ทำความรู้จักกับสารทำความเย็นในระบบทำความเย็น

วันนี้เรามาทำความรู้จักกับสารที่เป็นตัวกลางในระบบทำความเย็นกันครับ โดยหน้าที่หลักของ สารทำความเย็น นี้คือการทำให้อุณหภูมิของสารตัวกลาง เช่น อากาศหรือน้ำ เย็นตัวลงตามที่ต้องการนั่นเอง

จากบทความก่อนหน้าดังกล่าวนั้นเรารู้จักกับหลักการทำงานของเครื่องทำความเย็น ซึ่งคุณจะเห็นว่าสารทำความเย็นนั้นเป็นสารสำคัญในการสร้างความเย็นที่เดินทางไปทั่วทั้งระบบผ่านอุปกรณ์ต่างๆ เช่น คอยล์เย็น,วาล์วลดความดัน  และ Condensing Unit เพื่อทำให้อากาศเย็นลง โดยความสำคัญของสารทำความเย็นนี้อยู่ที่การเลือกใช้ให้เหมาะกับขนาดของระบบทำความเย็น เนื่องจากระบบทำความเย็นมีอยู่หลายขนาดและวัตถุประสงค์แตกต่างกันออกไป

สารทำความเย็น (Refrigerants) เป็นตัวกลางสำคัญในการทำให้เกิดความเย็น เพราะสารนี้จะเดินทางไปที่ทุกอุปกรณ์สำคัญที่ทำให้เกิดความเย็นของระบบทำความเย็น (Refrigeration System) ดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น ด้วยคุณสมบัติในตัวเองที่สามารถดูดซับและนำพาความร้อนด้วยการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวให้เป็นไอ จากนั้นสามารถเปลี่ยนกลับมาเป็นของเหลวเพื่อเข้าสู่กระบวนการทำความเย็นอีกครั้งได้โดยไม่เสื่อมสถานะ

เมื่อสารทำความเย็นต้องทำงานอยู่ในระบบทำความเย็นอยู่ตลอด สารนี้จึงต้องมีคุณสมบัติที่นอกจากมีเสถียรภาพในการทนความร้อนและเปลี่ยนสถานะได้ดีแล้ว ต้องไม่มีสารผสมที่กัดกร่อนหรือทำปฎิกิริยากับโลหะของระบบทำความเย็นเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ทำความเย็นอื่นๆ นอกจากนี้จะต้องไม่ติดไฟง่ายเนื่องจากต้องรับความร้อนสูงที่อาจส่งผลให้เกิดการระเบิดได้

การเดินทางของสารทำความเย็นในระบบทำความเย็น

สารทำความเย็นจะเดินทางเป็นวัฏจักรผ่านอุปกรณ์ทำความเย็นด้วยสถานะ อุณหภูมิและความดันที่เปลี่ยนไปอยู่ตลอด เพื่อนำเอาความร้อนและความร้อนแฝงออกจากพื้นที่ที่ต้องการทำความเย็น

การเดินทางของสารทำความเย็นเริ่มเมื่ออุปกรณ์ควบคุมสารทำความเย็นหรือวาล์วลดความดัน(Expansion Valve)ฉีดสารทำความเย็นไปที่อุปกรณ์ทำความเย็นอีวาโปเรเตอร์ (Evaporator) ที่กำลังดูดความร้อนจากพื้นที่ภายในที่จะทำความเย็น (Inside Area Being Cooled)เข้ามา ทำให้สารทำความเย็นในสถานะที่เป็นของเหลวรับความร้อนจนเดือดเปลี่ยนสถานะเป็นไอที่ความดันต่ำ

โดยในขณะที่สารความเย็นมีสถานะเป็นไอนี้จะสามารถดูดซับความร้อนจากบริเวณที่ต้องการทำความเย็นรอบๆ อีวาโปเรอเตอร์โดยอาศัยอากาศและน้ำเป็นสื่อกลาง จากนั้นสารทำความเย็นนี้จะเดินทางไปต่อที่คอมเพรสเซอร์ (Compressor) เพื่ออัดให้มีความดันสูงขึ้น

ก่อนจะเดินทางต่อไปที่คอนเดนเซอร์ (Condenser) เพื่อระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นและทำให้สารทำความเย็นเกิดการควบแน่นเปลี่ยนสถานะมาเป็นของเหลวอีกครั้งโดยที่ความดันยังคงสูงอยู่ ก่อนสารความเย็นจะกลับไปสู่วาล์วลดความดัน (Expansion Valve) เพื่อลดความดันของสารทำความเย็นให้กลับสู่สภาพพร้อมใช้งานอีกครั้งและจะวนเป็นวัฏจักรแบบนี้ไปเรื่อยๆ

ด้วยการทำงานในระบบทำความเย็นทำให้คุณสมบัติของสารทำความเย็นทางเทอร์โมไดนามิกส์โดยทั่วไปที่ดีต้อง

1. มีความร้อนแฝงในการกลายเป็นไอสูง
2. อุณหภูมิจุดเดือดต่ำ
3. อุณหภูมิวิกฤติค่อนข้างสูง
4. ความดันในการกลายเป็นไอสูงกว่าความดันบรรยากาศ
5. ความดันควบแน่นปานกลาง
6. ปริมาตรจำเพาะในสถานะแก๊สค่อนข้างต่ำ

ประเภทของสารทำความเย็นที่นิยมใช้

Chlorodifluoromethane (ClCF2H) ได้แก่ R22

สารทำความเย็น R22 คือหนึ่งในสารทำความเย็นที่นิยมใช้มากที่สุดในระบบทำความเย็น

R22 เป็นชื่อย่อของสารประกอบฮาโลคาร์บอน (Halocarbon) ClCF2H เมื่อถูกใช้เป็นสารทำความเย็นโดย R จะหมายถึง Refrigerant หรือสารทำความเย็น และสำหรับเลข 2 หมายถึงจำนวนอะตอมของฟลูออรีนในสารประกอบ

R22 มีคุณสมบัติที่สามารถทำอุณภูมิต่ำสุดได้ถึง -40.80 ºC ด้วยอุณหภูมิจุดเดือดที่ต่ำที่ความดันบรรยากาศสารทำความเย็นชนิดนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาสำหรับระบบทำความเย็นทั่วไปทั้งในที่อยู่อาศัย ห้องเย็นที่เก็บรักษาวัตถุดิบห้องเย็นเก็บสินค้า ปลอดภัยต่อการใช้งานโดยไม่มีพิษ ไม่ติดไฟ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ทำให้ระบบทำความเย็นมีความปลอดภัยสูง

แม้ว่า R22 จะสามารถผสมกับน้ำมันหล่อลื่นได้ค่อนข้างง่ายเมื่ออยู่ในสภาวะอุณหภูมิและความดันสูงในคอนเดนเซอร์ แต่เมื่อสารทำความเย็นดังกล่าวเดินทางไปถึงอีวาโปเรเตอร์น้ำมันที่ปนอยู่กับสารทำความเย็นจะแยกตัวออกไป แต่ในปัจจุบันน้ำมันหล่อลื่นถูกพัฒนาให้ดีขึ้นโดยจะไม่ปนกับ R22 ในขณะทำความเย็น ทำให้ง่ายต่อการทำความเย็นมากขึ้น

Tetrafluoroethane (CH2FCF3) ได้แก่ R134a

สารทำความเย็น R134a มีสารประกอบทางเคมีประกอบด้วยคาร์บอน (Carbon) 2 อะตอม ไฮโดรเจน (Hydrogen) 2 อะตอม และฟลูออรีน (Fluorine) 4 อะตอม มีอุณหภูมิจุดเดือดเท่ากับ -26.11 ºC ที่ความดันบรรยากาศ

R134a เป็น Hydrofluorocarbon (HFC) ที่ส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศน้อย มีความคล้ายคลึงกับ R-22 มากมีคุณสมบัติคือ ไม่กัดกร่อน ไม่ติดไฟ และไม่เป็นพิษ โดยทั่วไปจะใช้ในระบบทำความเย็นที่มีอุณหภูมิปานกลางหรือระบบปรับอากาศ เช่น ระบบปรับอากาศในอาคาร รถยนต์หรือตู้เย็น

กลุ่มสารผสม แบ่งเป็น 3 ชนิดคือ

1. R404A (R125/ R143a/ R134a)

สารทำความเย็นที่เป็นสารผสม R404a มีอุณหภูมิจุดเดือดเท่ากับ -46.4 ºC ที่ความดันบรรยากาศ โดยเป็นสารทำความเย็นที่มีความบริสุทธิ์สูงและไม่ส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศ คุณสมบัติคือ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีพิษ ด้วยความที่มีอุณหภูมิจุดเดือดต่ำมากจึงสามารถทำความเย็นได้ดี เหมาะสำหรับตู้แช่แข็ง ตู้เย็น และสามารถนำไปใช้กับเครื่องทำไอศกรีมได้ด้วย

2. R407C (R32/ R125/ R134a)

สารทำความเย็นที่เป็นสารผสม R407C มีอุณหภูมิจุดเดือดเท่ากับ -43.6 ºCที่ความดันบรรยากาศ เป็นสารทำความเย็นที่มีความบริสุทธิ์สูง เป็นสารทำความเย็นที่ได้รับการรณรงค์ให้ใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในปัจจุบัน ซึ่งเครื่องปรับอากาศรุ่นใหม่ก็มีการทำออกมาเพื่อรองรับสารทำความเย็นประเภทนี้ เหมาะสำหรับการทำความเย็นขนาดกลางทั้ง ระบบทำความเย็นในอาคาร ในที่พักอาศัย โรงงานอุตสาหกรรม และตู้เย็น

3. R410A (R125/ R32)

สารทำความเย็นที่เป็นสารผสม R410a มีอุณหภูมิจุดเดือดสูงถึง -51.6 ºC ที่ความดันบรรยากาศ จึงเหมาะสำหรับการทำความเย็นทั่วไปไปจนถึงการทำความเย็นสำหรับแช่แข็ง ทั้งการทำความเย็นในอาคาร ที่พักอาศัย ในโรงงานอุตสาหกรรม ตู้เย็น ห้องเย็น เป็นต้น

การเปลี่ยนสารทำความเย็นในระบบทำความเย็น

จริงๆ แล้วการเปลี่ยนสารทำความเย็นจากชนิดหนึ่งไปเป็นอีกชนิดหนึ่งนั้นเป็นสิ่งที่ไม่ควรทำ เพราะระบบทำความเย็นนั้นถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการใช้งานของสารทำความเย็นชนิดนั้นๆ คอมเพรสเซอร์บางยี่ห้อหรือบางรุ่นถูกออกแบบมาเพื่อรองรับสารทำความเย็นเฉพาะ แต่หากคุณจำเป็นต้องเปลี่ยนสารทำความเย็น นั่นหมายความว่าคุณจะต้องเปลี่ยนตัวควบคุมสารทำความเย็นใหม่ด้วย เช่น วาล์วลดความดัน เป็นต้น

ก่อนที่จะบรรจุสารทำความเย็นใหม่ต้องแน่ใจว่าได้ทำความสะอาดระบบทำความเย็นเรียบร้อยแล้ว โดยใช้แก๊สไนโตรเจนไล่สิ่งสกปรกที่ตกค้างออกจากระบบให้หมดก่อน และต้องเปลี่ยนน้ำมันเครื่องใหม่ รวมถึงตัวดูดความชื้นทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนสารทำความเย็นใหม่ด้วย เพื่อช่วยรักษาอายุการใช้งานระบบทำความเย็นให้ทำงานได้อย่างปกติ

สรุป

การเลือกใช้สารทำความเย็นควรคำนึงถึงระบบการทำความเย็นเป็นหลัก เพราะสารทำความเย็นแต่ละชนิดนั้นมีอุณหภูมิจุดเดือดและราคาที่แตกต่างกัน จึงต้องเลือกใช้สารทำความเย็นที่ตอบสนองประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นมากที่สุด รวมถึงการเลือกสารทำเย็นที่ปลอดภัยทั้งกับระบบทำความเย็น สิ่งแวดล้อม และไม่เป็นพิษต่อสุขภาพด้วย

ถ้าคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการคำปรึกษาเกี่ยวกับการเลือกใช้สารทำความเย็นให้กับระบบทำความเย็นของคุณ ติดต่อเราเข้ามาที่นี่หรือคอมเมนต์ที่ใต้บทความนี้ เราพร้อมจะให้คำปรึกษากับคุณอย่างเต็มที่