รายงานการวิจัย เรื่อง การสร้างเครื่องแช่แข็งความเย็นอย่างยิ่งยวด

Abstract

โครงการสิ่งประดิษฐ์นี้เป็นการสร้างตู้แช่แข็งอุณหภูมิต่ำอย่างยิ่งยวดเป็นตู้ที่ 3 และ 4 โดยเป็นโครงการร่วมกับภาคเอกชนเพื่อสร้างตู้แช่แข็งความเย็นยิ่งยวดให้วิทยาเขตในสถาบันเทคโนโลยีราชมงคล นำไปใช้ในการวิจัยการถนอมอาหารเพื่อช่วยแก้ปัญหาสินค้าเกษตรต่างๆล้น ตลาดในหน้าฤดูกาล แต่ตู้แช่แข็งสองตู้แรกมีขนาดใหญ่สิ้นเปลืองพลังงานและไม่เหมาะกับงานวิจัยที่ไม่ต้องการความจุกมากนัก ทางคณะผู้จัดทำจึงพัฒนา ให้มีขนาดเหมาะสมและเพิ่มเป็น 2 ตู้ในงบประมาณเท่าเดิม การดำเนินการสร้างตู้แช่แข็งอุณหภูมิต่ำกว่า –70องศา ได้ออกแบบระบบทำความเย็นเป็นแบบระบบ 2 ชั้น (2 stage refrigeration) ใช้น้ำยา R 22 และ R503 คอยล์ร้อนระบบขั้นที่ 1 ใช้พัดลมตัว เล็ก 2 ตัว เพื่อไม่ให้เสียงดังเวลาทำงาน คอยล์ร้อน ระบบขั้นที่ 2 ในห้องแช่แข็งใช้พัดลมทน อุณหภูมิต่ำ 1 ตัว ใช้ชุดแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchange) แบบท่อ 2 ชั้น (2 Layer) ใช้ระบบป้องกันความเสียหาย (Safety Device) ทั้งระบบกลไกลและระบบไฟฟ้า ส่วนระบบควบคุมอุณหภูมิใช้ระบบดิจิตอลและระบบสวิตซ์ตัดไฟที่ประตูดัดการทำงานทั้งระบบเมื่อประตูถูกเปิดขณะเครื่องทำงานอยู่เพื่อป้องกันความเสียหายของเครื่องและไม่ให้พัดลมพัดความเย็นออกจากตู้และเมื่อปิดตู้จะมีระบบปรับความดันในตู้เพื่อช่วยให้อากาศที่หดตัวในห้องแช่แข็งปรับสภาพให้สมดุลย์โดยติดตั้งไว้หลังตู้ จากการทดลองตู้แช่แข็งแบ่งเป็น 3 ส่วนคือทดลองการทำงานของความสามารถทำอุณหภูมิต่ำสุด การหาเวลาเฉลี่ยในการทำอุณหภูมิ และทดสอบระบบความปลอดภัย โดยการทดลองส่วนแรกเพื่อทดสอบความสามารถทำอุณหภูมิได้ต่ำสุด ในการทดลองได้ติดตั้งชุดควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Control) ให้มีช่วงห่าง 4 องศาเซลเซียส โดยตั้งให้วงจร ทำความเย็นหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 2 องศา ของอุณหภูมิที่ตั้งไว้และให้เริ่มทำงานเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าอุรหภูมิที่ตั้งไว้ 2 องศา โดยเริ่มตั้งค่าที่อุณหภุมิ – 70 องศา และลดลงทีละ 5 องศา ผลปรากฏว่าลดอุณหภูมิลงถึง –80องศา คือ วงจรทำความเย็นหยุดทำงานเมื่ออุณหภูมิ – 82 องศา และเริ่มทำงานเมื่ออุณหภูมิ -78 องศา ส่วนที่ 2 จับเวลาและบันทึกค่า อุณหภูมิเพื่อหาเวลาเฉลี่ยสรุปได้ว่าเครื่องสามารถทำอุรหภูมิที่ -70 องศา ในเวลา 34 นาที และทำอุณหภูมิสูงสุดที่อุณหภูมิ -80 องศา ในเวลา 51 นาที ในส่วนสุดท้ายของการทดสอบคือ การทดลองระบบป้องกันการเกิดอุณภูมิยิ่งยวดเกิน (Over Super Heat) ยังทำงานได้ตามที่ต้องการระบบป้องกันน้ำแข็งเกาะขอบตู้ก็สามารถทำงานได้ โดยระหว่างเครื่องทำงานไม่มีน้ำแข็งเกาะบริเวณขอบตู้และขอบตู้ก็อุ่นอยู่เสมอ ส่วนคอมเพรสเซอร์มีระบบน้ำยามาหล่อเย็นช่วงเริ่มทำงาน เพื่อป้องกันความเสียหายและยืดอายุการใช้งาน ดังนั้น การทดสอบเดินเครื่องได้ผลเป็นไปตามที่ ได้ออกแบบทั้งใน ระบบการทำความเย็น การแสดงผลและรบบป้องกันความเสียหายที่สามารถใช้ได้เต็มประสิทธิภาพ