Gas lạnh là gì? – xuất xứ ra sao?

Chắc có lẽ ít ai biết được trong máy lạnh khi ta tiêu tốn điện năng đơn thuần thì không thể lấy nhiệt ở sản phẩm có nhiệt độ thấp được, hay nói cách khác chúng ta không thể tạo ra hơi lạnh.

Muốn tạo thành một máy lạnh bắt buộc phải có một chất trung gian giống như hơi nước trong nhà máy điện. Chất trung gian đó gọi là môi chất lạnh hay là gas lạnh.

* Gas lạnh ra đời như thế nào?

Trong những ngày đầu tiên, ngành công nghiệp điều hòa (HVAC – viết tắt của từ Heating Ventilation and Air Conditioning) hầu như chỉ đặt mối quan tâm đến việc tìm ra môi chất có khả năng làm lạnh. Bất kỳ chất nào đáp ứng được nhu cầu đó đều có thể sử dụng (SO2, NH3, CCl4…). Thế nhưng sau một thời gian sử dụng, chúng gặp phải trở ngại do các môi chất này đều độc hại và có khả năng gây cháy nổ. Vào những năm 1930, tác nhân lạnh CFC (có thành phần cấu tạo từ Clo – Flo – Cacbon) được các nhà khoa học nghiên cứu sản xuất. Chúng nhanh chóng được sử dụng rộng rãi do hiệu suất cao, tính an toàn và sự bền vững. Đến những năm 1970, khi các vấn đề về môi trường được quan tâm, các nhà khoa học nhận ra rằng tác nhân lạnh CFC và sau này là HCFC, HFC đã ảnh hưởng đến sự suy giảm tầng ozone của trái đất và biến đổi khí hậu toàn cầu. Trước những tác động đó, 2 nghị định thư đã ra đời nhằm giảm thiểu hậu quả do chúng mang đến.

Lưu ý: Gas lạnh “tái chế” bao gồm các tác nhân lạnh được thu hồi và tái sử dụng hoặc được lưu trữ trong kho, các gas lạnh này được phép sử dụng mà không có sự giới hạn nào. Gas lạnh “mới” là gas lạnh được sản xuất mới hoàn toàn, loại gas lạnh này bị giới hạn sử dụng.

Yếu tố cân bằng: Ảnh hưởng của gas lạnh đến môi trường là rõ ràng. Tuy nhiên, có sự trớ trêu ở đây là các gas lạnh không ảnh hưởng đến tầng ozone thì lại có khả năng gây ra hiệu ứng nhà kính khá cao (Hình 7). Ngoài ra, không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường, khí hậu, gas lạnh còn có thể gián tiếp gây ra những biến đổi khí hậu.

Yếu tố trực tiếp: ảnh hưởng trực tiếp đến tầng ozone và hiện tượng ấm dần lên toàn cầu. Để xem xét đến khả năng gây nguy hại của một gas lạnh người ta dùng 2 hệ số ODP (Ozone Depletion Potential – Khả năng làm suy yếu tầng ozone) và GWP (Global Warming Potential – Khả năng làm nóng trái đất). Ngoài ra, sự rò rỉ và thời gian tồn tại trong khí quyển của các chất này cũng là yếu tố cần được quan tâm. Đối với chỉ số ODP và GWP, các hệ số này càng cao nghĩ là khả năng tác động của gas lạnh đó càng lớn. Thời gian tồn tại trong khí quyển càng lâu thì gas lạnh đó càng ảnh hưởng mạnh đến môi trường. Sự rò rỉ, ngược lại, càng ít thì càng giảm thiểu tác động.

Yếu tố gián tiếp: ở đây chính là hiệu suất của gas lạnh hay nói cách khác là hiệu suất của thiết bị, hệ thống sử dụng gas lạnh, mà ở đây chính là máy lạnh hay hệ thống lạnh mà ta vẫn sử dụng hằng ngày. Các thiết bị hay hệ thống lạnh đều tiêu tốn điện năng để vận hành, nếu hiệu suất của gas lạnh càng cao, ta càng tiêu tốn ít điện năng tiêu thụ. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho cá nhân, doanh nghiệp. Nhìn xa hơn, điện năng tiêu thụ càng ít nghĩa là các nhà máy nhiệt điện giảm công suất hoạt động qua đó giảm lượng khí phát thải vào môi trường. Đa số các khí sinh ra sau quá trình cháy của nhà máy nhiệt điện đều là các khí gây nên hiện tượng nhà kính. Từ những yếu tố trên, việc lựa chọn sử dụng gas lạnh cần dựa trên sự cân bằng. Sự cân bằng đó bao gồm các yếu tố sau:

ODP – Khả năng ảnh hưởng đến tầng ozone
GWP – Khả năng ảnh hưởng đến sự nóng lên toàn cầu
Lượng rò rỉ
Thời gian tồn tại trong khí quyển
* Hiệu suất
Lời kết: Con người hiện đang phải đối mặt với những ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu mà một trong những nguyên nhân gây ra chúng là do gas lạnh. Không chỉ ảnh hưởng đến tầng ozone, gas lạnh còn góp phần gây ra sự ấm dần lên toàn cầu – là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ của khí hậu trong thời gian gần đây. Hầu hết các gas lạnh hiện nay đều không phải là hoàn hảo, do đó cần quan tâm đến sự cân bằng trong việc sử dụng gas lạnh. Bất kỳ gas lạnh nào cũng có thể sử dụng được nếu chúng ta ứng dụng chúng một cách phù hợp. Hãy tham khảo những điều dưới đây để sử dụng và lựa chọn thiết bị lạnh phù hợp hơn. Đối với cá nhân:

Đa số các hãng hiện nay đều có thêm loại tác nhân lạnh (gas lạnh) thân thiện với môi trường (R407C, R410A) và ứng dụng các công nghệ tiên tiến. Do đó ưu tiên chọn lựa các thiết bị hiệu suất cao, tiết kiệm điện nếu đủ khả năng.
Sử dụng các thiết bị điện nói chung và thiết bị lạnh nói riêng một cách hiệu quả nhất:
Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng
Đối với doanh nghiệp:

Hệ thống lạnh gần như chiếm 30 – 40% tiêu thụ điện năng trong tòa nhà. Hãy chắc rằng bạn đang sử dụng một hệ thống tiết kiệm năng lượng.
Quan tâm đến công tác bảo trì, bảo dưỡng cho thiết bị. Thay thế thiết bị cũ hiệu suất kém.
Đối với các công trình mới, hãy quan tâm đến các hệ thống tiết kiệm năng lượng:

Hệ thống thu hồi nhiệt (sử dụng heat wheel, heat recovery)
Hệ thống tích trữ lạnh (ice storage)
Dùng heat pump thay cho lò hơi để cung cấp nước nóng
Tham khảo các hướng dẫn thiết kế “xanh” để có một hệ thống hiệu suất cao
Luôn xem xét đến yếu tố cân bằng của tác nhân lạnh trong đó đặc biệt là hiệu suất của hệ thống lạnh.