วงจรและส่วนประกอบของระบบทำความเย็นแช่แข็ง

มีวิธีการทำความเย็นหลายวิธี และวิธีต่อไปนี้เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไป:

1. การทำความเย็นโดยการระเหยของเหลว

2. การขยายตัวของแก๊สและการทำความเย็น

3. การทำความเย็นด้วยท่อหมุนวน

4. การทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก

ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ การทำความเย็นโดยการระเหยของของเหลวเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยใช้หลักการดูดซับความร้อนจากการระเหยของของเหลวเพื่อให้เกิดการทำความเย็น การทำความเย็นแบบอัดไอ การดูดซับ การฉีดไอ และการดูดติดผิว ล้วนเป็นการทำความเย็นโดยการระเหยของของเหลวทั้งสิ้น

การทำความเย็นแบบอัดไอจัดอยู่ในกลุ่มการทำความเย็นแบบเปลี่ยนสถานะ ซึ่งใช้หลักการดูดซับความร้อนเมื่อสารทำความเย็นเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซเพื่อให้ได้พลังงานความเย็น เครื่องปรับอากาศประกอบด้วยสี่ส่วน ได้แก่ คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ กลไกควบคุมการไหล และอีวาพอเรเตอร์ โดยแต่ละส่วนเชื่อมต่อกันด้วยท่อเพื่อสร้างระบบปิด

ส่วนประกอบหลักและอุปกรณ์เสริมของระบบทำความเย็น

1.คอมเพรสเซอร์

คอมเพรสเซอร์แบ่งออกเป็นสามโครงสร้าง ได้แก่ แบบเปิด แบบกึ่งเปิด และแบบปิด หน้าที่ของคอมเพรสเซอร์คือการดูดสารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำจากด้านอีวาพอเรเตอร์ และอัดให้กลายเป็นไอสารทำความเย็นที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง แล้วส่งไปยังคอนเดนเซอร์

2.คอนเดนเซอร์

คอนเดนเซอร์เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่ถ่ายโอนความสามารถในการทำความเย็นของอีวาพอเรเตอร์ในระบบทำความเย็น พร้อมกับพลังงานจากการอัดของคอมเพรสเซอร์ไปยังตัวกลางแวดล้อม (น้ำหล่อเย็นหรืออากาศ) ตามวิธีการทำความเย็น คอนเดนเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ และคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยการระเหย คอนเดนเซอร์เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่ถ่ายโอนความสามารถในการทำความเย็นของอีวาพอเรเตอร์ในระบบทำความเย็น พร้อมกับพลังงานจากการอัดของคอมเพรสเซอร์ไปยังตัวกลางแวดล้อม (น้ำหล่อเย็นหรืออากาศ) ตามวิธีการทำความเย็น คอนเดนเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ และคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยการระเหย

3. เครื่องระเหย

เครื่องระเหยหมายถึงอุปกรณ์ที่ทำให้สารทำความเย็นเหลวเดือดและดูดซับความร้อนจากตัวกลางที่ถูกทำให้เย็น (อากาศหรือน้ำ) ที่อุณหภูมิต่ำกว่า เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทำความเย็น

4. วาล์วโซลินอยด์

วาล์วโซลินอยด์เป็นวาล์วปิดชนิดหนึ่งที่เปิดโดยอัตโนมัติภายใต้การควบคุมทางไฟฟ้า โดยปกติจะติดตั้งบนท่อส่งของระบบเพื่อเปิดและปิดการทำงานของตัวควบคุมสองตำแหน่งของท่อส่งระบบทำความเย็นโดยอัตโนมัติ วาล์วโซลินอยด์มักติดตั้งอยู่ระหว่างวาล์วขยายตัวและคอนเดนเซอร์ ควรติดตั้งโซลินอยด์วาล์วในตำแหน่งที่ใกล้กับวาล์วขยายตัวมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะวาล์วขยายตัวเป็นเพียงอุปกรณ์ควบคุมการไหลและไม่สามารถปิดได้ด้วยตัวเอง ดังนั้นจึงต้องใช้โซลินอยด์วาล์วเพื่อตัดการจ่ายของเหลวจากท่อส่ง

5. วาล์วขยายตัวทางความร้อน

อุปกรณ์ทำความเย็นมักใช้ลิ้นขยายความร้อนเพื่อปรับการไหลของสารทำความเย็น ลิ้นขยายความร้อนไม่เพียงแต่เป็นวาล์วควบคุมปริมาณสารทำความเย็นที่ส่งไปยังคอยล์เย็นเท่านั้น แต่ยังเป็นวาล์วควบคุมการไหลของอุปกรณ์ทำความเย็นด้วย ลิ้นขยายความร้อนใช้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเกินจุดเดือดของสารทำความเย็นที่ทางออกของคอยล์เย็นเพื่อปรับปริมาณสารทำความเย็น ลิ้นขยายความร้อนจะเชื่อมต่อกับท่อทางเข้าของสารทำความเย็นไปยังคอยล์เย็น และหลอดวัดอุณหภูมิจะติดตั้งอยู่ที่ท่อทางออก (ทางออก) ของคอยล์เย็น โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งโครงสร้างออกเป็นแบบต่างๆ ตามโครงสร้างของลิ้นขยายความร้อน:

(1) วาล์วขยายตัวทางความร้อนที่สมดุลภายใน

(2) วาล์วขยายตัวทางความร้อนที่สมดุลภายนอก

วาล์วขยายตัวทางความร้อนแบบปรับสมดุลภายใน: ประกอบด้วยกระเปาะตรวจจับอุณหภูมิ ท่อแคปิลลารี ที่นั่งวาล์ว ไดอะแฟรม ก้านดัน วาล์วเข็ม และกลไกปรับ วาล์วขยายตัวทางความร้อนแบบปรับสมดุลภายในมักใช้ในเครื่องระเหยขนาดเล็ก

วาล์วขยายตัวทางความร้อนแบบปรับสมดุลภายนอก: สำหรับเครื่องระเหยที่มีท่อส่งยาวหรือมีความต้านทานสูง มักใช้วาล์วขยายตัวทางความร้อนแบบปรับสมดุลภายนอก สำหรับเครื่องระเหยที่มีขนาดเท่ากัน สามารถใช้วาล์วขยายตัวแบบปรับสมดุลภายในได้เมื่อใช้ในที่เก็บรักษาอุณหภูมิสูง ในขณะที่อาจใช้วาล์วขยายตัวแบบปรับสมดุลภายนอกได้เมื่อใช้ในที่เก็บรักษาอุณหภูมิต่ำ สำหรับเครื่องระเหยที่มีขนาดเท่ากัน สามารถใช้วาล์วขยายตัวแบบปรับสมดุลภายในได้เมื่อใช้ในที่เก็บรักษาอุณหภูมิสูง ในขณะที่อาจใช้วาล์วขยายตัวแบบปรับสมดุลภายนอกได้เมื่อใช้ในที่เก็บรักษาอุณหภูมิต่ำ

6. เครื่องแยกน้ำมัน

   โดยปกติแล้วจะมีการติดตั้งตัวแยกน้ำมันระหว่างคอมเพรสเซอร์และคอนเดนเซอร์เพื่อแยกน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องทำความเย็นที่ปะปนอยู่ในไอของสารทำความเย็น อุปกรณ์ส่งกลับน้ำมันใช้สำหรับส่งน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องทำความเย็นกลับไปยังห้องข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์ โครงสร้างตัวแยกน้ำมันที่ใช้กันทั่วไปมีสองประเภท ได้แก่ แบบแรงเหวี่ยงและแบบกรอง

7. เครื่องแยกก๊าซและของเหลว

แยกสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซออกจากสารทำความเย็นที่เป็นของเหลวเพื่อป้องกันไม่ให้คอมเพรสเซอร์เกิดการกระแทกจากของเหลว เก็บสารทำความเย็นที่เป็นของเหลวไว้ในวงจรทำความเย็น และปรับปริมาณการจ่ายของเหลวตามการเปลี่ยนแปลงของภาระ

8. อ่างเก็บน้ำ

โดยการติดตั้งตัวสะสมสารทำความเย็น ความจุในการเก็บของเหลวของตัวสะสมจะช่วยปรับสมดุลและทำให้การไหลเวียนของสารทำความเย็นในระบบคงที่ เพื่อให้เครื่องทำความเย็นทำงานได้อย่างปกติ โดยทั่วไปแล้ว ตัวสะสมสารทำความเย็นจะถูกติดตั้งระหว่างคอนเดนเซอร์และวาล์วควบคุมการไหล เพื่อให้สารทำความเย็นเหลวในคอนเดนเซอร์ไหลเข้าสู่ตัวสะสมสารทำความเย็นได้อย่างราบรื่น ตำแหน่งของตัวสะสมสารทำความเย็นควรอยู่ต่ำกว่าคอนเดนเซอร์

9. เครื่องอบผ้า

เพื่อให้มั่นใจว่าสารทำความเย็นไหลเวียนได้อย่างปกติ ระบบทำความเย็นต้องสะอาดและแห้งอยู่เสมอ โดยปกติแล้วจะติดตั้งตัวกรองดักความชื้นไว้ก่อนวาล์วควบคุมการไหล เมื่อสารทำความเย็นเหลวไหลผ่านตัวกรองดักความชื้นก่อน จะช่วยป้องกันการอุดตันในวาล์วควบคุมการไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

10. ช่องมองระดับน้ำ

โดยหลักแล้วจะใช้เพื่อแสดงสภาพของสารทำความเย็นในท่อส่งของเหลวของอุปกรณ์ทำความเย็นและปริมาณน้ำในสารทำความเย็น โดยปกติแล้ว จะมีการใช้สีต่างๆ บนตัวเรือนของกระจกมองระดับสารทำความเย็นเพื่อแสดงปริมาณน้ำในสารทำความเย็นในระบบ

11. รีเลย์แรงดันสูงและแรงดันต่ำ

หากแรงดันขาออกของคอมเพรสเซอร์สูงเกินไป ระบบจะตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ หยุดคอมเพรสเซอร์ และแก้ไขสาเหตุของแรงดันสูง จากนั้นจึงรีเซ็ตด้วยตนเองเพื่อเริ่มคอมเพรสเซอร์อีกครั้ง (ข้อผิดพลาด + สัญญาณเตือน) เมื่อแรงดันขาเข้าลดลงถึงขีดจำกัดล่าง ระบบจะตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ หยุดคอมเพรสเซอร์ และจะเริ่มคอมเพรสเซอร์อีกครั้งเมื่อแรงดันขาเข้าสูงขึ้นถึงขีดจำกัดบน

12. รีเลย์แรงดันน้ำมันส่วนต่าง

   สวิตช์ไฟฟ้าที่ใช้ความแตกต่างของแรงดันระหว่างด้านดูดและด้านส่งของปั๊มน้ำมันหล่อลื่นเป็นสัญญาณควบคุม เมื่อความแตกต่างของแรงดันน้อยกว่าค่าที่ตั้งไว้ จะหยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์เพื่อป้องกันความเสียหาย

13. รีเลย์อุณหภูมิ

   ใช้ค่าอุณหภูมิเป็นสัญญาณควบคุมเพื่อควบคุมอุณหภูมิของห้องเย็น สามารถควบคุมการเริ่มและหยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์ได้โดยตรงโดยการควบคุมการเปิดและปิดของวาล์วโซลินอยด์จ่ายของเหลว ในกรณีที่เครื่องมีหลายชุด สามารถต่อรีเลย์อุณหภูมิของแต่ละชุดแบบขนานเพื่อควบคุมการเริ่มและหยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์โดยอัตโนมัติได้

14. สารทำความเย็น

สารทำความเย็น หรือที่รู้จักกันในชื่ออื่นๆ ว่า สารลดแรงตึงผิว เป็นวัสดุที่ใช้ในเครื่องยนต์ความร้อนต่างๆ เพื่อแปลงพลังงาน สารเหล่านี้มักใช้การเปลี่ยนสถานะแบบผันกลับได้ (เช่น การเปลี่ยนสถานะจากแก๊สเป็นของเหลว) เพื่อเพิ่มกำลัง

15. น้ำมันหล่อเย็น

หน้าที่หลักของน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องทำความเย็นคือการหล่อลื่น การปิดผนึก การระบายความร้อน และการกรอง ในคอมเพรสเซอร์แบบหลายกระบอกสูบ น้ำมันหล่อลื่นยังสามารถใช้ควบคุมกลไกการระบายแรงดันได้อีกด้วย