เครื่องปรับอากาศ รุ่นแรกที่มีการใช้งาน มาจากไหน

                เครื่องปรับอากาศที่ใช้ตามบ้านพักอาศัยและสำนักงานขนาดเล็กเท่านั้น ส่วนเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่จะกล่าวถึงเพียงพอเป็นแนวทางเพื่อการศึกษาค้นคว้าต่อไป เครื่องปรับอากาศที่ใช้ตามบ้าน ถ้าจะแบ่งตามลักษณะโครงสร้างและการติดตั้งแล้วแบ่งออกได้เป็น 2 แบบใหญ่ๆ คือ เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง (window type) เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน  (split type) คือ แอร์ Misubishi, แอร์ LG, แอร์ Saijo Denki, แอร์ Panasonic นั่นเอง

เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง แอร์ eminent

                เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างเป็นเครื่องที่เคยนิยมใช้กันมากตามบ้านพักอาศัย ในปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอยู่เพราะง่ายต่อการติดตั้งและซ่อมบำรุง ภายในตัวเครื่องประกอบด้วยวงจรการทำความเย็นและวงจรการหมุนเวียนอากาศสมบูรณ์ในตัว โดยมีผนังกั้นระหว่างส่วนที่หมุนเวียนของอากาศภายในห้องทางด้านคอยล์เย็นหรืออีวาพอเรเตอร์ และส่วนที่ระบายความร้อนออกภายนอกห้องทางด้านคอยล์เตนเซอร์ขนาดของเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างนี้มีขนาดเล็ก ตั้งแต่ 6,000 บีทียู/ชั่วโมง (1,666 กิโลแคลอรี่/ชั่วโมง) ขึ้นไป จนถึงขนาด  36,000 บีทียู/ชั่วโมง (10,000 กิโลแคลอรี่/ชั่วโมง)

รูปที่ 20.1 เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง

วงจรการหมุนเวียนของอากาศ  จะถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ตามรูปที่ 20.2 คือทางด้านอากาศภายนอกห้องและทางด้านอากาศภายในห้อง โดยมีมอเตอร์ชนิดแกนพลายื่นออก 2 ด้านหัวท้าย เป็นตัวขับเคลื่อนใบพัดให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศ

รูปที่ 20.2 ไดอะแกรมของวงจรการหมุนเวียนของอากาศ

ด้านระบายความร้อนออกของคอนเดนเซอร์จะติดใบพัดชนิดธรรมดา (propeller fan) และด้านส่งลมเย็นหมุนเวียนภายในห้องผ่านคอยล์เย็นหรืออีวาพอเรเตอร์จะติดใบพัดแบบกรงกระรอก (multi-stand type fan) หรือบางที่เรียกเป็นใบพัดแบบเซอรอกโค (sirocco fan)

โครงสร้างภายในของเครื่องแอร์ LG จะประกอบด้วยอุปกรณ์หลักที่สำคัญ (ดูรูปที่ 20.3 ประกอบ) ดังนี้

1. มอเตอร์คอมเพรสเซอร์

3. ชุดควบคุมการไหลของน้ำยา2. คอนเดนเซอร์

4. คอยล์เย็นหรืออีวาพอเรเตอร์

6. ใบพัดแบบธรรมดา5. มอเตอร์พัดลม

7. ใบพัดแบบกรงกระรอก

 ใบพัดแบบกรงกระรอกหรือแบบเซอรอกโคสามารถให้ความดันลมสูง ดันอากาศให้ผ่านออกได้ดีเหมาะสำหรับระบบที่ต้องการปริมาณลมส่งมาก แต่จะมีข้อเสียคือเสียงดัง ใช้เป็นใบพัดดูดเป่าลมผ่านคอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศชนิดหน้าต่าง

ใบพัดแบบธรรมดาเป็นใบพัดที่มีขนาดเล็ก ออกแบบสร้างอย่างง่ายๆ แต่ก็ให้ลมมากใช้ในการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง

นอกจากอุปกรณ์ที่กล่าวมาแล้ว ทางด้านหน้าของเครื่องยังมีหน้ากากซึ่งทำจากพลาสติก เป็นฝาครอบให้เกิดความสวยงาม และส่วนของทางลมกลับก่อนผ่านเข้าคอยล์เย็นหรืออีวาพอเรเตอร์จะมีฟิลเตอร์สำหรับกรองฝุ่นละอองของอากาศภายในห้อง ไม่ให้เข้าไปอุดตันในครีบของคอยล์เย็น ดังรูปที่ 20.5

ฟิลเตอร์กรองอากาศจะทำจากวัสดุสังเคราะห์ประเภทฟองน้ำ เมื่อใช้งานไปสักระยะหนึ่งประมาณ1-2 เดือน ควรจะถอดเอาฟิลเตอร์ออกมาล้างฝุ่นละอองที่อุดตันอยู่ออก เพื่อให้การหมุนเวียนของอากาศดีอยู่ตลอดเวลา

อุปกรณ์หลักทางวงจรน้ำยา ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ แสดงดังรูปที่ 20.6

รูปที่ 20.6 โครงสร้างอุปกรณ์หลักของวงจรน้ำยา

          รายละเอียดของอุปกรณ์หลักทางวงจรน้ำยาแอร์ มีดังนี้

1. มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ เป็นอุปกรณ์หลักที่สำคัญของระบบวงจรน้ำยาเครื่องทำความเย็นทำหน้าที่ในการดูดและอัดน้ำยาในสถานะแก๊ส โดยดูดแก๊สที่มีอุณหภูมิและความดันต่ำ จากคอยล์เย็น และอัดให้มีความดันสูงและอุณหภูมิสูงส่งเช้าไปกลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลวด้วยการระบายความร้อนออกที่คอนเดนเซอร์

มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศติดหน้าต่างเป็นแบบเฮอร์เมติก ซึ่งมีส่วนของมอเตอร์และคอมเพรสเซอร์อยู่ภายในตัวเรือนเดียวกันที่เชื่อมปิดมิดชิด ส่วนของคอมเพรสเซอร์นั้นมี 2 แบบคือ แบบลูกสูบและแบบโรตารี ซึ่งในจำนวนขนาดบีทียู  (แคลอรี) ที่เท่ากันแล้ว คอมเพรสเซอร์แบบโรตารีจะกินกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ

                2. คอนเดนเซอร์ คืออุปกรณ์ทำทำหน้าที่ให้นำยาในสถานะเป็นแก๊สกลั่นตัวเป็นของเหลวด้วยการระบายความร้อนออกจากน้ำยานั้น น้ำยาในสถานะแก๊สที่มีอุณหภูมิความดันสูงซึ่งถูกอัดส่งมาจากคอมเพรสเซอร์ เมื่อถูกระบายความร้อนออกจะกลั่นตัวเป็นของเหลว แต่ยังคงความดันและมีอุณหภูมิสูงอยู่

โครงสร้างของคอนเดนเซอร์ประกอบขดท่อทองแดงหรืออลุมิเนียม และมีครีบเป็นตัวช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งถูกเป่าผ่านด้วยมอเตอร์พัดลม

ท่อทางน้ำยาที่เข้ายังคอนเดนเซอร์จะต้องอยู่ข้างบนเสมอ เพื่อว่าน้ำยากลั่นตัวเป็นน้ำยาเหลวแล้วจะตกลงมาตอนล่าง และส่งต่อเข้ายังท่อลิควิด ซึ่งถ้าต่อท่อคอนเดนเซอร์เข้าทางด้านล่างแล้ว น้ำยาในสถานะแก๊สจะต้องดันผ่านน้ำยาเหลว ทำให้ความดันในคอนเดนเซอร์สูงเกินเกณฑ์

3. ชุดควบคุมการไหลของน้ำยา สำหรับเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง ชุดควบคุมการไหลของน้ำยาจะมีใช้กันมาก 2 แบบ คือ แบบท่อแคพิลลารี และ แบบเทอร์โมสแตติกเอกช์แพนขันวาล์ว เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงค่าความร้อนที่คิดเป็นโหลดมีไม่มากนัก เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างจึงใช้ท่อแคพิลลารีกันมากกว่า ซึ่งท่อแคพิลลารีนี้จะเป็นท่อขนาดเล็กๆ การเลือกขนาดและความยาวของท่อนแคพิลลารีจะต้องให้พอเหมาะกับมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ที่ระบุไว้

ส่วนเทอร์โมสแตติกเอกช์แพนชันวาล์วมีหลักการในการปรับควบคุมอัตราการไหลของน้ำยาได้ดีกว่า แต่ก็มีราคาสูง และการเลือกใช้เทอร์โมสแตติกเอกช์แพนชันวาล์วก็จะต้องเลือกขนาดให้พอเหมาะกับขนาดของเครื่องปรับอากาศ

4. คอยล์เย็นหรือคอยล์อีวาพอเรเตอร์ คือ อุปกรณ์ของระบบทำความเย็นที่ทำหน้าที่ดูดรับปริมาณความร้อนจากอากาศภายในห้อง ขณะที่น้ำยา R-22 ภายในระบบตรงบริเวณนี้ระเหยเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สจะดูดรับปริมาณความร้อนผ่านผิวท่อทางเดินน้ำยาเข้าไปยังน้ำยาภายในระบบ ทำให้อุณหภูมิโดยรอบอีวาพอเรเตอร์ต่ำลง

สำหรับเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง โครงสร้างคอยล์เย็นจะเหมือนกับโครงสร้างของคอนเดนเซอร์คือประกอบด้วยขดท่อทองแดงมีครีบเช่นเดียวกัน แต่มีขนาดเล็กกว่า (ในเครื่องเดียวกัน)

5. ท่อลิควิด น้ำยาเหลวที่กลั่นตัวเรียบร้อยแล้ว จากคอนเดนเซอร์จะถูกส่งผ่านท่อลิควิดเข้ายังเอกช์แพนชันวาลืวหรือท่อแคพิลลารี

6. ท่อซักชั่น เป็นท่อทางเดินน้ำยาที่ต่ออยู่ระหว่างคอยล์เย็นกับทางดูดของคอมเพรสเซอรื น้ำยาในสถานะแก๊สอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำจากคอยล์เย็นจะถูกดูดผ่านท่อวักชั่น เข้ายังคอมเพรสเซอร์

7. ท่อดิสชาร์จ เป็นท่อทางเดินน้ำยาที่ต่ออยู่ระหว่างท่อทางอัดของคอมเพรสเซอร์กับคอนเดนเซอร์น้ำยาในสถานะที่เป็นแก๊สซึ่งถูกคอมเพรสเซอร์อัดให้มีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น จะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์โดยผ่านท่อดิสชาร์จนี้

8. ตะแกรงกรองหรือสเตรนเนอร์ เป็นตะแกรงกรองทำด้วยลวดทองเหลืองเส้นเล็กๆ สานเป็นตะแกรง เพื่อทำหน้าที่ป้องกันมิให้ฝุ่นผงผ่านเข้าไปอุดตันในท่อแคพิลลารีหรือเอกช์แพนชันวาล์ว

รูปที่ 20.10 ตะแกรงกรอง

อุปกรณ์หลักทางวงจรไฟฟ้า ปรกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ดังแสดงในรูปที่ 20.11

สำหรบเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง อุปกรณ์หลักที่สำคัญทางวงจรไฟฟ้าประกอบด้วย

1. สวิตช์เครื่องปรับอากาศ ที่ใช้กันมากมี 2 แบบคือ แบบปุ่มกด ดังรูปที่ 20.13 (ก) และแบบหมุนดังรูปที่ 20.13 (ข) เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งการทำงานของระบบเครื่องปรับอากาศ ตัวสวิตช์จะทไหน้าที่ปิด-เปิด เครื่องควบคุมความเร็วของมอเตอร์พัดลม ซึ่งอาจเป็นแบบ 2 หรือ 3 สปีด (speed) ก็ได้ และควบคุมการทำงานของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ ซึ่งวงจรส่วนที่ควบคุมมอเตอร์คอมเพรสเซอร์นี้ จะทำงานได้เมื่อวงจรมอเตอร์พดลมได้ทำงานแล้วเท่านั้น

2. โอเวอร์โหลด เป็นอุปกรณ์ป้องกันซึ่งจะทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้าที่เข้าเลี้ยงมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ เมื่อเกิดความร้อนอันเนื่องมาจากมอเตอร์คอมเพรสเซอร์กินกระแสสูงผิดปกติ

มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศบางรุ่น ขนาดตั้งแต่ 2-3 แรงม้า ออกแบบมาใช้ให้มีโอเวอร์โหลดภายใน (internal overload) ซึ่งจะคอยป้องกันไม่ให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์เกิดความเสียหายอีกชั้นหนึ่ง

3. รีเลย์ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานสมพันธ์กับอุปกรณ์ช่วยสตาร์ตของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ รีเลย์ที่ใช้สำหรับมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ของความร้อนนั้นจะใช้ชนิดโพเทนเซียลรีเลย์ ซึ่งจะใช้ควบคู่กับคาพาซิเตอร์สตาร์ตและคาพาซิเตอร์รัน

4. เทอร์โมสตัด เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิภายในห้องปรับอากาศให้อยู่ในช่วงที่ต้องการโดยอัตโนมัติ ในขณะที่อุณหภูมิภายในห้องยังสูงอยุ่ หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัดต่ออยู่ ทำให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ทำงานดูดอัดน้ำยา R-22 ให้เกิดผลความเย็นที่อีวาพอเรเตอร์ เมื่ออุณหภูมิภายในห้องปรับอากาสลดต่ำ (เย็น) ถึงเกณฑ์ตามที่ต้องการ หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัดจะแยกจาก ทำให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน จนกระทั่งอุณหภูมิในห้องสูงขึ้นอีก หน้าสัมผัสของเทอร์โมสตัดจะต่ออีกครั้งหนึ่ง และมอเตอร์คอมเพรสเซอร์เริ่มทำงานใหม่ ซึ่งเป็นการควบคุมอุณหภูมิภายในห้องโดยอัตโนมัติ

เทอร์โมสตัดของเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างจะเป็นชนิดกระเปาะ ซึ่งปลายกระเปาะจะต้องทาบดักอยู่ที่ทางลมกลับ ด้านหน้าของเครื่อง แต่อยู่ข้างในหน้ากากอีกที่หนึ่ง

5. มอเตอร์พัดลม มอเตอร์พัดลมของเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างจะเป็นมอเตอร์ชนิดอินดักชั่นมอเตอร์แบบ 2 แกน ยื่นออกทั้ง 2 ด้าน ดังรูปที่ 20.17 ด้านหนึ่งไว้ใส่ใบพัดแบบธรรมดาสำหรับระบายความร้อนออกให้กับคอนเดนเซอร์ และอีกด้านหนึ่งไว้ใส่ใบพัดแบบกรงกระรอก เป่าให้อากาศภายในห้องหมุนเวียนผ่านคอยล์เย็น

โครงสร้างของมอเตอร์พัดลมนี้ จะประกอบด้วยส่วนที่เรียกว่า สเตเตอร์ ซึ่งมีขดลวดพันอยู่ และส่วนที่เรียกว่าโรเตอร์ซึ่งจะเป็นส่วนที่หมุนอยู่ภายในสเตเตอร์ มีฝาครอบหัวท้ายมอเตอร์ มอเตอร์นี้จะมี 2 หรือ 3 สปีดแล้วแต่บริษัทผู้ผลิต

6. คาพาซิเตอร์ ส่วนมากคาพาซิเตอร์ที่ใช้ในเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างจะมี 2 ชนิด คือ คาพาซิเตอร์สตาร์ตและคาพาซิเตอร์รัน คาพาซิเตอร์สตาร์ตจะเป็นตัวที่มีขนาดเล็กกว่า แต่มีค่าไมโครฟารัดมากกว่า และทำหน้าที่ช่วยในการออกตัวของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์

สำหรับคาพาซิเตอร์รัน จะมีค่าไมโครฟารัดน้อยกว่า ซึ่งจะมีหน้าที่ช่วยแก้ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เพื่อให้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์กินกระแสน้อยลง

มอเตอร์คอมเพรสเซอร์บางรุ่นจะออกแบบมาให้ใช้คาพาซิเตอร์รันเพียงตัวเดียว ดังนั้นก่อนที่จะต่อคาพาซิเตอร์เข้าในวงจรจึงควรศึกษาวงจรไฟฟ้าให้ดีเสียก่อนและต้องใช้คาพาซิเตอร์ที่มีค่าไมโครฟารัดที่ถูกต้องเหมาะสม