ข้อมูลทางเทคนิค หน่วยทำความเย็นของแผงควบคุม
2-2. สารทำความเย็น
ส่วนนี้อธิบายบทบาทและประเภทของสารทำความเย็นที่ใช้ในวงจรทำความเย็น
(1) สารทำความเย็นคืออะไร?
พูดง่ายๆ ก็คือ สารทำความเย็นทำหน้าที่เป็นตัวพาความร้อน การใช้วงจรทำความเย็น สารทำความเย็นที่มีบทบาทสำคัญในหัวข้อ “2.1 รอบการทำความเย็น” สามารถใช้ถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิต่ำไปยังตำแหน่งที่มีอุณหภูมิสูงได้
(2) ประเภทของสารทำความเย็น
แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ ฟลูออโรคาร์บอน ฯลฯ ถูกใช้เป็นสารทำความเย็น แต่ฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารทำความเย็นที่ใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์เครื่องปรับอากาศและระบบทำความเย็นทางอุตสาหกรรม
การประดิษฐ์คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (ฟลูออโรคาร์บอน) เป็นสารทำความเย็นได้นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีทำความเย็นอย่างมาก ฟลูออโรคาร์บอนถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่เป็นพิษและไม่มีกลิ่น การใช้เป็นสารทำความเย็นในอุปกรณ์ทำความเย็นได้แพร่กระจายอย่างรวดเร็วเนื่องจากไม่ติดไฟ ไม่ระเบิด ไม่ลุกไหม้ (ยกเว้นบางชนิด) และมีความเสถียรทางเคมีโดยไม่กัดกร่อน
อย่างไรก็ตาม พบว่าคลอรีนในสารทำความเย็นที่มีคลอโรฟลูออโรคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก เช่น CFC (ฟลูออโรคาร์บอนจำเพาะ) และ HCFC (ฟลูออโรคาร์บอนทางเลือก) ได้มาถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ของโลก ทำลายชั้นโอโซน ซึ่งทำให้ไม่สามารถส่งรังสีอัลตราไวโอเลตสู่ชั้นบรรยากาศได้ เป็นผลให้การผลิตและการใช้งานของพวกเขาถูกห้ามโดยสมบูรณ์ (ในปี 1995) ต่อมาได้มีการทบทวนการใช้ HFC (สารทางเลือกใหม่) ที่เพิ่มขึ้นเป็นสารทำความเย็นทางเลือก เนื่องจากพบว่ามีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนเช่นกัน ปัจจุบัน การวิจัยและพัฒนาสารเพื่อทดแทนสารทำความเย็นที่มีคลอโรฟลูออโรคาร์บอนอยู่ในระหว่างดำเนินการในด้านเทคโนโลยีทำความเย็น ในบรรดาสารเหล่านี้ ได้แก่ ไอโซบิวเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นต้น ซึ่งเป็นสารทำความเย็นตามธรรมชาติที่ดึงดูดความสนใจอย่างมากเนื่องจากมีอยู่ในธรรมชาติ
การจำแนกประเภท | หมายเลขสารทำความเย็น | ค่าสัมประสิทธิ์การทำลายชั้นโอโซน (อปท.) |
ศักยภาพในการทำให้โลกร้อน (GWP) * |
หมายเหตุ |
---|---|---|---|---|
CFC | R12 | 1 | 10900 | หยุดการผลิตในปี 2539 |
HCFC | R22 | 0.055 | 1810 | กำหนดหยุดผลิตในปี 2020 ปัจจุบันปริมาณการผลิตอยู่ภายใต้การควบคุม |
HFC | R134a | 0 | 1430 | |
R32 | 0 | 675 | ||
HFC การผสม |
R407C | 0 | 1770 | |
R410A | 0 | 2090 | ||
HFO | R1234yf | 0 | <1 | ด้วยค่าสัมประสิทธิ์ภาวะโลกร้อนที่ต่ำ ปัจจุบันจึงนิยมใช้แทนฟลูออโรคาร์บอน ติดไฟได้เล็กน้อย |
สารทำความเย็นธรรมชาติ | R717 (แอมโมเนีย) |
0 | 1 | มีกลิ่นและเป็นพิษ |
R744 (คาร์บอนไดออกไซด์) |
0 | 1 |
*ค่าปริพันธ์ 100 ปี สมมติว่าฐาน 1.0 สำหรับ CO2 (รายงานที่ 4 ของ IPCC)
(3) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของฟลูออโรคาร์บอน
(1) การสูญเสียโอโซน
ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 มีการชี้ให้เห็นว่าคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ซึ่งเป็นสารที่ผลิตขึ้นเองตามธรรมชาติ สามารถทำลายชั้นโอโซนได้ ฟลูออโรคาร์บอนจำนวนมากที่เคยใช้ในเครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น สเปรย์ ฯลฯ ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณมาก เนื่องจากฟลูออโรคาร์บอนมีคุณสมบัติที่ทำให้ย่อยสลายได้ยากใกล้พื้นดิน พวกมันจึงไปถึงสตราโตสเฟียร์เนื่องจากการไหลของชั้นบรรยากาศ เมื่อขนส่งไปยังสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงเกือบ 40 กม. ฟลูออโรคาร์บอนจะถูกย่อยสลายโดยรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ที่แรงเพื่อผลิตคลอรีน คลอรีนนี้ทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำลายโอโซนทีละตัว นอกจากฟลูออโรคาร์บอนแล้ว ยังมีสารอื่นๆ อีกหลายชนิดที่ทำลายชั้นโอโซน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือโบรมีนที่ปล่อยออกมาจากฮาลอนและสารอื่นๆ ที่ใช้เป็นสารดับเพลิง
(2) ภาวะโลกร้อน
คาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศมีคุณสมบัติสะสมความร้อนที่แผ่ออกมาจากพื้นผิวโลก เช่น มหาสมุทรและทวีป เป็นต้น สู่ชั้นบรรยากาศและกลับสู่พื้นผิวโลกอีกครั้ง (ปรากฏการณ์เรือนกระจก)
ตั้งแต่เริ่มการปฏิวัติอุตสาหกรรมในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอันเนื่องมาจากการบริโ