เทคโนโลยีสารทำความเย็น (Refrigerant Technology) การพัฒนาเพื่อความยั่งยืนและประสิทธิภาพ

บทความ เทคโนโลยีสารทำความเย็น (Refrigerant Technology) – การพัฒนาเพื่อความยั่งยืนและประสิทธิภาพ

ดร.ศุภชัย  ปัญญาวีร์  อ.ปฏิญญา  จีระพรมงคล  อ.นันฐกานต์  กลิ่นสังข์
บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด
ลงวันที่ 31 มีนาคม 2569

                                                                                                                                                               

สารทำความเย็น (Refrigerants) เป็นหัวใจสำคัญในระบบทำความเย็นและระบบปรับอากาศที่ใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น และระบบทำความเย็นในโรงงานอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม การใช้สารทำความเย็นในอดีตมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การทำลายชั้นโอโซนและการเพิ่มก๊าซเรือนกระจก ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีสารทำความเย็นจึงพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และสอดคล้องกับมาตรฐานระดับโลก

ประเภทของสารทำความเย็น

สารทำความเย็นสามารถแบ่งได้เป็น 4 กลุ่มหลัก ดังนี้

1. สารทำความเย็นกลุ่ม CFCs (Chlorofluorocarbons)
       ตัวอย่าง R12, R11
       คุณสมบัติ มีประสิทธิภาพสูง แต่ทำลายชั้นโอโซน (Ozone Depletion Potential - ODP) และมีค่าศักยภาพการทำให้โลกร้อนสูง (Global Warming Potential - GWP)
       สถานะ ถูกยกเลิกการใช้งานตามพิธีสารมอนทรีออล (Montreal Protocol)

2. สารทำความเย็นกลุ่ม HCFCs (Hydrochlorofluorocarbons)
       ตัวอย่าง R22
       คุณสมบัติ ทำลายชั้นโอโซนในระดับต่ำกว่ากลุ่ม CFCs
       สถานะ อยู่ในกระบวนการเลิกใช้งานตามกฎระเบียบระหว่างประเทศ

3. สารทำความเย็นกลุ่ม HFCs (Hydrofluorocarbons)
       ตัวอย่าง R134a, R410A
       คุณสมบัติ ไม่ทำลายชั้นโอโซน แต่ยังมีค่า GWP สูง
       สถานะ ถูกกำหนดให้ลดการใช้งานภายใต้ข้อตกลง Kigali Amendment

4. สารทำความเย็นกลุ่มธรรมชาติ (Natural Refrigerants)
       ตัวอย่าง แอมโมเนีย (NH3 - R717), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 - R744), ไฮโดรคาร์บอน เช่น โพรเพน (R290)
       คุณสมบัติ ไม่ทำลายชั้นโอโซน มีค่า GWP ต่ำ แต่บางชนิดอาจมีข้อจำกัด เช่น การติดไฟ (ไฮโดรคาร์บอน) หรือความเป็นพิษ (แอมโมเนีย)

เทคโนโลยีสารทำความเย็นที่พัฒนาในปัจจุบัน

1. สารทำความเย็นที่มีค่า GWP ต่ำ
       การพัฒนาไปสู่สารทำความเย็นที่ลดผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น R32, R1234yf
       R32 นิยมใช้ในเครื่องปรับอากาศบ้านและเชิงพาณิชย์ เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงกว่า R410A และมีค่า GWP ต่ำกว่า

2. สารทำความเย็นธรรมชาติ
       คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 - R744) ใช้ในระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม มีค่า GWP เท่ากับ 1
       แอมโมเนีย (NH3 - R717) นิยมใช้ในระบบทำความเย็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น โรงน้ำแข็ง และโรงงานแปรรูปอาหาร

3. การใช้สารผสม (Blended Refrigerants)
       ตัวอย่าง R407C, R404A
       พัฒนาจากการผสมสารทำความเย็นหลายชนิดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็น ลดค่า GWP และเหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้าน

4. เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบแม่เหล็ก (Magnetic Refrigeration)
      ใช้การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างความเย็น
      ไม่ต้องใช้สารทำความเย็นเคมี ลดการปล่อยมลพิษ

มาตรฐานและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับสารทำความเย็น

1. พิธีสารมอนทรีออล (Montreal Protocol)
      o  มีเป้าหมายเพื่อเลิกใช้สารทำความเย็นที่ทำลายชั้นโอโซน เช่น CFCs และ HCFCs
2. ข้อตกลง Kigali Amendment
      o  มุ่งลดการใช้สารทำความเย็นกลุ่ม HFCs ที่มีค่า GWP สูง
3. มาตรฐาน ASHRAE
      o  กำหนดประเภทสารทำความเย็นและแนวทางการใช้งานในระบบทำความเย็นและปรับอากาศ
4. มาตรฐานความปลอดภัย ISO 5149 และ EN 378
      o  กำหนดแนวทางในการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาระบบทำความเย็นที่ปลอดภัย

ความท้าทายของเทคโนโลยีสารทำความเย็น
1.  ต้นทุนการเปลี่ยนแปลงระบบ
      o  การเปลี่ยนมาใช้สารทำความเย็นที่มีค่า GWP ต่ำอาจต้องปรับปรุงอุปกรณ์เพื่อให้เหมาะสม
2. ข้อจำกัดด้านความปลอดภัย
      o  สารทำความเย็นธรรมชาติ เช่น แอมโมเนียหรือไฮโดรคาร์บอน อาจมีข้อจำกัดด้านความติดไฟหรือความเป็นพิษ
3. ความพร้อมของเทคโนโลยี
      o  ระบบที่ใช้สารทำความเย็นธรรมชาติยังต้องการการพัฒนาต่อเนื่องเพื่อให้สามารถใช้งานได้ในวงกว้าง
4. การกำจัดและรีไซเคิล
      o  การจัดการสารทำความเย็นเก่าต้องเป็นไปตามมาตรฐานเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ประโยชน์ของเทคโนโลยีสารทำความเย็นที่พัฒนาใหม่
1.  ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
      o  สารทำความเย็นที่พัฒนาใหม่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการทำลายชั้นโอโซน
2.  เพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็น
      o   สารทำความเย็นใหม่มีคุณสมบัติที่เพิ่มประสิทธิภาพในระบบทำความเย็นและปรับอากาศ
3.  สนับสนุนความยั่งยืน
      o   ลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติและลดมลพิษ
4.  รองรับมาตรฐานสากล
      o   สารทำความเย็นที่สอดคล้องกับกฎระเบียบช่วยให้องค์กรสามารถปฏิบัติตามมาตรฐานและลดความเสี่ยงทางกฎหมาย

สรุป

เทคโนโลยีสารทำความเย็นมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความยั่งยืน การเปลี่ยนไปใช้สารทำความเย็นที่มีค่า GWP ต่ำ เช่น R32 และสารทำความเย็นธรรมชาติ เช่น CO2 และแอมโมเนีย เป็นแนวทางสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าจะมีความท้าทายในด้านต้นทุนและข้อจำกัดบางประการ แต่การปรับใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนในระยะยาว และสนับสนุนการพัฒนาที่ยั่งยืนในอนาคต
 
                                                                                     อ่านต่อได้ที่นี่