کاربرد مبرد ها

کاربرد مبرد ها : مهم ترین کاربرد مبرد ها که ظرفیت و راندمان سیستم را تحت تاثیر قرار می دهند عبارتند از: حرارت نهان تبخیر، حجم ویژه بخار، نسبت تراکم و گرمای ویژه مبرد در هر دو حالت مایع و بخار.

مبردها ترکیبات شیمیایی هستند که در سیستم‌های تهویه مطبوع، یخچال‌ها و سایر دستگاه‌های سرمایشی برای انتقال حرارت استفاده می‌شوند. این مواد با جذب گرما از یک محیط و انتقال آن به محیط دیگر باعث خنک کردن یا حفظ دما در مکان‌های مورد نظر می‌شوند. در این مقاله به بررسی کاربردها، انواع و اهمیت مبردها خواهیم پرداخت.

خواص کلیدی گازهای مبرد و تأثیر آنها بر ظرفیت و راندمان سیستم‌ها

مهم ترین خواص گاز مبرد که ظرفیت و راندمان سیستم را تحت تاثیر قرار می دهند عبارتند از: 

حرارت نهان تبخیر، حجم ویژه بخار، نسبت تراکم، گرمای ویژه مبرد در هر دو حالت مایع و بخار

انواع گاز مبرد در تهویه مطبوع

انواع گاز مبرد پرکاربرد در سیستم‌های تهویه مطبوع شامل موارد زیر هستند:

دی کلرودی فلورو متان (R-12)

فریون شاید مورد استفاده ترین مبرد در حال حاضر باشد. این گاز مبرد ماده ای است بی بو، بی رنگ، غیر سمی، غیر قابل اشتعال، غیر خورنده و از نظر شیمیایی در حرارت های عملیاتی بی اثر است و تا 1022 درجه پایدار می ماند و در شرایط خیلی سخت هم نمی توان آن را تجزیه کرد، ولی اگر با شعله یا سیم الکتریکی خیلی داغ در تماس باشد تجزیه می شود و تولید محصول خیلی سمی می کند. درجه جوش آن 21- درجه سانتیگراد می باشد و نشت آن به آسانی توسط نشت یاب الکتریکی یا مشعل هالاید مشخص می گردد. این مبرد تا 90- درجه سانتیگراد قابل حل شدن در روغن است. 

در این دما روغن شروع به جداشدن می کند و به دلیل سبک تر بودن وزن در سطح آن جمع می شود. این مبرد دارای گرمای نهان نسبتا پایین است و برای مصرف در دستگاه های کوچکتر مناسب می باشد، زیرا گردش مقدار زیادی ماده سرمازا امکان استفاده از مکانیزم های عملیاتی و تنظیم دقیق تر و در عین حال با حساسیت کمتر را میسر می سازد. 

از این گاز مبرد در کمپرسور های پیستونی و دورانی و انواع بزرگ گریز از مرکزاستفاده می شود.این مبرد در فشارهای سر و معکوس (پس فشار) کم، ولی مثبت با یک بازدهی حجمی خوب کار می کند. این مبرد در 5درجه فارنهایت، دارای فشار مطلقی معادل 26.5 پوند بر اینچ مربع و در 86 درجه فارنهایت دارای فشار مطلقی معادل 108.8 پوند بر اینچ مربع است. 

حساسیت این مبرد به آب نسبت به مبرد های 22 و 502 بیشتر است و در صفر درجه مقدار کمی آب در این مبرد حل می شود که نسبت به وزن آن، شش در میلیون است و در نتیجه مایعی که تولید می شود تا حدودی بر روی فلزات سیستم تبرید ایجاد زنگ می کند.

به کار بردن 30 پوند از این ماده به ازای هر 1000 فوت مکعب فضای تهویه شده کاملا بی خطر است. این مبرد اغلب توسط مبرد 22 یا 134 جایگزین می شود چرا که وجود اتم کلر باعث آسیب لایه ازن می شود. 

منو کلرو دی فلرو متان ( R-22 )

این مبرد یک ماده ی سرمازای مصنوعی است که انحصارا برای دستگاه های تبریدی که درجات تبخیر پایین دارند ساخته شده است. یکی از موارد استعمال آن در دستگاه های انجماد سریع است که درجه آنها بین20- تا 40- درجه فارنهایت حفظ می شود. همچنین این مبرد در دستگاه های تهویه مطبوع و یخچال های خانگی به طور موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار گرفته است. 

استفاده عمده این مبرد در سیستم های تهویه مطبوع کوچک می باشد که در آنها به دلیل محدودیت فضا، استفاده از کمپرسور ها با جابه جایی کم مزیت به شمار می آید.

این مبرد فقط در کمپرسور های پیستونی به کار گرفته می شود و فشار عملیاتی آن به نحوی است که برای نیل به درجات پایین، نیازی به کارکرد در فشارهای کمتر از جو نیست.

این مبرد ماده ای است پایدار، غیر رسمی، بدون اثر اکسید کنندگی، بی آزار و غیر قابل اشتعال. حلالیت آن در آب سه برابر مبرد 12 است. به همین دلیل رطوبت در این مبرد باید حداقل باشد به همین دلیل استفاده ازخشک کن و رطوبت گیر در آن بیشتر است. 

این ماده تا 16 درجه فارنهایت در روغن حل می شود و پس از آن روغن شروع به جدا شدن می کند و چون از مایع سبک تر است در سطح آن جمع می شود. وجود نشت را می توان به وسیله نشت یاب الکتریکی یا مشعل هالاید تعیین کرد. 

مبرد 22 دارای تغییر مکان کمپرسور کمتری نسبت به مبرد 12 خواهد بود که تقریبا 60% آن می باشد یعنی برای مقدار معینی مبرد جریان یافته اثر تبرید این گاز مبرد 60% بیشتر از مبرد 12 است و بدین ترتیب لوله های مبرد کوچکتر خواهد شد. مبرد 22 نسبت به مبرد 12 یک اتم کلر کمتر دارد بنابراین آسیب کمتری به لایه ازن می زند. در کاربرد های دما پایین که نسبت های تراکم نسبتا بالا هستند، برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کمپرسور توصیه می شود سیلندر و سر سیلندر کمپرسور با آب خنک شود.

آمونیاک ( R-717 )

این مبرد در دستگاه های سرد کننده صنعتی، واحد های یخ سازی، دسته بندی، زمین های اسکی روی یخ و ... به کار برده می شود و ترکیبی از هیدروژن و ازت که در شرایط عادی گازی بی رنگ با نقطه جوش 28- درجه فارنهایت در فشار جو و نقطه ذوب 108- درجه فارنهایت می باشد. نقطه جوش پایین این ماده عمل سرد کردن در دامنه حرارت های پایین تر از صفر درجه را بدون کاهش فشار اواپراتور به زیر فشار جو عملی می سازد. با توجه به گرمای نهان بالای این ماده می توان با سرد کننده های کوچک درجه حرارت های پایین ایجاد کرد.

این مبرد تا حدودی قابل اشتعال است و با مخلوط مناسبی از هوا قابل انفجار است. این ماده سمی است و فقط مقدار کمی از آن را می توان بدون اینکه به دستگاه تنفس ضرر برساند استنشاق کرد.

نشت آب به علت بوی کاملا مشخص و دود سفیدی که در مجاورت شمع گوگردی یا پودر گوگرد تولید می کند به راحتی قابل تشخیص است. گاهی نیز از کف و صابون و با استفاده از خاصیت ایجاد حباب در محل نشت استفاده می شود. از کاغذ آغشته به تورنسل یا فنل فتالین هم که در مقابل نشت تغییر رنگ می دهند می توان استفاده کرد.

آمونیاک خالص بدون آب برای تمام فلزاتی که معمولا در سیستم های تبرید مورد استفاده قرار می گیرند، خورندگی ایجاد نمی کند اما در حضور رطوبت باعث خورده شدن فلزات غیر آهنی نظیر مس و برنج می شود. در سیستم های تبریدی که با آمونیاک کار می کنند، به جز در حرارت های خیلی زیاد مشکلی در مورد روغن کاری پیش نمی آید، چون این مبرد از روغن سبک تر است و به راحتی از روغن جدا می شود و روغن جداشده را می توان با منفذ کوچکی در کف اواپراتور به کمپرسور تلمبه کرد.

 بخار این مبرد به شدت در آب حل می شود. این ماده در دستگاه های بسیار بزرگ که دارای کمپرسور پیستونی هستند و همچنین در سیستم های جذبی بکار برده می شوند. آمونیاک در همه جا به سهولت قابل دسترس بوده و از تمام مبرد های معمول ارزان تر است. این دو عامل به همراه پایداری شیمیایی، میل ترکیبی با آب و غیر قابل امتزاج بودن با روغن، این مبرد را برای استفاده در سیستم های بزرگی که سمی بودن اهمیتی ندارد ایده آل می سازد.

نکات مهم:

گاز مبرد مناسب بسته به نوع سیستم تهویه مطبوع، کاربرد و قوانین محیط‌زیستی متفاوت است.
استفاده از مبردهایی با اثرات منفی کمتر بر محیط‌زیست در حال افزایش است، به ویژه با توجه به شیوع مشکلات زیست‌محیطی ناشی از تغییرات آب و هوایی.
این موارد به شما کمک می‌کند تا در انتخاب و استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع به نکات مهم محیط‌زیستی و کارایی توجه داشته باشید.

نتیجه‌گیری

مبردها نقش کلیدی در زندگی روزمره و صنایع مختلف ایفا می‌کنند. با این حال، توجه به انتخاب مبردهای مناسب و پایدار نیز از اهمیت بالایی برخوردار است تا تأثیرات منفی بر محیط‌زیست به حداقل برسد. به همین دلیل، تحقیقات و توسعه در این زمینه به منظور بهبود کارایی و کاهش اثرات محیطی مبردها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.