การทำงานของเครื่องปรับอากาศ (แอร์) เป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน โดยมีหลักการสำคัญคือการย้ายความร้อนจากภายในห้อง (บริเวณที่เราต้องการให้เย็น) ไปทิ้งไว้ภายนอกห้อง โดยอาศัยการหมุนเวียนของสารทำความเย็น (น้ำยาแอร์) ในระบบปิด
กระบวนการนี้ทำงานตามวัฏจักรการทำความเย็น 4 ขั้นตอนหลัก ดังนี้:
ส่วนประกอบหลักและการทำงานของวัฏจักร
ระบบปรับอากาศประกอบด้วย 4 ส่วนประกอบสำคัญที่ทำงานร่วมกัน:
คอมเพรสเซอร์ (Compressor):
หน้าที่: เป็น "หัวใจ" หรือปั๊มของระบบ ทำหน้าที่อัดสารทำความเย็น (ซึ่งขณะนั้นเป็นสถานะแก๊สแรงดันต่ำ) ให้กลายเป็นแก๊สแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงมาก
คอนเดนเซอร์ (Condenser Unit): (คอยล์ร้อน หรือ ยูนิตที่อยู่ด้านนอกอาคาร)
2.1 หน้าที่: ระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็น
2.2 กระบวนการ: แก๊สแรงดันสูงและร้อนจัดจากคอมเพรสเซอร์จะไหลผ่านแผงท่อของคอนเดนเซอร์ และถูกพัดลมเป่าเพื่อถ่ายเทความร้อนทิ้งสู่ภายนอก ทำให้อุณหภูมิของแก๊สลดลงและควบแน่นเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวแรงดันสูง
วาล์วลดแรงดัน (Expansion Valve/Metering Device):
3.1 หน้าที่: ลดแรงดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็นที่เป็นของเหลว
3.2 กระบวนการ: ของเหลวแรงดันสูงที่ไหลมาจากคอนเดนเซอร์จะถูกฉีดผ่านวาล์วลดแรงดัน ทำให้แรงดันและความดันลดลงอย่างรวดเร็ว กลายเป็นของเหลวผสมไอเย็นจัด พร้อมที่จะดูดซับความร้อ
อีวาพอเรเตอร์ (Evaporator Unit): (คอยล์เย็น หรือ แฟนคอยล์ยูนิตที่อยู่ภายในห้อง)
4.1 หน้าที่: ดูดซับความร้อนจากอากาศภายในห้อง
4.2 กระบวนการ: สารทำความเย็นที่เย็นจัดจะไหลผ่านแผงท่อของอีวาพอเรเตอร์ พัดลมภายในห้องจะดูดอากาศร้อนจากห้องมาเป่าผ่านแผงท่อ ความร้อนจากอากาศจะถูกดูดซับเข้าไปในสารทำความเย็น ทำให้อากาศที่ถูกเป่ากลับเข้ามาในห้องมีอุณหภูมิลดลง ส่วนสารทำความเย็นจะเดือดและระเหยกลับไปเป็นแก๊สแรงดันต่ำ
สรุปวัฏจักร
สารทำความเย็นจะหมุนเวียนไปตามกระบวนการนี้อย่างต่อเนื่อง:
แก๊สแรงดันต่ำ (คอยล์เย็น) → ถูกอัดเป็นแก๊สแรงดันสูง (คอมเพรสเซอร์) → กลายเป็นของเหลวแรงดันสูง (คอยล์ร้อน) → กลายเป็นของเหลวเย็นจัด (วาล์วลดแรงดัน) → กลับไปเป็นแก๊สแรงดันต่ำ (คอยล์เย็น)
วงจรนี้ทำให้ความร้อนภายในห้องถูกดึงออกไปทิ้งข้างนอกอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้อุณหภูมิภายในห้องลดลงจนเรารู้สึกเย็นสบายตามที่ตั้งค่าไว้
1. ตัวป้อน (Input)
คือสิ่งที่ต้องใส่เข้าไปในระบบเพื่อให้เครื่องเริ่มทำงานและดำเนินต่อไปได้
พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy): เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด เพื่อใช้ขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ (หัวใจหลัก), มอเตอร์พัดลมคอยล์เย็น, และมอเตอร์พัดลมคอยล์ร้อน
อากาศร้อนภายในห้อง (Indoor Warm Air): นี่คือ "วัตถุดิบ" ที่ระบบต้องการนำมาบำบัด พัดลมในตัวเครื่องภายใน (คอยล์เย็น) จะดูดอากาศร้อนในห้องเข้าไปผ่านแผงทำความเย็น
คำสั่งจากผู้ใช้ (User Commands/Settings): ข้อมูลที่เราป้อนผ่านรีโมตคอนโทรล เช่น
อุณหภูมิที่ต้องการ (Target Temperature) เช่น 25°C
โหมดการทำงาน (Mode) เช่น Cool, Dry, Fan
ความเร็วพัดลม (Fan Speed)
2. กระบวนการ (Process)
คือหัวใจสำคัญที่เปลี่ยน "ตัวป้อน" ให้เป็น "ผลผลิต" ซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วนหลักทำงานร่วมกันคือ:
A. วัฏจักรการทำความเย็น (Refrigeration Cycle) - กระบวนการย้ายความร้อน: กระบวนการนี้อาศัยการเปลี่ยนสถานะของ "สารทำความเย็น" (น้ำยาแอร์) วนเวียนกันไป:
การอัดตัว (Compression): คอมเพรสเซอร์ (Compressor) ที่อยู่นอกบ้าน จะดูดสารทำความเย็นสถานะแก๊สแรงดันต่ำเข้ามา แล้วอัดให้เป็นแก๊สร้อนแรงดันสูง
การควบแน่น/ระบายความร้อน (Condensation): แก๊สร้อนวิ่งไปที่ แผงคอยล์ร้อน (Condenser) นอกบ้าน พัดลมจะเป่าระบายความร้อนออกจากแก๊ส ทำให้แก๊สควบแน่นกลายเป็นของเหลวแรงดันสูง (นี่คือจุดที่ความร้อนถูกทิ้งออกนอกบ้าน)
การลดความดัน (Expansion): สารทำความเย็นเหลวไหลผ่าน วาล์วลดแรงดัน หรือ แคปทิวด์ (Expansion Valve/Capillary Tube) ทำให้ความดันลดลงอย่างรวดเร็ว สารทำความเย็นจะเปลี่ยนสภาพเป็นของผสม (ของเหลว+แก๊ส) ที่มีอุณหภูมิต่ำมาก (เย็นจัด)
การระเหย/ดูดซับความร้อน (Evaporation): สารทำความเย็นที่เย็นจัดไหลเข้าสู่ แผงคอยล์เย็น (Evaporator) ในบ้าน พัดลมในบ้านจะดูดลมร้อนในห้องมาเป่าผ่านคอยล์เย็นนี้ สารทำความเย็นจะดูดซับความร้อนจากอากาศ ทำให้อากาศเย็นลง ส่วนตัวสารทำความเย็นเองจะเดือดกลายเป็นแก๊ส แล้ววิ่งกลับไปหาคอมเพรสเซอร์เพื่อเริ่มรอบใหม่
B. ระบบควบคุม (Control System): บอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะรับคำสั่งจากผู้ใช้ และประมวลผลเพื่อสั่งการให้คอมเพรสเซอร์และพัดลมทำงานตามความเหมาะสม
3. ผลผลิต (Output)
คือสิ่งที่ได้ออกมาจากการทำงานของระบบ
ผลผลิตที่ต้องการ (Desired Output):
อากาศที่เย็นลง (Cool Air): ลมที่เป่าออกมาจากเครื่องปรับอากาศภายในห้อง
อากาศที่แห้งลง/ความชื้นลดลง (Dehumidified Air): เมื่ออากาศร้อนชื้นกระทบกับคอยล์เย็นที่เย็นจัด ไอน้ำในอากาศจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ ทำให้อากาศในห้องแห้งลงและรู้สึกสบายตัวขึ้น
ผลผลิตพลอยได้/ของเสีย (Byproducts/Waste):
ลมร้อน (Hot Air): ที่ระบายออกจากคอยล์ร้อนนอกบ้าน
น้ำทิ้ง (Condensate Water): น้ำที่เกิดจากการควบแน่นที่คอยล์เย็น ซึ่งต้องต่อท่อระบายทิ้งไป
4. ข้อมูลย้อนกลับ (Feedback)
คือระบบตรวจสอบเพื่อให้การทำงานเป็นไปตามเป้าหมายที่เราตั้งไว้
เซนเซอร์อุณหภูมิ (Thermostat/Temperature Sensor): จะติดตั้งอยู่ที่ตัวเครื่องภายใน ทำหน้าที่วัดอุณหภูมิห้องจริง ณ ปัจจุบันตลอดเวลา
การเปรียบเทียบและสั่งการ:
ถ้าระบบธรรมดา (Non-Inverter): ถ้าระบบวัดได้ว่าห้องยังร้อนกว่าที่ตั้งค่าไว้ มันจะสั่งให้คอมเพรสเซอร์ทำงานเต็มที่ เมื่อห้องเย็นถึงจุดที่ตั้งไว้ มันจะสั่ง "ตัด" การทำงานของคอมเพรสเซอร์ (เดี๋ยวร้อนเดี๋ยวเย็น)
ถ้าระบบอินเวอร์เตอร์ (Inverter): ถ้าระบบวัดว่าห้องเริ่มเย็นใกล้ถึงจุดที่ตั้งไว้ มันจะไม่ตัดการทำงาน แต่จะส่งข้อมูลไปสั่งลดรอบการทำงานของคอมเพรสเซอร์ลง ให้ทำงานเลี้ยงเบาๆ เพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ (ทำให้อุณหภูมินิ่งและประหยัดไฟกว่า)
เครื่องปรับอากาศ (มีลมแต่ไม่เย็น)
· Input: ไฟฟ้า, อากาศในห้อง
· Process: คอมเพรสเซอร์อัดน้ำยาทำความเย็นเพื่อดึงความร้อนออกจากห้อง
· Feedback: เทอร์โมสตัท (วัดอุณหภูมิห้อง)
· output : อากาศที่เย็นลง
· สาเหตุ: คอมเพรสเซอร์ไม่ทำงาน (คาปาซิเตอร์เสีย), น้ำยาแอร์รั่ว, แผ่นกรองตันมาก
· การแก้ไข: ล้างแผ่นกรอง, ตามช่างมาเช็คคอมเพรสเซอร์
· การดูแล: ล้างแผ่นกรองทุก 2 สัปดาห์, ล้างใหญ่ทุก 6 เดือน