Facebook Instagram Youtube Twitter

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน | สารทำความเย็นและการนำความร้อน

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน | สารทำความเย็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม พร้อมความสำคัญในกระบวนการนำความร้อนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน | สารทำความเย็นและการนำความร้อน

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน | สารทำความเย็นและการนำความร้อน

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน หรือที่รู้จักกันในชื่อย่อว่า CFC เป็นสารเคมีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะในระบบทำความเย็นและการนำความร้อน CFC ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1930 เพื่อใช้เป็นสารทำความเย็นที่ปลอดภัยแทนสารอันตรายอื่นๆ เช่น แอมโมเนีย

กระบวนการทำความเย็นของ CFC

สารทำความเย็นทำงานโดยการแลกเปลี่ยนความร้อน ระหว่างของเหลวที่กำลังระเหยและสิ่งรอบข้าง โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “วัฏจักรการทำความเย็นของวิลเลียมส์” ที่ประกอบด้วย 4 ขั้นตอนหลักๆ ดังนี้:

  • การบีบอัด (Compression): สารทำความเย็นในสถานะก๊าซจะถูกบีบอัดจนสารมีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น
  • การควบแน่น (Condensation): สารที่มีความดันสูงจะถูกส่งผ่านทางคอนเดนเซอร์ที่ซึ่งมันจะสูญเสียความร้อนและเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว
  • การขยายตัว (Expansion): สารในสถานะของเหลวจะผ่านทางวาล์วขยายตัวทำให้อุณหภูมิและความดันลดลง
  • การระเหย (Evaporation): สารในสถานะของเหลวจะดูดซับความร้อนจากสิ่งรอบข้างและระเหยกลายเป็นก๊าซ

ข้อดีของสาร CFC

  • มีความเสถียรและไม่ไวต่อการระเบิด
  • ไม่มีกลิ่นและไม่เป็นพิษ
  • ง่ายต่อการผลิตและมีราคาถูก

ปัญหาของสาร CFC ต่อละอองอุดมคติ

แม้ว่าสาร CFC จะมีข้อดีมากมายแต่มันก็มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ เมื่อมันถูกปล่อยออกไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ มันจะสลายตัวไปเป็นสารที่สามารถทำให้ชั้นโอโซนถูกทำลายได้ กระบวนการสลายตัวของ CFC ในชั้นบรรยากาศสามารถอธิบายได้ตามสมการเคมีง่ายๆดังนี้:

CFCl3 + UV light → CFCl2 + Cl

อะตอมของคลอรีน (Cl) ที่แยกออกมานั้นสามารถทำปฏิกิริยาเคมีกับโมเลกุลของโอโซน (O3) และสามารถทำให้โอโซนถูกทำลายได้

ทางเลือกแทนสาร CFC

เพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาสารทำความเย็นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เช่น:

  1. ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC): สารนี้ไม่มีคลอรีนจึงไม่ทำลายชั้นโอโซน
  2. ไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFC): เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า CFC แต่ยังคงมีประสิทธิภาพที่ไม่ดีเมื่อเทียบกับ HFC
  3. สารทำความเย็นธรรมชาติ: เช่น แอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งไม่ทำลายชั้นโอโซนแต่ต้องมีการจัดการความปลอดภัยอย่างเข้มงวด

การใช้สารทำความเย็นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนอกจากจะเป็นการรักษาสิ่งแวดล้อมแล้วยังเป็นการประหยัดพลังงานในระยะยาว

สรุป

สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) มีบทบาทสำคัญในวงการอุตสาหกรรมการทำความเย็นและการนำความร้อน แต่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เราจำเป็นต้องหันมาใช้ทางเลือกใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น การพัฒนาสารทำความเย็นที่ไม่ทำลายโอโซนเป็นขั้นตอนสำคัญในการรักษาสมดุลของธรรมชาติและลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ