เครื่องทำความเย็น ( Refrigeration System )
เครื่องทำความเย็น ( Refrigeration System )
เนื่องจากเรือสินค้าจะต้องเดินทางอยู่ในทะเลเป็นเวลานาน ระบบทำความเย็นจึงมีส่วนสำคัญมากในการใช้เพื่อเก็บรักษาเสบียงอาหารให้สามารถเก็บไว้นานๆ โดยไม่เน่าเสีย ระบบความเย็นยังใช้ในการให้ความสะดวกสบายและความเย็นแก่คนประจำเรืออีกด้วย จึงกล่าวได้ว่าระบบทำความเย็นเป็นระบบหนึ่งที่สำคัญมากที่จะขาดมิได้สำหรับเรือสินค้า ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่นายช่างกลจะต้องมีความรู้ความเข้าใจในระบบการทำงานของเครื่องทำความเย็น รวมถึงการใช้ การบำรุงรักษา การซ่อมทำที่สามารถจะเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา
ระบบทำความเย็นประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องมากมาย
อุปกรณ์หลักสำคัญของระบบทำความเย็น
1. Compressor เป็นเครื่องอัดและดูดสารทำความเย็นในขณะที่เป็นแก๊ส โดยดูดแก๊สที่มีอุณหภูมิ และความร้อนต่ำ และอัดให้มีความดันและอุณหภูมิสูง จนถึงจุดที่แก๊สพร้อมจะควบแน่นเป็นของเหลวเมื่อมีการถ่ายเทความร้อนออกจากสารทำความเย็น
2.Condenser ทำหน้าที่ให้สารทำความเย็นในสถานะที่แก๊สกลั่นตัวเป็นของเหลว ด้วยการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นนั้นกล่าวคือ สารทำความเย็นซึ่งอยู่ในสถานะ อุณหภูมิสูง ความดันสูง ซึ่งถูกอัดส่งมาจาก Compressor เมื่อถูกระบายความร้อนแฝงออก จะกลั่นตัวเป็นของเหลว แต่ยังมีความดันและอุณหภูมิสูงอยู่
3.Receiver Tank สารทำความเย็นซึ่งอยู่ในสถานะของเหลวที่มีความดันและอุณหภูมิสูงที่ถูกส่งมายังถังพักในถังพักน้ำยานี้ ก่อนที่จะถูกส่งไปยัง Expansion Valve อีกทีหนึ่ง
4.Expansion Valve ทำหน้าที่ควบคุมอัตราการไหลของสารทำความเย็นเหลวที่ผ่านเข้าไปใน ลดความดันของสารทำความเย็นให้มีความดันต่ำลงจนสามารถระเหยเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอได้ในอุณหภูมิต่ำๆใน Evaporator กล่าวโดยสรุปคือจะเป็นตัวแสดงค่าความแตกต่างของแรงดันระหว่างภาคความดันสูง และภาคความดันต่ำของระบบทำความเย็นในขณะที่เครื่องทำงาน
5.Evaporator ทำหน้าที่ดูดรับปริมาณความร้อนจากบริเวณหรือเนื้อที่ที่ต้องการทำความเย็น ขณะที่สารทำความเย็นภายในระบบนี้ จะดูดรับเอาความร้อนที่ต้องการจะทำให้เย็นเข้ามาสู่ตัวเองจนเดือดเปลี่ยนสถานะกลายเป็นก๊าช
6.อุปกรณ์ช่วยต่างๆ (โดยทั่วไปจะติดตั้งด้าน Hot Gas ที่ถูกส่งมาจาก Compressor)
ในระบบ เช่น
- Oil Separator เป็นตัวแยกน้ำมัน
- Drier เป็นตัวดักน้ำมัน ดักความชื้น
- Drain เป็นลิ้นระบายที่ติดตั้งทางด้านล่างของ Receiver tank สำหรับระบายของเหลวจากเครื่องทำความเย็น ( Liquid Refrigerant ) ออกจากวงจร
- Accumulator เป็นตัวสะสมพลังงานควบคุมการไหลเวียนของน้ำยาไม่ให้น้ำยาขาดไปในระบบ
- High Pressure Relief Valve เป็นลิ้นผ่อนกำลังดันโดยอาศัยแรงดันของสปริงที่อยู่ภายในและถ้ากำลังดันภายในเป็นทางส่งของแก๊สสูงกว่ากำลังสปริง ลิ้นนี้ก็จะคอยเปิดออกให้แก๊สไหลกลับไปเข้าทางดูด ซึ่งโดยปกติลิ้นนี้จะปรับแต่งสปริงไว้ที่ 200 ปอนด์ / ตารางนิ้ว
- Purge Valve ลิ้นระบายอากาศเป็นลิ้นที่ติดอยู่ภายในตอนบนของเครื่องควบแน่น ( Condenser ) มีหน้าที่สำหรับใช้เปิดระบายอากาศที่อยู่ในวงจรออก
- Solenoid Valve เป็นลิ้นสำหรับปิด – เปิดให้น้ำยาของเครื่องทำความเย็น ( Liquid Refrigerant ) ไหลเข้าไปใน Expansion Valve มีลักษณะเป็นเดือยสำหรับปิด – เปิด ภายนอกตัวลิ้นซึ่งเป็นขดลวดไฟฟ้าพันอยู่โดยรอบ เมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวดนี้ก็จะเกิดอำนาจแม่เหล็กขึ้น ทำให้ลิ้นยกตัวขึ้นไหลผ่านเข้าไปที่ Expansion Valve และเมื่อกระแสไฟฟ้าหยุดไหลอำนาจแม่เหล็กก็จะหมด ลิ้นจะตกลงมาปิดที่ทางเดินของ Liquid Refrigerant
การทำงานของระบบทำความเย็น
เริ่มต้นจาก Compressor จะทำหน้าที่ดูดน้ำยาจากสถานะที่เป็นก๊าซจาก Evaporator ซึ่งเป็นก๊าซความดันต่ำ Compressor จะอัดน้ำยาที่เป็นก๊าซนี้ให้มีกำลังดันสูงขึ้น ซึ่งจะทำให้จุดเดือดของน้ำยาสูงขึ้นไปด้วย ก๊าซความดันสูงจาก Compressor จะเข้าสู่ Oil Separator เพื่อแยกน้ำมันหล่อลื่นที่อาจจะปะปนไปกับสารทำความเย็น และผ่านเข้าไปใน Condenser ในที่นี้ก๊าซร้อนความดันสูงก็จะถูกทำให้ควบแน่นเป็นของเหลว (โดยมีสารตัวกลางผ่านเข้ามารับความร้อนออกไปจากน้ำยาทำความเย็น ซึ่งสารตัวกลางนี้อาจจะเป็นน้ำ หรือ อากาศก็ได้ขึ้นอยู่กับประเภทของ Condenser ที่ใช้งานในระบบทำความเย็นนั้น) จากนั้นน้ำยาซึ่งในขณะนี้มีสถานะเป็นของเหลวความดันสูง จะถูกส่งผ่านเข้าไปเก็บในถังพักน้ำยา (Receiver Tank) ในถังเก็บน้ำยาจะมีน้ำยาทั้งสองสถานะปะปนอยู่ โดยส่วนที่เป็นของเหลวจะอยู่ด้านล่าง และส่วนที่เป็นก๊าซจะอยู่ด้านบน ต่อจากนั้นน้ำยาที่เป็นของเหลวอยู่อย่างเดียวที่ผ่านออกมาจากถังเก็บน้ำยาแล้วถูกจ่ายผ่าน Dryer เพื่อดูดความชื้นออกจากน้ำยา ผ่านเข้าไปใน Expansion Valve เพื่อควบคุมอัตราการไหลของน้ำยาทำความเย็นและทำให้ความดันลดลง เมื่อสารทำความเย็นผ่านเข้าไปใน Evaporator เพื่อทำหน้าที่ดูดรับความร้อนจากภายนอก ทำให้สารทำความเย็นภายในระบบระเหยเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ ดูดรับความร้อนผ่านผิวท่อทางน้ำยาซึ่งการเปลี่ยนสถานะนี้ต้องใช้พลังงานความร้อนที่เรียกว่า พลังงานความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิโดยรอบ Evaporator ต่ำลง ความเย็นที่ผลิตได้จะถูกส่งไปตามท่อลมโดยใช้พัดลมเป็นตัวช่วยจ่ายความเย็น(กรณีที่เป็นเครื่องปรับอากาศ)ไปในที่ที่เราต้องการทำความเย็น ส่วนสารที่ทำความเย็นในสถานะก๊าซ มีความดันและอุณหภูมิต่ำจะถูกดูดเข้าสู่ Compressor อีกครั้งหนึ่งเป็นการเริ่มวัฏจักรการทำความเย็นใหม่นั่นเอง
การเดินและการเลิกเครื่องทำความเย็น
ปกติแล้วเครื่องทำความเย็นโดยทั่วไปจะทำงานอัตโนมัติ โดยระยะเวลาการทำงานของ Compressor จะตั้งให้เหมาะสมกับสภาพของ Load คือถ้า Load มาก ปริมาณความร้อนที่จะต้องถ่ายเทมีมาก ในขณะที่เครื่องอัดมีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนคงที่ ดังนั้น Compressor ก็จะต้องทำงานเป็นระยะเวลานานจึงจะสามารถถ่ายเทความร้อนจากภาระสู่ภายนอกได้หมด ในทางตรงกันข้ามหาก Load น้อย Compressor ก็ไม่ต้องทำงานนานก็สามารถถ่ายเทความร้อนออกหมด
สำหรับการ Start และการหยุดทำงาน ของเครื่องทำความเย็น ด้วยเหตุที่ระบบทำความเย็นที่มีใช้กันอยู่ทั่วไปเป็นแบบอัตโนมัติ การเดินเครื่อง การเลิกเครื่อง จึงเป็นเพียงแค่การกดปุ่ม Start - Stop เท่านั้น และ Compressor จะมีการพักการทำงานตามสภาพของ Loadของระบบ
กรณีที่ต้องหยุดการทำงานของเครื่องทำความเย็นหรือเครื่องปรับอากาศนานๆ ควรจะมีการถ่ายสารทำความเย็นที่มีในระบบสู่ถังเก็บ เรือบางลำจะมีถังเก็บอยู่ด้านล่างของ Condenser และหากไม่ทำอย่างนั้น น้ำยาก็จะไปรวมตัวกับน้ำมันหล่อลื่น ส่งผลให้เกิดปัญหาดังต่อไปนี้
- อาจทำให้น้ำมันหล่อลื่นเหลือไม่มากพอสำหรับหล่อลื่น Compressor
- สารผสมระหว่างน้ำยาทำความเย็นกับน้ำมันหล่อลื่น เมื่อระเหยจะทำให้เป็นฟองเกิดขึ้นและมีโอกาศที่น้ำมันจะติดไปกับน้ำยาทำความเย็น
- ด้วยเหตุที่น้ำมันเป็นของเหลวเมื่อผ่านเข้าไปใน Compressor ซึ่งออกแบบมาสำหรับอัดก๊าซ ก็จะไปทำความเสียหายให้กับ Compressor ได้
การเดินเครื่องทำความเย็น
การ Start ภายหลังจากที่ถ่ายสารทำความเย็นเก็บเอาไว้ในถังเก็บ
1. เดินปั้มสำหรับน้ำหล่อเย็น ชุด Condenser
2. เดินพัดลม (สำหรับกรณีที่เป็นเครื่องปรับอากาศ)
3. วาล์วต่อไปนี้ต้องอยู่ในตำแหน่งปิด
- วาล์วเติมสารทำความเย็น
- วาล์วเติมน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องทำความเย็น
- วาล์วไล่อากาศของ Condenser
4. เริ่มเดิน Compressor ซึ่งในขณะที่เริ่มต้นเดิน Load ของเครื่องจะไม่มากเพราะยังไม่มีน้ำยาผ่านเข้ามา
5. เปิดวาล์วทางเข้าของ Condenser และค่อยๆเปิดวาล์วทางออกช้าๆ
6. ตรวจสอบความดันทางดูดและทางส่งของ Compressor
การเลิกเครื่องทำความเย็น
ก่อนที่จะทำการเลิกเครื่องควรที่จะทำการถ่ายเก็บน้ำยาไว้ในถังเก็บ Receiver Tank ก่อนเพื่อเป็นการรักษาคุณภาพของน้ำยาทำความเย็นเอาไว้ โดยวิธีการที่เรียกว่า Pumped Down โดยการปิดวาล์วทางออกของถังพักน้ำยา เสร็จเรียบร้อยแล้วให้เลิก Compressor เลิกพัดลมในกรณีที่เป็นระบบปรับอากาศ และเลิกระบบน้ำระบายความร้อน
การตรวจสอบการทำงานขณะเครื่องเดิน
- ใส่เทอร์โมมิเตอร์ในห้องเย็นบริเวณที่ขดลวดความเย็น ในตำแหน่งที่สามารถวัดอุณหภูมิเฉลี่ยของห้องเย็น ถ้าพบว่าอุณหภูมิที่อ่านได้ไม่เป็นไปตามที่กำหนดไว้ ให้ทำการตรวจสอบเป็นอันดับแรก สาเหตุอาจจะเกิดมาจากกำลังดันของสปริงอ่อนตัว หน้าสัมผัสอาจจะเกิดการชำรุด ชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องทำงานผิดปกติ อันเป็นเหตุให้อุณหภูมิไม่เป็นไปตามที่กำหนด
- ควรที่จะมีการติดตั้งเกจความดันในเครื่องขนาดเล็กที่ไม่มีการติดตั้งเอาไว้ ถ้าเป็นเครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่จะมีการติดตั้งอยู่แล้ว เราสามารถทำการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับความดันได้ สิ่งเหล่านี้จะบอกถึงสภาพของน้ำยาทำความเย็นในระบบ ให้ลองใส่เทอร์โมมิเตอร์บริเวณที่ใกล้ ๆ กับ Expansion Valve แล้วทำการอ่านค่าที่ได้ ถ้ากำลังดันต่ำอาจจะมีสาเหตุมาจากน้ำยาไม่เพียงพอ
- น้ำแข็งที่จับชุดขดลวดทำความเย็นต้องทำการสังเกตดูด้วยเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ขดลวดทำความเย็นทั้งหมดจะต้องมีน้ำแข็งจับ และถ้าท่อทางของน้ำยาอุดตันหรือ Expansion Valve ทำงานผิดปกติอาจจะเกิดจากจำนวนน้ำยาที่เข้าไปในขดลวดทำความเย็นมีปริมาณที่ผิดปกติ ที่ขดลวดจะมีน้ำแข็งจับเป็นบางส่วนไม่ทั้งหมด เนื่องจากปริมาณน้ำยาไม่เพียงพอ
ความเห็น (1)
ขอบคุณครับ แอร์ก็ใช้ระบบนี้ใช้มั้ยครับ