ประวัติและวิวัฒนาการของการทำความเย็นและการปรับอากาศ

ศ. ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ
ราชบัณฑิต

ประวัติความเป็นมาโดยสังเขปของ การทำความเย็นและการปรับอากาศ ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันและคาดว่าจะเกิดขึ้นในอนาคต เหตุการณ์เริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ.1834 Jacob Perkins ชาวอเมริกันได้ประดิษฐ์เครื่องทำความเย็นแบบอัดไอ ขึ้นเป็นครั้งแรก โดยใช้คอมเพรสเซอร์ แบบมือโยก ต่อมาในปี 1858 Ferdinand’s Carré ชาวฝรั่งเศสได้ประดิษฐ์เครื่องทำความเย็นแบบดูดกลืนขึ้นเป็นครั้งแรก โดยใช้น้ำเป็นตัวดูดซึมและใช้ ammonia เป็นสารทำความเย็น ในปี 1902 Willis Carrier วิศวกรชาวอเมริกันเป็นคนประดิษฐ์ เครื่องปรับอากาศ เป็นเครื่องแรก ซึ่งเป็นต้นแบบของ เครื่องปรับอากาศที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ต่อมาในปี 1913 Fred W. Wolf ชาวอเมริกันได้คิดค้น electric refrigerator ชื่อว่า Domelre สำหรับใช้ในบ้านเป็นเครื่องแรกและเป็นประเภทที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ส่วนในอนาคตมีความเป็นไปได้สูงที่เครื่องทำความเย็นต่าง ๆ จะใช้สารทำความเย็นที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหรือไม่ใช้สารทำความเย็น อาทิ เช่น magnetic refrigerator, thermoacoustic refrigerator และ thermoelectric refrigerator เป็นต้น

ประวัติความเป็นมาของ refrigerants ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันโดยสังเขป เริ่มต้นขึ้นในปี 1834 Jacob Perkins ได้ใช้สาร ethyl ether ใน vapor compression refrigerator ต่อมาในปี 1858 Ferdinand’s Carré ใช้ ammonia ใน absorption refrigerator ในปี 1930 บริษัท G.E. of the United State ได้ใช้ sulfur dioxide ใน household air conditioner และในปี 1930 ได้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงหลายครั้ง จากการรั่วไหลของสารทำความเย็นของระบบ vapor compression refrigerator ซึ่งสารมีความเป็นพิษและติดไฟได้ ดังนั้นการวิจัยจึงได้เริ่มต้นขึ้นเพื่อพัฒนาสารทำความเย็นให้มีอันตรายน้อยลง จนนำไปสู่การค้นพบสาร Freon ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นสารทำความเย็นมาตรฐานสำหรับ refrigerator เกือบทั้งหมด ต่อมาในปี 1974 Roland และคณะ ได้ตีพิมพ์บทความ “the ozone layer depletion phenomenon of specified fluorocarbons” ในวารสาร NATRUE ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นในการควบคุมสาร Freon โดยนักวิทยาศาสตร์พบว่า สาร chlorofluorocarbons (CFC) ใน Freon เป็นสาเหตุสำคัญของการทำลายโอโซน จึงมีความร่วมมือในระดับนานาชาติ เพื่อสร้างมาตรการป้องกันแก้ไขปัญหาการทำลายโอโซน ในปี 1985 ประชาคมโลกร่วมกันจัดทำอนุสัญญาเวียนนา “Vienna convention on the protection of the Ozone layer” ว่าด้วยการป้องกันบรรยากาศชั้นโอโซน ณ กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย ใน 2 ปีต่อมาได้มีการจัดทำพิธีสารมอนทรีออล “Montreal Protocol signed” ว่าด้วยการลดและเลิกการใช้สารทำลายชั้นโอโซน ณ นครมอนทรีออล ประเทศแคนนาดา และในปี 1997 ได้มีการจัดทำพิธีสารโตเกียว “Kyoto Protocol signed” ว่าด้วยการลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก ณ กรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น