2. วิธีการทำงานของเครื่องปรับอากาศ

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

*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 ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอันเนื่องมาจากการบริโภคถ่านหิน น้ำมัน และเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ จำนวนมาก โดยกิจกรรมทางอุตสาหกรรม การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากเข้าสู่ บรรยากาศอันเนื่องมาจากการผลิตปูนซีเมนต์จำนวนมาก เป็นต้น และพื้นที่ป่าลดลงซึ่งทำหน้าที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของก๊าซเรือนกระจกได้เพิ่มผลกระทบต่อภาวะเรือนกระจกของบรรยากาศและเพิ่มการดูดซับความร้อนในชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้อุณหภูมิของอากาศสูงขึ้นตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20
ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นต้นเหตุของภาวะโลกร้อน
ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนโตรเจนออกไซด์ และก๊าซฟรีออน

รายการก่อนหน้า: 2-1. วงจรทำความเย็น
รายการต่อไป: 3-1. การรักษาสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมภายในแผงควบคุม