การทํางานของแอร์อินเวอร์เตอร์

 เครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เป็นเทคโนโลยีที่ได้พัฒนาขึ้นเพื่อลดการใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 30-40 % จากเครื่องปรับอากาศธรรมดา (Fix spees) ซึ่งหลักการทำงานจะแตกต่างที่ตัวคอมเพรสเซอร์เป็นหลักเนื่องจากเครื่องปรับอากาศธรรมดาจะตัดต่อการทำงานของคอมเพรสเซอร์เพื่อรักษาอุณหภูมิห้องให้ได้ตามต้องการเนื่องจากความเร็วรอบคงที่แต่ถ้าเป็นเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ (Inverter) คอมเพรสเซอร์จะลดความเร็วรอบลงเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ได้ตามที่ต้องการจึงทำให้เครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์สามารถทำความเย็นได้เร็วมีความเย็นสบายรักษาอุณหภูมิเเม่นยำและเงียบกว่า   

            

 

ส่วนประกอบและหลักการทำงาน

1.รีโมทคอนโทรล (Remote control) จะเป็นตัวที่สั่งการทำงานเช่นอุณหภูมิและความเร็วรอบพัดลมที่ต้องการแล้วส่งสัญญาณให้กับหน่วยควบคุมเครื่องภายใน (Indoor control unit)

 2,หน่วยควบคุมเครื่องภายใน (Indoor control unit) จะทำหน้าที่รับข้อมูลจากรีโมทคอนโทรล เช่น อุณหภูมิที่ต้องการและความเร็วรอบพัดลมแล้วทำการประมวลผลโดยชุดประมวลผล (MCU: Micro control unit) แล้วส่งสัญญาณไปยังหน่วยควบคุมเครื่องภายนอก (Outdoor control unit) มอเตอร์พัดลมเครื่องภายนอก (Fan motor outdoor unit) จะทำหน้าที่ในการระบายความร้อนให้แผงระบายความร้อนภายนอก (Condenser) ซึ่งปกติถ้าเครื่องปรับอากาศธรรมดาจะมีความเร็วรอบคงที่โดยจะใช้มอเตอร์กระแสสลับและจะทำงานพร้อมกับตัวคอมเพรสเซอร์แต่ถ้าเป็นเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์โดยส่วนจะใช้มอเตอร์พัดลมกระแสงตรงเนื่องจากสามารถเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบได้โดยจะควบคุมโดยชุดคอนโทรลภายนอก (Outdoor control unit)

 3.คอมเพรสเซอร์กระแสตรง (DC Compressor) มอเตอร์คอมเพรสเซอร์หรือ DC มอเตอร์ จะทำงานได้ต้องมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สำหรับควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ซึ่งจะประกอบด้วยส่วนสำคัญและมีการทำงานดังนี้ 

4.1วงจรเรกติไฟเออร์ หรือวงจรเรียงกระแส (Rectifier circuit) :  ทำหน้าที่แปลงผันหรือเปลี่ยนจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง วงจรประกอบด้วย เพาเวอร์ไดโอด 4 ตัว กรณีที่อินพุทเป็นแบบเฟสเดียว หรือมีเพาเวอร์ไดโอด 6 ตัว กรณีที่อินพุตเป็นแบบ 3 เฟส ดังรูป ( สำหรับอินเวอร์เตอร์บางประเภทจะใช้ SCR ทำหน้าที่เป็นวงจรเรกติไฟเออร์ซึ่งทำให้สารมารถควบคุมระดับแรงดันในวงจร ดีซีลิ๊งค์ได้)        

4.2วงจรเชื่อมโยงทางดีซี (DC Link)  คือวงจรเชื่อมโยงระหว่างวงจรเรียกกระแสและวงจรอินเวอร์เตอร์ ซึ่งจะประกอบด้วยแคปปาซิเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ พิกัดแรงดัน ไฟฟ้า 400 VDC หรือ 800 VDC โดยขึ้นอยู่กับแรงดันอินพุตว่าเป็นแบบเฟสเดียวหรือ 3 เฟส  ทำหน้าที่กรองแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากวงจรเรียงเรกติไฟเออร์ให้เรียบยิ่งขึ้น และทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า ขณะที่มอเตอร์ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงสั้นเนื่องจาการเบรคหรือมีการลดความเร็วรอบลงอย่างรวดเร็ว (สำหรับกรณีที่ใช้งานกับโหลดที่มีแรงเฉื่อยมาก ๆ และต้องการหยุดอย่างรวดเร็ว จะเกิดแรงดันสูงย้อนกับมาตกคร่อมแคปปาซิเตอร์และทำให้ แคปปาซิเตอร์เสียหาย ได้ ดังนั้นในทางปฏิบัติจะมีวงจรชอปเปอร์โดยต่อค่าความต้านอนุกรมกับทรานซิสเตอร์ และต่อขนานกับแคปปาซิเตอร์ไว้ โดยทรานซิสเตอร์จะทำให้ที่เป็นสวิตซ์ตัดต่อควบคุมให้กระแสไหลผ่านค่าความต้านทานเพื่อลดพลังงานที่เกิดขึ้น

4.3วงจรอินเวอร์เตอร์ (Inverter Circuit) คือส่วนที่ทำหน้าที่แปลงผันจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (ที่ผ่านการกรองจากวงจรดีซีลิ๊งค์) เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรจะประกอบด้วยเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์กำลัง 6 ชุด (ปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้ IGBT) ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ตัดต่อกระแสไฟฟ้าเพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ โดยอาศัยเทคนิคที่นิยมใช้กันทั่วไปคือ PWM (Pule width modulation)

 4.4วงจรควบคุม (Control Circuit) จะอยู่ชุดเดี่ยวกันกับวงจรอินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่รับข้อมูลจากชุดคอลโทรลภายในควบคุมความเร็วรอบคอมเพรสเซอร์ไปทำการประมวลผล และส่งนำเอาท์พุทออกไปควบคุมการทำงานของทรานซิสเตอร์เพื่อจ่ายแรงดันและความถี่ให้ได้ความเร็วรอบและแรงบิดตามที่ชุดคอนโทรลภายในส่งสัญญาณมา

5.วาล์วควบคุมความดัน (PMV: Pulse motor valve) จะทำหน้าที่ควบคุมการไหลของสารทำความไปยังอิวาพอเรตอร์เพื่อให้สอดคล้องกับความเร็วรอบของคอมเพรสเซอร์ชุดวาล์วควบคุมความดันจะถูกสั่งงานโดยชุคอนโทรลภายนอก 

6.มอเตอร์พัดลมเครื่องภายนอก (Fan motor outdoor unit) จะทำหน้าที่ในการระบายความร้อนให้แผงระบายความร้อนภายนอก(Condenser) ซึ่งปกติถ้าเครื่องปรับอากาศธรรมดาจะมีความเร็วรอบคงที่โดยจะใช้มอเตอร์กระแสสลับและจะทำงานพร้อมกับตัวคอมเพรสเซอร์แต่ถ้าเป็นเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์โดยส่วนจะใช้มอเตอร์พัดลมกระแสงตรงเนื่องจากสามารถเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบได้โดยจะควบคุมโดยชุดคอนโทรลภายนอก (Outdoor control unit)

อะไรคือ อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ?

อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ที่ใช้ในแอร์นั้น เป็นกระบวนการแปลงไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) ไปเป็นกระแสสลับ (AC) เพื่อควบคุมรอบมอเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ได้อย่างละเอียดกว่าการปรับกระแสไฟฟ้าสลับโดยตรงที่ทำได้เพียงแค่ ตัด/ต่อ การทำงานของมอเตอร์ไม่สามารถปรับได้อย่างละเอียด ซึ่งกระบวนการอินเวอร์เตอร์นั้นสามารถปรับความถี่ Hz ของไฟฟ้าก่อนส่งไปยังคอมเพรสเซอร์ของแอร์จึงสามารถควบคุมความเร็วรอบของคอมเพรสเซอร์ได้ยืดหยุ่นมากกว่า

ข้อแตกต่างของแอร์แต่ละแบบ

• แอร์ที่ “ไม่มี” อินเวอร์เตอร์ คอมเพรสเซอร์จะทำความเย็นให้เย็นกว่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้ประมาณ 3-4 องศา เมื่ออุณหภูมิห้องเย็นกว่าอุณหภูมิที่กำหนด ระบบจะสั่งการตัดไฟคอมเพรสเซอร์ทันที และเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นกว่าที่ตั้งไว้ ระบบจะสั่งคอมเพรสเซอร์ให้ทำงานอีกครั้งเพื่อลงอุณหภูมิลงอีกครั้งไปเรื่อยๆ
• แอร์ที่ “มี” อินเวอร์เตอร์ ระบบจะเร่งความเร็วมอเตอร์คอมเพรสเซอร์เมื่อต้องการทำความเย็นตามที่กำหนด และลดรอบมอเตอร์ลงเมื่ออุณหภูมิห้องเย็นกว่าที่กำหนดเล็กน้อย ซึ่งคอมเพรสเซอร์ยังคงทำงานโดยลดรอบลงจนอยู่ในสถานะแทบจะหยุดหมุนเลยก็ว่าได้ และเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นกว่าที่ตั้งไว้ประมาณ 1-2 องศา คอมเพรสเซอร์จะค่อยเร่งการทำงานมากขึ้นเพื่อลดอุณหภูมิลง จึงทำให้อุณหภูมิโดยรวมในห้องใกล้เคียงกับอุณหภูมิที่ผู้ใช้งานตั้งไว้มากกว่าแอร์แบบไม่มีอินเวอร์เตอร์

ตัวอย่าง

หากเราตั้งอุณหภูมิห้องไว้ที่ 25 องศาเซลเซียส

• แอร์ที่ “ไม่มี” อินเวอร์เตอร์ – เริ่มต้นคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นของอุณหภูมิห้องไปจนถึงประมาณ 21-22 องศา แล้วตัดการทำงานของคอมเพรสเซอร์ทันที จนอุณหภูมิห้องเพิ่มขึ้นถึงประมาณ 26 – 27 องศา คอมเพรสเซอร์จะกลับมาทำงานอีกครั้งเพื่อให้อุณหภูมิห้องลงต่ำลงไปจนถึงประมาณ 21-22 องศาอีกครั้ง
• แอร์ที่ “มี” อินเวอร์เตอร์ – เริ่มต้นคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นของอุณหภูมิห้องไปจนถึงประมาณ 23-24 องศา แล้วลดรอบการทำงานของคอมเพรสเซอร์ลงเพื่อคงอุณหภูมิห้องไว้ และเมื่ออุณหภูมิห้องเพิ่มขึ้นถึงประมาณ 25 องศา คอมเพรสเซอร์จะค่อยเร่งความเร็วรอบขึ้นมาอีกครั้ง เพื่อให้อุณหภูมิห้องกลับมาที่ประมาณ 23-24 องศาอีกครั้ง
• จากตัวอย่างข้างต้น จะเห็นได้ว่าความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นนั้นมีน้อยมากจนแทบไม่รู้สึกเมื่อเลือกใช้งานแอร์ที่มีอินเวอร์เตอร์

ข้อดีและข้อเสีย

• แอร์ที่ “ไม่มี” อินเวอร์เตอร์
  • ข้อดี :
    • ราคาแอร์ถูกกว่าอย่างชัดเจน
    • ระบบการทำงานภายในที่ซับซ้อนน้อยกว่า
  • ข้อเสีย :
    • มีการกินไฟสูง ยิ่งในช่วงสตาร์ทคอมเพรสเซอร์ จนอาจเกิดอาการไฟกระชาก
    • ทำอุณหภูมิค่อนข้างไม่คงที่ อาจจะเย็นเกินไปหรือร้อนเกินไปบ้างตามจังหวะการทำงานของคอมเพรสเซอร์

• แอร์ที่ “มี” อินเวอร์เตอร์
  • ข้อดี :
    • รักษาอุณหภูมิได้ค่อนข้างคงที่ ไม่หนาวหรือร้อนไปกว่าที่ตั้งไว้มากนัก
    • ประหยัดไฟ เดินเครื่องเงียบ ไม่เกิดอาการไฟกระชาก
  • ข้อเสีย :
    • ราคาแอร์ที่สูงกว่าแอร์ที่ไม่มีอินเวอร์เตอร์
    • ระบบภายในซับซ้อนกว่า ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมสูงกว่า

แล้วเราควรใช้แอร์แบบใด ?

• แอร์ที่ “ไม่มี” อินเวอร์เตอร์ เหมาะกับห้องที่ไม่ค่อยใช้งานแอร์บ่อยมากนักเพราะจุดคุ้มทุนของค่าไฟที่ประหยัดลงไปเมื่อเปรียบเทียบกับราคาแอร์ที่ต้องจ่ายเพิ่มแล้วอาจจะไม่คุ้มค่า นิยมใช้งานในสถานที่ที่ต้องการทำความเย็นโดยไม่เน้นความเที่ยงตรงของอุณหภูมิเป็นนัยยะสำคัญ เช่น ห้องนั่งเล่น เป็นต้น
• แอร์ที่ “มี” อินเวอร์เตอร์ เหมาะสำหรับห้องที่เปิดใช้งานต่อเนื่องหลายชั่วโมง, ห้องที่ต้องการความเงียบ และต้องการรักษาอุณหภูมิห้องอย่างสม่ำเสมอ เช่น ห้องนอน, ห้องทำงาน, หรือห้องอ่านหนังสือ เป็นต้น

ขอบคุณแหล่งข้อมูล https://www.wemall.com

และ https://www.airconsalesandservice.com/