ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ เครื่องปรับอากาศ

        เครื่องปรับอากาศที่ใช้ตามบ้านทั่วไป มักมีขนาดการทำความเย็นระหว่าง 9,000- 30,000 บีทียู/ชม. (Btu/h) หรือ 0.75-2.5 ตันความเย็น (1 ตันความเย็น = 12,000 บีทียู /ชม.) เครื่องปรับอากาศที่นิยมใช้ตามบ้านพักอาศัยทั่วไปคือ เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน (Split Type) ตัวเครื่องแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ 1. ส่วนที่อยู่ภายในห้อง เรียกว่า แฟนคอยล์ ยูนิต (Fancoil Unit)มีหน้าที่ทำความเย็น ประกอบไปด้วย พัดลมส่งลมเย็น แผ่นกรองอากาศ หน้ากากพร้อมบานเกร็ดกระจายลม 2. ส่วนที่ติดตั้งภายนอกห้อง เรียกว่า คอนเดนซิ่ง ยูนิต (Condensing Unit) ทำหน้าที่ระบายความร้อนออกสู่ภายนอก ประกอบไปด้วย คอมเพรสเซอร์ แผงท่อระบายความร้อนและพัดลมระบายความร้อน ทั้งสองส่วนเชื่อมต่อกันด้วยท่อสารทำความเย็น ข้อควรพิจารณาในการเลือกซื้อเครื่องปรับอากาศ1. คำนึงถึงการใช้งานหรือวัตถุประสงค์ของห้องต่างๆ2. คำนวณหาพื้นที่ของขนาดห้องที่ต้องการติดตั้งเครื่องปรับอากาศ3. เลือกขนาดของเครื่องปรับอากาศ คือ BTU แล้ว BTU คืออะไร ? บีทียู (Btu : British Thermal Unit) คือ หน่วยที่ใช้วัดปริมาณความร้อนหน่วยหนึ่ง (ซึ่งเป็นที่นิยมใช้มากในระบบปรับอากาศ) โดยความร้อน 1 Btu คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 ปอนด์มีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 องศาฟาเรนไฮด์ สำหรับเครื่องปรับอากาศนั้นจะวัดกำลังความเย็นหรือความสามารถในการถ่ายเท ความร้อนออกจากห้องปรับอากาศในหน่วยบีทียูต่อชั่วโมง (Btu/h) เช่น เครื่องปรับอากาศขนาด 12000 (Btu/h) หมายความว่า เครื่องปรับอากาศเครื่องนั้นมีความสามารถในการดึงความร้อนออกจากห้องปรับ อากาศ 12000 Btu ภายใน 1 ชม. แต่โดยทั่วไปในท้องตลาดมักใช้คำว่าบีทียูต่อชั่วโมง การคำนวน BTU ของเครื่องปรับอากาศBTU = พื้นที่ห้อง (กว้าง x ยาว) x ตัวแปรตัวแปรความร้อนแบ่งได้ 2 ระดับ700 คือห้องที่มีความร้อนน้อย ใช้เฉพาะเวลากลางคืน800 คือห้องที่มีความร้อนสูง ใช้กลางวันมาก กรณีเพดานสูงกว่า 2.5 เมตร ให้บวกเพิ่มจากเดิม 5% ทำไมต้องเลื่อก BTU ให้พอเหมาะ ? BTU สูงไป คอมเพรสเซอร์ทำงานตัดบ่อยเกินไป ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานลดน้อยลงทำให้ความชื้นในห้องสูง ไม่สบายตัว และที่สำคัญคือ สิ้นเปลืองพลังงานBTU ต่ำเกินไป คอมเพรสเซอร์ทำงานตลอดเวลา เพราะความเย็นในห้องไม่ได้ตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้สิ้นเปลืองพลังงาน และทำให้เครื่องเสียเร็ว เครื่องปรับอากาศประสิทธิภาพสูงดูยังไง ? เครืองปรับอากาศเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าสูงมาก ดังนั้นการเลือกซื้อเครื่องปรับอากาศ จึงควรคำนึงถึงค่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยพิจารณาได้จาก 1. ฉลากประหยัดไฟ ให้ข้อมูลที่ชัดเจนทั้งในด้านประสิทธิภาพการใช้ ไฟฟ้าและค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายเป็นปี 2. ค่า EER (Energy Efficiency Ratio) เป็นค่าแสดงประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศควรเลือกเครื่องปรับอากาศที่มีค่า EER เท่ากับ 10.6 หรือมากกว่า *ค่า EER ยิ่งสูงยิ่งประหยัดไฟEER = ขนาดทำความเย็น (BTU/hr) / กำลังไฟฟ้าที่ใช้ทั้งหมด (วัตต์)

องค์ประกอบและหลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศ

           การปรับอากาศ ความหมายคือ ปรับให้อากาศเย็นหรือร้อนก็ได้ ถ้าพูดถึงปรับอากาศให้เย็น เราจะนึกถึงคำว่าแอร์นั่นเอง ในที่นี้เราจะพูดคุยกันอย่างง่ายๆ ถามว่าแอร์เกี่ยวกับความร้อนหรือไม่ เกี่ยวแน่นอน เพราะแอร์เป็นตัวนำความร้อนจากภายในห้อง ออกไปทิ้งข้างนอก ทิ้งอย่างไรมันมีขบวนการของมันโดยใช้เครื่องมือ 4 ตัว คือ
1. EVAPPORATOR
2. COMPRESSOR
3. CONDENSER
4. CAPILLARY TUBE
EVAPPORATOR คือ เครื่องระเหย หรือที่เราเรียกกันว่า คอล์ยเย็น หลักการทำงานคือ ดูดความร้อนจากภายในห้อง โดยมีมอเตอร์พัดลมเป็นตัวดูดเข้ามา ผ่านช่องที่เรียกว่า Return Air ซึ่งมี Filter เป็น ตัวกรองฝุ่นให้ก่อน แล้วความร้อนที่ถูกดูดเข้ามานั้น จะมาสัมผัสกับคอล์ยเย็นที่มีน้ำยาแอร์ ที่เป็นของเหลว ซึ่งอุณหภูมิติดลบ วิ่งอยู่ในท่อนั้น จะเกิดการระเหยเป็นไอ(แรงดันต่ำ) COMPRESSOR คือ เครื่องอัดไอ การทำงานหรือหน้าที่ของมันคือ ดูดไอ(แรงดันตำ) ซึ่งเกิดจากการระเหยภายในคอล์ยเย็น ทำการอัดให้เป็นไอ(แรงดันสูง) อุณหภูมิสูง เพื่อส่งไประบายความร้อนต่อไป CONDENSER คือเครื่องควบแน่น หรือที่เรียกกันว่า คอล์ยร้อน หน้าที่ของมันคือรับไอร้อนที่ถูก COMPRESSOR อัด จนร้อนและมีอุณหภูมิสูง เข้ามาในแผงพื้นที่ของมัน จากไอที่มีอุณหภูมิสูง เมื่อมาเจอกับอากาศภายในห้อง ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า ความร้อนจึงถูกถ่ายเทออกไปได้โดยไอร้อนนั้น และจะควบแน่นกลายเป็นของเหลว(แรงดันสูง-อุณหภูมิสูง)แต่มีมอเตอร์พัดลมเป็นตัว ช่วยระบายความร้อนออกไปให้เร็วขึ้น เมื่อเป็นของเหลวแล้วก็สามารถกลับมารับความร้อนภายในห้องได้อีก แต่ของเหลวนั้นยังมีอุณหภูมิสูงอยู่ จึงต้องทำให้อุณหภูมินั้นลดลงก่อน
CAPILLARY TUBE คือ ท่อลดแรงดันหรือท่อรูเข็ม ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าเล็กมาก จะเรียกว่า แค๊ปทิ้ว หน้าที่ของมันคือลดแรงดันของน้ำยาแอร์(ของเหลว)จากที่ถูกระบายความร้อนแล้ว ยังมีอุณหภูมิสูง-แรงดันสูง เมื่อมาเจอท่อรูเข็ม ทำให้ของเหลวอั้น ผ่านได้น้อย ทำให้ของเหลวนั้น มีอุณหภูมิลดลง และแรงดันลดลง น้ำยาแอร์(ของเหลว)และไหลพอดีเหมาะสมกับพื้นที่ของคอล์ยเย็ย เพื่อที่จะมารับความร้อน ในห้องได้อีกครั้ง
หลังจากได้ทราบถึงวงจรการทำงานของเครื่องปรับอากาศแล้ว เราจะมาศึกษาถึงที่มาที่ไปบ้าง ระบบการทำความเย็นที่เรากำลังกล่าวถึงคือระบบอัดไอ (Vapor-Compression Cycle) ซึ่งมีหลักการทำงานง่ายๆคือ การทำให้สารทำความเย็น (น้ำยา) ไหลวนไปตามระบบ โดยผ่านส่วนประกอบ

หลักทั้ง 4 อย่างต่อเนื่องเป็น วัฏจักรการทำความเย็น (Refrigeration Cycle) โดยมีกระบวนการดังนี้
1) เริ่มต้นโดยคอมเพรสเซอร์ทำหน้าที่ดูดและอัดสารทำความเย็นเพื่อเพิ่มความดัน และอุณหภูมิของน้ำยา แล้วส่งต่อเข้าคอยล์ร้อน
2) น้ำยาแอร์ จะไหลวนผ่านแผงคอยล์ร้อน โดยมีพัดลมเป่าเพื่อช่วยระบายความร้อน ทำให้น้ำยาจะที่ออกจากคอยล์ร้อน มีอุณหภูมิลดลง (ความดันคงที่) จากนั้นจะถูกส่งต่อให้อุปกรณ์ลดความดัน
3) น้ำยาแอร์ ที่ไหลผ่านอุปกรณ์ลดความดัน จะมีความดันและอุณหภูมิที่ต่ำมาก แล้วไหลเข้าสู่คอยล์เย็น (หรือที่นิยมเรียกกันว่า การฉีดน้ำยา)
4) จากนั้นน้ำยาแอร์ จะไหลวนผ่านแผงคอยล์เย็นโดยมีพัดลมเป่าเพื่อช่วยดูดซับความร้อน จากภายในห้อง เพื่อทำให้อุณหภูมิห้องลดลง ซึ่งทำให้น้ำยาที่ออกจากคอยล์เย็นมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น (ความดันคงที่) จากนั้นจะถูกส่งกลับเข้าคอมเพรสเซอร์เพื่อทำการหมุนเวียนน้ำยาต่อไป

หลังจากที่เรารู้การทำงานของวัฏจักรการทำความเย็นแล้วก็พอจะสรุปง่ายๆได้ดังนี้
1) สารทำความเย็นหรือน้ำยาแอร์ ทำหน้าที่เป็นตัวกลางดูดเอาความร้อนภายในห้อง (Indoor) ออกมานอกห้อง (Outdoor) จากนั้นน้ำยาจะถูกทำให้เย็นอีกครั้งแล้วส่งกลับเข้าห้องเพื่อดูดซับความร้อน อีก โดยกระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตลอดการทำงานของคอมเพรสเซอร์
2) คอมเพรสเซอร์เป็นอุปกรณ์ชนิดเดียวในระบบที่ทำหน้าที่ขับเคลื่อนน้ำยาแอร์ผ่าน ส่วนประกอบหลัก คือคอยล์ร้อน อุปกรณ์ลดความดัน และคอยล์เย็น โดยจะเริ่มทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในห้องสูงเกินอุณหภูมิที่เราตั้งไว้ และจะหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในห้องต่ำกว่าอุณหภูมิที่เราตั้งไว้ ดังนั้นคอมเพรสเซอร์จะเริ่ม และหยุดทำงานอยู่ตลอดเวลาเป็นระยะๆ เพื่อรักษาอุณหภูมิห้องให้สม่ำเสมอตามที่เราต้องการ

*คำว่า BTU ที่ใช้กับเครื่องปรับอากาศ เป็นหน่วยความร้อน ย่อมาจาก BRITISH THERMAL UNIT*

การรั่วของน้ำยาแอร์

ถ้าพูดกันทางทฤษฎีจริงๆ มันไม่รั่วเพราะเป็นระบบปิดครับ
แต่.. ในโลกของความเป็นจริง มันจะรั่วซึมได้ดังนี้
1.เกิดสนิม= ท่อเมื่อมีอายุนานขึ้น จะเกิดสนิม ทำให้ผิวส่วนที่บางที่สุดรั่วออกมา(ตามด)
2.โดนโกงท่อ= ท่อที่แถมมาในกล่องตอนซื้อแอร์ จะหนากว่าท่อที่ช่างเอามาเดินให้เรา ส่วนมากจะแถมมา4เมตร แต่ช่างจะเก็บไปขาย แล้วเอาแบบบางเดินให้ลูกค้า ทำให้ไม่ถึง3ปีก็จะเกิดตามด ถ้าเป็นท่อที่แถมจะอยู่ได้10ปีสบายๆ
3.การเก็บงาน= ถ้าช่างมีการดัดโดยไม่ใช้เครื่องมือ หรือไม่ชำนาญ ผิวที่โค้งสุดจะบางมาก ซึ่งจะเกิดการรั่วที่จุดนี้ก่อน และยิ่งมีการดัดเข้ามุมมากเท่าไหร่จะยิ่งมีโอกาสรั่วมากขึ้นเท่านั้น รวมถึงการพันสายเก็บงาน ถ้าพันไม่ดีจะเกิดช่องว่างบนผิวท่อ ทำให้ความชื้นและอากาศในช่องว่างนั้น และจะเกิดสนิมตามมา
4.ประเด็นที่เกี่ยวกับน้ำยาแอร์ ที่บอกว่า "ระบบแอร์เป็นระบบปิด ถ้าน้ำยารั่ว ไม่ว่ารอยรั่วจะเล็กหรือใหญ่ น้ำยาจะหายไปทันที จนหมดทั้งระบบ หรือน้ำยาแอร์ ไม่มีวันหมด เพราะเป็นระบบใช้หมุนเวียน" กรณีที่น้ำยาแอร์ขาดหายไป จากระบบแต่ไม่ได้รั่วออกหมด เช่น ขาดหายไปจนแรงดันลดลงกว่าค่ามาตรฐาน 20-30 PSIG สามารถเกิดขึ้นได้ ไม่ใช่ว่ามันจะเกิดขึ้นไม่ได้ ซึ่งตรงนี้ต้องทำความเข้าใจ ให้ดีก่อน เนื่องจากสารทำความเย็น หรือน้ำยาแอร์ ที่อยู่ภายในระบบนั้น มีแรงดันสูง กว่าค่าแรงดันบรรยากาศ หลายเท่า ทำให้มันพยายาม ที่จะหาทางออก เพื่อเล็ดลอดออกไปจากระบบ ตลอดเวลา และระบบท่อ ของเครื่องปรับอากาศในปัจจุบัน จุดต่อระหว่างท่อที่เชื่อมต่อกันระหว่างส่วน คอยล์ร้อน ไปยังส่วน คอยล์เย็น ก็ใช้การบานปลายท่อ แล้วสวมด้วย ข้อต่อแฟร์นัทขันเกลียว ไม่ได้เป็นการเชื่อม บัคกรีท่อโลหะ ให้ติดกันด้วยความร้อน เหมือนจุดต่อในส่วนอื่นๆ และรวมถึงจุดที่ท่อบริการ (Service Valve) ตรงบริเวณด้านท่อทางอัด(ท่อใหญ่) ก็มีการติดตั้งจุดที่เรียกว่า วาล์วบริการสำหรับใช้ต่อสายเกจน้ำยาแอร์ ส่วนนี้จะใช้วาล์วลูกศรใส่เข้าไป โดยที่วาล์วลูกศร ก็มีลักษณะคล้ายคลึงกับ จุกลมของยางล้อรถนั่นเอง ในวาล์วลูกศรนี้ ก็จะมีซีลยางที่เรียกว่ายางโอริงอยู่ และเมื่อยางโอริงนี้ต้องมาเป็นส่วนหนึ่งของระบบแอร์ ทำให้มันต้องพบเจอกับสภาวะที่เย็นจัดในขณะเดินเครื่อง เมื่อใช้ไปนานๆยางโอริงก็อาจจะมีการเสื่อมสภาพลงไปตามการใช้งาน บางครั้ง ที่เราไม่ได้ใช้งานแอร์นานๆ ด้านท่อทางดูด ที่ยางโอริงอยู่จะไม่มีแรงดันต่ำ เหมือนตอนเครื่องเดิน แต่แรงดันจะเท่ากันทั้งสองท่อ ซึ่งเมื่อสภาพเหมาะสม ก็ทำให้แรงดันเล็ดรอดออกไปได้ รวมไปถึงในบางครั้งที่แอร์ ไม่ได้ล้างมานาน แผงคอยล์ร้อน สกปรกมาก แอร์ระบายความร้อน ได้ไม่ดีในช่วงที่อากาศร้อนๆ ส่งผลให้แรงดันสูงเกินไป จนในบางครั้ง ก็อาจทำให้น้ำยาเล็ดลอดออกไป ตามจุดต่อต่างๆหรือที่ยางโอริ่ง ก็เป็นไปได้ และยังรวมไปถึง ในส่วนของรอยเชื่อม แต่ละจุดเอง ก็เป็นอีกสาเหตุ ของการซึมออกไปทีละน้อยๆ เพราะในรอยเชื่อมบางจุด อาจจะเกิดรูพรุน หรือโพรงขนาดเล็กมากๆ ที่เรียกกันว่ารู ตามด จุดนี้ก็มีส่วนที่ ทำให้น้ำยาซึม หายไปจากระบบได้เอง เมื่อสภาพโดยรวม เอื้ออำนวย การรั่วกับการซึม ไม่เหมือนกันการรั่ว คือรั่วออกไปอย่าง ต่อเนื่องจนหมด แต่การซึมคือ การเล็ดลอดออกไปทีละนิดเมื่อสภาพ โดยรอบนั้นเอื้ออำนวย สามารถเกิดขึ้นไ ด้จากหลายๆปัจจัย เพราะน้ำยาแอร์ เองก็เป็นสสารที่อยู่ ภายใต้ความกดดันสูง ย่อมที่จะหาหนทางออกมา สู่บรรยากาศได้ตลอดเวลา แต่ก็ใช่ว่าน้ำยาแอร์ จะต้องซึมหายออก จากระบบเสมอไป มีแอร์หลายๆเครื่อง ที่มีน้ำยาเต็มระบบ ไม่ต้องเติมเพิ่มเลยตลอด อายุการใช้งานทั้งนี้ขึ้นอยู่ กับคุณภาพและรูปแบบการติดตั้ง รวมไปถึงลักษณะการใช้งาน การบำรุงรักษาด้วย
5.โดยการตั้งใจของช่างแอร์= หรือที่เค้าเรียกว่าวางยานั่นเอง รวมถึงการที่เข้ามาล้างแอร์แล้วปล่อยน้ำยาทิ้ง

*ปล.สนิมที่กล่าวคือสนิมที่เกิดปฏิกริยาทางเคมี Oxidation + Reduction = Redox*

น้ำทิ้งของแอร์/ระบบท่อน้ำทิ้ง (Condensate Drain)

         ในห้องปรับอากาศ โดยปกติจะมีความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 55% ที่อุณหภูมิ 23-24 C ซึ่งอากาศภายนอกจะมีความชื้นสัมพัทธ์ 70-80% ที่อุณหภูมิ 30-35 C และอาจสูงถึงเกือบ 100% บ่อยในหน้าฝน ดังนั้นเครื่องปรับอากาศนอกจากจะมีหน้าที่ลดอุณหภูมิอากาศลงแล้ว ยังมีหน้าที่ลดความชื้นลงด้วย อากาศเมื่อผ่านคอยล์เย็นจะกระทบกับผิวของคอยล์เย็น และเกิดการกลั่นตัวของความชื้นในอากาศที่ผิวคอยล์เย็นนี้จะกลายเป็นหยดน้ำไหลลงมา ดังนั้นที่ใต้คอยล์เย็นจะมีถาดน้ำทิ้ง เพื่อรองรับปริมาณน้ำในอากาศที่เกิดจากการกลั่นตัวของความชื้นนี้ เพื่อไม่ให้หยดเลอะเทอะ หลังจากนั้นก็จะมีท่อน้ำทิ้งที่เรียกว่า Condensate Drain เพื่อนำน้ำนี้ไปทิ้งต่อไป ท่านที่ใช้เครื่องปรับอากาศที่บ้านก็จะพบเห็นท่อน้ำทิ้งนี้ และเมื่อเดินเครื่องปรับอากาศก็จะมีน้ำไหลออกมา เมื่อวางแผนติดตั้งเครื่องปรับอากาศ ก็อย่ามองข้ามเรื่องการเดินท่อน้ำทิ้งนี้เชียว เพราะท่อน้ำทิ้งจะต้องมีทางให้เดิน มีตำแหน่งให้ทิ้ง และจะต้องมีความลาดเอียง เพื่อให้สามารถระบายน้ำทิ้งได้โดยสะดวก หาไม่แล้ว วันดีคืนดี น้ำก็อาจล้นออกที่ถาดน้ำทิ้งได้ ในการติดตั้งมักจะต้องติดคอห่านเล็กๆ (Trap) เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องปรับอากาศดูดลมจากภายนอกห้องย้อนเข้ามาตามท่อ ซึ่งอาจจะมีกลิ่น รวมทั้งอาจจะทำให้น้ำไหลไม่สะดวกได้นะครับ