Vapor Compression Cycle
หลักการทำงานของระบบแอร์รถยนต์
(เพิ่มรายละเอียดจากบทความเก่า)ระบบแอร์รถยนต์อาศัยหลักการ "ทำความเย็นด้วยการอัดไอ" โดยดึงความร้อนจากในห้องโดยสารไปทิ้งไว้ที่ภายนอกรถ ผ่านอุปกรณ์หลัก 5 ชิ้นที่ทำงานต่อเนื่องเป็นวงจรปิด
ดรายเออร์
วาล์ว
ระบบแอร์รถยนต์ทำงานโดยอาศัย สารทำความเย็น (Refrigerant) ที่เปลี่ยนสถานะไปมาระหว่างของเหลวและก๊าซ ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนสถานะ สารทำความเย็นจะดูดซับหรือคายความร้อนออกมา นี่คือกลไกที่ทำให้เราสามารถ "ขนย้าย" ความร้อนออกจากห้องโดยสารไปทิ้งที่ภายนอกรถได้
ระบบทั้งหมดประกอบด้วยอุปกรณ์หลัก 5 ชิ้น เชื่อมต่อกันเป็นวงจรปิด ดังรายละเอียดต่อไปนี้
คอมเพรสเซอร์ (Compressor)หัวใจของระบบ
ดูดสารทำความเย็นสถานะก๊าซ ความดันต่ำ จาก ลิ้นบริการด้านดูด แล้วอัดให้มีความดันสูงขึ้น ก่อนส่งออกทาง ลิ้นบริการด้านส่ง โดยขับเคลื่อนด้วยสายพานจากเครื่องยนต์
เข้า: ก๊าซ ความดันต่ำ ออก: ก๊าซ ความดันสูง อุณหภูมิสูงคอนเดนเซอร์ (Condenser)จุดระบายความร้อน
แผงท่อขดคล้ายหม้อน้ำ ติดตั้งด้านหน้าสุดของรถ พัดลมระบายความร้อนจะเป่าอากาศผ่านแผง ทำให้สารทำความเย็นคายความร้อนออกสู่ภายนอกรถ และควบแน่นจากก๊าซกลายเป็นของเหลว โดยยังคงมีความดันสูงอยู่
| ตำแหน่ง | สถานะสารทำความเย็น |
|---|---|
| เข้าแผงคอนเดนเซอร์ | ไอ/ก๊าซ ความดันสูง อุณหภูมิสูง |
| ภายในแผงคอนเดนเซอร์ | คายความร้อน ไอค่อย ๆ ควบแน่นเป็นของเหลว |
| ออกจากแผงคอนเดนเซอร์ | ของเหลว ความดันสูง อุณหภูมิลดลง |
รีซีฟเวอร์ดรายเออร์ (Receiver Dryer)ตัวกรองและถังพักสาร
รับของเหลวความดันสูงจากคอนเดนเซอร์ ทำหน้าที่สำคัญ 3 อย่าง:
- กักเก็บสารทำความเย็นสำรองไว้ใช้ในระบบ
- ดูดความชื้นที่ปนเปื้อน ป้องกันน้ำแข็งอุดตันที่เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว
- กรองสิ่งสกปรกไม่ให้หลุดเข้าไปอุดตันในระบบ
เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว (Expansion Valve)ตัวลดความดัน
ของเหลวความดันสูงไหลผ่านรูเล็ก ๆ ของวาล์ว ทำให้ความดันลดลงอย่างฉับพลัน เมื่อความดันลด อุณหภูมิก็ลดตามไปด้วย (หลักการเดียวกับสเปรย์กระป๋องที่เย็นเมื่อฉีด) กลายเป็นของเหลวผสมไอ ความดันต่ำ อุณหภูมิต่ำ
ควบคุมปริมาณสารด้วย กระเปาะรับอุณหภูมิ (Sensing Bulb) ที่ติดตั้งบริเวณทางออกของอีวาพอเรเตอร์ เพื่อปรับวาล์วให้เปิด-ปิดตามอุณหภูมิ
เข้า: ของเหลว ความดันสูง ออก: ของเหลวผสมไอ ความดันต่ำอีวาพอเรเตอร์ (Evaporator)จุดทำความเย็นจริง
แผงท่อขดที่ติดตั้งในตู้แอร์ภายในห้องโดยสาร มอเตอร์พัดลมจะดูดอากาศให้ไหลผ่านแผง สารทำความเย็นความดันต่ำจะดูดซับความร้อนจากอากาศ ทำให้อากาศเย็นลงและถูกเป่าเข้าสู่ห้องโดยสาร ขณะเดียวกันสารทำความเย็นก็เปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ ก่อนถูกดูดกลับเข้าคอมเพรสเซอร์เพื่อเริ่มวงจรใหม่
เข้า: ของเหลวผสมไอ ความดันต่ำ ออก: ก๊าซ ความดันต่ำ| ขั้นตอน | อุปกรณ์ | การเปลี่ยนแปลงสถานะ |
|---|---|---|
| 1 | คอมเพรสเซอร์ | ก๊าซความดันต่ำ → ก๊าซความดันสูง อุณหภูมิสูง |
| 2 | คอนเดนเซอร์ | ก๊าซความดันสูง → ของเหลวความดันสูง |
| 3 | รีซีฟเวอร์ดรายเออร์ | กรอง / ดูดความชื้น |
| 4 | เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว | ของเหลว → ของเหลวผสมไอ ความดันต่ำ |
| 5 | อีวาพอเรเตอร์ | ของเหลว → ก๊าซ ความดันต่ำ |
จากนั้นก๊าซความดันต่ำจะถูกดูดกลับเข้าคอมเพรสเซอร์ วนซ้ำเป็นวงจรต่อเนื่องตลอดเวลาที่เปิดแอร์ ทำให้อุณหภูมิภายในห้องโดยสารเย็นลงและคงที่ตามค่าที่ตั้งไว้
การแบ่งระบบเป็น 2 ฝั่งคือหัวใจของการถ่ายเทความร้อน เพราะสารทำความเย็นจะสลับกันดูดและคายความร้อนตามหลักเทอร์โมไดนามิกส์
ฝั่งความดันสูง
คอมเพรสเซอร์ → คอนเดนเซอร์ → รีซีฟเวอร์ดรายเออร์
ก๊าซ/ของเหลว อุณหภูมิสูง ความดันสูง — จุดคายความร้อนออกสู่ภายนอก
ฝั่งความดันต่ำ
เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว → อีวาพอเรเตอร์ → กลับสู่คอมเพรสเซอร์
ของเหลว/ก๊าซ อุณหภูมิต่ำ ความดันต่ำ — จุดดูดความร้อนจากห้องโดยสาร
Vapor Compression Refrigeration Cycle · ระบบปิดที่ทำงานต่อเนื่องตลอดเวลาที่เปิดใช้งานแอร์รถยนต์
