1.1 ระบบคืออะไร

ระบบ (System) เป็นคำที่ใช้เรียกแทนสิ่งต่าง ๆ ที่มีส่วนประกอบตั้งแต่สองส่วนขึ้นไปรวมเข้าด้วยกัน และทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้สามารถทำงานได้ตามหน้าที่ (function) ที่กำหนด

ตัวอย่าง ปากกา ประกอบไปด้วยส่วนประกอบหลัก ๆ ได้แก่ ด้ามจับ น้ำหมึก ไส้ปากกา และหัวปากกา ซึ่งส่วนประกอบต่าง ๆ ของปากกาล้วนมีหน้าที่เฉพาะอย่างเพื่อให้ปากกาสามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์

โทรศัพท์มือถือ มีส่วนประกอบหลายส่วน เช่น หน้าจอ แบตเตอรี่ แผงวงจร อุปกรณ์บันทึกข้อมูล กล้อง ลำโพง ไมโครโฟน แต่ละส่วนประกอบมีหน้าที่เฉพาะของตัวเอง และส่วนประกอบเหล่านั้นล้วนแล้วแต่ทำงานสัมพันธ์กัน หากส่วนประกอบใดทำงานผิดพลาดหรือเกิดความเสียหายขึ้นอาจทำให้โทรศัพท์มือถือไม่สามารถใช้งานได้ หรืออาจทำงานได้ไม่สมบูรณ์

“ระบบ” พบได้ทั้งในธรรมชาติและมนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งระบบทางธรรมชาติ (Natural System) เป็นระบบที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีอยู่หลายอย่างทั้งในพืชและสัตว์ เช่น ระบบลำเลียงน้ำหรืออาหารของพืช ระบบหายใจหรือระบบย่อยอาหารของมนุษย์

เทคโนโลยีที่เราพบเห็นกันทั่วไป เช่น หม้อหุงข้าวไฟฟ้า มีส่วนประกอบหลัก ๆ ได้แก่ ตัวเครื่องแผ่นความร้อน ขวดลวดสปริง แม่เหล็ก สวิตช์ รวมเข้าด้วยกันเป็นระบบ ซึ่งส่วนประกอบต่าง ๆ เหล่านี้มีหน้าที่ต่างกันไป และทำงานสัมพันธ์กันเพื่อให้หม้อหุงข้าวสามารถใช้งานได้ตามต้องการ

การทำงานของหม้อหุงข้าวไฟฟ้าเริ่มจากเมื่อกดสวิตช์ แกนของสวิตช์จะดึงให้จุดสัมผัสเชื่อมต่อกันพร้อมทั้งอัดให้สปริงหดตัวและดีดให้แม่เหล็กถาวรดูดติดกับแม่เหล็กเฟอร์โร โดยแรงดูดระหว่างแม่เหล็ก มีค่ามากกว่าแรงดันกลับของสปริง สวิตช์หม้อหุงข้าวจึงติดค้างอยู่ได้ ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจุดสัมผัสเข้าสู่ขดลวดความร้อนเมื่อน้ำในหม้อหุงข้าวเดือด น้ำจะค่อย ๆ ลดลงและระเหยจนแห้ง อุณหภูมิภายในหม้อหุงข้าวจะสูงขึ้น จนทำให้แม่เหล็กเฟอร์โรสูญเสียความเป็นแม่เหล็ก ส่งผลให้แรงดูตระหว่างแม่เหล็กมีค่าลดลง แกนของสวิตช์จึงถูกดันลงมาเนื่องจากแรงดันกลับของขดสปริงมีค่ามากกว่าแรงระหว่างแม่เหล็ก และทำให้จุดสัมผัสแยกออกจากกัน ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าผ่านเข้าสู่ขดลวดความร้อนได้

ระบบย่อยของเครื่องปรับอากาศแต่ละส่วนจะมีการทำงานที่เกี่ยวข้องกัน กล่าวคือ ระบบคอยล์เย็น (evaporator system) ซึ่งมีสารทำความเย็นอยู่ภายในจะดูดความร้อนจากอากาศภายในห้องส่งผ่านไปยังระบบอัดความดัน หรือที่เรียกว่า คอมเพรสเซอร์ (compressor system) เพื่อเพิ่มความดันสารทำความเย็นก่อนส่งต่อไปยังระบบคอยล์ร้อน (condenser System) เพื่อถ่ายเทความร้อนออกสู่ภายนอกห้องโดยมีพัดสมช่วยระบายความร้อนอยู่ด้วย จากนั้นสารทำความเย็นจะถูกลดความดันโดยระบบลดความดัน (expansion system) ทำให้สารทำความเย็นเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส และส่งต่อไปยังระบบคอยล์เย็นภายในตัวเครื่องอีกครั้ง ซึ่งการทำงานลักษณะนี้จะเกิดขึ้นต่อเนื่องกันไป ซึ่งจะเห็นได้ว่าแต่ละระบบย่อยของเครื่องปรับอากาศจะมีการทำงานที่เกี่ยวข้องกันและหากระบบใดผิดพลาดจะส่งผลต่อการทำงานของเครื่อง

1.4 การทำงานผิดพลาดของระบบ (System failure)

ระบบทางเทคโนโลยีทั้งที่เป็นระบบอย่างง่ายและระบบที่ซับซ้อน หากมีส่วนประกอบใดหรือระบบย่อยใดทำงานผิดพลาด อาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของเทคโนโลยีนั้นได้ เช่น พัดลม หากปุ่มปรับระดับความแรงของพัดลมเสียหาย จะทำให้ผู้ใช้ไม่สามารถปรับระดับความแรงของพัดลมได้ตามต้องการ จึงจำเป็นต้องมีการดูแลรักษาและซ่อมบำรุง (maintenance) เพื่อให้สามารถใช้งานได้ตามปกติ

ในบางครั้ง เทคโนโลยีบางอย่างมีความซับซ้อน มีระบบย่อยหลายส่วนทำงานร่วมกัน และหากระบบย่อยอันหนึ่งเกิดทำงานผิดพลาดหรือเสียหาย จะส่งผลต่อการทำงานของระบบใหญ่ได้ด้วย เช่น ระบบเครื่องปรับอากาศที่มีองค์ประกอบของระบบย่อยหลายส่วน ทั้งรีโมท ตัวเครื่อง ระบบตัดไฟอัตโนมัติ และอื่น ๆ หากมีระบบย่อยใดเสียหายหรือมีสิ่งรบกวนการทำงาน ย่อมส่งผลต่อการทำงานของเครื่องปรับอากาศที่จำทำให้ไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการดูแลรักษาและซ่อมบำรุง ซึ่งบางอย่างผู้ใช้สามารถทำได้เอง เช่น การซ่อมแซมอุปกรณ์พื้นฐาน หรือการล้างแผ่นกรองฝุ่นให้สะอาดอย่างน้อย 6 เดือนครั้ง แต่หากเป็นการเสียหายของอุปกรณ์ภายในที่ซับซ้อน จำเป็นต้องให้ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านมาซ่อมแซมแทนเพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นทั้งกับผู้ใหรือความเสียหายที่อาจมีต่อระบบเครื่องปรับอากาศเองด้วย

ตัวอย่าง

ปัญญาที่พบ คือ อุณหภูมิของอากาศในห้อง ไม่ตรงกับอุณหภูมิที่ตั้งไว้กับเครื่องปรับอากาศ

ระบบที่ผิดพลาดหรือสาเหตุของปัญหา

การทำงานผิดพลาดของระบบเครื่องปรับอากาศอาจเกิดขึ้นได้หลายส่วน โดยอาจพิจารณาได้ดังนี้

1. แผ่นกรองอากาศอุดตัน ทำให้การไหลเวียนของอากาศจากภายในห้องเพื่อผ่านเข้าไปในตัวเครื่องสู่ระบบทำความเย็นไม่สะดวก มีผลทำให้การทำงานของเครื่องได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้อุณหภูมิในห้องไม่เป็นไปตามต้องการ

2. คอมเพรสเซอร์ไม่ทำงาน มีผลทำให้สารทำความเย็นจากคอยล์เย็นไม่สามารถไหลไปสู่คอยล์ร้อนเพื่อการระบายความร้อนออกไปยังภายนอกห้องได้

3. ระบบลดความดันเกิดการอุดตันหรือเกิดความเสียหาย มีผลทำให้สารทำความเย็นไม่สามารถไหลผ่านเข้าไปยังคอยล์เย็นได้ หรือไหลผ่านได้น้อยกว่าปกติ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นของเครื่องลดลงหรือไม่สามารถทำงานได้

4. คอยล์ร้อนจะมีพัดลมระบายความร้อนทำงานร่วมกันอยู่ กรณีพัดลมไม่ทำงานหรือเกิดความเสียหายทำให้ไม่สามารถระบายความร้อนออกไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน ถ้าแผ่นกรองอกาศมีฝุ่นอุดตันจะทำให้อากาศไหลผ่านเข้าไปสัมผัสคอยล์เย็นได้ไม่ดี ทำให้การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอากาศกับสารทำความเย็นไม่มีประสิทธิภาพ

แนวทางการแก้ไขปัญหาความผิดพลาดของระบบ

เมื่อพบความผิดพลาดของระบบ เราสามารถตรวจสอบเบื้องต้นได้ด้วยตนเอง โดยใช้ความรู้เกี่ยวกับระบบการทำงานของเระบบของเทคโนโลยี และเมื่อพบจุดบกพร่องของระบบที่ไม่ยากหรือซับซ้อนเกินไป นักเรียนสามารถแก้ไขปัญหาได้เอง เช่น แผ่นกรองอากาศในเครื่องปรับอากาศมีฝุ่นอุดตัน ทำให้เครื่องทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ นักเรียนสามารถแก้ไขได้โดยการถอดแผ่นกรอกอากาศเพื่อล้างทำความสะอาดได้

ในกรณีที่ความผิดพลาดของระบบมีความซับซ้อน หรืออาจเป็นอันตรายหากแก้ไขด้วยตนเอง จำเป็นต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านมาแก้ไข เช่น สารทำความเย็นเกิดการรั่วไหลคอมเพรสเซอร์ไม่ทำงาน