در مورد انواع گاز مبرد می توان گفت که گازهای مبرد عمدتاً در سیستم های یخچال و تهویه مطبوع استفاده می شوند. این گازها به دلیل خواص خنک کنندگی و خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی که دارند، برای انتقال حرارت و خنک کردن هوا و مایعات استفاده می شوند.

انواع مختلفی از گازهای مبرد در بازار موجود است که هر کدام خواص و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند. در این مقاله، انواع گازهای مبرد را بررسی خواهیم کرد و نکات مهمی را که باید هنگام انتخاب گاز مبرد مناسب برای سیستم خود در نظر بگیرید، مورد بحث قرار خواهیم داد.

معرفی گاز مبرد

گاز مبرد یک ماده است که در فرآیند تبخیر یا تبخیر فشار پایین استفاده می شود تا حرارت را از یک ماده یا محیطی به ماده دیگر منتقل کند و آن را خنک کند. گاز مبرد یک جزء حیاتی در سیستم های خنک کننده مختلف از جمله تهویه مطبوع، چیلر، تبرید و پمپ های حرارتی است. نقش مهمی در جذب گرما از محیط اطراف و انتقال آن به مکان دیگری دارد و در نتیجه اثر خنک کنندگی ایجاد می کند. انواع گاز مبرد به طور عمده به دو دسته تقسیم می شوند: گازهای مبرد آلی و گازهای مبرد معدنی.

انواع گازهای مبرد

انواع گازهای مبرد به همراه توضیحات مربوط به آن ها شامل موارد زیر می باشد:

مبردهای هالوکربن

مبردهای هالوکربنی دسته ای از مبردها هستند که حاوی اتم های کربن و هالوژن هستند. این مبردها به طور گسترده در سیستم های تهویه مطبوع و تبرید استفاده می شوند. این گازها شامل موادی مانند کلرفلوروکربن (CFCs)، هیدروکلرفلوروکربن (HCFCs) و هیدروفلوروکربن (HFCs) است. آنها به عنوان گازهای مبرد استفاده می شوند و خواص خنک کنندگی بالا و پایداری حرارتی خوبی دارند.

آنها راندمان ترمودینامیکی و پایداری عالی را ارائه می دهند. برخی از مبردهای هالوکربنی متداول شامل R134a، R407C، R404A، R410A و R22 هستند.

مبردهای مخلوط ایزوتروپ

این گازها مخلوطی از دو یا چند ماده مبرد هستند که در ترکیب دقیق می توانند خواص خنک کنندگی مورد نظر را ارائه دهند. مبردهای مخلوط ایزوتروپ عمدتاً در سیستم های تهویه مطبوع و یخچال های خانگی استفاده می شوند. این مبردهای مخلوط در مقایسه با مبردهای تک جزیی، عملکرد و کارایی بهتری را ارائه می دهند. آنها اغلب در برنامه های خنک کننده تخصصی استفاده می شوند.

مبردهای مخلوط زیوتروپ

مبردهای مخلوط زیوتروپ از مخلوطی از گازهای مبرد تشکیل شده اند که نقطه جوش متفاوتی دارند. این مبردها مخلوطی از دو یا چند ماده مبرد هستند که در ترکیب دقیق خواص خنک کنندگی و خواص زیوتروپی را به دست می آورند. این مبردها انتقال حرارت و کارایی انرژی بهتری را در کاربردهای خاص ارائه می کنند. مبردهای مخلوط زیوتروپ معمولاً در سیستم های تهویه مطبوع، یخچال های تجاری و صنعتی استفاده می شوند.

مبردهای معدنی

مبردهای معدنی از مواد معدنی طبیعی ساخته می شوند. آنها عمدتاً در سیستم های تبرید صنعتی استفاده می شوند و دارای پایداری حرارتی عالی و درصد پایین مسمومیت هستند. با این حال، استفاده از آنها در مقایسه با انواع دیگر گازهای مبرد محدود است.

از گازهای مبرد معدنی مانند آمونیاک (NH3) و دی اکسید کربن (CO2) تشکیل می شوند. آنها خواص خنک کنندگی بالا و پایداری حرارتی خوبی دارند و عمدتاً در صنایع بزرگ و سرمایشی استفاده می شوند.

مبردهای آلی

مبردهای آلی از هیدروکربن ها به دست می آیند و دوستدار محیط زیست محسوب می شوند. آنها پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) پایینی دارند و معمولاً در سیستم های تبرید در مقیاس کوچک استفاده می شوند. مبردهای آلی شامل هیدروکربن هایی مانند پروپان (R290) و ایزوبوتان (R600a) است.

آنها خواص خنک کنندگی بالا و پایداری حرارتی خوبی دارند و در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک و فرآوری گاز استفاده می شوند.

پرکاربردترین گازهای مبرد

با توجه به اطلاعات کسب و کارها و صنایع مختلف، پرکاربردترین انواع گاز مبرد عبارتند از:

گاز مبرد R134a

این گاز مبرد به عنوان جایگزینی برای گاز مبرد R12 در سیستم‌های تهویه مطبوع، یخچال‌های خانگی و خودروها استفاده می‌شود. این گاز مبرد غیر سمی و غیر قابل اشتعال است و از منظر محیط زیستی مقرون به صرفه تر از گازهای مبرد قدیمی است.

گاز مبرد R407C

این گاز مبرد یک مخلوط آلی از هیدروفلوروکربن‌ها است که به عنوان جایگزینی برای گاز مبرد R22 در سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود. این گاز مبرد در سیستم‌های تهویه مطبوع از نوع Split و VRF استفاده می‌شود و مانند R134a، غیر سمی و غیر قابل اشتعال است.

گاز مبرد R404A

این گاز مبرد یک مخلوط آلی از هیدروفلوروکربن‌ها است که در سیستم‌های خنک کننده صنعتی و تجاری استفاده می‌شود. جایگزینی مناسب برای گازهای مبرد قدیمی مانند R502 است و در سیستم‌های فریزرها و کولرهای نمایشی استفاده می‌شود.

گاز مبرد R410A

این گاز مبرد یک مخلوط آلی از هیدروفلوروکربن‌ها است که در سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود. جایگزین مناسبی برای گاز مبرد قدیمی R22 است و در سیستم‌های تهویه مطبوع از نوع Split و VRF استفاده می‌شود.

گاز مبرد R22

این گاز مبرد هیدروکلرفلوروکربن (HCFC) بوده و در گذشته پرکاربرد بوده است. اما به دلیل اثرات مخرب بر محیط زیست، استفاده از آن محدود شده است و جایگزین‌هایی مانند R407C و R410A برای استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع بررسی می‌شوند.

نکات قابل توجه هنگام انتخاب گاز مبرد

گاز مبرد یک جزء حیاتی در سیستم های خنک کننده مختلف از جمله واحدهای تهویه مطبوع، یخچال ها و پمپ های حرارتی است. انتخاب گاز مبرد مناسب برای اطمینان از عملکرد مطلوب، بهره وری انرژی و ایمنی ضروری است. در انتخاب گاز مبرد باید به نکات مهمی توجه کرد:

بی خطر و قابل اشتعال نبودن

هنگام انتخاب گاز مبرد، ایمنی اولویت اصلی است. مبردهایی مانند R134a، R407C، R404A، R410A و R22 به دلیل خواص غیر قابل اشتعال خود شناخته شده اند. این خاصیت به طور قابل توجهی خطر حوادث و خطرات احتمالی آتش سوزی را کاهش می دهد.

داشتن نقطه انجماد پایین

داشتن نقطه انجماد پایین برای گازهای مبرد مفید است، زیرا انتقال حرارت کارآمد را امکان پذیر می کند و از تشکیل کریستال های یخ جلوگیری می کند. مبردها معمولاً نقاط انجماد پایینی دارند که عملکرد خنک کنندگی مؤثر را حتی در دماهای پایین تضمین می کند.

سازگاری با متریال به کار رفته در سیستم

گازهای مبرد باید با مواد مورد استفاده در سیستم خنک کننده سازگار باشند تا از هرگونه واکنش شیمیایی یا آسیب جلوگیری شود. مبردها به گونه ای طراحی شده اند که با مواد متداول در سیستم های خنک کننده مانند مس، آلومینیوم و فولاد سازگار باشند.

ضریب هدایتی حرارتی بالا

ضریب هدایتی حرارتی به توانایی یک ماده برای انتقال گرما اشاره دارد. مبردها دارای ضرایب هدایت حرارتی بالایی هستند که تبادل حرارتی کارآمد را بین مبرد و محیط اطراف ممکن می‌سازد. این باعث بهبود راندمان خنک کننده و کاهش مصرف انرژی می شود.

قابلیت مخلوط شدن با روغن

روغن روان کننده برای عملکرد روان کمپرسورها در سیستم های خنک کننده ضروری است. مبردهای ایده آل قابلیت مخلوط شدن با روغن را دارند که از روانکاری مناسب و جلوگیری از آسیب به کمپرسور اطمینان حاصل می کنند.

هادی جریان الکتریسیته نباشد

رسانایی الکتریکی عامل مهمی است که باید در هنگام انتخاب گاز مبرد در نظر گرفت، به ویژه در سیستم هایی که اجزای الکتریکی در مجاورت مبرد قرار دارند. مبردهای با کیفیت رسانای الکتریسیته نیستند و خطر خطرات الکتریکی را به حداقل می رساند.

داشتن گرمای نهان تبخیر بالا

گرمای نهان تبخیر مقدار حرارت مورد نیاز برای تبدیل یک ماده از حالت مایع به گاز است. مبردهای پر کاربرد گرمای نهان تبخیر بالایی دارند، به این معنی که می توانند مقدار قابل توجهی گرما را در طول فرآیند تبخیر جذب کنند. این ویژگی باعث افزایش ظرفیت خنک کننده سیستم می شود.

نقطه جوش پایین

نقطه جوش کم برای گازهای مبرد مطلوب است، زیرا امکان جذب گرما کارآمد در طول چرخه تبخیر را فراهم می کند. مبردهای انتخاب باید دارای نقطه جوش پایینی باشند تا عملکرد خنک کنندگی موثر و کارایی انرژی را تضمین کنند.

نداشتن تاثیرات مخرب بر روی محیط زیست

ملاحظات زیست محیطی هنگام انتخاب گاز مبرد بسیار مهم است. مبردها باید به گونه ای طراحی شوند که پتانسیل تخریب لایه ازن (ODP) حداقل یا بدون پتانسیل کاهش گرمایش جهانی (GWP) را داشته باشند. این تضمین می کند که آنها به تخریب لایه اوزون یا تشدید تغییرات آب و هوایی کمک نمی کنند.

اختلاف کم میان فشار تقطیر و تبخیر مبرد

تفاوت بین فشار تقطیر و تبخیر مبرد که به عنوان اختلاف فشار شناخته می شود، بر راندمان و عملکرد سیستم خنک کننده تأثیر می گذارد. مبردها معمولاً اختلاف فشار کمی دارند که در نتیجه باعث بهبود راندمان سیستم و کاهش مصرف انرژی می شود.

پایدار بودن ساختار شیمیایی مبرد

پایداری شیمیایی مبرد برای اطمینان از اثربخشی و قابلیت اطمینان طولانی مدت آن ضروری است. و باید به گونه‌ای طراحی شوند که ساختار شیمیایی پایداری داشته باشند و احتمال خرابی یا تخریب در طول زمان را به حداقل می‌رسانند.

قابل تشخیص بودن نشتی مبرد

تشخیص نشت مبرد برای حفظ عملکرد سیستم و جلوگیری از آلودگی محیطی بسیار مهم است. برای همین یک مبرد باید به گونه ای باشد بتواننشتی آن را  با استفاده از روش های مختلف به راحتی شناسایی کرد که امکان تعمیرات به موقع و به حداقل رساندن تلفات مبرد را فراهم می کند.

نتیجه گیری

انتخاب گاز مبرد مناسب برای سیستم های خنک کننده کارآمد و سازگار با محیط زیست بسیار مهم است. با حذف تدریجی مواد مخرب لایه ازن و تلاش برای جایگزین‌های پایدارتر، ضروری است که در مورد انواع مختلف گازهای مبرد موجود مطلع باشید. با در نظر گرفتن عواملی مانند اثرات زیست محیطی، کارایی انرژی و سازگاری، می توانید تصمیمی آگاهانه بگیرید که با نیازهای خنک کننده و اهداف شما همسو باشد.

برای اطلاعات بیشتر و مشاوره تخصصی در مورد انواع گاز مبرد و سیستم های خنک کننده به سایت ekeashvac مراجعه کنید. سایت ekeashvac منبع معتبری از راه حل های HVAC است و می تواند راهنمایی های ارزشمندی در انتخاب مناسب ترین گاز مبرد برای نیازهای خاص شما ارائه دهد.