การออกแบบระบบทำความเย็น เราสามารถเลือกใช้สารทำความเย็น (Refrigerant)ได้หลายชนิด เช่น คลอโรฟลูโอโรคาร์บอน (Chloro fluoro carbon : CFCs) แอมโมเนียไฮโดรคาร์บอน (เช่น โพเพน, อีเทน, เอทิลลีน เป้นต้น) คาร์บอนไดออกไซด์ อากาศ (ภายในระบบปรับอากาศของเครื่องบิน) และน้ำ ดังนั้น วิธีในการเลือกใช้อย่างเหมาะสมจึงขึ้นอยู่กับสภาวะ

เอทิลอีเธอร์ ถูกนำมาใช้เป็นสารทำความเย็นในระบบทำความเย็นแบบไออัดตัวครั้งแรกในเชิงพาณิชย์ในปี ค.ศ.1850 ต่อจากนั้นก็ได้มีการใช้สารทำความเย็นชนิดอื่น เช่น แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ เมทิลคลอไรด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ บิวเทน อีเทน โพรเพน ไอโซบิวเทน แก๊สโซลีนและคลอโรฟลูโอโรคาร์บอนชนิดต่างๆ

อุตสาหกรรมและธุรกิจขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่นิยมใช้แอมโมเนีย แม้ว่าแอมโมเนียจะเป็นพิษ เนื่องจากแอมโมเนียมีข้อดีเมื่อเปรียบเทียบกับสารทำความเย็นชนิดอื่นๆ คือ ราคาถูก ให้ค่าสัมประสิทธิ์สมรรถนะ (COPs) สูงกว่า มีผลทำให้ต้นทุนของพลังงานที่ต้องใช้น้อยกว่า มีสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกส์และความสามารถในการถ่ายโอนความร้อนที่ดีกว่า ทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนสูงกว่า (ทำให้สามารถใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีขนาดเล็กกว่าและราคาที่ถูกกว่าได้) นอกจากนี้ ยังง่ายต่อการตรวจจับเมื่อเกิดการรั่วไหล และยังไม่มีผลเสียหายต่อชั้นโอโซนในบรรยากาศ ข้อเสียหลักของแอมโมเนีย คือ ความเป็นพิษซึ่งทำให้ไม่เหมาะสมในการนำมาใช้ แอมโมเนียนิยมถูกใช้ในระบบทำความเย็นของอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การแช่เย็นผลไม้สด, ผัก, เนื้อ และปลา การแช่เย็นเครื่องดื่ม เช่น เบียร์, ไวน์ และนม การแช่ไอศกรีมและอาหารอื่นๆ การผลิตน้ำแข็ง และระบบทำความเย็นในอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมอื่นๆ เป็นที่น่าสังเกต คือ ในอดีตสารทำความเย็นที่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมเบาและบ้านเรือนมักจะเป็นสารที่มีพิษ เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, เอทิลคลอไรด์ และเมทิลคลอไรด์ ดังนั้น เมื่อเกิดการรั่วไหลขึ้น ก็จะก่อให้เกิดอันตรายขึ้นต่อร่างกายเป็นอย่างมาก เช่นเหตุการณ์ที่เคยเกิดขึ้นในปี ค.ศ.1920 ทำให้ประชาชนเกิดอาการป่วยและเสียชีวิตเป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงได้มีการเรียกร้องให้จำกัดการใช้หรือห้ามใช้สารทำความเย็นเหล่านี้ จึงเป็นผลทำให้มีความจำเป็นต้องมีการพัฒนาสารทำความเย็นที่มีความปลอดภัยมากกว่าเพื่อใช้ภายในบ้านเรือน ดังนั้น บริษัท Frigidaire และ General Motors ได้มีการวิจัยและพัฒนาสารทำความเย็น R-21 ขึ้น ซึ่งเป็นสารทำความเย็นชนิดแรกในกลุ่มของสารทำความเย็นจำพวก CFCs ในปี ค.ศ.1928 จากการพัฒนาสารทำความเย็นจำพวก CFCs มากมายหลายชนิด กลุ่มวิจัยก็ได้พบว่าสารทำความเย็น R-12 เป้นสารทำความเย็นที่เหมาะสมที่สุดที่จะใช้ในเชิงพาณิชย์ และมีการให้ชื่อสารทำความเย็นจำพวก CFCs ทางการค้าว่า Freon การผลิต R-11 และ R-12 ในเชิงพาณิชย์ได้เริ่มขึ้น ในปี ค.ศ.1931 โดยบริษัทร่วมทุนระหว่างบริษัท General Motors และ E.I. du Pont de Nemours and Co., Inc. เนื่องจากสารจำพวก CFCs สามารถใช้ประโยชน์ได้มากมายและมีราคาต้นทุนที่ต่ำทำให้สามารถเลือกสารจำพวก CFCs เป็นสารทำความเย็นได้ นอกจากนี้ CFCs ยังถูกใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมกระป๋องอัดน้ำยาสำหรับฉีด (aerosols) ฉนวนจำพวกโฟม และอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์นั้น สารจำพวก CFCs จะถูกใช้เป็นตัวทำละลายในการทำความสะอาดคอมพิวเตอร์ชิพ



สารทำความเย็น R-11 จะนิยมใช้ในอุปกรณ์ Water chillers ขนาดใหญ่สำหรับระบบปรับอากาศภายในอาคาร รวมไปถึงการล้างระบบหากกรณีคอมเพรสเซอร์ไหม้ขณะใช้งาน นิยมใช้สารทำความเย็น R-11มาล้างคราบสรกปรกจำพวกเขม่าภายในระบบ ส่วนสารทำความเย็น R-12 มักจะถูกใช้ในเครื่องทำความเย็น และเครื่องแช่แข็ง รวมถึงระบบปรับอากาศภายในรถยนต์ ส่วนสารทำความเย็น R-22 จะถูกใช้ในเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนและแบบติดหน้าต่าง, ปั๊มความร้อน ระบบปรับอากาศภายในอาคารร้านค้า และระบบทำความเย็นในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นคู่แข่งที่สำคัญของสารจำพวกแอมโมเนีย ส่วนสารทำความเย็น R-502 (ของผสมระหว่าง R-115 และ R-22) จะใช้เป็นสารทำความเย็นในระบบทำความเย็นภายในร้านค้าต่างๆ เช่น ซุปเปอร์มาร์เก็ต



จากวิกฤตทางด้านโอโซน ทำให้ประชาคมโลกได้ให้ความสนใจกับการใช้สารทำความเย็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารจำพวก CFCs ในอุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศ ในปี ค.ศ.1970 เราได้พบว่าสาร CFCs มีผลทำให้รังสีอัลตราไวโอเรต (UV) เข้ามายังชั้นบรรยากาศของโลกได้มากขึ้น และในขณะเดียวกัน ก็ป้องกันไม่ให้รังสีอินฟาเรตออกจากชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งมีผลทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse effect) ขึ้นและก่อให้เกิดผลที่ตามมาคือ อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น จากสาเหตุเหล่านี้เอง ทำให้หลายประเทศจึงได้มีการสั่งห้ามให้สารจำพวก CFCs โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สาร CFCs ประเภท Fully halogenated (เช่น R-11, R-12, และ R-115) จะทำลายชั้นโอโซนในบรรยากาศได้จำนวนมาก ส่วนสารทำความเย็นประเภท Nonfully halogenated เช่น R-22 จะมีความสามารถในการทำลายโอโซนได้ประมาณ 5% ของ R-12 ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาหาสาร CFCs ที่ไม่ทำลายชั้นโอโซนในบรรยากาศเพื่อป้องกันให้โลกรอดพ้นจากอันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเรตและในขณะเดียวกันก็ไม่ก่อให้เกิดปัญหาปรากฏการณ์เรือนกระจก สารที่ได้พัฒนาและคาดว่าสามารถที่จะมาใช้แทนสารทำความเย็น R-12 คือ สารทำความเย็น R-134a



การปล่อยสารทำความเย็นไปในชั้นบรรยากาศเป็นหนึ่งในสาเหตุที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนและการทำลายชั้น
โอโซน ซึ่งภาครัฐ และเอกชนทั่วโลกได้ตระหนักถึงปัญหาดังกล่าวและกดดันให้อุตสาหกรรมคอมเพรสเซอร์
และระบบปรับอากาศคิดค้นสารทำความเย็นทดแทนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมขึ้น

สารทำความเย็นตัวใหม่หลายชนิดได้ถูกคิดค้นมาเพื่อทดแทนสารทำความเย็นตัวเดิม หรือที่เรียกว่าสารทำ
ความเย็น CFC (R22) แต่ไม่ค่อยประสบความสำเร็จ เนื่องจากแนวโน้มการพัฒนาสารทำความเย็นที่แตกต่าง
กันในแต่ละประเทศของโลกทำให้เกิดสารทำความเย็นทดแทนอีกหลายชนิดในช่วงเวลาต่อมา ซึ่งบางชนิด
เป็นสารผสมที่ไม่เสถียร สารทำความเย็นชนิด H134a เป็นสารทำความเย็นตัวแรกที่นำมาใช้ทดแทนสารทำ
ความเย็นชนิด R22 แต่ไม่เป็นที่ยอมรับทั้งในตลาดผู้บริโภคและการค้า เนื่องจากสารทำความเย็นชนิดนี้มีแรง
ดันต่ำทำให้ต้องใช้คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่เพื่อให้ได้ค่าความเย็นเท่าเดิม ทำให้ต้นทุนของระบบสูง

ในกลางปี 1990 สารทำความเย็นชนิด R407C ได้ถูกออกแบบขึ้น โดยมีค่าการทำความเย็นและแรงดันที่ใกล้
เคียงกับสารทำความเย็นชนิด R22 แต่มีสิ่งท้าทายว่าจะออกแบบอย่างไรให้มีประสิทธิภาพทางพลังงานใน
ระบบเทียบเท่ากับระบบที่ใช้สารทำความเย็นชนิด R22 อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสารทำความเย็นชนิด R407C
จะไม่ใช่สารทำความเย็นในอุดมคติแต่ก็เป็นที่นิยมในตลาดยุโรป คุณสมบัติของสารทำความเย็นชนิดนี้ คือ การ
ไม่ทำลายชั้นโอโซน ช่วยลดภาวะโลกร้อน และสามารถใช้ได้กับระบบที่ใช้สารทำความเย็นชนิด R22 เดิมได้
เพียงแก้ไขแบบเล็กน้อยเท่านั้น ส่วนข้อด้อยของสารทำความเย็นชนิดนี้ คือความไม่เสถียรในบางสถานะของ
สัดส่วนและคุณสมบัติของน้ำยา และประสิทธิภาพที่ลดลงเล็กน้อยจาก R22 อย่างไรก็ตาม ผู้ส่งออกรายใหญ่
หลายรายจากญี่ปุ่นได้ร่วมมือและสนับสนุนที่จะใช้สารทำความเย็นชนิด R407C กับระบบปรับอากาศที่ส่งเข้า
ตลาดยุโรป สำหรับตลาดญี่ปุ่นนั้น ส่วนใหญ่ของตลาดมุ่งไปยังการใช้สารทำความเย็นชนิด R410a แทน

ในปัจจุบัน สารทำความเย็นชนิด R410a ซึ่งมีส่วนประกอบของ fluorocarbon คือสารทำความเย็นล่าสุดที่ถูก
พัฒนาขึ้นเพื่อทดแทนสารทำความเย็นชนิด R22 สารทำความเย็นชนิดนี้เป็นชนิดที่ยอมรับในตลาดผู้ใช้ระบบ
ปรับอากาศทั่วโลก ในกลุ่มประเทศเอเชีย ประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่ใช้สารทำความเย็นชนิดนี้อย่างแพร่
หลาย เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศอื่นๆ ตามมาด้วยประเทศออสเตรเลีย

ในประเทศจีนมีแนวโน้มการพัฒนาสารทำความเย็นทดแทนค่อนข้างช้ากว่าประเทศอื่น เนื่องจากผู้ผลิตใน
ประเทศยังคงนิยมใช้สารทำความเย็นชนิด R22 อยู่ อย่างไรก็ตาม การใช้สารทำความเย็นชนิด R410a จะ
เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในอนาคตจากการบังคับของกฎหมายมาตรฐานประสิทธิภาพทางพลังงาน มากกว่า 5 ปีที่อุตสาหกรรมคอมเพรสเซอร์ทั่วโลกได้หันมาให้ความสนใจ และเปลี่ยนมาใช้สารทำความ
เย็น R410a ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทดแทนสารทำความเย็นชนิดเดิมและอาจพูดได้ว่า สารทำความ
เย็นชนิด R410a นี้เป็นสารทำความเย็นแห่งอนาคต



สารทำความเย็นชนิด R410a เป็นหนึ่งในสารทำความเย็นตระกูล Hydro Fluoro Carbon (HFC) ที่มีส่วน
ช่วยอุตสาหกรรมระบบปรับอากาศให้อยู่รอด ก่อนที่จะมีกฎหมายบังคับเลิกใช้สารทำความเย็นที่ทำลาย
สิ่งแวดล้อมอย่างเด็ดขาดในปี 2010 ข้อแตกต่างที่สารทำความเย็นชนิด R410a ดีกว่าสารทำความเย็น
ชนิดอื่น คือ ไม่ทำลายชั้นโอโซน

ข้อดีของสารทำความเย็นชนิด R410a ได้แก่ มีการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดี มีความเสถียรของสัดส่วนและ
คุณสมบัติ ใช้ปริมาณน้ำยาน้อยลง และช่วยให้ระบบปรับอากาศมีประสิทธิภาพการทำงาน และคุณภาพของเสียง
ที่ดีขึ้น จากทั้งหมดที่กล่าวมา ทำให้สารทำความเย็นชนิด R410a มีข้อเด่นที่ชัดเจนเหนือกว่าสารทำความ
เย็นชนิดอื่นๆ ที่ใช้แทนสารทำความเย็นชนิด R22 ในปัจจุบัน


รายละเอียดสารต่างๆ ที่จัดเป็นสารทำความเย็น