گاز مبرد چیست؟

گاز مبرد چیست؟

گاز مبرد یا Refrigerant، ماده‌ای است که در سیستم‌های برودتی مانند کولرهای خودرو، یخچال و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود. در فرآیند تبرید یا خنکسازی، مبرد گرمای موجود را از یک محیط جذب کرده و آن را به محیط دیگر منتقل یا آزاد می‌کند. در این فرآیندها از تغییرات فاز در ترمودینامیک استفاده می‌کنند، مانند تبدیل از حالت مایع به گاز و برعکس. در سیستم‌های تبرید تراکمی بخار، از مبردها برای کاهش دما در قسمت‌های مختلف استفاده می‌شود.
در تولید مبردهای استفاده شده در سیستم‌های تبرید، از عناصری مانند کربن، نیتروژن، گوگرد، هیدروژن، و فلوئور استفاده می‌شود. به دلیل حساسیت‌های مرتبط با تخریب لایه اوزون، استفاده از عناصری مانند کلر و برم در محصولات جدید مصرفی کاهش یافته است.

گازهای مبرد مهمترین عناصر در سیستم تبرید تراکمی، که متداول‌ترین سیستم برای تولید سرمایش در چیلر، سردخانه، و یخچال‌های خانگیست، هستند. این گازها به صورت مایع یا گاز به کار می‌روند و نقش بسیار حیاتی در عملکرد و کارایی سیستم‌های سرمایشی دارند، از جمله انتقال حرارت و انجام فرآیندهای سرمایش و یخ‌زدایی.
مبردها، از جمله فریون، در دستگاه‌های مختلف مانند سیستم‌های تهویه مطبوع، تهویه هوا، یخچال‌های صنعتی و خانگی استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از گاز مبرد وجود دارد، از جمله CFC، HCFC و HFC .

تاریخچه پیدایش گاز مبرد

تکامل تاریخی مبردها یک داستان جذاب است که نمایان‌گر پیشرفت‌های تکنولوژی، نگرانی‌های زیست‌محیطی، و تلاش برای یافتن راه‌حل‌های تبرید و سرمایش کارآمد و ایمن است. در سال 1756، دکتر ویلیام کالن، پزشک و پروفسور اسکاتلندی، مقالاتی در مورد سرمای تولید شده توسط مایعات تبخیری و روش‌های تولید سرما، منتشر کرد. در سال 1758، بنیامین فرانکلین و جان هدلی، تاثیر خنک‌کننده بر برخی از مایعات در حال تبخیر را مورد آزمایش قرار دادند.

این آزمایشات منجر به این کشف شد که گرما از طریق فشرده کردن گازهایی مانند آمونیاک و تبدیل آن به مایع، جذب می‌شود. در نهایت، کارل فون لیندن در سال 1876 فرآیند مایع‌سازی گاز را ایجاد کرد، که پایه‌گذار تولید گاز مبرد مدرن و کارآمد شد.
اما تاریخچه تولید گازهای CFC به قرن بیستم برمی‌گردد. در آن دوره، برای نخستین بار گاز CFC در واحد صنعتی تولید و به عنوان خنک کننده در سیستم‌های سرمایشی استفاده شد. اما گازی که اولین بار تولید شده بود، خاصیت انفجاری داشت و مشکلاتی ایجاد می‌کرد. تا اینکه در سال 1926، Thomas Midgely اولین مبرد CFC یا کلروفلوروکربن را با نام تجاری R22 کشف کرد. R22 نسبت به مبردهای قبلی دارای کارایی بالاتر، غیرسمی، و غیرقابل اشتعال بود. از سال 1931، این گاز در سیستم‌های تبریدی استفاده می‌شود و به عنوان قدیمی‌ترین گاز فریون در کمپرسورهای اسپلیت شناخته می‌شود.
هنگامی که مسئله گرمایش زمین به مرکز توجه جهانی تبدیل شد، گازهای مبرد در قرارداد وین به عنوان عامل اصلی در آسیب‌های به لایۀ اوزون مطرح شدند. این قرارداد استفاده از فریون‌ها را محدود کرد و تصمیم گرفت که در طول زمان از چرخه تولید حذف شوند.با این وجود، در کشورهای در حال توسعه، هنوز از گاز مبرد در تولید یخچال‌های خانگی، وسایل سرمایشی و حتی سردخانه‌های صنعتی استفاده می‌شود. دلیل اصلی انتخاب این مبردها، دسترسی آسان و قیمت مناسب آن‌ها است.

بیشتر بخوانید : طراحی و ساخت سردخانه صنعتی بزرگ

روند توسعه تبرید و گاز مبرد بطور خلاصه عبارت است از:

• قبل از قرن 19: متداول بودن روش‌های طبیعی مانند برداشت یخ، تبخیر آب سرد و ذخیره‌سازی زیرزمینی برای سرمایش .
• اوایل قرن 19: توصعه مایع سازی گازها و معرفی پایه های تبرید مدرن با آزمایش های متعدد.
• اواخر قرن 19: اولین ترکیبات شیمیایی به عنوان مبردها مانند متیل کلرید، دی‌اکسید گوگرد و آمونیاک .
• اواخر 19 تا اوایل قرن 20: نگرانی های ایمنی بخاطر استفاده از مبردهای سمی یا قابل و تحقیقات برای پیدا کردن مبردهای جایگزین و ایمن‌تر .
• اوایل قرن 20 در دهه ۱۹۲۰: معرفیکلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) و انقلاب در تبرید و تهویه مطبوع.
• اواسط قرن 20: استفاده گسترده از CFCs در تبرید، تهویه مطبوع بدلیل خواص عالی آنها.

وظایف و خصوصیات گاز مبرد

در سیستم‌های تبرید، گاز مبرد باید ضد اشتعال، با قابلیت خوب جذب و دفع حرارت و کارکردی پایدار و طولانی داشته باشد. همچنین تاثیر مخرب بر محیط زیست نداشته باشد. مانند گروه‌های خونی مختلف در انسان، سیستم‌های تبرید نیز بر اساس کاربرد و نوع کمپرسور از گاز مبرد مخصوص به خود استفاده می‌کنند.

گاز مبرد، یا همان ماده با درجه جوش کم، در هنگام تبدیل از حالت مایع به گاز، تأثیرات یخ‌زدایی قوی دارد. از نظر علمی، گاز مبرد ماده‌ای است که با جذب حرارت از محیط، آن را خنک و خود تبخیر می شود.

بیشتر بخوانید : نکات مهم خرید یخچال صنعتی

وظایف اصلی گاز مبرد در سیستم‌های تبرید و سردخانه

• جذب و دفع حرارت: در دمای مجاز، گاز مبرد باید به خوبی حرارت را جذب و دفع کند.
• پایداری در کارکرد: زمان کارکرد گاز مبرد باید پایدار و طولانی باشد.
• ویژگی‌های ایمنی: با توجه به احتمال نشتی در سیستم‌های تبرید، گاز مبرد باید ضد اشتعال، ضد سمی و ایمن برای محیط زیست باشد.

مطالعه و درک دقیق از خواص مبردها می‌تواند به ایجاد یک سیستم تبرید پایدار و کارآمد کمک کند، از جمله خواص ترمودینامیکی، ویژگی‌های شیمیایی و توانمندی‌های کاربردی هر مبرد.

خصوصیات ترمودینامیکی گاز مبرد

موارد مهمی مانند توابع فشار و دما، و همچنین ظرفیت انتقال حرارت، از جمله خصوصیات ترمودینامیکی کلیدی مبردها هستند.
انواع مبردها در محدوده‌های خاصی از فشار و دما عمل می‌کنند، که برای عملکرد بهینه سیستم‌های برودتی این موضوع بسیار اهمیت دارد که گاز مبرد مناسب برای محدوده عملیاتی خود انتخاب کنید. ظرفیت انتقال حرارت مبردها متفاوت است و بر راندمان کلی سیستم تأثیر می‌گذارد. این ظرفیت در فرآیندهای تبخیر و تقطیر نقش مهمی ایفا می‌کند.

خصوصیات شیمیایی گاز مبرد

ثبات شیمیایی و سازگاری با مواد دیگر در سیستم از جمله خصوصیات شیمیایی مهم هستند. این خصوصیات می‌توانند تأثیر بسزایی در پایداری و عمر مفید سیستم داشته باشند.

تناسب گاز مبرد با کاربری

انتخاب مبرد باید با شرایط عملیاتی سیستم از نظر راندمان و ایمنی مطابقت داشته باشد. برای سیستم‌های کوچک، استفاده از گاز مبرد به دلایل ایمنی و فنی توصیه می‌شود، در حالی که برای سیستم‌های صنعتی نیاز به رویکردهای مختلفی وجود دارد.

ویژگی‌های مهم گاز مبرد

 سلامت محیطی:

• خالص و غیرسمی باشد.
• برای اطمینان از ایمنی، باید غیر قابل اشتعال و انفجار باشد.
• نباید باعث اکسیداسیون شود و محصولات ناخواسته تولید کند.

اثربخشی در کارکرد:

• در صورت نشت، گاز مبرد باید به راحتی قابل شناسایی باشد.
• بین حالت مایع و بخار، تفاوت فشار کمی وجود داشته باشد.
• نباید بر روی قطعات کوروزیونی اثر بگذارد.
• با روغن کمپرسور تداخل نداشته باشد.

پایداری و عملکرد:

• دارای حرارت نهان مناسب برای تبخیر یکنواخت باشد.
• ترکیب شیمیایی مناسبی داشته باشد تا در صورت نشت، محصولات را آلوده نکند.
• نباید باعث فرسایش سیم پیچ موتور شود.

موارد مخصوص به کاربرد:

• مطابق با نیازهای مخصوص صنعت یخسازی و سردخانه‌ها باشد.
• ویژگی‌هایی مانند پایداری بالا و عدم داشتن هادی الکتریسیته را داشته باشد.

 ویژگی‌های استاندارد:

• باید دارای عدم اشتعال، نقطه جوش پایین، و تطابق با استانداردهای محیط زیستی باشد.
• معیارهای ODP و GWP نیز باید در حد پایینی باشند.

عملکرد گاز مبرد در سیکل تبرید تراکمی

عملکرد سیستم‌های تهویه مطبوع با استفاده از گاز مبرد:

در سیستم‌های تهویه مطبوع با روش سیستم انبساط مستقیم (DX)، مبرد در داخل کویل‌های مسی حضور دارد. در این سیستم، گاز مبرد گرما را از هوای داخلی جذب می‌کند و از گاز به مایع تبدیل می‌شود. فن‌ها، هوای گرم را روی کویل‌ها می‌دهند تا آن را خنک کنند و مبرد را دوباره به گاز تبدیل کنند. سپس، یک فن دیگر، هوای خنک حاصله را در ساختمان پخش می‌کند.

بیشتر بخوانید : نکات مهم خرید فریزر صنعتی

اجزای اصلی یک سیستم برودتی:

• کمپرسور (Compressor): به عنوان قلب سیکل تبرید، فشار مبرد و دما را افزایش می دهد.
• کندانسور (Condenser): مبرد گازی در این قسمت تبدیل به مایع شده و گرمای خود را از دست می‌دهد.
• شیرانبساط (Expansion Valve): مبرد در این قسمت دچارکاهش فشار و دما تبدیل می‌شود.
• اواپراتور (Evaporator): مایع مبرد در اواپراتور تبخیر شده و دوباره به گاز تبدیل می‌شود.

در نهایت، مبرد به کمپرسور برمی‌گردد و چرخه تبرید را تکرار می‌کند.

کاربردهای گاز مبرد در صنایع

مبردها در گستره وسیعی از صنایع، از جمله غذایی، خودروسازی، سیستم‌های تهویه مطبوع، داروسازی و آشپزخانه‌های صنعتی به کار می روند. علاوه بر این، بسیاری از سیستم‌های خنکسازی و تبرید از مبردها استفاده می کنند. این موارد شامل:

• انواع یخسازهای صنعتی (مانند یخساز پولکی، حبه‌ای، قالبی و پودری)
• سردخانه‌ها (از جمله سردخانه‌های زیرصفر و کانکسی)
• آبسردکن‌های صنعتی
• یخچال‌ها و فریزرهای رستورانی
• چیلرها

انواع گاز مبرد

در بازار سرمایش و یخچال‌سازی، انواع مختلفی از گاز مبرد موجود است. برخی از این گازها شامل:

1. گاز مبرد فلوروکربن‌ (CFCs)

کلروفلوئوروکربن با نام تجاری فریون و با عنوان مبردهای (CFC) شناخته می شوند .این نوع گاز مبرد از ترکیبات کلر، کربن و فلور تشکیل شده‌ و به عنوان نسل اولیه محسوب می‌شوند.

این مبردها در دهه 30 میلادی توسعه یافته و در آن زمان به عنوان مواد غیر سمی، غیر قابل اشتعال و خنثی شناخته می‌شدند باعث از بین رفتن لایه اوزون شده و اثرات گلخانه‌ای قوی دارند، بنابراین در پروتکل مونترال ممنوع اعلام شده‌اند. از جمله ی این مبردها می توان از R11، R12، R113، R114 و R115 نام برد .
پیش از استفاده از گاز مبرد، سیستم‌های خنک کننده هوا از مواد سمی و قابل اشتعالی استفاده می‌کردند، مانند دی‌اکسید گوگرد یا آمونیاک.

با اختراع فریون، مواد خنک کننده اقتصادی‌تر، غیر واکنش‌پذیر و کم‌سم تولید شدند. این مواد با مزایایی از قبیل جذب گرمای عالی، عدم آتش‌سوزی و سمیت کم، در ابزارهای مختلف مانند کولر گازی، یخچال، سیستم‌های تهویه و سایر دستگاه‌های خنک کننده استفاده می‌شوند.
پس از انتشار مولکول‌های CFC در هوا و ورود آنها به استراتوسفر، تحت تاثیر اشعه ماوراء بنفش، اتم‌های کلر تقسیم می‌شوند. این اتم‌های تقسیم‌شده با مولکول‌های ازن نزدیک خود واکنش می‌دهند، و این واکنش منجر به ایجاد یک زنجیره آسیب‌زا و مخرب می‌شود.

هر مولکول تولید شده می‌تواند منجر به تخریب لایه اوزون شود، که این تخریب باعث شیوع بیماری‌هایی مانند سرطان پوست و سوختگی‌های شدید می‌شود و به تخریب اکوسیستم و برهم‌خوردن چرخه‌های طبیعی زندگی می انجامد.

2. گاز مبرد هیدروکلروفلوئورکربن (HCFC):

گروه مبردهای جدید نسبت به CFCها کمترین تهدیدی برای محیط زیست دارند، اما همچنان به عنوان مواد مخرب لایه اوزون توسط سازمان جهانی محیط زیست شناخته شده‌اند. مبرد معروف از این گروه، R22 است که همچنان در ایران استفاده می‌شود.

با توجه به اعلام سازمان جهانی محیط زیست، تولید R22 در سال 2020 متوقف شده است. این مبردها، نسل دوم مبردهای فریونی هستند، که ترکیب شیمیایی آن‌ها از اتم‌های کلر، کربن، فلوئور و هیدروژن تشکیل شده است.

با وجود کاهش تا 90 درصدی تاثیرات منفی نسبت به CFCها، وجود عنصر کلر در این مبردها باعث شده تا از سیستم‌های سرمایشی در کشورهای پیشرفته حذف شوند.با این وجود، در کشورهای در حال توسعه مانند ایران، استفاده از مبردهایی از این نوع، به ویژه R22، همچنان رونق دارد.

3. گاز مبرد هیدروفلوروکربن‌ (HFCs)

گاز مبرد HFC به دلیل عدم تاثیر بر لایه اوزون، به عنوان جایگزین مناسبی برای CFC و HCFC است. این گازها عمدتاً در یخچال‌ها و تجهیزات خانگی استفاده می‌شوند. مبردهای HFC به دلیل عدم حضور کلر، به لایه اوزون آسیبی وارد نمی‌کنند و به طور کلی گازهای گلخانه‌ای غیر مضر برای لایه اوزون محسوب می‌شوند. گاز R134a یکی از نمونه‌های معروف این دسته است.
محصولاتی چون R134a، ترکیبات R404A، R407c و R410A از پرکاربردترین انواع مبردهای HFC هستند. این مبردها عمدتاً در تجهیزاتی مانند کولرهای گازی، یخسازهای صنعتی، یخچال‌ها و فریزرها استفاده می‌شوند.

4. گاز مبرد هیدروکربن‌ فلوئورینه (HFOs)

گازهای مبرد HFOs به عنوان یک جایگزین پایدارتر برای HFCs مطرح شده‌اند و در نسل جدید گازهای مبرد قرار دارند. این گازها کمترین تاثیر منفی بر محیط زیست را دارند و به عنوان گزینه‌ای پایدارتر در صنعت سرمایش معرفی شده‌اند.

تاثیرات محیطی و اقتصادی گاز مبرد

استفاده از گاز مبرد ناسالم و غیرمجاز بر محیط زیست و اقتصاد تاثیرات جدی می‌گذارد. این تاثیرات شامل موارد زیر است:

1. خرابی لایه اوزون: گازهای مبرد ناسالم مانند CFCها لایه ازون را تخریب می‌کنند. لایه اوزون نور خورشید را جذب کرده و از اشعه فرابنفش مضر جلوگیری می‌کند. خرابی این لایه می‌تواند منجر به بروز بیماری‌های پوستی، سرطان پوست و اختلال در جریان اکوسیستم‌ها شود.
2. افزایش گرمایش جهانی: گازهای مبرد ناسالم می‌توانند به افزایش گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی منجر شوند، که این تغییرات باعث افزایش دمای میانگین زمین، ذوب یخچال‌ها و کاهش تنوع زیستی می‌شود.
3. آلودگی هوا و آب: استفاده از گازهای مبرد ناسالم می‌تواند به آلودگی هوا و آب منجر شود. در صورت رها شدن این گازها به جو زمین، باعث ایجاد اثر گلخانه‌ای و تشدید مشکلات آلودگی هوا می‌شوند. همچنین، در صورت نشت این گازها ، می‌توانند به آب‌های زیرزمینی و سطحی نفوذ کرده و آنها را آلوده کنند.

تعریف دو معیار ODP و GWP

برای ارزیابی تأثیرات زیست محیطی مبردها، دو پارامتر اساسی به نام‌های توانایی تخریب لایه اوزون (ODP) و توانایی گرمایش زمین (GWP) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

توانایی تخریب لایه اوزون (ODP) به توانایی یک ماده در کاهش لایه اوزون نسبت به CFC11 اشاره دارد. مقادیر ODP بین صفر و 1 متغیر است. هر چه این مقدار به 1 نزدیک‌تر باشد، تأثیرات آن بر لایه اوزون بیشتر است. مبرد CFC11 با ODP 1 به عنوان مرجع مورد بررسی قرار می‌گیرد.

توانایی گرمایش زمین (GWP) به توانایی یک ماده در انتقال گرما در جو زمین نسبت به دی اکسید کربن اشاره دارد. این مقدار از صفر شروع شده و محدودیت بالایی ندارد. GWP برای بازه‌های زمانی مختلف، مانند 20 و 100 ساله، اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، GWP برای CFC11 در بازه 100 ساله 4250، برای گاز مبرد HFC در بازه 20 ساله 1640 و برای پنتان کمتر از 5 است. معیار GWP با دی اکسید کربن مقایسه می‌شود.

بیشتر بخوانید : تعمیر و نگه داری یخچال و فریزر صنعتی

گاز مبرد طبیعی

مبردهای طبیعی، به عنوان عناصری که به طور طبیعی در محیط زنده وجود دارند و توسط انسان تولید نمی‌شوند، شناخته می‌شوند. مبردهای طبیعی به دلیل خصوصیات محیط زیستی مثبت و کم هزینه‌ای که دارند، بسیار مناسب برای استفاده در سیستم‌های تبرید هستند. این موارد را می‌توان به شرح زیر دسته‌بندی کرد:

• هوا: یک مبرد طبیعی که در تولید دستگاه‌های تبرید به عنوان یکی از گازهای اصلی استفاده می‌شود.
• آب: یکی از مهم‌ترین مبردهای طبیعی که برای سیستم‌های تبرید و گرمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• آمونیاک: یک مبرد طبیعی با کارایی بالا که برای سیستم‌های تبرید صنعتی استفاده می‌شود.
• دی اکسید کربن: یک مبرد طبیعی که در برخی سیستم‌های تبرید و گرمایش کوچک استفاده می‌شود.
• هیدروکربن: از جمله مبردهای طبیعی که در برخی سیستم‌های تبرید و گرمایش کاربرد دارد.

پرکاربردترین گاز مبرد

1. گاز مبرد R22 :

مبرد R22 یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین مبردها در سیستم‌های تهویه مطبوع است. با نقطه جوش پایین(حدود 41 درجه سانتی گراد) در سیستم‌های با دمای پایین مانند فریزرهای خانگی و موارد صنعتی استفاده می‌شود. این ماده مزایایی مانند ویژگی‌های غیرسمی و غیرقابل اشتعال بودن دارد، اما به دلیل تعلق به گروه HCFC و تاثیرات زیست‌محیطی منفی، در حال حذف شدن است.

برای جایگزین می‌توان از مبردهای R407c، R134a و … استفاده کرد. گاز مبرد R22، با تاریخچه‌ی طولانی در صنعت، پس از ممنوعیت CFCها، جای خود را در سیستم‌های با ظرفیت پایین و تهویه مطبوع خانگی بدست آورد. با وجود ممنوعیت، به خصوص در کشورهای در حال توسعه، همچنان استفاده می‌شود.

گاز R22 در کپسول‌های سبز با وزن 13.5 کیلوگرم و وزن‌های بالاتر وجود دارد. قیمت آن بستگی به کشور و تولیدکننده دارد. گاز R22 با کمپرسورهای معتبر مانند بیتزر، کوپلند، دانفوس و کمپرسور روتاری پاناسونیک سازگار است و با روغن‌های MO و AB مناسب است.

2. گاز مبرد R410a :

گاز R410a یک گاز HFC است و ترکیبی از گازهای R32 و R125 ، هر کدام به نسبت 50 درصد است. با فشار کاری 60 درصد بالاتر از R22، در سیستم‌های تهویه مطبوع کار می‌کند و به صورت 11.3 کیلوگرمی در کپسول‌های صورتی یا گلی عرضه می‌شود.

با افزایش قیمت نسبت به R22 و فشار کاری بالاتر، تنها در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به دلیل عملکرد بهتر و عدم تاثیر منفی بر لایه اوزون مورد توجه استو در کولرهای گازی، چیلرها و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود.

3. گاز مبرد R134a :

گاز R134a یکی از پرکاربردترین گازهای HFC است و به عنوان جایگزین مناسب برای گازهای مخرب طبیعت که در گذشته استفاده می‌شدند، شناخته می‌شود.

مانند گاز R12، این گاز بی‌رنگ و غیرسمی است. اغلب در کپسول‌های 13.5 کیلوگرم با رنگ سبز تیره یا آبی عرضه می‌شود. همچنین وزن‌های بالاتر نیز در بشکه‌های 450 و 790 کیلوگرمی موجود است.

قیمت گاز مبرد R134a در برندهای معتبر تولید‌کننده مانند ایسکون، هانیول، مکزیکم، فروژن قابل استعلام است. این گاز با روغن‌های POE و PAG سازگار است. گازهای R410a، R401b و R409a می‌توانند به عنوان جایگزین برای گاز R134a در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار گیرند.

4. گاز مبرد R407c :

گاز R407c یک گاز ترکیبی از خانواده HFC است، ترکیبی از گازهای R125، R134a و R32. این مبرد معمولاً در سیستم‌های تهویه مطبوع تجاری و خانگی استفاده می‌شود و با روغن‌های POE سازگار است.

از مزایای استفاده از گاز R407c می‌توان به پایین بودن دمای تخلیه، سرعت تطبیق با ظرفیت کمپرسور، تشابه فشار و دما با گاز R22 و قیمت مناسب اشاره کرد. از این گاز به عنوان جایگزین برای گاز R22 استفاده می‌شود، و در زمان تعویض، نیازی به تغییر قطعات ندارد.

5. گاز مبرد R717 :

آمونیاک یا NH3 به عنوان یکی از تنها مبردهای غیر هیدروکربنی باقی‌مانده، همچنان در برخی صنایع استفاده می‌شود. این گاز مبرد، علیرغم سمی بودن و خطر اشتعال، به دلیل خواص حرارتی برتر، در صنایع یخ‌سازی و سردخانه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به نظارت تخصصی بر طراحی، ساخت و نگهداری این سیستم‌ها، خطر سمی بودن آمونیاک کمتر به چشم می‌آید. در صورت وجود رطوبت، آمونیاک می‌تواند فلزاتی مانند مس و برنج را آلوده کند، بنابراین در سیستم‌های آمونیاکی از استفاده از این فلزات باید خودداری شود.

6. گاز مبرد R11 :

گاز R11 در گذشته در صنایع تبرید و تهویه مطبوع کاربردهای گسترده‌ای داشته است و در حال حاضر در چیلرهای سانتریفیوژ با ظرفیت بالا و شست‌و‌شوی سیستم‌های تبرید استفاده می‌شود. این گاز به دلیل تأثیرات مخرب بر لایه اوزون، در بسیاری از کشورها ممنوع شده است، اما در برخی کشورهای در حال توسعه هنوز به عنوان حلال یا گاز ثانویه استفاده می‌شود. گاز R11 با روغن معدنی (MO) سازگار است و جایگزین‌های مناسبی مانند گاز R23 و گاز R141b را دارد. با این حال، قیمت آن نسبت به گازهای جدید ارزان‌تر است و عموماً در بشکه‌های 45 کیلوگرمی قابل تهیه است.

7. گاز مبرد R12 :

گاز R12 یکی از پرمصرف‌ ترین گاز در صنایع تبرید خانگی و تجاری است و در انواع سیستم‌های تبرید از کمپرسورهای کوچک تا چیلرهای بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این گاز به صورت معمول در کپسول‌های 13.5 کیلوگرمی سفید رنگ عرضه می‌شود. جایگزین‌های مناسب برای گاز R12 شامل گازهای R134a، R410a، R410b، R409a، R600a و R417c می‌شوند.

گاز مبرد R12 با روغن‌های معدنی (MO)، الکل بنزین و بسیاری از روغن‌های سازگار با گاز R134a قابل استفاده است. این گاز از لحاظ قیمت در رده‌ی ارزان‌ترین مبردها قرار دارد و در پروتکل مونترال به عنوان یکی از گازهای ممنوع شده است. تا قبل از سال 1994، گاز R12 به طور گسترده در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع، از جمله سیستم‌های تهویه خودرو، مورد استفاده قرار می‌گرفت.

8. گاز مبرد R404a :

گاز R404a یک گاز ترکیبی از خانواده گازهای HFC است که از ترکیب سه گاز زیر تشکیل شده است:
• گاز R125 (44%)
• گاز R134 (4%)
• گاز R143 (52%)
این گاز به عنوان جایگزین R22 در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاز R404a با افزایش گرمای زمین و اختلالات سیستم در صورت نشت همراه است، هرچند که از نظر اثرات بر لایه اوزون مضر نیست. روغن مورد استفاده با گاز R404a، پلی استر POE است. با توجه به نرخ بالای GWP در این گاز، استفاده از گاز R422c به عنوان یک جایگزین مناسب توصیه می‌شود.

09. گاز مبرد R507:

گاز مبرد R507، که شباهت بسیاری با R502 دارد، یک گاز از دسته HFC است. این گاز ترکیبی از گاز‌های R143 و R125 است (هر دو به نسبت 50%).

از این گاز در دماهای پایین و متوسط استفاده می‌شود و به عنوان جایگزینی برای R502 و R22 شناخته می‌شود. این گاز با روغن پلی‌استر سازگار است. در تعویض با R502، سیستم باید شسته شود و روغن از MO به POE تغییر یابد.

10.گاز مبرد R508:

گاز مبرد R508 یک گاز از دسته HFC است که از ترکیب گاز‌های R23 (46%) و R116 (54%) تشکیل شده است. این گاز در دماهای کاری پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد، به ویژه در اتاق‌های آزمایشگاه و فریزرهای پزشکی.

این گاز با روغن پلی‌استر (POE) سازگار است و در سیلندرهای 11.3 کیلوگرمی به صورت مایع شارژ می‌شود. R508 یک جایگزین مناسب برای گازهای R503 و R13 است. بین برندهای معروف گاز فریون R508 می‌توان به کولیب و ایسکون اشاره کرد.

انتخاب گاز مبرد مناسب

انتخاب گاز مبرد مناسب برای سیستم‌های سرمایشی اهمیت بسیاری دارد. برای انتخاب بهینه، به موارد زیر باید توجه شود:

1. عملکرد سیستم: گاز مبرد باید بتواند به خوبی حرارت را از محیط سرمایشی جذب کند و در دماهای مختلف به خوبی عمل کند.
2. ایمنی: گاز مبرد باید در استفاده روزمره و در صورت نشت برای انسان‌ها و محیط زیست بی‌خطر باشد.
3. کارایی انرژی: گاز مبرد باید با کارایی بالا و مصرف انرژی بهینه عمل کند.
4. محیط زیست: انتخاب گاز با کمترین تاثیر بر محیط زیست بسیار مهم است، به‌ویژه گازهایی مانند HFOs که اثر کمتری بر لایه ازون دارند.

باید مطمئن شد که مبرد انتخابی دارای ویژگی‌های ایمنی، سمیت کم، عدم واکنش‌پذیری، غیرقابل اشتعال و متناسب با محیط زیست است. با توجه به این معیارها، می‌توانید مبرد موثر و مناسب برای سیستم خود انتخاب کنید.

خطرات گاز مبرد

1. خطر انفجار و آتش‌سوزی: گازهای مبرد می‌توانند در صورت نشت یا ترک خوردگی قابل اشتعال و یا قابل انفجار شوند. نشت گاز مبرد و ترکیب آن با هوا می‌تواند به انفجار یا آتش‌سوزی منجر شود. بنابراین، اطمینان از عدم وجود نشت در سیستم و بازرسی منظم ضروری است.
2. خطر سمی بودن: بعضی گازهای مبرد می‌توانند سمی باشند و مواردی مانند تحریک چشم، تنگی نفس و سوختگی پوستی ایجاد کنند. در صورت تماس با این گازها، اقدامات امدادی فوری لازم است.
3. خطر تاثیر بر محیط زیست: استفاده بی‌رویه از برخی گازهای مبرد می‌تواند منجر به آلودگی هوا، افزایش اثر گلخانه‌ای و تخریب لایه اوزون شود. بعضی گازها مانند CFCs و HCFCs اثر گلخانه‌ای بسیار بالایی دارند.
4. خطر برای حیوانات و گیاهان: نشت گازهای مبرد به محیط زیست می‌تواند آسیب جدی به حیات وحش و گیاهان بزند. به عنوان مثال، هیدروکلروفلوروکربن می‌تواند باعث کاهش سطح اکسیژن در آب‌های زیرزمینی و سطحی شود.

با توجه به این خطرات، استفاده مسئولانه و ایمن از گازهای مبرد و اجرای منظم عملیات نگهداری و بازرسی بسیار مهم و حیاتی است.

راه‌های کاهش خطرات گاز مبرد

با توجه به خطرات مرتبط با گازهای مبرد، رعایت روش‌هایی برای کاهش خطرات حایز اهمیت است. در این بخش، به برخی از راهکارهای کاهش خطرات مرتبط با گازهای مبرد اشاره می کنیم:

1. نگهداری و بازرسی منظم: برای حفظ سلامت و ایمنی سیستم‌های حاوی گاز مبرد، انجام بازرسی‌ها و نگهداری منظم اهمیت زیادی دارد. تشخیص و رفع نشتی‌ها، بازبینی دوره‌ای و اعمال تعمیرات ضروری می‌تواند به کاهش خطرات مرتبط کمک کند.
2. آموزش و آگاهی: آموزش صحیح استفاده از گازهای مبرد و رعایت اصول ایمنی می‌تواند به کاهش خطرات مرتبط کمک کند. آشنایی با دستورالعمل‌ها و راهنماهای تولیدکننده، آموزش روش‌های رفع نشتی و آگاهی از نشانه‌ها و علائم خطر بسیار ارزشمند است.
3. استفاده از جایگزین‌های زیست محیطی: استفاده از گازهای مبرد با تأثیر زیست محیطی کمتر و اثر گلخانه‌ای کمتر می‌تواند در کاهش خطرات مرتبط با گازهای مبرد بسیار موثر باشد. انتخاب گازهایی که کمتر به محیط زیست آسیب می‌رسانند بهترین راه برای حفظ محیط زیست و کاهش خطرات است.

جمع بندی

گازهای مبرد یک جزء حیاتی از سیستم‌های تبرید هستند اما این ماده با مشکلات جدی محیط زیستی همراه است. اگرچه برخی از گازهای مبرد با لیبل “دوستدار محیط زیست” عرضه می‌شوند، اما تخریب زیست‌بوم توسط همه گازهای مبرد یکی است و تنها میزان آن متفاوت است.
گاز مبرد در صنایع مختلف به وفور استفاده می‌شود. با پیشرفت تکنولوژی، ترکیبات جدید جایگزین مدل‌های قدیمی می‌شوند، که در صنایعی مانند یخچال‌سازی و کولرسازی استفاده می‌شوند. تولید گازهای مبرد جدید باید تضمین کننده سلامتی افراد و بی‌اثر بودن بر محیط زیست باشد. به همین دلیل، شرکت‌ها و برندهای تولیدکننده در تلاش هستند تا گازهای با خلوص بالا و کمترین تاثیرات منفی را عرضه کنند. refrigerant gas