گاز مبرد

مبرد چیست؟

مبرد یا Refrigerant به ماده ای گفته می شود که با جذب حرارت مواد موجود در محیط، تبخیر می شود و پس از آن سعی بر خنک نمودن  فضای اطراف دارد. امروزه مبرد ها بیشترین کارایی را در صنعت کولر سازی و یخچال سازی دارند.  جالب است بدانید در گذشته از گاز  آمونیاک به عنوان مبرد در ساخت یخچال های اولیه استفاده می شد اما به دلیل عوارض بی شمار و ناگوار این گاز، رفته رفته جای خود را به گازهای فریونی داد. ایجاد خفگی درانسان و امکان انفجار از مهمترین عوارض استفاده از گازهای آمونیاکی به عنوان مبرد در صنعت به شمار می رفت .

تاریخچه گاز سرمازا در کولر گازی و اسپیلت

همانطور که در اواسط قرن نوزدهم کولرهای گازی اختراع و روانه بازار شد. اما در آن زمان از اتر به عنوان ماده مبرد استفاده می شد. اما بعد از گذشت مدت زمانی و همینطور ورود اسپیلت ها به بازار از موادی همچون دی اکسید کربن و آمونیاک استفاده شد.

ام با پیشرفت در در علم و فناوری و همینطور گذشت زمان توجه به محیط زیست بیشتر شد و ایمنی محیط هم بیشتر مورد توجه قرار گرفت که به تدریج استفاده از این نوع مبردها به دلیل معایبی همچون مشتعل بودن به همراه دارد و خطرناک است، ممنوع شد.

در سال 1926 میلادی نیز اولین برد کلروفلروکربن توسط Thomas Midgely کشف شده که با نام R22 شناخته شده است که از مزایای این گاز مبرد می توان به هر یک از موارد زیر اشاره کنیم:

• گاز مبرد R22 قابل اشتعال نبوده
• سمی نمی باشد
• دارای راندمان بالاتر نسبت به مبردهای قبلی

در بیان کلی باید بگوییم R22 یکی از قدیمی ترین گاز فریون بوده که در محفظه کمپرسور قرار داشته اما با گذشت زمان گاز مبرد R410 در سیستم های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار گرفت که از ترکیب گازR32 وR125 تشکیل شده است.این گاز برخلاف گاز R22 بسیار سازگار با محیط زیست است و آلودگی به همراه ندارد.

دسته بندی مواد تشکیل دهنده گاز مبرد

1. کلروفلوئوروکربن ها (CFC): از اولین دسته و معروف ترین انواع مبردها بوده که از مهمترین اعضای آن می توان به R11, R12, R113, R114 و R115 اشاره کنیم.
2. هیدرو کلروفلوئوروکربن ها (HCFC): دسته دوم گازهای مبرد بوده که دارای اعضای آن R22 و R123 هستند.
3. هیدروفلئوروکربن ها (HFC): از سومین دسته گازهای مبرد که از R410A, R407C, R404A و R134A تشکیل شده است.
4. دسته چهارم گاز های مبرد طبیعی مانند آمونیاک، کربن دی اکسید و پروپان می باشند.

مواد مبرد روی محیط زیست تاثیراتی بر جای می گذارند که بسته به نوع مبرد تاثیرات آن ها به دو دسته تقسیم می شود:

• پتانسیل تخریب لایه اوزون (ODP)
• پتانسیل گرمایش زمین (GWP)

انواع گازهای مبرد

گاز مبرد R134

• این گاز مبرد جذب رطوبتی فوق العاده ای دارد . از همین رو در فضاهای بسیار مرطوب مورد استفاده قرار می گیرد. 

گاز مبرد R12

• این گاز نیز به منظور رفع و جذب رطوبت محیط مورد استفاده قرارمی گیرد. این گاز به نسبت گاز مبرد  R134  از جاذبه کمتری در رفع هوای مرطوب برخوردار است.

گاز مبرد R290 (پروپان)

• این گاز در ساخت کولر های گازی و صنعت یخچال سازی مورد استفاده قرارمی گیرد.

گاز مبرد R 410 A

این گاز ترکیبی که از R125 و35 R تشکیل شده است در صنعت کولر و یخچال سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

گاز مبرد R 436

این گاز ترکیبی از پروپان و ایزوبوتان است. از مهم ترین ویژگی های این گاز، سنگینی آن در مقایسه با هوا است. همان طور که در بالا ذکر شد، گاز های مبرد بیشترین کارایی را در ساخت کولر های گازی و یخچال ها دارند. از جمله گازهای مورد استفاده در ساخت وسایل سرمایشی می توان به گاز های فریون 22 و فریون 407 و فریون 410 اشاره نمود. در ادامه مزایا و معایب این 3 نوع گاز را با یکدیگر مقایسه خواهیم کرد.

فریون 22

• این گاز بر اساس فرمول های شیمیایی ساخته می شود و برای لایه ازون مضر می باشد.

فریون 407

• این گاز نیز بر اساس فرمول های گیاهی ساخته می شود و با محیط زیست سازگاری مناسبی دارد  اگر چه در مقایسه با فریون 410 از راندمان پایین تری برخوردار است.

فریون 410

• این گاز بر طبق فرمول های گیاهی ساخته می شود و از عملکرد مطلوب و بالایی نیز برخورداراست. لازم به ذکر می باشد که این گاز هیچ گونه ضرر و آسیبی برای محیط زیست ندارد.

از جمله گاز های موجود در شرکت پارسیان گاز می توان به برند GALCO محصول کشور بلژیک با بیش از 20 سال سابقه در تولید گازهای برودتی و انواع سیستم های تهویه مطبوع اشاره کرد که همگی دارای سرتیفیکیت و آنالیزهای شیمیایی از آزمایشگاه های معتبر کشور عزیزمان هستند.

آشنایی با پرکاربردترین گازهای مبرد

از پرکاربردترین گازهای مبرد که بیشترین استفاده را در دستگاه های تهویه دارند می توان به هر یک از موارد زیر اشاره کنیم:

گاز سرمازا R407C

این نوع گاز از ترکیب چند چند هیدروفلوئوروکربن مانند دی فلوئورومتان و پنتا فلوئورو متان تشکیل شده و جایگزینی مناسب بجای گاز R22 می باشد. از مزایای استفاده از این گاز می توان به این مورد اشاره کرد که توانایی کار در سیکلهای دمای متوسط را داشته و در سیستم های تبرید جدید نیز رواج بیشتری داشته اند.

گاز مبرد R134A

این گاز از دو اتم کربن، دو اتم هیدروژن و از چهار اتم فلور تشکیل شده که نام اصلی آن تترافلوئورواتان است و دارای فرمول شیمیایی CF3CH2F است.

گاز R404A

یکی از گازهای مناسب برای جایگزینی گاز R22 بوده که از مزایای این نوع گاز می توان بازده دمای مناسب آن اشاره کنیم. دمای مناسب برای استفاده از این گاز دمایی بین 45- تا 15+ درجه سانتی گراد می باشد. از دیگر ویژگی های گاز مبرد R404A می توان به بی رنگ بودن آن و غیر قابل اشتعال بودن اشاره کرد. همچنین باید بدانید این گاز در اثر تماس مستقیم با پوست مضر می باشد.

گاز مبرد R410A

این گاز ضرری برای لایه ازن نداشته و دلیل آن هم این است که از ترکیب چند هیدروفلئوروکربن تشکیل شده است. از مزایای این گاز می توان به این مورد اشاره کرد که این گاز سرمازا بازدهی بیشتر نسبت به گازها R407C و R22 به همراه خواهد داشت.

همچنین گاز R410A نسبت به گاز R22 گزینه بهتر و مورد توجه تری خواهد بود آن هم به دلیل دارا بودن ظرفیت تبرید و فشار بالاتر برای استفاده در سیستم های تهویه مطبوع، سیستم های تبرید صنعتی و خنک کننده می باشد.

گاز سرمازا R22

یکی از گازهای مورد استفاده که برای لایه ازن هم مضر می باشد، گاز سرمازا R22 است. استفاده از این نوع گاز به دلیل مضر بودن و همچنین با ورود گازهای جدید با ویژگی های بهتر، به طور کامل کنار گذاشته شده است. این نوع گاز در دسته HCFC قرار داشته و دارای کلز می باشد و همین عناصر موجب شده تا برای محیط زیست ضرر داشته باشد.

گاز مبرد طبیعی

گازهای طبیعی شامب گازهایی همچون آمونیاک، کربن دی اکسید و پروپان وبده که قدمتی بیش از 150 سال دارند و دارای عدد ODP صفر. عدد GWP بسیار ناچیز می باشند.

استفاده از گازهای سرمازای طبیعی بازدهی برابر با سیکل های دارای مبرد HFC وHCFC دارد تنها در برخی سیستم ها که از کربن دی اکسید استفاده می نمایند در محیط های گرم کارایی خنک کنندگی دستگاه کاهش یافته و نیاز به تنظیمات اضافی برای افزایش بازدهی دارد.دلیلی که باعث استقبال از این گازها شده است بی خطر بودن آن ها برای محیط زیست است.

جایگزینی مبرد R600a به جای R134a

به تازگی سازمان بهره وری انرژی در میهن عزیزمان، تصمیم بر اجرای تمهیداتی به منظور کاهش مصارف یخچال و فریزرها گرفته است. از همین رو طرح جایگزین نمودن R600a به جای R134a  بر روی کار آمد. همان طور که می دانید این گازها برای محیط زیست مضر هستند و موجب آسیب پذیری لایه اوزون خواهند شد. بدین ترتیب تحقیقات گسترده ای در سازمان بهره وری انرژی انجام شد.

هدف اصلی از انجام این تحقیقات و حمایت از جایگزینی مبرد R600a به جای گاز R134a کاهش مصرف انرژی بود. لازم به ذکر می باشد که این طرح در اغلب کشورهای توسعه یافته و صنعتی نیز اجرا شده است. بر مبنای این طرح مسئولین کشورها موظف هستند به منظور کاهش هرگونه آلاینده های زیست محیطی اقدام نمایند. از همین رو در اکثر این مناطق  مبرد R600a در سیکل تبرید یخچال ها جایگزین شد.

مزایای جایگزینی مبرد R600a

• بر اساس این جایگزینی آلاینده های زیست محیطی به میزان قابل توجهی کاهش می یابند.
• جلوگیری از گرم شدن زمین از دیگر مزایای جایگزینی مبرد R600a می باشد.
• مبرد R600a بازده سیکل تبرید را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
• جالب است بدانید که در پی این  اینجایگزینی، صرفه جویی چشم گیری در انرژی رخ داده است؛ به طوری که ارزش آن به 170 میلیارد ریال در سال می رسد.

ویژگی های یک گاز مبرد استاندارد

از ویژگی های گازهای مبرد استاندارد کخ سیستم های تهویه مطبوع و کولرهای گازی مناسب می باشد می توانیم به هریک از موارد زیر اشاره کنیم:

• سمی نبودن
• پایدار بودن
• خورنده نبودن
• دارای نقطه جوش پایین
• غیر قابل اشتعال و انفجار
• سازگار با محیط زیست
• پایین بودن هزینه نگهداری و خرید
• قابل تشخیص بودن در حالت نشت
• داشتن عدد ODP و GWP پایین

گاز مبرد و ایمنی آن

باید بدانید ماده ای که برای مبرد مورد استفاده قرار می گیرد باید از نظر شیمیایی بی اثر بوده و در هر حالت و نسبت زمانی که با هوا ترکیب می شود سمی و قابل اشتعال نباشند. در بیان کلی باید بگوییم هم در حالت خالص و هم زمانیکه با هر نسبتی با هوا مخلوط شده باشد اشتعال پذیر، منفجر شونده و سمی نیز نباشد.

همچنین هنگام واکنش با روغن یا موادی که در تجهیزات تبرید استفاده شده نباید واکنش بدی داشته باشد.این مبرد باید گونه ای باشد که در صورت نشتی، به مواد موجود در انبار آسیبی نزده و آنها را آلوده نکند.همچنین با رطوبت موجود در سیستم های تبریدی واکنش نامطلوب نداشته باشد.