20104-2007 (1-6-3) วิชาเครื่องท าความเย็น (Refrigeration) “ “
จุดประสงค์รายวิชา เพื่อให้ 1.เข้าใจหลักการท างานโครงสร้างและส่วนประกอบของระบบเครื่องท าความเย็น 2.มีทักษะในการติดตั้ง ซ่อมบ ารุง และทดสอบ เครื่องท าความเย็น 3.มีเจตคติและกิจนิสัยที่ดีในการปฏิบัติงาน มีความละเอียดรอบคอบ ปลอดภัย เป็ นระเบียบสะอาด ตรงต่อเวลา มีความซื่อสัตย์และมีความรับผิดชอบ
ค าอธิบายรายวิชา ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับหลักการท างานของเครื่องท าความเย็น โครงสร้ าง ส่วนประกอบของระบบท าความเย็นแบบอัดไอ วงจรสารท าความเย็น วงจรไฟฟ้า ของระบบเครื่องท าความเย็นภายในที่พักอาศัย ระบบเครื่องท าความเย็นที่ใช้ใน เชิงพาณิชย์ ประเภทของสารท าความเย็น น ้ามันหล่อลื่นของระบบเครื่องท าความ เย็น งานท่อ การติดตั้งระบบ วงจรสารท าความเย็น งานท าสุญญากาศ งานบรรจุ สารท าความเย็น งานต่อวงจรไฟฟ้าในเครื่องท าความเย็น งานตรวจวัดแรงดัน และดูสถานะของสารท าความเย็น งานตรวจวัดวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าเครื่องท า ความเย็นและคอมเพรสเซอร์ งานซ่อมบ ารุงระบบเครื่องท าความเย็นในบ้านพัก อาศัย ครัวเรือนและเชิงพาณิชย์
หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 ความรู้พื้นฐานการท าความเย็น “ “
สาระการเรียนรู้ บทน า 1 ความส าคัญของ การท าความเย็น 2 สภาวการณ์ที่มีผล ต่อการท าความเย็น 3 หลักพื้นฐานการท าความเย็น 4 การประมาณค่าความร้อน ที่คิดเป็นภาระงาน 5
1. บทน า สมัยโบราณมนุษย์รู้จักการเก็บรักษาและถนอมอาหารไม่ให้ เน่าเสีย โดยน าอาหารไปแช่แข็งหรือหมกหิมะไว้ เมื่อประมาณ พ.ศ. 2343 ได้มีการตัดน ้าแข็งที่เกิดตามธรรมชาติในฤดูหนาว เก็บไว้ในห้องที่มีฉนวนกันความร้อนบุเอาไว้ใช้งานในฤดูร้อน และมีการขนส่งน ้าแข็งก้อนโตๆที่ได้จากธรรมชาติจากแถบที่มี อากาศหนาวไปใช้ในแถบที่มีอากาศร้อน
1. บทน า น ้าแข็งได้มีการผลิตขึ้นส าเร็จโดยมนุษย์เป็ นครั้งแรกเมื่อ ประมาณปี พ.ศ. 2363 แต่เป็ นเพียงการทดลองเท่านั้นปี พ.ศ. 2377 จาคอบ เพอร์กินส์(Jacob Perkins) วิศวกรชาวอเมริกันจึงได้ประดิษฐ์เครื่องท าความเย็นระบบ คอมเพรสเซอร์อัดไอ (Compression System) ขึ้น เป็ นเครื่องแรก
1. บทน า “ตู้เย็น” ที่ใช้ในบ้านถูกสร้างขึ้นเป็น ครั้งแรกใน พ.ศ. 2453 และ พ.ศ. 2456 เจ.เอ็ม.ลาร์เซน (J.M. Larsen) ได้ผลิต เครื่องท าความเย็นควบคุมด้วยมือขึ้นมา เป็ นครงั้แรก และใน พ.ศ. 2461 บริษัท เคลวิเนเตอร์ (Kelvinator Company) ได้ผลิตตู้เย็นซึ่ง ควบค ุ มได ้โดยอัตโนมัติข ึ้นเป็ นครงั้แรก
1. บทน า พ.ศ. 2463 อุตสาหกรรมการผลิตตู้เย็น ท ี่ใช ้ในบ ้ านเรมิ่ม ี ความส าคัญข ึ้น และเป็ นท ี่ นิยมแพร่หลายกันในอเมริกาและยุโรป ปัจจุบันเครื่องท าความเย็นนับว่าเป็น สิ่งส าคัญส าหรบัการด ารงช ี วิตของมน ุ ษย ์ ตู้เย็นและตู้แช่ที่ใช้ตามบ้านเรือนเป็น สิ่งจ าเป็ นส าหรับการเก ็ บรักษาและการ ถนอมอาหารไม่ให้เน่าเสียเร็ว
2. ความส าคัญของการท าความเย็น การท าความเย็น (Refrigeration) คือ การลดและ รักษาระดับอุณหภูมิของเนื้อที่ว่างๆ ให้ต่ากว่าปกติ เช่น ตู้เย็น ตู้แช่ ห้องเย็น โรงน้าแข็ง การปรับอากาศ (Air Conditioning) หมายถึง การ เพิ่มหรอืลดอณ ุ หภ ู มิให้เหมาะสมตามความต้องการ รวมถ ึ ง การปรับสภาพอากาศให้มีความสะอาด มีการถ่ายเท หมุนเวียน และมีความชื้นที่เหมาะสม เพื่อก่อให้เกิ ด ความสุขสบาย
2. ความส าคัญของการท าความเย็น ระบบท าความเย็นได้มีการน ามาประยุกต์ใช้งาน ในด้านต่าง ๆ ได้แก่ 1. การผลิตอาหาร (Food Processing) 2. การเก็บรักษาอาหาร (Food Storage) 3. การผลิตในงานอุตสาหกรรม (Industrial Process) 4. การท าความเย็นเพื่อการขนส่ง (Transportation Refrigeration) 5. การปรับอากาศ (Air Conditioning)
3. สภาวการณ์ที่มีผลต่อการท าความเย็น 1. ความร้อน (Heat) ความร้อนเป็นพลังงาน ชนิดหนึ่งซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่น ๆ หรือพลังงานรูปอื่นก็สามารถเปลี่ยนกลับมาเป็ น พลังงานความร้อนได้เช่นกัน พลังงานความร้อนนี้จะถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งที่มี อุณหภูมิสูงกว่าไปยังอีกวัตถุหนึ่งที่มีอุณหภูมิต่า กว่า และจะหย ุ ดการถ่ายเทเมื่อวัตถ ุ ทั้งสองนั้นมี อุณหภูมิเท่ากัน
3. สภาวการณ์ที่มีผลต่อการท าความเย็น 2. อุณหภูมิ(Temperature) หมายถึง ระดับหรือความเข้มของความร้อน ซึ่งจะเป็น ตัวบอกให ้ ร ู ว ้่าระดับความร ้ อนของวัตถ ุ นั้นจะ มีอยู่มากน้อยเพียงใด โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) เป็นเครื่องมือวัด
3. สภาวการณ์ที่มีผลต่อการท าความเย็น 3. ความชื้น (Humidity) น้าที่แฝงอยู่ใน อากาศวัดได้ในรูปของความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) ความชื้นสัมพัทธ์จึงหมายถึง อัตราส่วน ระหว่างน้าหนักของไอน้าในอากาศที่วัดได้จริง ความชื้นสัมพัทธ์ต่าจะท าให้การถ่ายเทความ รอ้นได้เพิ่มมากข ึ้น สว่นอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ สูง จะมีผลท าให้กระบวนการถ่ายเทอัตราความ ร้อนลดลงไป
3. สภาวการณ์ที่มีผลต่อการท าความเย็น 4. การเคลื่อนที่ของอากาศ (Air Movement) มีผลต่ออัตราการถ่ายเทความ ร้อน เมื่อการเคลื่อนที่ของอากาศเร็วขึ้น กระบวนการระเหยซึ่งเป็นการถ่ายเทความ ร้อนออกจากแหล่งก าเนิดความร้อนจะมี เพิ่มข ึ้น
4. หลักพื้นฐานการท าความเย็น การศ ึ กษาเกี่ยวกับการท าความเย ็ น สิ่ง ส าคัญ คือจ ะต้อง ท าค วาม เข้าใจหลั กกา ร พื้นฐานที่เกี่ยวข้องให้ดีก่อน เพื่อการน าไป ประย ุ กต์ใช้งานในทางปฏิบัติสิ่งส าคัญที่ควรร ู้ มีดังต่อไปนี้ 1. แรง (Force) 2. ความดัน (Pressure) 3. งาน (Work) 4. ก าลังงาน (Power)
4. หลักพื้นฐานการท าความเย็น 5. พลังงาน (Energy) 5.1 พลังงานจลน์(Kinetic Energy) 5.2 พลังงานศักย์ (Potential Energy) 6. เทอร์โมมิเตอร์(Thermometer) 7. แคลอรี(Calorie) 8. ความร้อนจ าเพาะ (Specific Heat)
5. การประมาณค่าความร้อนที่คิดเป็นภาระงาน 1. แหล่งความร้อนจากภายนอก (Outdoor Heat Sources) หมายถึง แหล่งความร้อนจาก ภายนอก แหล่งความร้อนที่ใหญ่ที่สุดก็คือ ดวง อาทิตย์ค วามร้อนจากดวง อาทิตย์ผ่ านเข้าใน อาคาร หรือภา ยในตัว รถได้ 2 ทา ง คือ เข้าม า โดยตรงด้วยการส่งผ่านเข้ามาทางกระจก และเข้า มาทางอ้อมโดยการน าความร้อนผ่านวัสดุที่ใช้ท า ผนังของรถน าเข้ามา เป็นต้น
5. การประมาณค่าความร้อนที่คิดเป็นภาระงาน 2. แหล่ งค วาม ร้อน จ ากภ ายใน (Indoor Heat Sources) ถ้าเป็นภายในอาคาร หมายถึง คว า ม ร้อนจ า ก คน ไฟ ฟ้ า แสง สว่า ง หรือจ า ก เครื่องใช้ไฟฟ้า แต่ถ้าเป็นภายในรถ แหล่งความร้อน จากภายใน ก็หมายถึงคนเพียงอย่างเดียว คนจึงเป็น แหล่งความร้อนที่ให้ทั้งความร้อนสัมผัสและความ ร้อนแฝง
การเปรียบเทียบสเกลของเทอร์โมมิเตอร์
การเปรียบเทียบสเกลของเทอร์โมมิเตอร์ การเปลี่ยนค่าระหว่าง C กับ K จึงเป็ นดังนี้ K = C + 273 C = K - 273
การเปรียบเทียบสเกลของเทอร์โมมิเตอร์ การเปลี่ยนค่าระหว่าง C กับ F จึงเป็ นดังนี้ =