ปี ลอดภัย เพือ่ ปองกนั อันตรายตอ มนุษยแ ละสง่ิ แวดลอ มทีอ่ าจจะเกดิ ขึน้ ถามกี ารรั่วไหลของทอ ในระบบทําความเยน็ 12. ตเู ยน็ ทม่ี รี ะบบละลายน้าํ แขง็ อัตโนมตั ิ ซ่งึ สวนใหญจ ะละลายนํ้าแขง็ ทุก ๆ 10 ช่วั โมงจะทาํ ใหเ ปลืองคา ไฟฟา มากกวาตเู ย็นชนิดที่กําหนดเวลาการละลายนํ้าแขง็ ได 13. ควรเลือกตเู ยน็ ท่มี ีโครงสรางท่สี ามารถนําไปรีไซเคิล(recycle) ไดเ กอื บทั้งตู เพื่อชวยรกั ษาสภาพแวดลอ มปญ หาและสาเหตุ ปญ หาที่พบบอ ยสาํ หรับตเู ยน็ หรอื ตูแ ชแ ขง็ มีดงั ตารางท่ี 8.2 การแกไ ขสามารถกระทําไดงายข้นึ ถา เขา ใจการทํางานของระบบทาํ ความเย็น ซึง่ นอกจากใชแ กป ญ หาทเ่ี กดิ ขน้ึ กบั ตทู าํ ความเย็นโดยตรงแลว ยงั สามารถนาํ ไปใชเปน แนวทางแกไ ขขอ ขดั ของ หรือแกป ญ หาของเคร่อื งมือวิทยาศาสตรทมี่ รี ะบบทาํ ความเย็นเปน สวนประกอบของเครือ่ งมอื ไดอ กี ดว ย 193

ระบบทําความเย็นตารางที่ 8.2 ปญหาและสาเหตุของตูท าํ ความเย็น ปญหา สาเหตุมนี ํา้ ไหลนองฟน บรเิ วณตเู ยน็ -มีนาํ้ แข็งเกาะท่เี ครอื่ งระเหยมากเกินไป -มีสารทาํ ความเย็นมากเกนิ ไป -พัดลมของเคร่อื งระเหยไมท ํางาน -อากาศภายนอกตูม ีความชน้ื สงู -ถาดรับนา้ํ ที่ระบายนาํ้ ออกรวั่ -ทอ ระบายนาํ้ ทง้ิ ตันตารางที่ 8.2 ปญหาและสาเหตุของตทู ําความเยน็ (ตอ) ปญหา สาเหตุภายในตูไมเ ยน็ และเครอื่ งอดั พยายามจะทาํ งาน -โวลตของกระแสไฟฟาสูงหรือตาํ่ เกนิ กวา รอยละ10 ของโวลตท่กี ําหนด -มอเตอรเครื่องอัดลดั วงจร -มีสารทําความเย็นมากเกินไป -ตัวเกบ็ ประจเุ ร่มิ หมนุ เสีย -อณุ หภูมริ อบ ๆ เคร่อื งอดั สงู -รเี ลยเสยี -อุปกรณปอ งกนั การดงึ กระแสไฟฟา มากเกินเสยีความเยน็ ไมพ อและเครือ่ งอดั ทาํ งานปกติ -มีนํ้าแข็งเกาะท่ีเครื่องระเหยมาก -ปดประตตู ูเยน็ ไมสนิท -อากาศภายนอกมอี ุณหภูมสิ งู -สารทาํ ความเย็นร่ัว -มีสารทําความเย็นนอ ยเกิน -มีการอดุ ตันในทอระบบทาํ ความเยน็ -พดั ลมของเครอื่ งควบแนนไมทาํ งาน -เครอื่ งอดั มีขนาดเลก็ -ตัวไวความรอ นเสีย -พัดลมกระจายความเยน็ ภายในตูเสยีเครอื่ งอดั ทาํ งานตลอดเวลา และภายในตเู ยน็ จดั -ตง้ั อณุ หภมู ิทาํ ความเยน็ ไวต า่ํ มาก 194

เคร่ืองมอื วทิ ยาศาสตร -ตวั ไวความรอ นเสีย -ปมุ ควบคุมอณุ หภูมิเสียมีนาํ้ แขง็ เกาะตัวระเหยมาก หรอื มหี ยดน้ําเกาะ -ลวดความรอนขาดภายในตู -นาฬกิ าควบคมุ การละลายนา้ํ แขง็ เสีย -ทอ ระบายนํ้าทง้ิ ตัน -ภายในตูมนี ้ําและความชนื้ มาก -ปดประตตู ูไมส นิท -ฉนวนบางหรอื เปยกน้ําตารางที่ 8.2 ปญหาและสาเหตขุ องตทู ําความเย็น(ตอ) ปญหา สาเหตุมีหยดนา้ํ เกาะนอกตมู าก -ฉนวนบาง หรอื เปยก -อากาศภายนอกมีความช้ืนสงูมีเสยี งดังมาก -ยางขอบประตรู ัว่ -ทอ ของเครอื่ งระเหยชนิดทฝ่ี ง ในผนงั ฝง ชดิ ผนงัเคร่อื งบันทึกอณุ หภูมไิ มท ํางาน ดานนอกมากเกิน -เสยี งจากเคร่อื งอัด หรือพัดลม -เสียงจากการยดึ ทอ ของระบบทําความเยน็ ไม แนน -ตงั้ ตทู ําความเยน็ ไมดี -มนี อตหลุดหลวม -ใสก ระดาษไมถ ูกตอง -หมึกหมด -สปริงขาด 195

ระบบทําความเย็น -ไมไ ดเสยี บปลก๊ั ไฟฟา -ฟว สขาดภายในตไู มเยน็ และเคร่ืองอดั ไมทํางาน -โวลตตา่ํ มาก -ไมไ ดเ ปด สวทิ ชไฟฟา -มอเตอรข องเคร่อื งอดั เสยี -รเี ลยเ สีย -ตวั เก็บประจเุ ร่ิมหมนุ เสีย -นาฬกิ าควบคมุ การละลายนา้ํ แข็งเสีย -อปุ กรณปองกนั การดงึ กระแสไฟฟามากเกินเสีย การศึกษาหลักการทาํ ความเยน็ องคป ระกอบ การใช การบํารงุ รกั ษา ตลอดจนปญ หาตาง ๆทอี่ าจจะพบ คาดวาจะกระตนุ ใหผใู ชเ กดิ ความสนใจในการบาํ รงุ รักษาระบบทําความเย็น และมีการใชท่ถี กู ตองมากข้นึ โดยเฉพาะอยางยงิ่ เคร่อื งมือวทิ ยาศาสตรท ีม่ ีระบบทาํ ความเยน็ เปนองคประกอบรวมท้งั อปุ กรณท าํ ความเยน็ อืน่ ๆ ดวย บรรณานกุ รม1. Ashley S. Energy-efficient appliances. Mechanical Engineering 1998;120:94-7.2. Babyak R. Calling on compressors. Appliance Manufacturer 2000;48:62-6.3. Ballaney PL. Refrigeration and air conditioning. Delhi : Khanna Publishers, 1974.4. Banda HT, Harries AD, Boeree MJ, Nyirenda TE, Banerjee A, Salaniponi FM. Viability of stored sputum specimens for smear microscopy and culture. Int J Tuberc Lung Dis. 2000;4:272-4.5. Chai D. Samsung Electric, s CFC free refrigerator: leader of the pack. Business Korea 1993;10:45-6.6. Croppi A, Polettini A, Lunetta P, Chille G, Montagna M. A fetal case of trichlorofluoromethane(Freon 11) poisoning : tissue distribution study by gas chromatography- mass spectrometry. J Forensic Sci 1994;39:871-6.7. Dossat RJ. Principles of refrigeration. 1st ed. New York : John Wiley and Sons, 1978. 196

เคร่อื งมอื วทิ ยาศาสตร 8. Fitzgerald RL. Fishel CE, Bush LL. Fatality due to recreation use of chlorodifluoromethane and chloropentafluoroethane. J Forensic Sci 1993;38:477-83. 9. Ley SJ. Foodservice refrigeration. Boston : CBI Publishing Company Inc, 1980. 10. Rechowicz M. Electric power at low temperature. Oxford : Clarendon Press, 1975. 11. Remich NC. Green Frost : a recyclable refrigerator. Appliance Manufacturer 1992;40:69. 12. Sammarco ML, Manfredi STM, Quaranta A. Vaccine storage in the community: a study in central italy. Bull World Health Organ 1999;77:352-5. 13. Scharff R. Refrigeration, air conditioning, range and oven servicing. New York: Mc Graw-Hill Book Company, 1976. 197