สารทำความเย็น คือ
สารทำความเย็นคือ ของไหลที่สามารถเปลี่ยนสถานะไปตามการใช้งาน หรือเมื่อมีการรับความร้อนภายในระบบ ด้วยการดูดซับหรือการถ่ายความร้อนไปให้ หรือออกจากพื้นที่่หนึ่งหรือสสารหนึ่ง ของไหลหลายชนิดถูกใช้เป็นสารทำความเย็น ในระยะหลังมานี้สารทำความเย็นที่ถูกใช้กันมากได้แก่ อากาศ น้ำ แอมโมเนีย ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และเมทิลคอลไรด์
สิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับสารทำความเย็น (Refrigerants)
สารทำความเป็นของไหลทำงานที่สำคัญในระบบความเย็นมันจะรับความร้อนจากแหล่งความร้อนที่ต้องการขจัดและคายความร้อนนี้ทิ้งไป ความร้อนจะถูกเคลื่อนย้ายจากระบบโดยการระเหยของสารทำความเย็นเหลวและคายความร้อนทิ้งไปโดยการควบแน่นของไอสารทำความเย็นเพื่อให้เหมาะสมที่จะใช้เป็นสารทำความเย็นในวัฏจักรอัดไอเชิงกลของไหลนั้นๆ ควรจะต้องมีสมบัติทางเคมีทางกายภายและทางอุณหพลศาสตร์ที่แน่นอนซึ่งทำให้ความปลอดภัยและมีราคาถูก
สารทำความเย็นสามัญ
สารทำความเย็นที่ใ้กันอยู่ทุกวันนี้มีอยู่ 3 ประเภท
1. คลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือ CFCs เช่น R-11, R-12 และ R-114
2. ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือ HCFC2 เช่น R-22 หีิอ R-123
3. ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน หรือ HFCs เช่น R134a สารทำความเย็นเหล่านี้อยู่ในกลุ่มของฮาโลเจน ซึ่งคือสารที่ประกอบไปด้วยคลอรีน, ฟลูออรีน, โบรมีน, แอสทาทีน หรือไอโอดีน
สารทำความเย็น เช่น ไดคลอโรไดฟลูออโรมีเทน (R-12), โมโนคลอโรไดฟลูออโรมีเทน (R-22) และ R-502 ถูกเรียกว่า สารทำความเย็นปฐมภูมิ เนื่องจากในแต่ละขั้นของการเปลี่ยนแปลงสถานะจะมีการดูดซับหรือคายความร้อนออกจากเนื้อของสลาร
สารทำความเย็นปฐมภูมิ เป็นคำที่ถูกตั้งขึ้น เนื่องจากมีพฤติกรรมที่ตอบสนองโดยตรงต่อพื้นที่หรือสสาร แม้ว่าจะอยู่ภายในระบบปิด สารทำความเย็นสามารถเย็นตัวลงได้ในระบบปิด โดยอาศัยการควบคุมแรงดัน จากนั้นสารทำความเย็นจะดูดซับความร้อนเพื่อให้ได้อุณหภูมิ ณ จะที่ต้องการ แต่ถ้าให้สารทำความเย็นดูดซับความร้อนต่อไป โดยไม่มีการควบคุมแรงดัน แรงดันจะต่ำลงๆ จนกระทั่งถึงจุดเยือกแข็ง สารทำความเย็นทุติยภูมิคือสสาร ซึ่งได้แก่อากาศ, น้ำหรือน้ำเกลือ ซึ่งถูกทำให้เย็นลงจากระบบสารทำความเย็นปฐมภูมิ
สารทำความเย็นถูกแบ่งออกได้หลายกลุ่ม โดยที่ The National Refrigeration Safety Code แบ่งสารทำความเย็นออกเป็น 3 กลุ่ม
กลุ่ม 1 - สารทำความเย็นที่ปลอยภัยที่สุด ได้แก่ R-12, R-22, R-502
กลุ่ม 2 - สารทำความเย็นที่เป็นพิษและบางส่วนติดไฟได้ เช่น R-40 (Methyl Chloride) และ R-764 (Sulfur Dioxide)
กลุ่ม 3 - สารทความเย็นที่ติดไฟได้ เช่น R-170 (Eltane) R-290 (Propane)
R-12 Dichlorideuoromethane (CC12 F12)
ไดคลอโรไดฟลูออโรมีเธน Dichloridefluoro methane มีคุณสมบัติไม่มีสี และไม่กลิ่นที่ความเข้มข้นต่ำกว่า 20 เปอร์เซอร์โดยปริมาตร ในความเข้มข้นที่มีขึ้นจะมีกลิ่นคล้ายกับ Carbon Tetrachloride นอกจากนี้ยังไม่เป็นพิษ ไม่กัดกร่อน ไม่ติดไฟ และมีจุดเดือนที่ -21.7 oF ( -29 oC) ที่ความดันบรรยากาศ รหัสสีของ R-12 คือสีขาว
R-22 Monochlorodiuoromethane (CHCIF2)
โนโมคลอโรไดฟลูออโรมีเธน Monochlorodifluoromethane คือ สารทำความเย็นสังเคราะห์ที่ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับระบบทำความเย็นที่ต้องการ Evaporating Temperature ต่ำๆ โดยสามารถใช้กับตู้เย็นภายในครัวเรื่อนและระบบปรับอากาศ R-22 มีคุณสมบัติไม่เป็นพิษ ไม่กัดกร่อน ไม่ติดไฟ และมีจุดเดือดเท่ากับ -41 oF ที่ความดันบรรยายกาศ R-22 สามารถใช้ได้กับคอมเพรสเซอร์ชนิดโรตารี่ ลูกสูบก้นหอย สกรู หรือนิดหอยโข่ง โดย R-22 นั้นมักจะมีน้ำหรือความชื้นผสมอยู่ด้วยจำนวนหนึ่ง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ Filter drier ในระบบเพื่อขจัดน้ำออกจากสารทำความเย็น รหัสสีของ R-22 คือ สีเขียว
R-502 Refrigerant (CHCIF2/CCIF2CF3)
R-502 คือสารผสมระหว่าง R-22 และ R-115 ในสัดส่วน 48.8 : 51.2 สารทำความเย็นชนิดนี้เป็นสารทำความเย็นผสม (Blend) ซึ่งมีจุดเดือดที่คงที่สูงสุดและจุดเดือนที่คงที่ต่ำสุด แต่จะแสดงพฤติกรรมเป็นสารผสมเนื้อเดียว โดยที่ R-502 มีคุณสมบัติไม่กัดกร่อน ไม่ติดไฟ ไม่เป็นพิษในการใช้งาน และมีจุดเดือนเทากับ -50 oF ที่ความดันบรรยากาศ สารทำความเย็นชนิดนี้สามารถใ้ได้กับคอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบเท่านั้น โดยส่วนใหย๋แล้วจะนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับการแช่แข็งอาหาร เช่น ตู้แช่แบบ walk-in โรงงานแช่แข็ง และแปรรูปอาหารทะเล รหัสสีของ R-502 คือสีม่วงอ่อน
R-134a Tetrauoroethane (CH2FCF3) เตตระฟลูออโรอีเธน
R-134a มีความคล้ายคลังกับ R-22 มากแต่ละแตกต่างกัน R-134a ไม่เป็นอันตรายต่อชั้นโอโซนจึงสามารถใช้แทน R-22 ได้ มีคุณสมบัติคือไม่กัดกร่อน ไม่ติดไฟ และไม่เป็นพิษ มีจุดเดือดเท่ากับ -15 oF ที่ความดันบรรยากาศ โดยทั่วไปจะใช้ในระบบทำความเย็นที่มีอุณหภูมิปานกลาง หรือระบบปรับอากาศ เช่น ระบบปรับอากาศในอาคาร รถยนต์ หรือตู้เย็น รหัสสีของ R-143a คือสีฟ้าอ่อน
สารทำความเย็นชนิดอื่นๆ R-717 Ammonia (NH3) แอมโนเมีย
R-717 เป็นสารทำความเย็นที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม มีจุดเดือดเท่ากับ -28 oF ที่ความดันบรรยากาศ ด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้ R-7171 มักถูกนำไปใช้กันมากในระบบทำความเย็นที่ต้องการอุณหภูมิต่ำกว่า O oC โดยที่ความดันใน evaporator ไม่ต้องต่ำกว่าความดันบรรยากาศ คุณสมบัติโดยทั่วไปของ R-717 คือเป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นฉุน มีความเป็นพิษทำลายระบบประสาท หากสัมผัสกับผิวหนังโดยตรงจะทำให้เกิดแผลไหม้ และมีความสามารถในการติดไฟได้เล็กน้อย รหัสสีของ R-717 คือสีเงิน
R-125 Pentauoroethane (CHCFG) เพนตะฟลูออโรอีเธน
R-125 คือสารผสมที่ถูกใช้ในอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิปานกลาง ซึ่งมีจุดเดือนเท่ากับ -55.3 oF ที่ความดันบรรยากาศ คุณสมบัติ R-125 คือไม่เป็นพิษ ไม่ติดไฟ และไม่กัดกร่อน นอกจากนี้ R-125 สามารถนำไปใช้แทน R-502 ได้อีกด้วย
สารทำความเย็นทั้งหมดที่กล่าวมาต่างมีลักษณะเฉพาะตัว ดังนั้นจึงมีความสำคัญมากในการเลือกใช้ให้ตรงกับความต้องการ หากมีการใช้งานผิดประเภทแล้วสามารถทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลงได้ หรืออาจเกิดปัญหาเกี่ยวกับอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ
ขั้นตอนการเติมสารทำความเย็น
- วัดปริมาณลมภายในห้องให้ได้ตามที่ออกแบบ ถ้าไม่ได้ต้องทำการปรับรอบใหม่
- เดินเครื่องให้ทำงานจนห้องเริ่มมีความเย็นนานประมาณ 30 นาที
- แล้วทำการปรับสารทำความเย็นด้วยขั้นตอนการเติมแบบความเย็นยิ่งยวด
