ข้อสรุปหลัก: ความสัมพันธ์เชิงผสานระหว่างความดันปล่อยกับความดันจ่ายน้ำยา
ในการทำงานจริงของเครื่องทำความเย็นแบบสกรูยิ่งความดันปล่อยสูงขึ้น ความดันจ่ายของเหลวก็มักจะสูงขึ้นตามไปด้วยทั้งนี้ เนื่องจากความดันไอเสีย (ความดันควบแน่น) และความดันน้ำยาเข้าระบบ (ความดันก่อนวาล์วลดแรงดัน) ต่างก็อยู่ในฝั่งความดันสูงของระบบทำความเย็น โดยมีโครงสร้างทางกายภาพเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดผ่านเครื่องควบแน่น ถังเก็บน้ำยา และท่อส่งน้ำยาเหลว เมื่อความดันโดยรวมของฝั่งความดันสูงของระบบเพิ่มขึ้น ความดันน้ำยาก็ย่อมปรับสูงตามไปด้วยโดยปริยาย
แนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับความดันไอระเหยและความดันน้ำยา
เพื่อให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสอง สิ่งแรกคือต้องชี้แจงให้ชัดเจนถึงตำแหน่งและหน้าที่ของพวกมันในวงจรทำความเย็นก่อน:
- ความดันระบายอากาศ: หมายถึงความดันของก๊าซสารทำความเย็นที่มีความดันสูงซึ่งถูกปล่อยออกจากคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นเมื่อเข้าสู่คอนเดนเซอร์ โดยความดันดังกล่าวได้รับอิทธิพลหลักจากอุณหภูมิการควบแน่น อุณหภูมิและอัตราการไหลของตัวกลางระบายความร้อน (น้ำหรืออากาศ) เป็นต้น
- แรงดันการจ่ายของเหลว: หมายถึงความดันของสารทำความเย็นสถานะของเหลวที่มีแรงดันสูง ซึ่งไหลผ่านคอนเดนเซอร์และถังพักสารทำความเย็นแล้ว ก่อนเข้าสู่องค์ประกอบการลดความดัน เช่น วาล์วขยายตัวทางเทอร์โมไดนามิกหรือวาล์วขยายตัวอิเล็กทรอนิกส์
ในสภาวะอุดมคติ หากไม่พิจารณาแรงเสียดทานตลอดความยาวของท่อของเหลว ความดันการจ่ายของเหลวก็จะเท่ากับความดันควบแน่นโดยแทบจะทั้งหมด กล่าวคืออยู่ในระดับเดียวกับความดันไอดีนั่นเอง
เหตุใดความดันไอระเหยที่เพิ่มขึ้นจึงทำให้ความดันของสารทำความเย็นที่จ่ายเข้าสูงขึ้น?
ระบบทำความเย็นเป็นวงจรปิดที่ทำงานร่วมกันอย่างสมบูรณ์ โดยแรงดันในฝั่งความดันสูงมีความต่อเนื่องในการถ่ายทอด เมื่อแรงดันไอดีเพิ่มขึ้น มักหมายความว่าแรงดันการควบแน่นภายในคอนเดนเซอร์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน หลังจากก๊าซความดันสูงเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวในคอนเดนเซอร์แล้ว จะไหลเข้าสู่ถังเก็บสารทำความเย็นหรือถูกส่งผ่านไปยังท่อจ่ายสารทำความเย็นโดยตรง เนื่องจากช่องว่างภายในถังเก็บและท่อจ่ายซึ่งอาจมีทั้งเฟสก๊าซ–ของเหลวหรือเฉพาะเฟสของเหลว เชื่อมต่อกับคอนเดนเซอร์ การเพิ่มขึ้นของแรงดันการควบแน่นจะผลักดันให้แรงดันสถิตในฝั่งความดันสูงโดยรวมสูงขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น ณ จุดจ่ายสารทำความเย็นซึ่งเป็นปลายทางของฝั่งความดันสูง แรงดัน ณ จุดนี้ย่อมเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของแรงดันไอดีอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
ความเสี่ยงและผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้นจากความดันที่สูงเกินไป
แม้ว่าความดันไอเสียที่สูงขึ้นจะทำให้ความดันการจ่ายของเหลวเพิ่มตามไปด้วย แต่ก็มิได้หมายความว่า “ยิ่งสูงยิ่งดี” สำหรับทั้งสองค่านี้ ภาวะความดันสูงที่เกินขอบเขตการออกแบบจะก่อให้เกิดผลกระทบเชิงลบตามมาหลายประการ:
- การใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้น: ความดันปล่อยที่สูงเกินไปจะทำให้อัตราส่วนการอัดของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้น กำลังขับเพลาเพิ่มขึ้นอย่างมาก อัตราส่วนประสิทธิภาพทางพลังงานของระบบลดลง และส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานสูงขึ้น
- องค์ประกอบการลดอัตราการไหลปรับตั้งได้ยาก: ความดันของน้ำยาที่จ่ายสูงเกินไปจะทำให้ความแตกต่างของความดันระหว่างด้านหน้าและด้านหลังของวาล์วขยายตัวเปลี่ยนแปลง หากความแตกต่างของความดันมากเกินไป อาจส่งผลให้คุณลักษณะการไหลของวาล์วขยายตัวเบี่ยงเบนจากเส้นโค้งตามการออกแบบ ก่อให้เกิดความผันผวนของอัตราการจ่ายน้ำยา การเกิดน้ำแข็งบนเครื่องระเหยอย่างไม่สม่ำเสมอ หรือความร้อนเกินของลมกลับนอกเหนือการควบคุม
- ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของระบบการเดินเครื่องด้วยแรงดันสูงเป็นเวลานานจะเร่งให้ชิ้นส่วนซีลเสื่อมสภาพ เพิ่มความเสี่ยงต่อการรั่วไหลบริเวณข้อต่อท่อ และในกรณีรุนแรงอาจทำให้ระบบป้องกันแรงดันสูงทำงานและหยุดเครื่องโดยอัตโนมัติได้
ข้อแนะนำสำหรับการดำเนินงานเพื่อรักษาความเสถียรของแรงดันในระบบ
เพื่อให้เครื่องทำความเย็นแบบสกรูทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ควรควบคุมความดันไอดีและความดันน้ำยาให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนดไว้ตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคของอุปกรณ์ ในการบำรุงรักษารายวัน สามารถดำเนินมาตรการต่อไปนี้:
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการควบแน่นให้ทำความสะอาดท่อแลกเปลี่ยนความร้อนของคอนเดนเซอร์เป็นประจำ เพื่อกำจัดคราบตะกรันหรือฝุ่นละออง พร้อมทั้งตรวจสอบให้พัดลมของหอหล่อเย็นหรือคอนเดนเซอร์แบบระบายความร้อนด้วยอากาศทำงานอย่างสมบูรณ์ เพื่อรักษาอัตราการไหลและอุณหภูมิของสารทำความเย็นให้อยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม
- ตรวจสอบและกำจัดสิ่งเจือปนในระบบตรวจสอบว่าในระบบมีก๊าซที่ไม่ควบแน่น (เช่น อากาศ) ปะปนอยู่หรือไม่ หากจำเป็น ให้ดำเนินการสุญญากาศและระบายอากาศออกโดยทันท่วงที
- การตรวจวัดแรงต้านในท่อให้ตรวจสอบเป็นประจำว่าตัวกรองบนเส้นท่อจ่ายของเหลวอุดตันหรือไม่ และวาล์วเปิดเต็มที่หรือไม่ เพื่อลดการสูญเสียแรงดันตามความยาวท่อโดยไม่จำเป็น และรับประกันให้แรงดันจ่ายของเหลวคงที่