เจาะลึก ระบบแอร์รถยนต์ มีการทำงานอย่างไร?
เปิดประวัติ แอร์รถ อุปกรณ์สำคัญประจำรถที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้มีที่มาอย่างไร พร้อมส่องหลักการทำงานของระบบแอร์รถยนต์ กับอุปกรณ์อะไหล่ แอร์รถยนต์ที่คนมีรถควรรู้
ระบบปรับอากาศรถยนต์คืออะไร
ระบบปรับอากาศรถยนต์ คือ การทำอากาศภายในห้องโดยสารเป็นไปตามความต้องการ ซึ่งคำว่าปรับอากาศนั้นก็คือการปรับอุณหภูมิให้แตกต่างกันระหว่างภายนอกและภายในห้องโดยสาร อาจจะมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้ ( แต่สำหรับบ้านเรามีฤดูร้อนกับฤดูร้อนสิบ….) ดังนั้นจึงขอกล่าวเฉพาะการปรับอากาศที่ปรับอุณหภูมิลดลง
การทำงานของแอร์รถยนต์
ในปัจจุบันนี้ ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าเทคโนโลยีมีส่วนช่วยในการอำนวยความสะดวกในชีวิตให้ง่ายขึ้นเป็นอย่างมาก และมีการสร้างสรรค์พัฒนาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งความเจริญทางเทคโนโลยีเหล่านี้ ทำให้หลาย ๆ สิ่งที่ถูกพัฒนาขึ้นได้ถูกผสมผสานเข้าไปกับชีวิตเราอย่างกลมกลืน และนั่นเป็นเหตุผลที่หลายคนไม่ได้ให้ความสำคัญกับที่มากับบางอย่าง และไม่สนใจเลยว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร รู้เพียงแค่ว่า การมีอยู่ของสิ่ง ๆ นั้นช่วยให้เรามีความสะดวกสบายขึ้นอย่างไรเพียงเท่านั้น
นวัตกรรมทางรถยนต์ในปัจจุบันมีการก้าวหน้าอย่างไม่มีขีดจำกัด
และในวันนี้ทาง Chobrod จะพาทุกคนไปรู้จักกับ 1 ในนวัตกรรมที่ถูกพัฒนาขึ้นมาอย่างช้านาน ที่หลายคนอาจไม่เคยสนใจและใคร่รู้ที่มาของมัน กับเรื่องราวของ ระบบแอร์รถยนต์ การทำงานแอร์รถยนต์
ที่มาของเครื่องปรับอากาศ
หลายคนอาจจะคิดว่าผู้สร้างและก่อกำเนิดเครื่องปรับอากาศคนแรกนั้น คงเป็นผู้ที่เจอปัญหาเกี่ยวกับสภาพอากาศและต้องการสร้างอุปกรณ์บางอย่างเพื่อมาแก้ไขปัญหานั้นใช่ไหม? คุณอาจจะคิดว่าเป็นเพราะเขาผู้นั้นเจออากาศที่ร้อน จึงอยากสร้างระบบที่ช่วยเพิ่มความเย็นแบบนั้นหรือเปล่า?
โฉมหน้าวิศวกรผู้คิดค้นเครื่องปรับอากาศ
แต่ในความจริงแล้ว จุดเริ่มต้นของการสร้างเครื่องปรับอากาศนั้น เกิดมาจากความคิดของวิศกรชาวอเมริกันที่คิดค้นเครื่องต้นแบบเครื่องปรับอากาศเพื่อนำไปใช้งานในโรงพิมพ์ของนิวยอร์ก จากการที่เขาได้พบปัญหาการเกิดความชื้นที่มากเกินไปจากกระดาษและสีในโรงพิมพ์
โดยเขาได้ไอเดียมาในวันที่ยืนรอรถไฟขณะที่มีหมอกลงจัด และเกิดความคิดขึ้นมาว่า การกำจัดความชื้นในอากาศ ต้องทพให้อากาศจับตัวกันแล้วกลั่นออกมาเป็นน้ำ และเขาก็ได้เริ่มออกแบบอุปกรณ์ที่จะตอบโจทย์ที่เขาตั้งนี้ไว้ ซึ่งเขาก็ทำได้สำหรับ ก่อนที่จะนำอุปกรณ์นั้นมาต่อยอด สร้างเป็นเครื่องที่สามารถใช้ควบคุมความชื้น ความเย็น อุณหภูมิ และปรับอากาศใช้สะอาดได้ตามความต้องการจนกลายมาเป็นเครื่องปรับอากาศในเวลาต่อมา และวิศกรผู้ทรงปัญญานั้นก็คือ วิลลิส แคเรียร์ ผู้ก่อกำเนิดบริษัท Carrier Corporation ที่แน่นอนว่าเป็นบริษัทผลิตแอร์ยี่ห้อ Carrier ที่เราใช้กันในปัจจุบันนั่นเอง
แอร์รถยนต์คืออะไร?
หลังจากการกำเนิดเครื่องปรับอากาศแล้ว ก็เริ่มมีการกระจายระบบดังกล่าวไปอย่างรวดเร็ว และเกิดเป็นการพัฒนานำไปใช้งานด้านต่าง ๆ ในเวลาต่อมา จนกระทั่งเมื่อปีค.ศ. 1933 ระบบปรับอากาศได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ภายในรถยนต์ โดยฝีมือของกลุ่มนักพัฒนาจากบริษัท Packard โดยเป็นการเสนอให้มีการติดตั้งแอร์รถยนต์ในโรงงานผลิตรถยนต์ของตนเป็นเครื่องแรก โดยเป็นรูปแบบของการติดตั้งเพิ่มเข้าไปในภายหลัง หลังจากรถยนต์ถูกผิลิตออกมาแล้ว
ข่าวการเปิดตัวของรถยนต์ที่ติดตั้งระบบแอร์ครั้งแรกของโลก
ต่อมาในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ทางบริษัท Imperial ได้เป็นบริษัทแรกที่มีการผลิตรถยนต์พร้อมกับแอร์ที่ติดตั้งประกอบมาจากโรงงานเลย จนต่อมา ระบบแอร์รถยนต์ก็ถูกพัฒนาต่อมาเรื่อย ๆ จนกระทั่งกลายเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ประจำรถที่รถทุกคันต้องมีอย่างที่เห็นในปัจจุบัน
ดูเพิ่มเติม
>> รถเหม็นกลิ่นบุหรี่ แอปเปิลเขียวช่วยได้!!
>> ควรรู้! 10 อะไหล่รถยนต์ ที่เปลี่ยนบ่อยที่สุด
ระบบแอร์รถยนต์ มีอะไรบ้าง?
ภายในแอร์รถยนต์ ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่มีหน้าที่การทำงานที่แตกต่างกันทั้งหมด ดังนี้
- คอมเพรสเซอร์ (Compressor)
- คอนเด็นเซอร์ (Condenser)
- รีซีพเวอร์ดรายเออร์ (Receiver Drier)
- เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว (Expansion Valve)
- อีวาโพเรเตอร์ (Evarporator)
- ท่อทางสารทำความเย็น แบ่งออกมาเป็น
- ท่อทางดูด SUCTION LINE (สายใหญ่) ต่ออยู่ระหว่างทางดูดของคอมเพรสเซอร์กับทางออกอีวาโพเรเตอร์
- ท่อทางอัด DISCHARGE LINE(สายกลาง) ต่ออยู่ระหว่างทางอัดของคอมเพรสเซอร์กับทางเข้าคอนเด็นเซอร์
- ท่อน้ำยาเหลว LIQUID LINE ต่ออยู่ระหว่างทางออกคอนเด็นเซอร์เข้าทางเข้ารีซีพเวอร์ดรายเออร์ และทางออกรีซีพเวอร์ครายเออร์เข้าทางเอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว
หลักการทำงานของระบบปรับอากาศรถยนต์
จากอุปกรณ์แอร์รถยนต์ทั้งหมดข้างต้นนั้น ทุกส่วนมีหลักการทำงานที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งพื้นฐานของระบบแอร์นั้นมี 2 รูปแบบ คือ
- สถานะของเหลวกับสถานะก๊าซ เริ่มกันที่พื้นฐานง่าย ๆ การที่ของเหลวระเหยเป็นไอได้ ก็เพราะมันได้รับความร้อน พอของเหลวร้อนมันก็ระเหย เมื่อเป็นไอหรือก๊าซแล้ว ถ้าความร้อนหายไป(เจอความเย็น)ก็ควบแน่นกลั่นตัวเป็นของเหลวดังเดิม (นึกถึงตอนต้มน้ำ)
- การแลกเปลี่ยนถ่ายเทความร้อน ความร้อนคือพลังงานรูปแบบหนึ่ง การที่เรารู้สึกร้อนหรือเรารู้สึกเย็นก็เพราะพลังงานตัวนี้เกิดการถ่ายเท ถ้าพลังงานถูกถ่ายเทออกไปจากตัวเรา เราก็รู้สึกเย็น พลังงานนี้ถ่ายเทมาหาตัวเรา เราก็รู้สึกร้อน
หลักการทํางานของระบบปรับอากาศรถยนต์
เรามาเข้าสู่หลักการทำความเย็นของรถยนต์ โดยที่เราจะเดินทางไปพร้อมกับสารทำความเย็น เพราะสารทำความเย็นนี้ถือเป็นตัวละครหลักของการทำให้รถยนต์ของเรามีอากาศที่เย็นขึ้นได้
- คอยล์เย็น หรือ อีวาโปเรเตอร์ เมื่อสารทำความเย็นถูกฉีดเข้ามาในคอยล์เย็น ขณะนั้นจะมีสถานะเป็นของเหลวลักษณะเป็นฝอย การแลกเปลี่ยนถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นตรงนี้ พัดลมจะพัดเอาอากาศร้อนในห้องโดยสารรถยนต์มาโดนคอยล์เย็น ความร้อนนี้จะถูกแลกเปลี่ยนถ่ายเทไปสู่สารทำความเย็น สารทำความเย็นเหลวๆถูกความร้อนเข้าไปก็เลยระเหยกลายเป็นไอ ลมร้อนๆเมื่อกี้ถูกถ่ายเทความร้อนไปสู่สารทำความเย็นแล้ว ลมที่ผ่านคอยล์เย็นออกมาก็เลยกลายเป็นลมเย็นนั่นเอง (ความร้อนถูกถ่ายไป)
- คอมเพรสเซอร์ จากขั้นตอนที่แล้วไอระเหยของสารทำความเย็นจากคอยล์เย็นจะเดินทางเข้ามายังคอมเพรสเซอร์ และไอระเหยนี้จะถูกเพิ่มความดันโดยคอมเพรสเซอร์ให้เป็นไอที่มีความดันสูงๆ เพื่อเตรียมจะเอาไปควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวใช้วนต่อไปเรื่อยๆ คอมเพรสเซอร์นี้ปกติจะถูกยึดติดกับเครื่องยนต์ และก็ให้เครื่องยนต์นี่เองเป็นแหล่งพลังงานในการหมุนคอมเพรสเซอร์ผ่านสายพานและควบคุมด้วยแมกเนติกคลัช ถ้าไม่เปิดแอร์ในรถยนต์ คอมเพรสเซอร์ก็ไม่ทำงาน รถยนต์ก็จะประหยัดน้ำมันขึ้น (เพราะไม่ต้องเอาแรงเครื่องไปแบ่งให้คอมเพรสเซอร์)
- คอยล์ร้อน หรือ คอนเดนเซอร์ แผงคอยล์ร้อนรับไอระเหยของสารทำความเย็นที่มีความดันสูง อุณหภูมิสูงจากคอมเพรสเซอร์ (ที่รับความร้อนมาจากห้องโดยสาร) และใช้พัดลมเป่าเอาพลังงานร้อนๆออกไปสู่โลกภายนอก (ปกติก็คือที่รังผึ้งบริเวณกระจังหน้ารถยนต์) สารทำความเย็นนี้เมื่อความร้อนถูกถ่ายเทออกไปก็ควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีกครัง
- รีซีฟเวอร์ไดร์เออร์ ของเหลวที่มาจากคอนเดนเซอร์ยังมีสถานะก๊าซเจือปนอยู่ รีซีเวอร์จะรับมาทำให้แห้งและกลายเป็นสารทำความเย็นที่มีสถานะเป็นของเหลว แถมกับการกรองของเสียที่เกิดขึ้นจากระบบให้กลายเป็นสารทำความเย็นบริสุทธิ์อีกครั้ง
- เอ็กเพ็นชั่นวาล์ว สารทำความเย็นที่กลายเป็นของเหลวในขั้นตอนที่แล้ว จะถูกลดความดันที่นี่และนำไปพ่นเป็นละอองฝอยเข้าสู่คอยล์เย็นต่อไป
แอร์รถยนต์เป็นอุปกรณ์สำคัญประจำรถที่รถทุกคนต้องมี
จากทั้ง 5 กระบวนที่กล่าวข้างต้นนั้น หากกล่าวโดยสรุป จะเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ๆ ดังนี้
- สารทำความเย็น จากของเหลว กลายเป็นก๊าซ --- สารทำความเย็นร้อนขึ้นจากอากาศในห้องโดยสาร (คอยล์เย็น)
- ควบแน่น --- ทำให้มีความดันสูง เตรียมทำให้สารทำคาวมเย็นเป็นของเหลวอีกครั้ง (คอมเพรสเซอร์)
- สารทำความเย็น จากก๊าซ กลายเป็นของเหลว --- ความร้อนในสารทำความเย็นหายไปกลายเป็นของเหลว (คอยล์ร้อน)
น้ำยาที่ใช้เป็นสารทำความเย็นในรถยนต์เป็นน้ำยาแอร์ R134a และ R12 ซึ่งปัจจุบันรถยนต์ส่วนใหญ่ใช้น้ำยา R134a อุณหภูมิที่เปลี่ยนมันจากสถานะของเหลวให้กลายเป็นไอ คือ -26.3 °C (ติดลบยี่สิบหกจุดสามองศาเซลเซียส) ก็คือต่อให้เย็นเท่ากับจุดเยือกแข็งที่ 0 องศาเซลเซียส เจ้าสารทำความเย็นตัวนี้ก็ยังคงมีสถานะเป็นไอ ดังนั้นในทางเคมีจึงจำเป็นต้องใช้เรื่องความดันมาช่วยในการเปลี่ยนสถานะด้วย
เรียกได้ว่าเป็นความฉลาดของผู้ประดิษฐ์เครื่องปรับอากาศที่ทำให้สารทำความเย็นอยู่ในระบบปิดและสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องเติมน้ำยาแอร์เลยถ้าไม่มีรอยรั่วเกิดขึ้นในระบบ ถ้าคุณเข้าเช็คระยะรถยนต์แล้วคุณต้องเติมน้ำยาแอร์แล้วล่ะก็ แสดงว่าระบบปรับอากาศในรถยนต์ของคุณอาจจะมีปัญหา แต่ปัญหานั้นก็ไม่ใช่เรื่องหนักใจหรือมาหลอกคุณได้อีกต่อไป เพราะคุณก็รู้ชิ้นส่วนและหลักการทำงานของแอร์รถยนต์ของคุณแล้ว
ดูเพิ่มเติม
>> ยางตามฤดูกาล เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับยางรถยนต์รอบโลก
>> ย้อนดู 5 อุบัติเหตุทางรถยนต์ครั้งแรกของโลก
คุณจำเป็นต้องซื้อรถดูตอนนี้ รถบ้าน
