جستجو
این کادر جستجو را ببندید.

گاز مبرد چیست + انواع گاز فریون

گاز مبرد چیست

گاز مبرد یا فریون، ماده ای است که به دلیل خواص شیمیایی خاص و دمای تبخیر پایین خود عاملی مناسب برای جذب حرارت و تولید برودت در سیستم های تهویه مطبوع و تبرید است. این ماده دارای انواع مختلفی بوده که در ادامه مطلب به ویژگی های هر یک پرداخته می شود.

گاز مبرد یا فریون چیست؟

مبرد فریون ماده ای است که در دمای اتاق به صورت گاز مبرد بوده، اما هنگامی که دمای آن کاهش یافته و یا تحت فشار قرار گیرد، به مایع تبدیل می شود. این ماده باید خواص شیمیایی خاصی داشته باشند که در ادامه به آن پرداخته می شود.

نام فریون از مجموعه ای از مواد شیمیایی موسوم به کلروفلوروکربن ها بوده که از آن به عنوان مبرد یا عامل سرد کننده سیستم های تهویه و تبرید استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: بهترین سیستم تهویه مطبوع برای ساختمان مسکونی کدام اند ؟

در گذشته، از فلوروکربن ها و به ویژه کلروفلوروکربن ها مانند آمونیاک، دی اکسید گوگرد، متیل کلراید یا پروپان به طور گسترده در سیستم های تهویه هوا، یخچال و فریزر استفاده می شد.

اما برخی از این مواد سمی یا قابل اشتعال بودند، و از طرفی یکی از دلایل تغییرات اقلیمی و آسیب رساندن به لایه اوزون محسوب می شدند؛ از این رو، امروزه به ندرت از آن ها استفاده می شود. در ادامه، انواع مبردهای رایج معرفی شده، و ویژگی ها و اثرات آن بیان می شود.

انواع گاز مبرد

گاز مبرد فریون از لحاظ ترکیبات و کاربرد به موارد رایج زیر تقسیم می شود:

مبرد R11

گاز مبرد فریون R11 یک گاز بی رنگ و بی بو بوده که در دمای محیط به حالت مایع وجود دارد. این گاز غیر قابل اشتعال بوده و از ویژگی های مثبت آن می توان به نقطه جوش بالای آن اشاره کرد.

از این مبرد اغلب در صنایع مختلفی از جمله فوم سازی، چیلرهای صنعتی و همچنین برای شست و شوی سیکل های تبرید و به عنوان حلال و مبرد ثانویه استفاده می شود.

اما امروزه به دلیل اثرات زیان بار آن بر لایه اوزون، استفاده از این مبرد منسوخ شده و می توان از جایگزین های آن، یعنی مبردهای R23 و R141b استفاده نمود.

مبرد R11

مبرد R12

گاز مبرد فریون R12 نیز گازی بی رنگ، غیر قابل اشتعال و غیرخورنده است. این مبرد در فشار استاندارد جو دارای نقطه جوش حدود ۲۱.۷- درجه فارنهایت است. از نظر شیمیایی نیز جزو گازهای خنثی بوده و تا ۱۰۲۲ درجه فارنهایت پایدار باقی می ماند.

این گاز به دلیل ویژگی های ترمودینامیکی بهتر، نسبت به R11 در اولویت بالاتری قرار گرفته و هزینه تولید آن نسبت به سایر گازها نیز پایین تر است. روغن مناسب این مبرد نیز از زیر مجموعه روغن های معدنی است.

اکثر کشورهای در حال توسعه از این گاز استفاده می کنند. به دلیل داشتن گرمای نهان نسبتاً پایین، از آن به عنوان سیال سرد کننده در سیستم هایی همچون چیلرها، آب سردکن ها، یخچال های خانگی و فریزرها، سیستم های تهویه مطبوع و خنک کنندگی خودرو استفاده می شود.

با این حال، این گاز به واسطه پروتکل مونترال ممنوع شده و در برخی کشورها از جایگزین های آن مانندR134a ،R290 و R600a استفاده می شود. ترکیب شیمیایی فریون R12 شامل دی کلرو دی فلورو متان (CCl2F2) بوده و در کپسول های سفید رنگ عرضه می شود.

مبرد R12

مبرد R22

گاز مبرد 22-R دارای ویژگی هایی همچون پایداری بالا، غیرسمی، بدون اثر اکسید کنندگی، بی خطر و غیر قابل اشتعال است. این مبرد، یکی از شناخته شده ترین گازهای مبرد HCFC (هیدروکلروفلوروکربن) است.

در سال های گذشته از این ماده در زمینه تهویه مطبوع خانگی و صنعتی از جمله کولرهای گازی، چیلرهای تراکمی، کولرگازی، داکت اسپلیت و همچنین یخچال های خانگی استفاده گسترده ای می شد. از ویژگی های بارز آن می توان به درجه تبخیر پایین آن اشاره کرد.

از نقاط ضعف این مبرد می توان به حساسیت آن به رطوبت اشاره کرد، به طوری که در سیستم هایی که از این گاز استفاده می کنند نیاز به رطوبت گیرهای بیشتری است.

این مبرد نیز به دلایل زیست محیطی و آسیب رسانی به لایه اوزون و گرمایش جهانی از سال 2010 ممنوع شده و مبرد R410A جایگزین آن شده است. روغن های مناسب این مبرد شامل روغن های معدنی (طبیعی) و پلی استر (مصنوعی ) می شود، که از نمونه های آن می توان به 3DS، 4GS و SL32 اشاره کرد.

مبرد R22

مبرد R134

گاز مبرد R134a جزو مبردهای نسل جدیدتر بوده و به عنوان جایگزین فریون 11 و 12 تعیین شده است. چگالی این گاز سنگین تر از هوا بوده و دارای فرمول شیمیایی CH2FCF3 است.

گاز R134a از خواص ترمودینامیکی مناسبی برخوردار بوده و گازی غیر سمی و غیر قابل اشتعال محسوب می شود. این ماده جاذب رطوبت بوده و دارای درجه خلوص 99.95% است.

گاز R134a با روغن طبیعی ترکیب نمی شود، اما دارای روغن مصنوعی (پلی استر) می باشد. از نظر زیست محیطی نیز مورد قبول بوده و می توان از آن در یخچال های خانگی و کولرهای خودرو استفاده نمود.

در مقایسه با گاز R-12، از ضریب هدایت حرارتی بهتر، گرمای نهان بیشتر و توانایی انتقال حرارت بالاتری برخوردار است. از نقاط منفی آن نسبت به R 12 می توان به جذب رطوبت بیشتر آن اشاره کرد.

مبرد R134

مبرد R290

گاز پروپان یا مبرد R290 یک جایگزین مناسب برای گازهای مبرد R22 و R12 است. این گاز با فرمول شیمیایی C3H8 جزو گازهای طبیعی محسوب شده و به دلیل ظرفیت سرمادهی بالاتر در مقایسه با سایر گازها، مورد توجه بسیاری از صنایع برودتی خصوصا سیستم های برودتی صنعتی قرار گرفته است.

مبرد R290

 مبرد R404

گاز مبرد R404a از ترکیب 44 درصد گاز R125، 4 درصد گاز R134a، و 52 درصد گاز R143a تشکیل می‌شود. یکی از نکات مهم این مبرد، مایع بودن آن به هنگام شارژ می باشد.

معمولا فشار این گاز نسبت به مبرد R22 حدود 20 درصد بیشتر است. این گاز همچنین جایگزین مناسبی برای R502 و R22 در دماهای پایین و متوسط، یعنی دمای تبخیر کمتر از صفر درجه فارنهایت است.

به علت دمای تبخیر پایین این ماده، کاربردهای زیادی در سیستم هایی بسیار سرد از جمله فریزرهای فروشگاهی، ماشین های حمل مواد غذایی، یخچال های ویترینی و یخسازها دارد.

بیشتر بدانید: دستگاه یخساز چیست + انواع و کاربرد آن

از نکات منفی در استفاده از آن، می توان به عدم سازگاری روغن های معدنی کمپرسورهای قدیمی با این نوع مبرد اشاره کرد. از این رو، این مبرد تنها با روغن های مصنوعی یا پلی استر (POE) سازگاری دارد

 مبرد R404

مبرد R410

گاز مبرد R410a نیز یک گاز مخلوط بوده که از ترکیب دو گاز دیگر تهیه شده است. این گاز متشکل از 50% گاز R125 (پنتا فلوئورو اتان) و 50% گاز R32 (دی فلوئورو متان) است.

نقطه جوش گاز R410a معادل 51.4- درجه فارنهایت بوده که در مقایسه با گاز R22 کمتر است. این موضوع منجر به توانایی سرماسازی بیشتر این گاز می شود. از نظر زیست محیطی نیز آسیب زننده به لایه اوزون نبوده و از این رو یکی از گازهای محبوب مورد استفاده در سیستم های خنک کننده مانند چیلر و کولرهای گازی محسوب می شود.

مبرد R410 

کاربرد گاز فریون در صنعت تهویه

گاز مبرد یا فریون ها طیف گسترده ای از ترکیبات را در بر گرفته، که هر کدام دارای مشخصات و ویژگی های منحصر به فرد خود هستند. برخی از انواع شناخته شده این مبردها شامل فریون 11، فریون 12، فریون 114 و فریون 410 است.

با این حال، از بین تمامی فریون ها، مبرد R22 به طور گسترده تری مورد استفاده قرار گرفته است. تفاوت اصلی میان انواع فریون ها ناشی از ترکیبات شیمیایی و اتم های سازنده آن ها، به ویژه کلر، فلوئور و کربن بوده که مشخص کننده نوع فریون مورد نظر هستند.

دمای عملکردی مبردها نیز با یکدیگر متفاوت بوده، و به عنوان مثال، مبرد R 114 می تواند در دماهای تا 100- درجه سانتی گراد نیز کار کند. اما در یک سیکل سرمایش ایده آل، بهترین دمای مورد نیاز برای یک مبرد حداکثر 50- درجه سانتی گراد است.

نکته قابل توجه در استفاده از مبردها این است که، فریون ها به تنهایی باعث خنک سازی نمی شوند، بلکه افزایش و کاهش فشار در یک چرخه می تواند دمای کاری فریون را تعیین کند.

نحوه ایجاد سرمایش توسط فریون ها بدین گونه است که پس از فشرده سازی مبرد توسط کمپرسور، طبق قوانین ترمودینامیک، دما و فشار گاز فریون افزایش پیدا کرده و داغ می شود. شما میتوانید برای آشنایی با طرفیت های کمپرسور مقاله آشنایی با انواع ظرفیت کمپرسور را بخوانید.

در کندانسور، مبرد تغییر فاز داده و به مایع مبرد تبدیل می شود. در ادامه، با عبور از شیر انبساط، با کاهش فشار سیستم، مبرد مورد نظر به حالت مخلوطی از مایع و گاز درآمده و وارد اواپراتور می شود تا بتواند بیشترین حرارت را از اواپراتور جذب کند.

پس از جذب حرارت و تبخیر کامل، مبرد به حالت بخار و گاز درآمده و مجددا وارد کمپرسور می شود تا این سیکل را تکرار کند.

یکی از مشکلات استفاده از این مبردها، نشتی آن ها بوده که در اثر آسیب دیدگی یا تعمیرات سیستم ایجاد می شود. این نشتی باعث کاهش راندمان سیستم سرمایشی شده، و در صورتی که از مبردهای قدیمی استفاده شده باشد، از نظر محیط زیستی نیز باعث بروز مشکلاتی برای لایه اوزون می شود.

ویژگی های گاز مبرد مناسب

با توجه به معرفی انواع مبرد، می توان ویژگی های لازم و مهم مبردهای مناسب را در موارد زیر خلاصه کرد:

  • سمی نبودن و عدم ایجاد مشکلات سلامتی برای جانداران
  • عدم اشتعال پذیری
  • دوست دار محیط زیست و عدم آسیب رسانی به لایه اوزون
  • دمای تبخیر پایین (که منجر به توانایی در ایجاد برودت بیشتر می شود)
  • پایداری شیمیایی و عدم تغییر خواص مبرد در طول زمان و با تغییر دما
  • جذب پایین رطوبت
  • واکنش شیمیایی پایین و عدم ایجاد خوردگی در لوله های سیکل تبرید
  • انحلال پذیری پایین نسبت به روغن ها

علاوه بر موارد فوق، شاخص های پتانسیل تخریب لایه اوزون (ODP) و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) نیز از پارامترهای مهم مبردها است. مقدار ODP برای مبرد R-11 عدد یک در نظر گرفته شده، و برای سایر مبردها بین صفر و یک خواهد بود. هر چقدر این عدد به یک نزدیک تر باشد، به معنای تخریب بیشتر لایه اوزون است.

پارامتر GWP نیز مقدار جذب حرارت نسبت به گاز دی اکسید کربن را نشان می دهد. بنابراین مقدار این پارامتر نشان مید هد تا مبرد مورد نظر چتد برابر گاز CO2 باعث گرمایش اتمسفر خواهد شد. مقادیر این پارامترها برای چندین مبرد رایج در جدول زیر قابل مشاهده است.

نوع مبردODPGWP
R-111.04750
R-121.010900
R-220.051810
R-134a01430
R-29002600
R-40403922
R-407c01774

ظرفیت گاز های فریونی

هر کدام از گارهای فریونی دارای ظرفیت ها و رنگ کپسول متفاوتی بوده تا شناسایی آن ها را آسان تر کند. در جدول زیر به ظرفیت چند نمونه از مبردهای شناخته شده اشاره شده است.

نوع گازظرفیترنگ کپسول
R 1213.6 کیلوگرمسفید
R 2213.6 کیلوگرمسبز
R 134a13.6 کیلوگرمآبی روشن
R 404a10.9 کیلوگرمنارنجی
R 407c11.3 کیلوگرمقهوه ای
R 410a11.3 کیلوگرمصورتی
R 50711.3 کیلوگرمسبز روشن

اثرات و عوارض گاز فریون

از مهم ترین اثرات و عوارض مبردها می توان به مشکلات سلامتی و مسمومیت ها اشاره کرد. از این رو لازم است تا حد امکان استفاده از مبردهای قدیمی (مانند آمونیاک) که خطراتی همنچون مسمومیت دارند، محدود شود.

قرار گرفتن در معرض مقدار کم فریون در محیط های باز، یا تماس اندک با پوست، و یا نشت اندک سیستم معمولا آسیب های خاصی ندارد؛ اما استنشاق عمیق این گاز می تواند اکسیژن حیاتی سلول ها و ریه ها را قطع کرده و موجب مسمویت یا مشکلات تنفسی شود. در صورت مشاهده علائم مسمومیت، لازم است تا فرد بلافاصله به بیمارستان منتقل شود.

از طرف دیگر، برخی از مبردها که اغلب از انواع قدیمی و منسوخ شده هستند، مشکلاتی از قبیل اثر گلخانه ای و همچنین اشتعال پذیری دارند. از این رو نشت آن ها در سیستم می تواند منجر به آتش سوزی و همچنین سوراخ شدن لایه اوزون شود.

بنابراین توصیه می شود تا حد امکان از مبردهای جدیدتر که از ترکیب گازهای دوست دار محیط زیست تولید شده اند استفاده نمود.

جمع بندی

سیستم های سرماساز مانند چیلرها و یخچال ها، برای ایجاد برودت نیازمند چرخش یک سیال تحت عنوان مبرد در مدار خود هستند. این مبرد می تواند انواع مختلفی داشته باشد.

مبردهای قدیمی رایج در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع شامل فریون های 12و 22 بوده، که مدل های جدیدتر آن شامل فریون 134، 410 و غیره است. امروزه به دلیل مشکلات زیست محیطی مبردهای قدیمی، استفاده از آن ها منسوخ شده، و مبردهای جدید جایگزین آن ها شده است.

مبرد چیست؟

مبرد، ماده ای بوده که در دمای محیط دارای فاز گازی بوده و در فشار بالا و یا دمای بسیار پایین به فاز مایع تبدیل می شود.

انواع مبرد کدام است؟

از مبردهای رایج و پر استفاده می توان به R12، R22، R1324a، R402a، R407c، R410a و R507 اشاره کرد.

ویژگی های یک مبرد مناسب چیست؟

یک مبرد مطلوب اولا باید از نظر محیط زیست، سمی بودن، و اشتعال پذیری قابل قبول بوده، و ثانیا دارای نقطه تبخیر پایینی باشد تا بتواند حرارت بیشتری را جذب کند.

5/5 - (2 امتیاز)

ارسال دیدگاه

یک پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات مرتبط