انواع گازها،مبردها و تفاوت هایشان
شاید مهمترین عضو یک سیستم تهویه مطبوع مبرد باشد که وظیفه دارد گرما را از یک محیط جذب کرده و به محیطی دیگر منتقل کند. البته که این انتقال گرما به خودی خود رخ نمیدهد. با استفاده از تجهیزاتی مانند کمپرسور، اواپراتور و کندانسور که عضوهای حیاتی یک سیستم تهویه به حساب میآیند، این رویه صورت میگیرد. ماده مبرد در زمان طی کردن یک سیکل به طور مرتب از حالت مایع به گاز تبدیل میشود. آنگاه دوباره با سرد شدن، از گاز به مایع تغییر حالت میدهد.
انواع مواد مبرد
R115 و R114، R113، R12، R11 : (CFC)کلروفلوئوروکربن
R123 و R22:(HCFC)هیدروکلروفلوئوروکربن
R134a، R404A، R407C، R410A: (HFC) هیدروفلوئوروکربن
(ODP) تاثیر مواد مبرد بر محیط زیست را نیز با دو عدد موسوم به پتانسیل تخریب لایه ازون مقداری در بازه صفر تا یک دارد که هرچه این عدد به یک ODP توصیف میکنند. عدد (GWP) و پتانسیل گرمایش جهانی مبردهای کلروفلوئوروکربن ODP نزدیک تر باشد ، نشان دهنده آن است که پتانسیل بیش تری برای تخریب لایه ازون دارد. عدد CFC به طور معمول زیاد است؛ چراکه در ترکیب شیمیایی آنها کلر وجود دارد. به دلیل همین موضوع نیز امروزه دیگر از گازهای به عنوان ماده مبرد استفاده نمیشود. در ادامه پرکاربردترین مبردهای گازی با منشا طبیعی و غیر طبیعی معرفی و بررسی میشوند
مقایسه انواع انواع گازها،مبردها و تفاوت هایشان
| نام مبرد | دسته شیمیایی | دمای کاری | تأثیر بر لایه اوزون (ODP) | پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) | مزایا | معایب | جایگزینهای رایج |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R12 | CFC | متوسط | بالا (≈۱) | بسیار بالا | کارایی خوب، سابقاً پرمصرف | تخریب شدید اوزون، ممنوع شده | R134a |
| R22 | HCFC | متوسط | متوسط (≈۰.۰۵) | بالا | راندمان مناسب، پرکاربرد سابق | تخریب اوزون، در حال حذف کامل | R410A، R407C |
| R134a | HFC | متوسط | صفر | زیاد | بیاثر بر اوزون، غیرقابل اشتعال | GWP بالا، محدودیت قانونی آینده | R1234yf |
| R410A | HFC مخلوط | متوسط | صفر | بالا | کارایی بالا، بیاثر بر اوزون | GWP بالا، تحت فشار حذف آینده | R32 |
| R32 | HFC | متوسط | صفر | متوسط | کارایی بالا، GWP کمتر از R410A | قابلیت اشتعال نسبی | R454B |
| R1234yf | HFO | متوسط | صفر | خیلی پایین | سازگار با محیط زیست، جایگزین R134a | قابلیت اشتعال نسبی، هزینه بالا | — |
R134a گاز مبرد
از دو اتم کربن، دو اتم هیدروژن و چهار اتم فلور تشکیل میشود. فرمول شیمیایی این R134a تترافلوئورواتان یا به حساب میآید و HFC است. همانطور که پیش از این نیز اشاره کردیم، این مبرد از دسته CF3CH2F گاز نیز بنابراین تاثیری بر روی لایه ازون نمیگذارد. این ماده مبرد غیر مشتعل و غیرانفجاری است و میزان سمی بودن آن نیز در حد استاندارد است.
مشابه R12 منفی۲۶.۱ درجه سانتیگراد است و دیگر خواص ترمودینامیکی این مبرد نیز تقریبا با R134a دمای جوش استفاده کرد. هرچند باید توجه کرد که تغییراتی در تجهیزات سیستم تبرید صورت بگیرد باستفاده کرد. هرچند باید توجه کرد که تغییراتی باید R12 به عنوان جایگزینی برای R134a هست. در نتیجه میتوان از در تجهیزات سیستم تبرید صورت بگیرد
R407C گاز مبرد
مخلوطی از چند هیدروفلوئوروکربن مانندR407C محسوب میشود. R22 این ماده مبرد یک جایگزین معمول برای دیفلوئورومتان و پنتافلوئورومتان است که خواص ترمودینامیکی لازم برای قرار گرفتن در سیکلهای تبرید را دارد. رواج بیشتری دارد. همچنین این ماده مبرد توانایی کار کردن در سیکلهای R407C در سیستمهای تبرید جدید، استفاده از دما متوسط را نیز دارد.
R404A گاز مبرد
میتوان به بازه دمایی که R404A به شمار میآید. از مزیتهای R22 این ماده مبرد نیز یک جایگزین ایمن برای میتواند در آن کار کند اشاره کرد؛ این ماده مبرد در سیستمهایی که دمایی بین منفی ۴۵ تا مثبت ۱۵ درجه سانتیگراد را لازم دارند میتواند مورد استفاده قرار گیرد. دارد و حتی در مواردی عملکرد بهتری نسبت به این گاز دارد .R22 شباهت زیادی با R404A خواص ترمودینامیکی به راحتی با آب و هوا واکنش نشان نمیدهد و بدون رنگ و غیرمشتعل نیز هست. البته تماس مستقیم R404A همچنین میتواند مضر باشد. R404A پوست بدن با
R410A گاز مبرد
این ماده از ترکیب چند هیدروفلوئوروکربن تشکیل میشود. به دلیل اینکه کلر در ترکیب آن وجود ندارد، آسیبی برای لایه ازون به دست یافت.R22 و R407C بار نمیآورد. همچنین با استفاده از این مبرد میتوان به بازدهی بیشتری نسبت به تبدیل میکند. بنابراین این گاز گزینهای محبوب R22 را به گزینهای بهتر نسبت به R410A ظرفیت تبرید و فشار بالا ، برای استفاده در سیستمهای تهویه، سیستمهای تبرید صنعتی و خنککننده محسوب میشود.
R22 گاز مبرد
این مبرد پیش از این پرکاربرد بود و پس از اینکه مشخص شد استفاده از آن میتواند به لایه ازون صدمه وارد کند، استفاده از آن به حساب میآید و به HCFC از دسته R22 کاهش پیدا کرد و تا سال ۲۰۲۰ نیز قرار است که به طور کامل کنار گذاشته شود. R410A ، گاز R22 دلیل وجود کلر در ترکیب شیمیایی آن، برای محیط زیست مضر است.
یکی از جایگزینهای گاز می باشد که پیش ازاین به آن اشاره کردیم. البته مقرر شده است که با شروع سال ۲۰۲۰ نیز برنامه ای برای جایگزینی با مبردهای دیگر آغاز شود و به طور تدریجی استفاده از این ماده نیز کاهش پیدا کند. به نظر میرسد مبرد R410A است.R410A آن یک سوم GWP قرار است جایگزین آن شود.
نتیجه گیری
مبردها عنصر کلیدی در عملکرد سیستمهای تهویه و سرمایشی هستند اما نوع آنها تأثیر مستقیمی بر محیط زیست دارد. مبردهای قدیمی مانند CFC و HCFC به دلیل تخریب لایه اوزون منسوخ شدهاند و HFCها نیز به دلیل پتانسیل گرمایش جهانی بالا بهتدریج کنار گذاشته میشوند. روند جهانی امروز به سمت مبردهای کمضررتر مثل R32، R454B، R1234yf، R290 و CO₂ است. آینده این صنعت وابسته به استفاده از مبردهای طبیعی و HFOهاست تا هم کارایی سیستمها حفظ شود و هم اثرات زیستمحیطی کاهش یابد.
سوالات متداول
- چرا باید از CFC و HCFC های قدیمی فاصله گرفت؟ چون ODP بالایی دارند و باعث تخریب لایه ازون میشوند. ضمناً امروزه تمامی آنها بهصورت قانونی محدود یا ممنوع شدهاند.
- HFC هایی مثل R134a، R404A یا R410A چه مشکلی دارند؟ اینها گرچه لایه ازون را تخریب نمیکنند، اما GWP بسیار بالایی دارند؛ به همین دلیل تحت قانون بهتدریج حذف میشوند.
- آیا سیستمهای قدیمی را میشود با مبرد جدید تغییرداد؟ خیر. سیستمهایی مانند R410A یا R134a بهینهشدهاند و جایگزین کردن نیازمند سازگاری خاص است.
- آینده مبردها چیست؟ پژوهشها به سمت HFOها و ترکیب فناوری در حرکتند تا مبردهایی با عملکرد عالی و تأثیر محیطی حداقلی ارائه شود.تغییرات قانونی آینده به سمت ممنوعیت کامل HFC های پرضرر و استفاده از مبردهای طبیعی یا HFO خواهد بود.
