ชนิดของคอมเพรสเซอร์ (Compressor) เครื่องทำความเย็น

แผยแพร่เมื่อ 16 สิงหาคม 2564

คอมเพรสเซอร์ (Compressor) เป็นหัวใจหลักของระบบทำความเย็นทำหน้าที่อัดไอหรือเพิ่มความดันให้กับสารทำความเย็น
เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์ที่อยู่ในตู้แอร์ หรือ Condensing Unit

ชนิดของคอมเพรสเซอร์ สามารถแบ่งได้หลายแบบ ไม่ว่าจะเป็นตามลักษณะภายนอก เช่น แบบปิดสนิท (Hermetic Compressor) แบบกึ่งปิดสนิท (Semi Hermetic Compressor) หรือแบบเปิด (Open Type) โดยหลักการทั่วไปแล้ว เราสามารถแบ่งประเภททคอมเพรสเซอร์ ได้ตามหลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์ หรือเครื่องอัดอากาศอีกด้วย

1. เครื่องอัดอากาศประเภทปริมาตรแทนที่เชิงบวก (Positive Displacement)

หรือ PD Compressor เป็นชนิดที่นิยมใช้กันมากที่สุด ในวงการอุตสาหกรรม
ทั้งชนิดลูกสูบ Piston compressors (Reciprocating), ชนิดสกรู Screw compressors
ชนิดทูช Tooth compressors และ ชนิดสกรอ Scroll compressors

มีหลักการทำงานคือ ให้อากาศไหลเข้าไปในช่องปริมาตรที่ความดันบรรยากาศ
จากนั้นทำให้ปริมาตรอากาศภายใน เครื่องจักรก็จะลดลง ทำให้มีความดันสูงขึ้น
จากหลักการทำงานที่เราได้อธิบายมาข้างต้น
จะเห็นว่าคอมเพรสเซอร์หรือปั๊มลมแบบปริมาตรแทนที่เชิงบวก (Positive displacement)
นั้นมีอัตราการไหลของลมในปริมาณคงที่ จึงอาจเรียกว่า Constant Flow Compressors

2. เครื่องอัดอากาศประเภทไดนามิคส์ (Dynamics)

หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์หรือปั๊มลมชนิดนี้
คือ ใช้ใบพัดในการเร่งความเร็วของอากาศโดยผ่านโรเตอร์
จากนั้นก็ทำให้อากาศเคลื่อนที่ช้าลงโดยอาศัยรูปร่างของก้นหอยภายในเครื่องอัดอากาศ
เพื่อที่จะเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นความดัน

เครื่องอัดอากาศประเภทนี้ได้แก่ Centrifugal Compressor,Turbo Compressor,
Air jet เช่นครื่องยนต์ไอพ่นในเทคโนโลยีของการบินเป็นต้น

ซึ่งมีการทำงานแบบความดันคงที่ ซึ่งต่างกับคอมเพรสเซอร์หรือปั๊มลม
แบบปริมาตรแทนที่เชิงบวก ที่ทำงานด้วยอัตราการไหลของลมคงที่
คอมเพรสเซอร์หรือปั๊มลมไดนามิค (Dynamic) แบบ Radial มักจะถูกเรียกว่า
Centrifugal หรือ Turbo compressors นิยมนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรม เคมีและปิโตรเคมี
การผลิตกระแสไฟฟ้า ก๊าซอุตสาหกรรม โรงงานผลิตเหล็ก ฯลฯ

นอกจาก 2 ประเภทหลักที่กล่าวไปแล้ว ยังแบ่งเป็นอีกหลากหลายประเภทย่อย
ได้อีกมากมายหลายประเภท วันนี้แอดมินขอยกตัวอย่าง ประเภทย่อยของคอมเพรสเซอร์ ที่นิยมใช้ในประเทศไทยกันค่ะ

1. คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (Reciprocation Type)

ถือว่าเป็นคอมเพรสเซอร์ ที่มีการใช้งานมากที่สุดในระบบแอร์
และเครื่องทำความเย็น มีหลากหลาย ขนาดไปจนถึงขนาดใหญ่ 50-60 ตัน
สำหรับอุตสาหกรรมและอาคารขนาดใหญ่ คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ
ทำงานโดยอัดน้ำยาในสถานะที่เป็นแก๊ส และดูดน้ำยาในสถานะความดันต่ำ
และอุณหภูมิต่ำจากอีวาพอเรเตอร์ เข้ามาอัดตัวให้เป็นแก๊สที่มีความดันสูง
และอุณหภูมิสูงส่งไปยังคอนเดนเซอร์ต่อไป

โดยโครงสร้างของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ
ทำงานโดยอุปกรณ์ภายในถึง 10 ชนิดด้วยกันคือ กระบอกสูบ
เพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบ ก้านสูบ ฝาสูบ วาล์วทางดูดและทางอัด วาวล์บริการ ซีลแกนเพลา ปะเก็น และน้ำมันหล่อลื่น

ทำให้เป็นคอมเพรสเซอร์ที่ทำงาน ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง
และสามารถซ่อมแซมได้ง่าย ตามชิ้นส่วนที่แยกกันมากมาย
คอมเพรสเซอร์หรือปั๊มลมชนิดลูกสูบ มีชั้นของการอัดอากาศหลายแบบ
<u>1.1 Single acting</u> จะบีบอัดอากาศที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของลูกสูบเท่านั้น
<u>1.2 Double acting</u> จะบีบอัดอากาศที่ปลายทั้งสองของลูกสูบ
<u>1.3 Multiple stages</u> สามารถรวมการอัดอากาศหลายขั้นไว้ด้วยกัน เพื่อให้ได้ความดัน ตามที่ต้องการ เหมาะสำหรับการใช้งาน ที่ต้องการความดันสูงทั้งชนิดที่ใช้น้ำมันหล่อลื่น และชนิด Oil-free

2. คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่ (Rotary Type)

คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่ มีลักษณะการทำงาน คล้ายกับแบบลูกสูบ
โดยมีลูกปืน เป็นตัวฉีดและอัดสารทำความเย็นเข้าสู่ระบบ
นิยมใช้กับเครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก ไม่เกิน 1-3 ตัน
เนื่องจากเสียงเงียบ และสะเทือนน้อย และกินไฟน้อยกว่า เพราะประกอบด้วยชิ้นส่วนที่น้อยกว่า

คอมเพรสเซอร์ชนิดนี้ ได้พัฒนาต่อจากคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ
และเป็นที่นิยมมานาน โดยเฉพาะที่ใช้กับน้ำยา R-22 ก็ยังเป็นสัดส่วน
ที่ใช้กันอย่างมากที่สุด เนื่องจากเปลี่ยนง่าย ราคาไม่แพง

3. คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ (Centrifugal Type)

สามารถใช้ได้ดีกับระบบเครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่ๆ โดยเฉพาะขนาด 50 ตันขึ้นไป
โดยทำงานแบบไม่ต้องอาศัยลูกสูบ แต่จะอาศัยการทำงานด้วยการหมุนของใบพัด
ทำให้เกิดแรงเหวี่ยงอัดและดูดน้ำยา น้ำยาจึงเกิดการอัดตัวโดยอาศัย แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางของน้ำยานี้
ความแตกต่างแรงดันของน้ำยาที่ถูกดูดเข้ามาและถูกอัดส่งออกจะไม่มากนัก ฉะนั้นการทำงาน
จึงต้องอาศัยความเร็วรอบในการเหวี่ยงที่สูง เพื่อให้ได้ความดันที่สูงขึ้น

4. คอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลท (Swash Plate Type)

นิยมใช้กันมากในแอร์รถยนต์ เพราะออกแบบให้มีขนาดเล็ก
และฉุดแรงเครื่องยนต์ น้อยกว่าคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ
โครงสร้างของคอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลต จะมีสวอชเพลตเป็นเพลตเอียง
ทำหน้าที่หมุนให้ลูกสูบ ทำการดูดน้ำยาแอร์ในสถานะแก๊ส

การเคลื่อนที่ของลูกสูบเพื่อดูดอัดน้ำยาแอร์ ของคอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลตนี้
จะใช้เพลตเอียงทำหน้าที่แทน ในการเคลื่อนที่ของกระบอกสูบ แทนเพลาข้อเหวี่ยง

5. คอมเพรสเซอร์แบบสโครล์หรือแบบก้นหอย (Scroll Type)

คอมเพรสเซอร์แบบสโครล์หรือแบบก้นหอย มักจะใช้กับเครื่องทำน้ำเย็น
(Water Chiller) ขนาดใหญ่ เนื่องจากเป็นคอมเพรสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพ
ขับเคลื่อนปริมาณของสารทำความเย็นได้มาก ทนทาน ขับเคลื่อนโดยอาศัยความเร็ว
ของใบพัดซึ่งจะมีลักษณะเป็นรูปก้นหอย 2 ชิ้น ประกอบกันที่เคลื่อนที่และอยู่กับที่

1. สโครลตัวบนที่อยู่กับที่ (Fixed Scroll)

2. สโครลตัวล่างที่เคลื่อนที่ (Orbiting Scroll)

ทำงานร่วมกันโดยสโครลตัวล่างที่เคลื่อนที่ จะเชื่อมต่ออยู่กับเพลา
และมีการหมุน ในลักษณะเหวี่ยงไปรอบๆ เพลา โดยไม่ใช่ลักษณะการหมุนรอบตัวเอง
สารทำความเย็นหรือน้ำยาแอร์ที่มีความดันต่ำ อุณหภูมิต่ำ
จะถูกดูดเข้ามาจากด้านนอกสุดแล้วค่อยๆถูกอัดโดยการเบียดตัวของสโครล
จนความดันค่อย ๆ เพิ่มขึ้น และจะมีอุณหภูมิ และความดันสูงสุดที่ใจกลางของสโครล

6. คอมเพรสเซอร์แบบสกรู (Screw Type)

คอมเพรสเซอร์แบบสกรู อาศัยกลไกการทำงานของสกรู 2 ตัว
คือ สกรูตัวเมีย (Female Rotor) และสกรูตัวผู้ (Male Rotor)
ควบคุมการไหลเวียนของสารทำความเย็น เมื่อระบบทำความเย็นเริ่มทำงาน
สารทำความเย็น ที่ผ่านกระบวนการ การควบแน่นแล้ว กลายเป็นไอ
จะไหลเข้าไปอยู่ในช่องว่างระหว่างเกลียวของสกรูตัวเมีย

โดยสกรูตัวเมียจะอาศัยช่องเกลียว เป็นตัวเก็บสารทำความเย็น
ส่วนตัวผู้ จะใช้สันเกลียวรีดสารทำความเย็นออก ตามแกนของสกรูทั้งสอง
ก่อนที่จะปล่อยออกไป ทางช่องจ่ายสารทำความเย็นเพื่อเริ่มต้นวัฏจักรของระบบทำความเย็นอีกครั้ง

สรุปแล้วคอมเพรสเซอร์แบบไหนดีที่สุด ?
คอมเพรสเซอร์ถูกพัฒนามาทุกยุคสมัย ตั้งแต่แบบลูกสูบ
มายังแบบโรตารี่ที่ประหยัดพลังงานกว่า น้ำหนักเบากว่า
จนมาเป็นคอมเพรสเซอร์แบบสโกรว์ ที่รวบรวมข้อดี
ของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบและโรตารี่มารวมกัน

การทำงานของคอมเพรสเซอร์ จะถูกแบ่งออกเป็นหลายรูปแบบ
แต่วัตถุประสงค์และหลักการการทำงานของคอมเพรสเซอร์ คือ
ทำให้สารทำความเย็นมีความดันเพิ่มขึ้น

ดังที่ทางวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยได้บัญญัติคำศัพท์ทางวิชาการ
ของคอมเพรสเซอร์ไว้ว่า "เครื่องอัดที่เป็นอุปกรณ์เพิ่มความดัน ของสารความเย็นที่อยู่ในสภาวะที่เป็นไอ"

การเลือกใช้คอมเพรสเซอร์จึงต้องคำนึงถึงขนาดของระบบทำความเย็น
ให้เหมาะสมต่อการใช้มากที่สุด เพื่อประสิทธิภาพการทำความเย็นที่ดีที่สุด

ถ้าท่านผู้อ่านต้องการคำปรึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับ คอมเพรสเซอร์ และสารทำความเย็น
ปรึกษาน้อง Colder ได้ที่ Line Official @Colder

ผู้เชี่ยวชาญและตัวแทนจำหน่ายน้ำยาแอร์และสารทำความเย็น
รวมถึงอุปกรณ์เครื่องทำความเย็นอื่นๆ ▶ website colder