วงจรการคืนความเย็น REFRIGERATION CYCLE
สารทำความเย็น Refrigerant
สารทำความเย็นเป็นสารที่ใช้โดยเครื่องปรับอากาศเพื่อถ่ายเทความร้อนและสร้างผลเย็น ระบบปรับอากาศใช้สารทำความเย็นสูตรพิเศษออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนสถานะที่อุณหภูมิเฉพาะให้ความเย็นที่เหมาะสม กับอุปกรณ์พกพาใช้สารทำความเย็นที่เรียกว่า R-22 หรือ HCFC-22 HCFC ย่อมาจาก ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอนปัจจุบันสารทำความเย็นที่ใช้กันมากที่สุด
ระบบปรับอากาศ
สารทำความเย็น
รูปแบบของสารทำความเย็นที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจำนวนมากในปัจจุบันกำลังถูกเลิกใช้ เกี่ยวกับการลดลงของชั้นโอโซน portables ใช้ R-22 ซึ่งได้รับ ถือว่ายอมรับได้สำหรับการใช้งานโดย EPA จนถึงปี 2010 ตามเวลานั้น สารทำความเย็นที่เป็นมิตรกับโอโซนที่สามารถทดแทนได้ง่ายสำหรับ R-22 นั้นจะพร้อมใช้งานใช้ได้
ในวงจรการทำความเย็นปั๊มความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิที่ต่ำกว่าแหล่งความร้อนลงในอ่างความร้อนอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความร้อนจะไหลตามธรรมชาติในทิศทางตรงกันข้าม นี่เป็นเครื่องปรับอากาศที่พบมากที่สุด ตู้เย็นทำงานในลักษณะเดียวกันมากเพราะมันปั๊มความร้อนออกมาจากภายในเข้าไปในห้องที่มันอยู่รอบนี้ใช้ประโยชน์จากก๊าซสากล
PV = nRT โดยที่ P คือความดัน V คือปริมาตร R คือค่าคงที่ของก๊าซสากล T คือ อุณหภูมิและ n คือจำนวนโมลของก๊าซ (1 โมล = 6.022 × 1,023 โมเลกุล) ในตู้เย็นวงจรจะต่อเนื่อง ในตัวอย่างต่อไปนี้มีให้ สารทำความเย็นที่ใช้คือแอมโมเนียบริสุทธิ์ซึ่งเดือดที่ -27 องศา F. อันนี้เกิดอะไรขึ้นเพื่อทำให้ตู้เย็นเย็น:
• คอมเพรสเซอร์บีบอัดก๊าซแอมโมเนีย ก๊าซอัดร้อนขึ้นตามแรงดัน (สีส้ม)
• ขดลวดที่ด้านหลังของตู้เย็นปล่อยก๊าซแอมโมเนียร้อนให้กระจายออกไปความร้อนของมัน ก๊าซแอมโมเนียควบแน่นเป็นของเหลวแอมโมเนีย (สีน้ำเงินเข้ม) ที่ความดันสูง.
• ของเหลวแอมโมเนียแรงดันสูงไหลผ่านวาล์วขยายตัว วาล์วขยายตัวถือได้ว่าเป็นรูเล็ก ๆ อีกด้านหนึ่งของหลุม เป็นของเหลวแอมโมเนียแรงดันสูง อีกด้านหนึ่งของหลุมมีค่าต่ำ พื้นที่ความดัน (เพราะคอมเพรสเซอร์ดูดก๊าซออกจากด้านนั้น)
• แอมโมเนียเหลวจะเดือดและระเหยทันที (สีน้ำเงินอ่อน) อุณหภูมิลดลงถึง -27 F. สิ่งนี้ทำให้ภายในตู้เย็น เย็น.
• ก๊าซแอมโมเนียเย็นจะถูกดูดโดยคอมเพรสเซอร์และวัฏจักรซ้ำ
วงจรทำความเย็น
A = ภายในตู้เย็น
B = คอมเพรสเซอร์
C = วาล์วขยายตัว
เครื่องทำความเย็นวงจรไอสามารถจำแนกได้เป็น:
• เครื่องทำความเย็นแบบบีบอัดไอ
• เครื่องทำความเย็นดูดซับก๊าซ
วงจรการบีบอัดไอ
วงจรการบีบอัดไอใช้ในตู้เย็นที่ใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่เช่นเดียวกับในระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่จำนวนมาก รูปต่อไปนี้ ให้ไดอะแกรมแผนผังของส่วนประกอบของการบีบอัดไอทั่วไป
ระบบทำความเย็น
อุณหพลศาสตร์ของวัฏจักรสามารถวิเคราะห์ได้บนแผนภาพในรอบนี้ สารทำความเย็นหมุนเวียนเช่นฟรีออนเข้าสู่คอมเพรสเซอร์เป็นไอ จากจุด 1 ถึงจุด 2 ไอถูกบีบอัดที่เอนโทรปีคงที่และออกจาก คอมเพรสเซอร์ร้อนยวดยิ่ง จากจุดที่ 2 ถึงจุดที่ 3 และต่อไปยังจุดที่ 4 ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเดินทางผ่านคอนเดนเซอร์ซึ่งเย็นตัวและกำจัดออกก่อน ความร้อนยิ่งยวดแล้วควบแน่นไอเป็นของเหลวโดยการเอาส่วนเพิ่มเติมออก ความร้อนที่ความดันคงที่และอุณหภูมิ ระหว่างจุดที่ 4 ถึง 5 จะเป็นของเหลว สารทำความเย็นจะต้องผ่านวาล์วขยายตัว (หรือที่เรียกว่าวาล์วปีกผีเสื้อ) ที่ความดันลดลงอย่างกะทันหันทำให้เกิดการระเหยของแสงแฟลชและทำความเย็นอัตโนมัติโดยทั่วไปของเหลวน้อยกว่าครึ่ง
เครื่องปรับอากาศแบบพกพา Portable air conditioners
เครื่องปรับอากาศแบบพกพา เป็นเครื่องปรับอากาศบนล้อที่สามารถสามารถขนส่งได้ง่ายภายในบ้านหรือสำนักงาน พวกเขามีอยู่ในปัจจุบันด้วยกำลังการผลิตประมาณ 6,000 ถึง 60,000 BTU / ชั่วโมง (กำลังการผลิต 1800 ถึง 18,000 วัตต์) และมีและไม่มีเครื่องทำความร้อนต้านทานไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศแบบพกพาเข้ามามี สามรูปแบบ คือ แบบแยก และ แบบเดินสายท่อ และ แบบไอระเหย :
- ระบบแยก Split System มีหน่วยในร่มบนล้อที่เชื่อมต่อกับหน่วยกลางแจ้งผ่านท่อที่มีความยืดหยุ่นคล้ายกับยูนิตที่ติดตั้งถาวร
- ระบบ Hose System ท่อ Air-to-Air และ Monoblock นั้นถูกระบายออกไปข้างนอกผ่านท่ออากาศฟังก์ชั่นของการระบายความร้อนทั้งหมดที่ใช้คอมเพรสเซอร์คือการสร้างน้ำตามที่อากาศเย็น
รุ่น “monoblock” รวบรวมน้ำในถังหรือถาดและหยุดเมื่อเต็ม. รุ่น Air-to-Air จะระเหยน้ำอีกครั้งและปล่อยผ่านท่อที่มีท่อและสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง หน่วยท่อเดียวดึงอากาศออกจากห้องเพื่อทำให้คอนเดนเซอร์เย็นลง อากาศนี้นั้น แทนที่ด้วยอากาศร้อนจากภายนอกหรือห้องอื่น ๆ ซึ่งช่วยลดประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตามหน่วยที่ทันสมัยทำงานในอัตราส่วนประมาณ 1 ถึง 3 เช่นเพื่อผลิต 3 กิโลวัตต์ของ การระบายความร้อนนี้จะใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์
เครื่องปรับอากาศแบบพกพาที่ระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นระบบทำความเย็นแบบใช้คอมเพรสเซอร์ซึ่งใช้อากาศในการแลกเปลี่ยนความร้อนคล้ายกับรถยนต์หรือเครื่องปรับอากาศในครัวเรือนทั่วไป ด้วยระบบประเภทนี้อากาศจะถูกลดความชื้นตามที่อากาศเย็น เครื่องปรับอากาศแบบระเหยไม่มีคอมเพรสเซอร์หรือคอนเดนเซอร์ แทน, น้ำของเหลวจะถูกเทลงในและปล่อยเป็นไอ เพราะพวกเขาไม่มีคอนเดนเซอร์ที่ต้องการระบายความร้อนพวกเขาไม่จำเป็นต้องมีท่อหรือท่อช่วยให้พวกเขาพกพาได้อย่างแท้จริง
โดยทั่วไปแล้วจะสามารถระบายความร้อนด้วยขนาด 400 ตารางฟุต (37 ตารางเมตร) ต่อ 12,000 BTU / h (3.5 กิโลวัตต์หรือการปรับอากาศหนึ่งตัน) โดยเครื่องปรับอากาศทำความเย็น อย่างไรก็ตามปัจจัยอื่น ๆ จะมีผลต่อภาระความร้อนทั้งหมด เครื่องปรับอากาศแบบระเหยใช้มากพลังงานน้อยลง
เครื่องปรับอากาศส่วนกลาง
เครื่องปรับอากาศส่วนกลางหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า Central air (US) หรือ air-con (UK)
เป็นระบบปรับอากาศที่ใช้ท่อเพื่อกระจายความเย็นและ / หรือ ลดความชื้นอากาศในห้องมากกว่าหนึ่งห้องหรือใช้ท่อเพื่อกระจายน้ำเย็น เพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนในห้องมากกว่าหนึ่งห้องและไม่ได้เสียบเข้ากับเต้าเสียบไฟฟ้ามาตรฐาน
ด้วยระบบแยกทั่วไปคอนเดนเซอร์และคอมเพรสเซอร์จะอยู่ในหน่วยกลางแจ้ง เครื่องระเหยติดตั้งอยู่ในหน่วยจัดการอากาศ (ซึ่งมักจะเป็นเตาอากาศบังคับ) ด้วยระบบบรรจุภัณฑ์ส่วนประกอบทั้งหมดจะอยู่ในที่เดียวหน่วยกลางแจ้งที่อาจตั้งอยู่บนพื้นดินหรือหลังคา
เครื่องปรับอากาศส่วนกลางมีประสิทธิภาพเหมือนเครื่องปรับอากาศทั่วไป แต่มีหลายเครื่องที่มีประโยชน์เพิ่มเติม:
• เมื่อหน่วยจัดการอากาศเปิดอยู่อากาศในห้องจะถูกดึงเข้ามาจากส่วนต่างๆ ของบ้านผ่านท่อส่งลมกลับ อากาศนี้ถูกดึงผ่านตัวกรอง ที่มีอนุภาคในอากาศเช่นฝุ่นและผ้าสำลีออก ซับซ้อน
ตัวกรองอาจกำจัดมลพิษด้วยกล้องจุลทรรศน์เช่นกัน กรองอากาศถูกกำหนดเส้นทางเพื่อส่งลมไปยังห้องส่งของ เมื่อใดก็ตามที่อากาศกำลังทำงานรอบนี้ซ้ำอย่างต่อเนื่อง
• เนื่องจากหน่วยเครื่องปรับอากาศส่วนกลางตั้งอยู่นอกบ้านมันให้เสียงในอาคารในระดับที่ต่ำกว่าเครื่องปรับอากาศแบบตั้งพื้นหน่วย
เครื่องปรับอากาศ – ทำงานอย่างไร
เครื่องปรับอากาศและตู้เย็นทำงานในลักษณะเดียวกัน แทนที่จะระบายความร้อนเพียงพื้นที่เล็ก ๆ ที่หุ้มฉนวนภายในตู้เย็นเครื่องปรับอากาศทำให้ห้องเย็นลง ทั้งบ้านหรือธุรกิจทั้งหมด เครื่องปรับอากาศใช้สารเคมีที่ง่าย แปลงจากก๊าซเป็นของเหลวและกลับมาอีกครั้ง สารเคมีนี้ใช้ในการถ่ายโอนความร้อนจากอากาศภายในบ้านสู่อากาศภายนอก
เครื่องมีสามส่วนหลัก พวกเขาเป็นคอมเพรสเซอร์คอนเดนเซอร์และสิ่งที่ทำให้ระเหิด คอมเพรสเซอร์และคอนเดนเซอร์มักจะตั้งอยู่บนอากาศภายนอก ส่วนของเครื่องปรับอากาศ เครื่องระเหยตั้งอยู่ภายในบ้านบางครั้งเป็นส่วนหนึ่งของเตา
• ของเหลวที่ใช้งานจะมาถึงคอมเพรสเซอร์เป็นก๊าซเย็นและแรงดันต่ำ เรียกว่าฟรีออน คอมเพรสเซอร์บีบของเหลว แพ็คนี้โมเลกุลของ ของเหลวใกล้กัน ยิ่งโมเลกุลอยู่ใกล้กันมากเท่าไหร่ พลังงานและอุณหภูมิ
• ของเหลวที่ใช้งานปล่อยให้คอมเพรสเซอร์เป็นก๊าซแรงดันสูงและไหลเข้าสู่เครื่องควบแน่น ถ้าคุณดูที่ส่วนเครื่องปรับอากาศด้านนอก มองหาชิ้นส่วนที่มีครีบโลหะอยู่รอบ ๆ ครีบทำหน้าที่เหมือนหม้อน้ำในรถยนต์และช่วยให้ความร้อนหายไปหรือกระจายได้เร็วขึ้น
• เมื่อสารทำงานออกจากคอนเดนเซอร์อุณหภูมิของมันจะมาก ตัวทำความเย็นและเปลี่ยนจากแก๊สเป็นของเหลวภายใต้แรงดันสูงของเหลวจะเข้าสู่เครื่องระเหยผ่านรูเล็ก ๆ ที่แคบ บนอีกด้านหนึ่งความดันของของเหลวลดลง เมื่อมันเริ่มระเหยเป็นแก๊ส
• เมื่อของเหลวเปลี่ยนเป็นก๊าซและระเหยมันจะดึงความร้อนออกจากอากาศรอบ ๆ มัน. ความร้อนในอากาศจำเป็นต้องแยกโมเลกุลของของเหลวจากของเหลวเป็นแก๊ส
• เครื่องระเหยยังมีครีบโลหะเพื่อช่วยในการแลกเปลี่ยนพลังงานความร้อนกับอากาศโดยรอบ
• ตามเวลาที่ของเหลวทำงานออกจากเครื่องระเหยมันจะเย็นและต่ำ ก๊าซความดัน จากนั้นจะกลับไปที่คอมเพรสเซอร์เพื่อเริ่มการเดินทางทั่วอีกครั้ง
• เชื่อมต่อกับเครื่องระเหยเป็นพัดลมที่หมุนเวียนอากาศภายในบ้านเพื่อพัดข้ามครีบระเหย อากาศร้อนจะเบากว่าอากาศเย็นดังนั้นอากาศร้อนอากาศในห้องขึ้นไปด้านบนของห้อง
• มีช่องระบายอากาศที่มีการดูดอากาศเข้าเครื่องปรับอากาศและไปลงท่อ อากาศร้อนจะถูกใช้เพื่อทำให้แก๊สในเครื่องระเหยเย็นลง เช่นเดียวกับความร้อนจะถูกลบออกจากอากาศอากาศจะเย็นลง มันจะถูกเป่าเข้าไปใน
บ้านผ่านท่ออื่น ๆ มักจะอยู่ที่ระดับพื้น
• สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปเรื่อย ๆ จนกว่าห้องจะมาถึงอุณหภูมิที่คุณต้องการให้ห้องเย็นลง เครื่องควบคุมอุณหภูมิรู้สึกว่าอุณหภูมิถึงการตั้งค่าที่เหมาะสมและปิดเครื่องปรับอากาศเมื่อห้องอุ่นขึ้นเทอร์โมสตัทจะเปิดเครื่องปรับอากาศอีกครั้งจนกว่าห้องจะถึงอุณหภูมิ
A-วาล์วขยายตัว
B-คอมเพรสเซอร์
แผนผังของเครื่องปรับอากาศ
หน่วย A/C แบบหน้าต่าง
หน่วยปรับอากาศหน้าต่างใช้เครื่องปรับอากาศที่สมบูรณ์ในขนาดเล็ก ช่องว่าง หน่วยมีขนาดเล็กพอที่จะใส่ลงในกรอบหน้าต่างมาตรฐาน มันประกอบด้วย:
• คอมเพรสเซอร์
• วาล์วขยายตัว
• ขดลวดร้อน (ด้านนอก)
• คอยล์เย็น (ด้านใน)
• แฟนสองคน
• ชุดควบคุม
หน่วย A/C แบบ แยกระบบ
เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนแยกด้านร้อนจากด้านเย็นของระบบ แบบนี้:
ด้านเย็นประกอบด้วยวาล์วขยายตัวและคอยล์เย็นโดยทั่วไป วางไว้ในเตาเผาหรือตัวจัดการอากาศอื่นๆ เครื่องจัดการอากาศจะพัดผ่านอากาศ ขดลวดและเส้นทางอากาศทั่วทั้งอาคารโดยใช้ชุดท่อ ความร้อนแรง
ด้านที่เรียกว่าหน่วยกลั่นตัวอาศัยอยู่นอกอาคารหน่วยประกอบด้วยขดลวดเกลียวยาวที่มีรูปร่างเหมือนทรงกระบอก ภายในขดลวดเป็นพัดลมเพื่อเป่าลมผ่านขดลวดพร้อมกับคอมเพรสเซอร์ทนต่อสภาพอากาศและบางส่วน ตรรกะการควบคุม วิธีนี้มีการพัฒนามากกว่าปีเพราะเป็นต้นทุนต่ำและ เพราะโดยปกติแล้วจะส่งผลให้ลดเสียงรบกวนในบ้าน (ที่ค่าใช้จ่ายของเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นนอกบ้าน) นอกจากความจริงที่ว่าด้านร้อนและเย็นจะแยกออกจากกันและกำลังการผลิตที่สูงขึ้น (ทำให้ขดลวดและคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่) ไม่มีความแตกต่างระหว่างระบบแยกและเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่าง
• ในคลังสินค้าธุรกิจห้างสรรพสินค้าห้างสรรพสินค้าขนาดใหญ่และอื่น ๆหน่วยกลั่นตัวมักอาศัยอยู่บนหลังคาและอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่ หรืออาจมียูนิตขนาดเล็กจำนวนมากบนหลังคาแต่ละยูนิตติดตั้งอยู่
ข้างในตัวจัดการอากาศขนาดเล็กที่ทำให้โซนเย็นลงในอาคาร
• ในอาคารขนาดใหญ่และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารหลายชั้นระบบแยก วิธีการเริ่มทำงานเป็นปัญหา อาจเรียกใช้ไพพ์ระหว่าง คอนเดนเซอร์และตัวจัดการอากาศนั้นสูงเกินกว่าระยะทาง จำกัด
การเริ่มต้นนานเกินไปที่จะทำให้เกิดปัญหาการหล่อลื่นในคอมเพรสเซอร์) หรือปริมาณของงานท่อและความยาวของท่อจะไม่สามารถจัดการได้
หน่วย AC น้ำเย็นและหอหล่อเย็น
ในระบบน้ำเย็นเครื่องปรับอากาศทั้งหมดอาศัยอยู่บนหลังคาหรือด้านหลังอาคาร. มันเย็นน้ำถึงระหว่าง 40 และ 45 F (4.4 และ 7.2 C) น้ำเย็นนี้คือ จากนั้นส่งไปทั่วทั้งอาคารและเชื่อมต่อกับตัวจัดการอากาศตามต้องการ นั่นคือ ไม่มีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติกับความยาวของท่อน้ำเย็นถ้าเป็นฉนวนอย่างดี
A-วาล์วขยายตัว B-คอมเพรสเซอร์
C- เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ
D- น้ำเย็น -to- ตัวอาคาร
คูลลิ่งทาวเวอร์
ในทุกระบบที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้อากาศถูกใช้เพื่อกระจายความร้อนจาก ขดลวดภายนอก ในระบบขนาดใหญ่ประสิทธิภาพสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยใช้หอหล่อเย็น หอทำความเย็นสร้างกระแสต่ำ – น้ำอุณหภูมิ น้ำนี้ไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและทำให้เย็นลง ขดลวดร้อนของหน่วยเครื่องปรับอากาศ มีค่าใช้จ่ายมากกว่าในการซื้อระบบในตอนแรก แต่การประหยัดพลังงานอาจมีความสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป (โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความชื้นต่ำ) ดังนั้นระบบจ่ายค่าตัวเองค่อนข้างเร็ว
หอหล่อเย็นมีรูปร่างและขนาดต่าง ๆ ซึ่งมีหลักการทำงานเหมือนกันหมด
หลักการ:
• โดยทั่วไปน้ำจะไหลผ่านแผ่นตาข่ายพลาสติกแบบหนา
• อากาศพัดผ่านตาข่ายที่มุมฉากกับการไหลของน้ำ
• การระเหยจะทำให้กระแสน้ำเย็นลง
• เนื่องจากน้ำบางส่วนหายไปจากการระเหยทำให้หอทำความเย็น
เพิ่มน้ำอย่างต่อเนื่องในระบบเพื่อสร้างความแตกต่าง
HVAC ( Heating , Ventilating and Air Conditioning ) systems
