แผยแพร่เมื่อ 17 มีนาคม 2566

สาร "ไฮโดรคาร์บอน" หรือ HCs เป็นสารทำความเย็นธรรมชาติ ไม่เป็นพิษ และไม่ทำลายโอโซน ถูกนำมาใช้ครั้งแรกตั้งแต่ปี 1867 และถ้าเรารวมกับสารทำความเย็นอย่าง "แอมโมนีย" แล้ว สารทำความเย็นประเภท HCs ได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุด ก่อนจะมีการนำสารคาร์โรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) มาใช้

สารไฮโดรคาร์บอน ถูกนำมาใช้งานอย่างหลากหลาย เช่น เชื้อเพลิง สารหล่อลื่น พลาสติก สารเคมี หรือเพื่อวัตถุประสงค์ในการเคลื่อนย้ายและพลังงานสถิตย์ และในปัจจุบันได้กลายมาเป็นสารทดแทนสารทำความเย็น

ในด้านสารทำความเย็นนั้น ไฮโดรคาร์บอนสามารถใช้ได้ทั้งในระบบที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งาน เนื่องจากมีความปลอดภัยระดับ A3 ดังนั้นความเข้ากันได้ของน้ำมันหล่อลื่นและมาตรการด้านความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

สารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนที่นิยมใช้กันปัจจุบันได้แก่ :
• R290a (Propane) :

การใช้โพรเพนแทนสารทำความเย็น ได้รับการกล่าวถึงตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 1980 เพื่อทดแทนสารทำความเย็น CFCs และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง R22 (HCFC) และนำมาใช้แทนสารทำความเย็น R134a, R404a ใน แอปพลิเคชั่นบางตัว

R290aเหมาะอย่างยิ่งกับการใช้งานเครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศจำนวนมากทั้งในระบบเชิงพาณิชย์ อุตสาหกรรม ตัวสารเองมีความบริสุทธิ์อย่างน้อย 99.5% และมีสิ่งเจือปน (ความชื้น คาร์โบไฮเดรตไม่อิ่มตัว) ในปริมาณต่ำมาก และยังสามารถใช้ในงานอย่างอุตสาหกรรมภาพยนตร์ใช้โพรเพนเป็นเชื้อเพลิงพลังงานสูงราคาไม่แพงในการสร้างเอฟเฟกต์พิเศษ เช่น การระเบิด

• R600a (Isobutane) :

สารทำความเย็นสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงและปานกลาง เป็นสารทดแทน R134a ในระบบตู้เย็น โดยมีข้อกำหนดให้ใช้สารทำความเย็น R600a ในปริมาณต่ำ คือไม่เกิน 150 กรัมต่อยูนิต ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ทาง EU ยอมรับได้

R600a เป็นที่นิยมใช้เนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำและประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่ดี เข้ากันได้กับน้ำมันหล่อลื่นหลากหลายชนิด เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม เชิงพาณิชย์ ที่หลากหลาย ไอโซบิวเทน หรือ R600a เป็นที่รู้จักในฐานะสารทำความเย็นที่ใช้ในตู้เย็นและตู้แช่แข็ง ไปจนถึงอุตสาหกรรม สเปรย์ฉีดพ่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมี ตู้จ่ายเครื่องดื่ม และเครื่องลดความชื้น

• R1270 (Propylene) :

สามารถใช้เป็นทางเลือกแทน R22 และ R502 ในการทำความเย็นและการปรับอากาศที่อุณหภูมิต่ำและปานกลาง R1270 (Propylene) เป็นไฮโดรคาร์บอนและแม้ว่าจะเป็นสารทำความเย็นที่ไวไฟสูง แต่ก็เป็นสารทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพและมีศักยภาพในการเกิดภาวะโลกร้อน (GWP) ต่ำ ใช้ได้ในระดับอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมทำให้ประหยัดพลังงานได้สูง

• R170 (Ethane) :

เป็นสารทำความเย็นตามธรรมชาติ เหมาะสำหรับใช้ในงานทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำมาก (Very low temp) ทำอุณหภูมิได้ต่ำถึง -80 องศาเซลเซียส อย่างในกลุ่มงาน Medical เช่น chamber ทางการแพทย์ (เป็นสารทำความเย็นสำหรับแช่วัคซีน,เนื้อเยื้อ,ไข่,อสุจิ) ทดแทน R23 และ R508b

• R1150 (Ethylene) :

ใช้สำหรับงาน Ultra-low Temperature หรืออุณหภูมิต่ำพิเศษ สามารถแทนที่ R13 และ R503 ซึ่งใช้ในอุปกรณ์ทำความเย็นแบบแช่แข็ง และอุตสาหกรรมการใช้งานได้อีกหลากหลายประเภทเช่น

สารเคมี : เอทิลีนเป็นวัสดุตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมหลายประเภท ใช้เป็นตัวกลางในอุตสาหกรรมเคมีและสำหรับการผลิตพลาสติก
อาหารและเครื่องดื่ม: ส่วนผสมของเอทิลีน/ไนโตรเจนที่บรรจุในกระบอกสูบใช้เพื่อควบคุมการสุกของผลไม้ โดยใช้ความเข้มข้นแค่ไม่กี่ ppm นอกจากนี้ยังใช้ในการเกษตรเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยฉีดก๊าซเข้าไปในดินโดยตรง
แก้ว : เอทิลีนใช้ในการผลิตกระจกชนิดพิเศษสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ (กระจกรถยนต์)
การแพทย์ : เอทิลีนใช้เป็นยาชา
การแปรรูปโลหะ: เอทิลีนใช้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงออกซิเจนในการตัดโลหะ การเชื่อม และการพ่นด้วยความร้อนความเร็วสูง
การกลั่น : เอทิลีนใช้เป็นสารทำความเย็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานแปรรูปก๊าซธรรมชาติเหลว
ยางและพลาสติก : เอทิลีนใช้ในการสกัดยาง

สารทำความเย็น HCs ที่นิยมใช้กันใน Applications ต่างๆ

• เครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศในครัวเรือน (Domestic Refrigeration and air conditioning) :

ไฮโดรคาร์บอน โดยเฉพาะ R600a ถือเป็นทางเลือกหลักที่ประหยัดพลังงานและคุ้มค่าสำหรับตู้เย็น ในการศึกษาเกี่ยวกับตู้เย็นในครัวเรือน ส่วนผสม R290/R600/R600a เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพ (COP) 14% และประสิทธิภาพการออกพลังงาน 3.43% เมื่อเทียบกับสารทำความเย็น R134a

และเพื่อลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การปรับแต่งการกำหนดค่าให้เหมาะสมเพื่อลดทั้งค่าสารทำความเย็นและการใช้พลังงานในตู้เย็นในประเทศ

สารทำความเย็น R290 (โพรเพน) มีข้อกำหนดมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวดสำหรับระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ จึงเป็นที่นิยมสำหรับหน่วยขนาดเล็ก ระบบปรับอากาศที่ใช้ไฮโดรคาร์บอนมีจำหน่ายทั่วไปสำหรับการใช้งานภายในอาคารที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น เครื่องปรับอากาศขนาดเล็กแบบแยกส่วน หรือ Rooftop ducted systems

ในการศึกษาและวิจัย R290 ถูกใช้แทนแบบดร็อปอินในระบบปรับอากาศในห้อง HCFC-22 โดยมีการเพิ่มตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบดูดของเหลว ระบบนี้ได้รับ COP เพิ่มขึ้น 38% และมีความสามารถในการทำความเย็นเท่ากับเครื่องปรับอากาศรุ่นพื้นฐานที่ใช้สารทำความเย็น R410A

• เครื่องทำความเย็นเชิงพาณิชย์ (Commercial refrigeration) : ในปัจจุบัน HCFC-22, HFC-404A และ HFC-134a ยังคงครองตลาดอุปกรณ์ค้าปลีก หรืออุปกรณ์แช่เย็นขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม การนำสารไฮโดรคาร์บอน เช่น R290a และ R600a มาใช้ในตู้แสดงสินค้าและตู้แช่แข็งค่อยๆ มีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ พร้อมกับการก้าวหน้าเรื่องของเทคโนโลยีการลดประจุไฟฟ้า มีรายงานการใช้พลังงานที่ลดลง 28% เมื่อใช้ R290 ในเครื่องทำความเย็นแบบประตูกระจก เมื่อเทียบกับตู้แช่รุ่นใช้สารทำความเย็น HFC-134a ผลจากการศึกษาประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่าการใช้พลังงานลดลงอย่างมากเมื่อใช้ R290 ในตู้แช่แนวตั้งภายใต้สภาวะการแช่แข็งและการทำความเย็น

• เครื่องปรับอากาศรถยนต์ (Automotive air conditioning) : ด้วยเรื่องความปลอดภัยระดับภูมิภาค การใช้สารทำความเย็นไวไฟในระดับ A3 อย่างสารทำความเย็น HCs ยังไม่ได้มาตรฐานในเครื่องปรับอากาศรถยนต์ และยังเป็นเรื่องผิดกฎหมายอยู่ในหลายประเทศ (ยกเว้นบางรัฐของออสเตรเลีย) ในอนาคตสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนอาจจะสามารถใช้ในระบบใหม่ได้ โดยมีโซลูชั่นเงื่อนไขด้านความปลอดภัยที่เพิ่มเข้ามา เช่น การแนะนำวงจรทุติยภูมิที่ช่วยให้สามารถแยกสารทำความเย็นที่ติดไฟได้ออกจากพื้นที่ว่าง เป็นต้น

• การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำมาก (Ultra-low temperature applications) : R170 (อีเทน) และ R1150 (เอทิลีน) เป็นสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนชนิดเดียวที่มีจุดเดือดปกติ เหมาะสำหรับการทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำมาก (ต่ำกว่า -50°C) เหมาะสำหรับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่นเดียวกับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกับสารทำความเย็นอื่นๆ ที่เลือกใช้ R170 มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแง่ของ COP แต่ไม่ใช่ในแง่ของความสามารถในการทำความเย็นเชิงปริมาตร การศึกษาอื่นๆ พบว่ามีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแง่ของ COP ความสามารถในการทำความเย็น และลดการใช้ไฟฟ้า

• ปั๊มความร้อน (Heat pump applications) : ในปั๊มความร้อนความจุขนาดใหญ่ การใช้ไฮโดรคาร์บอนจะถูกจำกัดโดยประจุสูงสุด 500 กรัม ดังนั้นสารทำความเย็นรุ่นใหม่ที่มี GWP ต่ำอย่าง HFO จึงเหมาะสมกว่า อย่างไรก็ตาม สำหรับระบบความจุขนาดเล็กและขนาดกลาง ปั๊มความร้อนอัดที่ใช้สารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนมีศักยภาพที่ดีในการพัฒนาในการใช้งานเชิงพาณิชย์

ตามรายงานการประเมิน การติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนประจุต่ำที่ใช้ R290 มีการเติบโตอย่างรวดเร็วในอุปกรณ์สำหรับเครื่องทำน้ำร้อน ซึ่งก็ยังข้อจำกัดด้านความปลอดภัยที่อนุญาตให้ใช้งานได้ เมื่ออุณหภูมิของแหล่งความร้อนอยู่ในช่วงตั้งแต่ 40°C ถึง 80°C และอุณหภูมิขาออกในช่วงตั้งแต่ 80°C ถึง 120°C, R600a รวมถึงสารทำความเย็นอย่าง HFO-1234ze เป็นสารทำความเย็นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานปั๊มความร้อนที่อุณหภูมิปานกลางและสูง

โดย R600a สามารถให้อุณหภูมิเอาต์พุตที่สูงขึ้นถึง 135°C โดยมี COP ระหว่าง 1.9 ถึง 7.0 สำหรับอุณหภูมิเอาต์พุตต่ำกว่า 70°C R290 เป็นตัวเลือกที่ดีมากกว่า โดยมีค่า COP อยู่ในช่วง 1.3–6.0

**• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอน **
สารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนเป็นทางเลือกที่ประหยัดพลังงานแทนสาร HFC เมื่อใช้ไฮโดรคาร์บอน มีรายงานว่า มีการประหยัดพลังงานตั้งแต่ 4.4 ถึง 18.7% เมื่อเทียบกับ HFC-134a และจาก 2.65 ถึง 13.5% เมื่อเทียบกับ HCFC-22 การศึกษาต่างๆ ได้รายงานการลดลงของประจุสารทำความเย็นที่มีไฮโดรคาร์บอน 40–56% เมื่อเทียบกับ HFC-134a และลดลง 12.9–58% เมื่อเทียบกับ HCFC-22 เป็นเพราะความหนาแน่นของไฮโดรคาร์บอนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ HFCs

ประจุสารทำความเย็นที่ต่ำกว่าช่วยลดการใช้สารทำความเย็น และส่งผลให้ลดการปล่อย CO2-eq ที่เป็นไปได้ระหว่างการรั่วไหลและเมื่อหมดอายุการใช้งาน

ข้อดี/ข้อเสีย ของสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอน (HCs)

• ความปลอดภัยและการรักษาความปลอดภัย ไฮโดรคาร์บอนจะมีประโยชน์ทั้งในด้านประสิทธิภาพ และการลดใช้พลังงาน เมื่อใช้อย่างมีความรับผิดชอบ เพื่อความปลอดภัย การใช้งานไฮโดรคาร์บอนอยู่ภายใต้กฎและข้อบังคับระหว่างประเทศ ระดับชาติ และระดับภูมิภาคต่างๆ เนื่องจากสารทำความเย็น HCs มีความปลอดภัยในระดับ A3 แม้ไม่เป็นพิษ แต่ก็มีความเสี่ยงจากการระเบิดของไฮโดรคาร์บอน หากความเข้มข้นอยู่ระหว่างขีดจำกัด ระดับบนและล่างที่ติดไฟได้ (LFL/UFL)

มาตรการความปลอดภัยที่จำเป็นและการออกแบบระบบขึ้นอยู่กับค่าสารทำความเย็น โดยทั่วไป ควรหลีกเลี่ยงการมีแหล่งกำเนิดประกายไฟภายในอุตสาหกรรม งานติดตั้งและบำรุงรักษาต้องได้รับการดำเนินการโดยบุคคลที่ได้รับอนุญาตและได้รับการรับรอง สำหรับการติดตั้งและบำรุงรักษาระบบทำความเย็นด้วยสารทำความเย็นที่ติดไฟได้เท่านั้น

• ทำไมต้องเปลี่ยนเป็นสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอน ?

• กฎใหม่ของ EPA ตลาดผู้ผลิตการทำความเย็นระดับโลก จะช่วยเปลี่ยนให้อุตสาหกรรมทั้งหมดเปลี่ยนรูปแบบการผลิตไปสู่รูปแบบ HC
• ตั้งแต่ปี 1993 ตู้เย็นระบายความร้อนด้วยไฮโดรคาร์บอนกว่า 600 ล้านเครื่องได้รับการจำหน่ายทั่วโลกโดยผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ชั้นนำ
• อย่างน้อย 40 % ของการผลิตตู้เย็นในครัวเรือนทั่วโลกในปัจจุบันใช้สารไฮโดรคาร์บอนแทนสาร HFC

นั่นหมายความว่า..
• ขนาดประจุสารทำความเย็นลดลง 45-60%
• ลดการใช้พลังงานได้ถึง 15%
• ไม่มีส่วนผสมของฟลูออรีนหรือคลอรีน
• อายุในชั้นบรรยากาศของสาร HCs สั้นแค่ประมาณ 2 สัปดาห์
• Hcs เป็นสารทำความเย็นที่มีฤทธิ์รุนแรงน้อยลง สามารถช่วยยืดอายุของระบบทำความเย็นได้
• ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารทำความเย็นที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
• ศักยภาพการทำลายโอโซนเป็นศูนย์

หากคุณสนใจสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอน จากแบรนด์คุณภาพ การันตีทั้งในเรื่องประสิทธิภาพและความปลอดภัย หรืออุปกรณ์การทำความเย็น และน้ำยาแอร์ประเภทอื่นๆ

ปรึกษาเราได้ที่
Line id : @Colder
✉ Email : kantawan.coldersolution@gmail.com