สำหรับประเทศไทยคงเป็นกลุ่มประเทศลูกค้าหลักของผู้ผลิตเครื่องปรับอากาศเพราะเป็นประเทศที่มีอุณหภูมิที่ค่อนข้างสูงแถมบางพื้นที่ก็มีความชื้นที่สูงอีกด้วยซึ่งทำให้มนุษย์รู้สึกไม่สบายตัวเป็นอย่างยิ่ง ทั้งนี้เป็นสาเหตุมาจากการที่ประเทศไทยนั้นอยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรของโลก (เส้นที่ลากรอบโลกจากฝั่งตะวันตกไปยังฝั่งตะวันออกที่มีระยะห่างของขั้วโลกเหนือกับขั้วโลกใต้เท่ากัน) จึงทำให้ประเทศไทยเป็นประเทศที่อยู่ในพื้นที่เขตร้อน (มาก) ดังนั้นแทบจะทุกครัวเรือนจึงต้องมีเครื่องปรับอากาศอย่างน้อยครัวเรือนละ 1 เครื่อง โดยตลาดเครื่องปรับอากาศภายในบ้านแบบติดผนัง (Split Wall Type) ของประเทศไทยในช่วงปี 2018 ที่ผ่านมา มีมูลค่าโดยรวม 18,000 ล้านบาท และคาดการณ์ว่าปี 2019 จะขยายตัวเพิ่มขึ้น 15% หรือมีมูลค่า 20,700 ล้านบาท (The Standard, 2019)
ภาพเครื่องปรับอากาศ
ที่มา https://pixabay.com, mstlion
จะเป็นไปได้มั้ยถ้าเราจะเปิดประตูตู้เย็นค้างไว้เพื่อทำให้ห้องเย็นขึ้น (แทนที่การเปิดเครื่องปรับอากาศ) ก็ในเมื่อตู้เย็นสามารถทำความเย็นได้อยู่แล้วทำไมเราไม่เปิดประตูตู้เย็นเพื่อให้ห้องเราเย็นขึ้นเหมือนข้างในตู้เย็น... จริง ๆ แล้วการเปิดประตูตู้เย็นเพื่อทำความเย็นให้ภายในห้องไม่ใช่ไอเดียที่แย่เสียทีเดียวเพียงแต่ต้องมีการดัดแปลงกันสักหน่อยเพราะตู้เย็นนั้นจะมี ครีบระบายความร้อน (Fin) อยู่ด้านหลังตู้ ดังนั้นถ้าเราเปิดประตูตู้เย็นค้างไว้แทนที่มันจะทำให้ห้องเราเย็นขึ้น (อุณหภูมิลดต่ำลง) มันกลับส่งผลตรงกันข้ามเพราะตู้เย็นจะทำงานหนักเสียจนเกิดความร้อนขึ้นสูงภายในห้องแทน
จากกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์อย่าง “กฎการอนุรักษ์พลังงาน = พลังงานนั้นเป็นสิ่งที่เราไม่สามารถสร้างขึ้นได้เอง ไม่สามารถทำให้สูญสลายไปได้ เพียงแต่พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่น ๆ ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน” ซึ่งในกรณีของเรา ความร้อนภายในห้องก็คือพลังงานนั่นเอง ดังนั้นในเมื่อเราไม่สามารถที่จะทำลายความร้อนได้ สิ่งที่เราพอจะทำได้ก็เพียงแค่ย้ายพลังงานความร้อนในรูปเดิมไปยังที่อื่นหรือเปลี่ยนรูปพลังงานความร้อนไปเป็นพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ (พลังงานกล พลังงานจลน์ พลังงานไฟฟ้า) ซึ่งตู้เย็นมีความสามารถคือย้ายพลังงานความร้อนไปยังที่อื่น แต่ทั้งนี้ที่ที่ตู้เย็นนำความร้อนจากห้องไป มันกลับไปเพียงแค่หลังตู้เย็น ซึ่งสุดท้ายแล้วความร้อนนี้ก็ยังอยู่ในห้องของเราไม่ได้ไปไหน แต่ถ้าเราสามารถเอาความร้อนที่ว่านี้ออกไปจากห้องเราได้ล่ะ!
เครื่องปรับอากาศ คือ เทคโนโลยีการเคลื่อนย้ายพลังงาน (ความร้อน) จากในห้องไปนอกห้อง ถ้ามีเครื่องจักรเครื่องหนึ่งที่ครึ่งหนึ่งนั้นอยู่ภายในห้องเพื่อดึงความร้อนเข้าสู่ตัวมัน และอีกครึ่งหนึ่งนั้นอยู่ภายนอกห้องเพื่อเอาความร้อนที่ดึงจากในห้องปล่อยออกไปสู่นอกห้อง หลักการที่เรียบง่ายนี้ คือหลักการทำงานของเครื่องปรับอากาศ โดยมีสารที่คอยรับเอาความร้อนซึ่งเราเรียกกันโดยทั่วไปว่า น้ำยาแอร์ (Refrigerant) เป็นตัวกลางในการเคลื่อนย้ายความร้อน และมีพัดลมอยู่ทั้งสองฝั่งเพื่อเป็นการเร่งการเคลื่อนย้ายพลังงานความร้อน โดยมีอุปกรณ์สำคัญ ๆ ที่อยู่ภายในระบบ เช่น
Compressor มีหน้าที่คือ ขับเคลื่อนน้ำยาแอร์ในระบบ และเพิ่มความดัน เพิ่มอุณหภูมิของน้ำยาแอร์จนระเหยเป็นไอ
Condenser มีหน้าที่คือ ลดอุณหภูมิ และลดความดันของน้ำยาแอร์ให้ต่ำลงจนควบแน่นเป็นของเหลวก่อนที่จะเข้าสู่ภายในห้องเพื่อไปรับความร้อนออกมา
Throttling Device มีหน้าที่คือ ลดความดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็นอีกครั้งเพื่อให้พร้อมระเหยตัวที่อุณหภูมิต่ำก่อนจะไปที่ Evaporator
Evaporator มีหน้าที่คือ ใช้เพื่อให้สารทำความเย็นเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไอ โดยดูดความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอจากสิ่งแวดล้อมทำให้อุณหภูมิภายในห้องลดลง (ดูดซับความร้อนจากภายในห้องมาสู่สารทำความเย็น)
รู้หรือไม่
Willis Carrier (1876–1950) คือชื่อของผู้ประดิษฐ์เครื่องปรับอากาศคนแรกของโลกและเป็นชื่อยี่ห้อเครื่องปรับอากาศยี่ห้อหนึ่ง
แหล่งที่มา
Chris Woodford. (Aug 12, 2019). Air conditioners. Retrieved Apr 19, 2020 from https://www.explainthatstuff.com/airconditioner.html
airconditioning-systems. (Unknow). Expansion Valves. Retrieved Apr 19, 2020 from https://www.airconditioning-systems.com/expansionvalves.html
Allison Campbell, Jordan Hanania, James Jenden, Jason Donev. (Jun 4, 2018). Law of conservation of energy. Retrieved Apr 19, 2020 from https://energyeducation.ca/encyclopedia/Law_of_conservation_of_energy
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.
Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved.
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)