แนวคิดในการบีบอัดแก๊สด้วยการหมุนวน หรือ “สโครล” (Scroll) นั้น เริ่มต้นครั้งแรกในปี 1905 สโครลซึ่งมีลักษณะเป็นขดม้วนเข้าหากัน ดู ได้จากรูปที่ 1 ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของแก๊สในสโครลทั้งสอง ขณะ เกิดการบีบอัดของแก๊ส สโครลตัวหนึ่งยึดอยู่กับที่ ในขณะที่อีกตัว เคลื่อนตัวหมุนไปรอบๆ การเคลื่อนไหวนี้จะดึงแก๊สเข้าไปในช่อง
สโครลและเคลื่อนที่เข้าสู่ช่องว่างภายในตามการหมุนของสโครล แก๊ส
จะถูกอัดให้มีความดันสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งความดันขึ้นสู่ระดับสูงสุด ตรงบริเวณตำแหน่งศูนย์กลางของสโครล และไหลออกจากชุด
สโครลในที่สุด ระหว่างการหมุนแต่ละรอบ จะเกิดการอัดที่ทุก
ตำแหน่งในชุดสโครลในเวลาเดียวกัน ดังนั้นการทำงานจึงดำเนินไป
อย่างราบรื่น ทั้งขั้นตอนการดูด (ส่วนนอกของสโครล) และการจ่าย
(ส่วนใน) จะเป็นไปอย่างต่อเนื่องเช่นกัน

จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้คือความเรียบง่าย โคปแลนด์สโครลมี เอกสิทธิ์เฉพาะที่ความสามารถในการให้ตัวได้ตามแนวดิ่ง (Axial Compliance) ซึ่งทำให้สโครลตัวอยู่กับที่ (Fixed Scroll) สามารถ เคลื่อนที่ในแนวดิ่งได้เล็กน้อย เพื่อให้มั่นใจได้ว่าสโครลตัวอยู่กับที่ และสโครลตัวหมุน (Orbiting Scroll) จะประกบกันด้วยแรงที่เหมาะ สมตลอดเวลาทำให้โคปแลนด์สโครลมีประสิทธิภาพการทำงานที่สูง ยิ่งไปกว่านั้น การให้ตัวได้ตามแนวดิ่งจะช่วยป้องกันคอมเพรสเซอร์ จากฝุ่นละอองและของเหลวได้


จากการที่คอมเพรสเซอร์ได้ถูกออกแบบมาเพื่อบีบอัดสารทำความเย็นในสถานะแก๊สเท่านั้น ถ้ามีฝุ่นละอองหรือของ เหลวอยู่ในวงจรการบีบอัด จะทำความเสียหายแก่คอมเพรสเซอร์ได้ อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีโคปแลนด์
สโครล ที่สโครลสามารถเคลื่อนตัวได้ในแนวนอน (Radial Compliance) ทำให้สามารถยอมให้ฝุ่นละออง หรือ
สารทำความเย็นที่เป็นของเหลวไหลผ่านสโครลได้

หลักการทำงานของดิจิตอลสโครลมาจากความสามารถในการให้ตัวได้ตามแนวดิ่ง โดยการควบคุมการแยกและ การประกบตัวของสโครลทั้งสอง




1. แก๊สแรงดันต่ำจากคอยล์เย็นไหลเข้าทางช่องว่างระหว่างชุดสโครล



2. การเคลื่อนที่ของสโครลตัวที่หมุนทำให้เกิดการปิดกั้นแก๊สเป็นกระเปาะ



3. การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องแบบวงโคจร (Orbit) จะดันแก๊สให้เคลื่อนสู่ศูนย์กลางของสโครล กระเปาะจะเล็กลง และแก๊สจะถูกอัดให้มีแรงดันสูง



4. แก๊สแรงดันสูง (Discharge) จะไหลออกจากช่องศูนย์กลาง



5. ในระหว่างการทำงาน จะมีกระเปาะเกิดขึ้น 6 ที่ ภายในบริเวณชุดสโครล ทำให้การอัดราบรื่น






ดิจิตอลสโครลสามารถทำความเย็นในช่วงที่กว้างตั้งแต่ 10-100% อย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็น 11%, 12%, 13%, …

ซึ่งนับเป็นการพัฒนาที่อยู่เหนือเทคโนโลยีอินเวอร์ทเตอร์ ซึ่งสามารถทำความเย็นได้แบบเป็นขั้น (Step) เท่านั้น และการทำความเย็นแบบต่อเนื่องทำให้การควบคุม อุณหภูมิในห้องทำได้อย่างแม่นยำ อีกทั้ง ยังทำให้เกิด ประสิทธิภาพเชิงพลังงานแบบฤดู (Seasonal Energy Efficiency) ที่สูง เนื่องจากการเปิด-ปิดคอมเพรสเซอร์ บ่อยครั้งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมาก การทำความเย็น ได้ในช่วงที่กว้างของดิจิตอลสโครลช่วยลดจำนวนครั้งใน การเปิด-ปิด และการใช้พลังงานลงได้






สำหรับระบบปรับอากาศที่สามารถปรับขนาดการทำความเย็นได้นั้น ประสิทธิภาพเชิงพลังงานที่วัดจากการทำงานที่จุดเดียวไม่ใช่ดัชนีชี้วัดที่ดี การคำนวณอัตราการใช้พลังงานแบบฤดู (SEER) จะเป็นการคำนวณที่ดีกว่าสำหรับการคิดค่าพลังงานเฉลี่ยทั้งปี

ดิจิตอลสโครลได้รับการประเมินโดยมาตรฐาน JIS และ ARI ว่ามีการทำงานที่ดีและให้ค่า SEER ที่ยอดเยี่ยม ค่า SEER จะยิ่งมากขึ้น สำหรับระบบแบบที่ใช้การต่อพ่วงของคอมเพรสเซอร์สองตัว (Tandem Configuration) โดยที่ตัวหนึ่งคือคอมเพรสเซอร์ดิจิตอลสโครล และอีกตัวคือคอมเพรสเซอร์แบบธรรมดา (Fixed Speed) เมื่อคอมเพรสเซอร์สองตัวทำงานพร้อมกัน ระบบจะมีค่าประสิทธิภาพเชิงพลังงาน (EER) ที่สูง และแม้ในจังหวะการทำความเย็นเพียง 50% เมื่อคอมเพรสเซอร์เพียงตัวเดียวทำงานเต็มกำลัง ระบบก็ยังคงมีค่า EER ที่สูงเช่นกัน





การหมุนเวียนน้ำมันกลับเข้าคอมเพรสเซอร์ถือเป็นปัญหาหลักสำหรับระบบที่สามารถปรับขนาดการทำความเย็น ได้ เทคโนโลยีอื่นๆ ในปัจจุบันใช้ตัวแยกน้ำมัน (Oil Separator) หรือระบบการหมุนเวียนน้ำมันที่ซับซ้อน ใน ขณะที่ดิจิตอลสโครลเป็นคอมเพรสเซอร์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวแยกน้ำมัน หรือวงจรการ ไหลเวียนของน้ำมันที่ซับซ้อน (สำหรับการใช้งานปกติ)


ปัจจัยสำคัญสองอย่างที่ทำให้การหมุนเวียนน้ำมันเป็นเรื่องง่ายสำหรับระบบดิจิตอลสโครลคือ ประการแรก น้ำมันไหลออกจากคอมเพรสเซอร์ในช่วงสภาวะโหลดเท่านั้น ดังนั้นในช่วงการทำความเย็นที่ค่าความเย็นต่ำ (Low Capacity) จะมีน้ำมันไหลออกจากคอมเพรสเซอร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ประการที่สอง ดังที่ได้อธิบายไว้ ก่อนหน้านี้ว่า คอมเพรสเซอร์ทำงานเต็มกำลังในช่วงสภาวะโหลด อัตราการไหลของสารทำความเย็นในระบบใน ช่วงสภาวะโหลดนั้นมากพอที่จะดึงน้ำมันกลับเข้าคอมเพรสเซอร์ จากการทดสอบพบว่า น้ำมันสามารถกลับเข้า คอมเพรสเซอร์ได้แม้กระทั่งในสภาพการทำงานที่ยากที่สุด กล่าวคือที่ช่วงการทำความเย็นต่ำ ที่ท่อความยาว 100 เมตรในแนวนอน และ 30 เมตรในแนวตั้ง (โดยใช้ Oil Trap ตามมาตรฐาน) ทั้งในลักษณะที่คอยล์ร้อน อยู่สูงและต่ำกว่าคอยล์เย็น

 





การลดความชื้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างความรู้สึกสบาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการทำความเย็นที่ค่าความเย็นต่ำ (Low Capacity) ในสภาวะนี้ คอมเพรสเซอร์แบบอินเวอร์ทเตอร์จะหมุนที่ความเร็วรอบต่ำ ดังนั้นอัตราการไหลของสารทำความเย็นจะต่ำ ทำให้เกิดความดันด้านดูดที่สูง และส่งผลให้เกิด Sensible Heat Factor (SHF) ที่สูง

คอมเพรสเซอร์ดิจิตอลสโครลมีความสามารถในการลดความชื้นที่ดี เนื่องจากทำงานที่ความดันด้านดูดที่ต่ำกว่าแบบ
อินเวอร์ทเตอร์ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่า ที่ทุกช่วงการปรับความเย็น คอมเพรสเซอร์จะทำงานเต็มกำลังในช่วงสภาวะโหลด การทำงานเต็มกำลัง ส่งผลให้ค่าเฉลี่ยของความดันด้านดูดต่ำ และทำให้ค่า SHF ต่ำไปด้วย






การรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถือเป็นปัญหาหลักของ ระบบอินเวอร์ทเตอร์ในหลายประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ทวีปยุโรปที่มีกฎหมายที่เข้มงวดเกี่ยวกับปริมาณคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้ารบกวนในอุปกรณ์ไฟฟ้า

ระบบดิจิตอลสโครลก่อให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวนน้อย มากหรือแทบจะไม่มีเลย ทั้งนี้เนื่องจากการควบคุมให้เกิด สภาวะโหลดและสภาวะไร้โหลดของสโครลเป็นการทำงาน ทางกล ซึ่งไม่เพียงแต่จะตัดความต้องการในการใช้อุปกรณ์ ควบคุมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเรียบง่าย และน่าเชื่อถือให้กับระบบปรับอากาศอีกด้วย





ความสามารถในการปรับเปลี่ยนและควบคุมอุณหภูมิตามต้องการได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างความรู้สึกสบายให้กับผู้ใช้งาน และจากการที่ดิจิตอลสโครลสามารถเปลี่ยนกำลังการทำงานจาก 100% ลงเหลือ 10% หรือกลับกันได้ทันทีโดยการเปลี่ยนวงจรเวลาของสภาวะโหลดและสภาวะไร้โหลด จึงทำให้สามารถตอบสนองต่อความต้องการความเย็นได้อย่างรวดเร็ว





ความทนทานและน่าเชื่อถือของระบบปรับอากาศและอิเลคทรอนิกส์์ถือ เป็นปัญหาสำคัญในประเทศกำลังพัฒนาในเอเชีย ซึ่งอินเวอร์ทเตอร์ เป็นระบบที่มีชิ้นส่วนทางอิเลคทรอนิกส์์ที่ซับซ้อนมาก อีกทั้งเมื่อรวม เข้ากับการติดตั้งที่ยากลำบาก และสภาวะอากาศที่ร้อนจัด ทำให้ โอกาสในการเกิดปัญหาเรื่องความทนทานและน่าเชื่อถือมีมากขึ้น

สถานการณ์ยิ่งซับซ้อนเมื่อมีการต่อบายพาส ทั้งแบบบายพาสแก๊สร้อน และของเหลว จึงทำให้มีโอกาสในการเกิดปัญหาสูงกว่า ในขณะที่ ดิจิตอลสโครลนั้นเป็นระบบที่เรียบง่าย ไม่ซับซ้อน รูปภาพด้านขวา แสดงให้เห็นถึงบอร์ดอิเลคทรอนิกส์์สำหรับควบคุมคอยล์ร้อน (Outdoor Unit) ของดิจิตอลสโครลซึ่งไม่ซับซ้อน






การทำบายพาสสารทำความเย็นที่เป็นแก๊สร้อนและของเหลวถูกนำมาใช้สำหรับระบบปรับอากาศส่วนใหญ่ใน ปัจจุบัน เนื่องจากคอมเพรสเซอร์ที่ใช้ไม่สามารถทำความเย็นที่ค่าความเย็นต่ำได้ แต่ดิจิตอลสโครลสามารถลด กำลังการทำงานลงเหลือเพียง 10% ได้ ดังนั้นการต่อบายพาสแบบนี้จึงไม่จำเป็น สำหรับระบบปรับอากาศที่ใช้ เทคโนโลยีดิจิตอลสโครลส่งผลให้ประหยัดต้นทุน และเป็นระบบที่ใช้งานง่าย





ขนาดที่เล็กลงทำให้ต้นทุนค่าวัตถุดิบ หีบห่อ จัดเก็บ และขนส่งสินค้าต่ำไปด้วย ด้วยความเรียบง่ายของคอม
เพรสเซอร์ดิจิตอลสโครล ทำให้สามารถออกแบบระบบปรับอากาศให้มีรูปทรงกะทัดรัดและสามารถประหยัดเนื้อที่ได้ถึง 30% จากเทคโนโลยีปัจจุบันทั่วไป