گاز مبرد
گاز مبرد یا گاز فریونی چیست؟
مبرد یا ماده سرمازا عامل اصلی سرد سازی در سیستم های برودتی تراکمی می باشد. گاز فریون در سیستم های تبرید تراکمی در کاربرد های مختلفی استفاده می شود و این گاز به اسم گاز مبرد یخچال ، گاز کولر گازی ، گاز سردخانه ، گاز چیلر و … شناخته می شود. در این قسمت علاوه بر بررسی انواع گاز ها به قیمت گاز مبرد نیز پرداخته شده است.
گاز فریونی به عنوان تنها گاز موجود در سیستم های تراکمی، پس از فشرده سازی در کمپرسور برودتی از طریق خط دیسشارژ و پس از عبور از اویل سپراتور به کندانسور وارد می شود و پس از کندانس شدن از طریق شیر انبساط به اواپراتور وارد می شود و به دلیل افت فشار در مبرد افت دمای زیادی را ایجاد می کند. گاز فریون پس از ایجاد فرآیند تولید سرما مجدد به کمپرسور باز می گردد و این چرخه تا زمانی که احتیاج به سرمایش باشد ادامه پیدا می کند.
تاریخچه گاز سرد کننده
تاریخچه گاز سرد کنندهاواسط قرن 19 میلادی شروعی بر عصر سیستم های تبریدی بود. در سال 1834 اولین سیستم تبرید تراکمی توسط شخصی به اسم جیکوب پرکینز اختراع شد که از اتر به عنوان ماده سرمازا یا گاز مبرد استفاده نمود.
سیستم های تبرید صنعتی با ورود دی اکسید کربن CO2 و آمونیاک NH3 وارد فاز جدیدی شد و در نیمه دوم صده 1800 تا 1900 استفاده از این این مواد سرما زا به شدت افزایش پیدا کرد.
در سال 1926 شیمیدان آمریکایی به اسم توماس میگدلی گاز مبرد R12 را اختراع نمود که به نسبت مبرد های فریونی تا آن زمان قابل اشتعال نبود میزان سمیت کمتری داشت و همچنین راندمان بالاتری داشت. در ادامه در قرن بیستم تبرید و تهویه صنعتی پا را فراتر گذاشته و از حالت صنعتی به سیستم های تجاری و خانگی راه پیدا کرد و برای اولین بار در کشور آمریکا سیستم تهویه مطبوع خانگی مورد استفاده قرار گرفت.
خواص مبرد ها
قبل از اینکه برای سیستم های تبرید تراکمی گاز مبرد یخچال و یا گاز سردخانه انتخاب شود، لازم است اطلاعاتی در مورد خواص مختلف مبرد ها مورد ارزیابی قرار گیرد. این خواص عبارتند از:
ترکیب شیمیایی گاز فریون
به دلیل نواسانات دمایی در گازهای مورد استفاده در سیستم تبرید و یا تهویه لازم است این گاز در تمام دماها پایداری مناسبی داشته باشد.
سلامت و ایمنی مبرد
در انتخاب نوع گاز کولر گازی و سیستم های دیگر باید میزان سمی بودن، قابلیت اشعال پذیری، اثرات مخرب زیست محیطی گاز مورد بررسی قرار گیرد.
خواص گرمایی فریون
انتقال گرما در فریون مبحث مهمی است، همچنین نقطه بحرانی، نقطه جوش، ویسکوزیته این ماده نیز خواصی است که در هنگام انتخاب آن مورد توجه قرار می گیرد.
خواص دیگر
خواصی از قبیل توانایی مخلوط شدن با روغن تبرید ، قابلیت نشت یابی، قیمت گاز مبرد و در دسترس بودن آن نیز موارد مهمی است که در هنگام خرید گاز مبرد باید مد نظر قرار گیرد.
در هنگام راه اندازی سیستم های تبرید تراکمی و استفاده از مبرد، به جز گاز باید به نوع روغن، جنس اتصالات و لوله ها و کیفیت سایر قطعات توجه کرد.
روش نام گذاری مبرد ها
اگر نام مبرد فریونی را RXYZ در نظر بگیریم با توجه به جدول زیر می توان از نام مبرد نوع آن را تشخیص داد.
تقسیم بندی مبرد های از نظر شیمیایی
مبرد ها از نظر شیمیایی از زمان اختراع تا کنون دچار دگرگونی های وسیعی شده اند که راندمان و مسائل زیست محیطی از مهم ترین علت های این تغییرات بوده است. قبل از شروع بحث دسته بندی مبرد ها لازم است به این نکته دقت نمود که مبرد ها گاهی خالص می باشند و گاهی نیز به صورت ترکیب چند مبرد مورد استفاده قرار می گیرند.
گاز فریونی مخلوط ( Zeotropic & AZeotropic )
همانطور که در پاراگراف بالا نیز به آن اشاره شد، مبرد ها هم به صورت خالص و هم به صورتی ترکیبی موجود می باشد. برخی از مبرد های خالص شامل R12، R22، R13 و برخی مبرد های مخلوط شامل R502 و R404 می باشد.
حال این سوال پیش می آید که مبرد های مخلوط Zeotropic و AZeotropic چه تفاوتی با هم دارند؟
در پاسخ به این سوال می توان در ساده ترین تعریف رفتار این مبرد ها در دماهای مختلف اشاره کرد:
نکته ای که در زمان استفاده از گاز های مخلوط باید به آن اشاره نمود این است که در زمان نشتی گاز و تخلیه آن از سیستم در گاز های AZeotropic می توان با اضافه نمودن گاز سیستم را احیاء نمود و در صورت استفاده از گازهای Zeotropic در صورت تخلیه قسمتی از گاز نیاز است که گاز سیستم کاملا تعویض گردد.
گاز مبرد فریونی CFCs ( کلرو فلوئورو کربن)
اولین نسل از مبرد های ساخته شده که در صنعت تبرید و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار گرفته CFC ها بودند که از ترکیب کلر، کربن و فلوئور تشکیل شده است. طبق تحقیقات به عمل آمده عنصر کلر مورد استفاده در گاز های CFC باعث آسیب جدی به لایه اوزن می شود، بنابراین در پروتکل مونترال که کنوانسیون رسمی برای حفاظت از محیط زیست است استفاده از این گاز ممنوع شده است.
لازم به ذکر است که هم اکنون در ایران از گاز R11 که جزو گاز های CFC است جهت شستشوی سیستم استفاده می گردد.
گاز فریون HCFCs ( هیدرو کلرو فلوئورو کربن)
گازهای فریونی HCFC از ترکیب کلر، فلوئور، هیدروژن و کربن تشکیل شده که این ترکیب درصد کلر پایین تری به نسبت گاز های CFC دارد بنابراین، این گازها را می توان به عنوان گاز های نسل دوم نیز معرفی نمود. به علت آسیب هایی که این گاز به لایه اوزن وارد می کند سرنوشتی مشابه گاز های قبلی داشت و پس از چند مدت استفاده طبق پروتکل مونترال به جمع گاز های ممنوعه پیوست.
پی نوشت: به علت شرایط موجود و همچنین وجود سیستم های قدیمی در کشور ایران، استفاده از گاز های HCFCs مانند گاز R22 همچنان پرطرفدار بوده و حتی در هنگام طراحی سیستم های جدید نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
گاز فریونی HFCs ( هیدرو فلوئورو کربن )
پافشاری سازمان جهانی محیط زیست و ممنوعیت استفاده از گاز های HCFC و CFC موجب پدید آمدن نسل جدیدی از گاز ها به نام HFC گردید. گاز مبرد HFC از ترکیب هیدروژن، فلوئور و کربن ساخته شده است و همانطور که مشهود است در این نوع مبرد فریونی از کلر استفاده نشده است. گاز فریونی HFC جزو گازهای غیر مخرب لایه اوزون می باشد و در بین گاز های فریونی مورد استفاده در صنایع تبریدی مورد تایید ترین نوع می باشد.
کاربرد های گاز مبرد:
گاز مبرد یخچال
گاز کولرگازی
گاز سردخانه
گاز مبرد چیلر
در هنگام انتخاب گاز مبرد باید به چه نکاتی توجه کرد؟
در هنگام انتخاب گاز مبرد برای سیستم برودتی با توجه به کاربرد و محدوده عملکرد دمایی باید به نکاتی توجه داشته باشید:
- میزان سمیت گاز مبرد
- تشخیص و سهولت پیدا کردن موضع در هنگام ایجاد نشتی در سیستم.
- با توجه به قطعات استفاده شده در سیکل برودتی از گاز مبرد مناسبی استفاده شود که حضور آن باعث اکسید شدن اتصالات و اجزای سیستم نگردد.
- قابلیت ترکیب با روغن و روغن کاری برخی قطعات خط مایع را داشته باشد.
- نوع گاز فریون و روغن تبرید مورد استفاده در سیستم باید سازگاری کامل با یکدیگر داشته باشند.
- گاز مبرد یخچال حتما باید توانایی بالایی در جذب و انتقال حرارت را دارا باشد.
- سازگاری هرچه بیشتر با محیط زیست
انواع گاز فریونی
R717 گاز مبرد آمونیاک
استفاده از آمونیاک به شکل گازمبرد کاملا طبیعی در سیستم های برودتی از گذشته ها تا به امروز از اهمیت بالایی بر خوردار بوده است. گاز سرد کننده آمونیاک به دلیل راندمان بالا و همچنین سازگاری مناسبی که با محیط زیست دارد جزو گاز های پر مصرف در صنایع برودتی بزرگ می باشد.
نام شیمیایی : NH3
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : زیاد
سازگاری با محیط زیست : عالی
کاربرد : چیلر های آمونیاکی ، صنایع یخ سازی ، سردخانه های بزرگ
R744 دی اکسید کربن
دی اکسید کربن جزو دسته گازهای مبرد طبیعی می باشد. این گاز جزو گازهای غیر قابل اشتعال، غیر سمی و بدون بو است اما در غلظت های بالا می تواند باعث خفگی شود. مشکل این گاز راندمان پایین آن می باشد.
نام شیمیایی : CO2
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : عالی
کاربرد : سیستم های تراکمی – تبخیری با استفاده از کمپرسور های رفت و برگشتی
R11 گاز مبرد
این گاز جزو گاز های سرد کننده اولیه در سیستم های تبرید و تهویه مطبوع می باشد که در حال حاضر جهت شستشوی سیستم های فریونی مورد استفاده قرار می گیرد.
نام شیمیایی : تری کلروفلورومتان
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : کم ( طبق پروتکل مونترال جزو گاز های ممنوعه می باش)
کاربرد : شستشوی سیستم های برودتی
R12 گاز فریونی
R12 نیز مانند گاز R11 جزو اولین گاز های تولید شده در صنایع برودتی می باشد و در حال حاضر به علت ممنوعیت، مصرف پایینی دارد
نام شیمیایی : دی کلرو‌دی‌فلرو‌متان
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : کم ( طبق پروتکل مونترال جزو گاز های ممنوعه می باش)
کاربرد : شستشوی سیستم های برودتی
گاز های جایگزین : R134a-R600a
R22 گاز فریون
گاز R22 که از خانواده CFC ها است در بازه زمانی طولانی رایج ترین گاز مبرد فریونی مورد استفاده در تجهیزات برودتی بود. گاز سرد کننده R22 با وجود راندمان بالا به علت تاثیرات مخرب بر لایه ازون و همچنین GWP بالا، از سوی کنوانسیون مونترال جزو گاز های ممنوعه معرفی شده است.
نام شیمیایی : کلرو دی فلورو متان
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : کم ( طبق پروتکل مونترال جزو گاز های ممنوعه می باش)
کاربرد : کلیه سیستم های برودتی در بازه 10 درجه سانتیگراد تا -30 درجه سانتیگراد
گاز های جایگزین : R407c-R410a
R502 گاز سرد کننده
گاز مبرد R502 جزو گاز های CFC آزئوتروپیک می باشد و به دلیل تولید برودت بالای این گاز، عموما در سیستم های سرمایشی زیر صفری مورد استفاده قرار می گیرد.
نام شیمیایی : کلرودی فلرومتان
نوع گاز: مخلوط R115 و R22
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : کم ( طبق پروتکل مونترال جزو گاز های ممنوعه می باشد)
کاربرد : سیستم های تبرید تجاری و یخ ساز های صنعتی
گاز های جایگزین : R507a-R422a-R404
R507 گاز مبرد
گاز R507 جزو دسته گازهای HFC می باشد و در سیستم های سرمایشی به عنوان جایگزین گاز R502 مورد استفاده قرار می گیرد. گاز R507 یه گاز ترکیبی از نوع آزئوتروپیک می باشد.
نوع گاز: مخلوط R134a و R125
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : سیستم های تبرید تجاری و یخ ساز های صنعتی
R23 گاز سردخانه
گاز R23 جزو دسته گازهای فریونی HFC می باشد. این گاز فریون در کاربرد هایی که به دماهای بسیار پایین نیاز دارند مورد استفاده قرار می گیرد و از نظر شرایط کاری به گاز R13 شبیه است.
نام شیمیایی : تترا فلورواتان
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : گاز سردخانه سیستم های تبریدی با دمای منفی 70 درجه تا منفی 100 درجه سانتیگراد
R410 گاز چیلر، گاز کولر گازی و یا گاز داکت اسپلیت
گاز فریون R410 جزو گاز های HFC محسوب می شود و از نظر نوع گاز، یک گاز ترکیبی زئوتروپیک است. گاز مبرد R410 در کاربردهایی که با دمای بالای صفر استفاده می شود و به دلیل سازگاری با محیط زیست در حال حاضر جزو گاز های پر مصرف در جهان می باشد.
نوع گاز: مخلوط R32 و R125
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : تهویه مطبوع خانگی و تجاری
R407 گاز یخچال
گاز فریون R407 جزو خانواده گاز های HFC و مخلوط زئوتروپیک می باشد. گاز مبرد R407c از نظر شرایط کاری به گاز R22 نزدیک می باشد و جایگزین مناسبی برای این گاز است.
نوع گاز: مخلوط R125 ، R134a ، R32
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : سیستم های تهویه مطبوع خانگی و تجاری
R404 گاز فریون
یکی دیگر از جایگزین های گاز R22 گاز R404 است. این گاز یک گاز مخلوط زئوتروپیک است و جزو خانواده گاز های فریون HFC می باشد. گاز R404a در کاربرد های اصطلاحا زیر صفری بازدهی مناسبی دارد و جزو گاز های دوست دار محیط زیست می باشد
نوع گاز: مخلوط R143a ، R134a ، R12
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : سیستم های تبریدی انجماد و تولید یخ
R134 گاز مبرد کولر گازی
گاز مبرد R134a امروز به یکی از پر کاربرد ترین گازهای روز دنیا تبدیل شده است. این گاز که از خانواده گاز های HFC است سازگاری مناسبی با محیط زیست دارد. قیمت گاز مبرد R134a در برند های مختلف متفاوت می باشد و به طور کلی جزو گاز های ارزان قیمت محسوب می شود.
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : تهویه مطبوع
R600 گاز مبرد یخچال و گاز کولر گازی
گاز مبرد R600a جزو گاز های جدید و سازگار با محیط زیست می باشد که توانایی کار در سیستم های برودتی و پمپ حرارتی را به صورت هم زمان دارا می باشد. امروزه از این گاز در مصارف خانگی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد.
نام شیمیایی : بوتان
نوع گاز: خالص
میزان سمی بودن برای انسان : کم – قابل اشتعال
سازگاری با محیط زیست : مناسب
کاربرد : یخچال های خانگی و تجاری ، کولر ماشین
قیمت گاز مبرد
گیت صنعت تامین کننده انواع گاز های مبرد پر مصرف و کم یاب در ایران، ارائه دهنده برند های با کیفیت با قیمت کاملا مناسب آماده خدمت رسانی به تمام مشتریان عزیز می باشد. برای اطلاع از آخرین لیست قیمت گاز مبرد با کارشناسان گیت صنعت تماس حاصل فرمایید. (ما خدمت گذاری به مشتریان را از وظایف خود می دانیم)
رتروفیت چیست
در سیستم های تبرید تراکمی که از گاز مبرد یا گاز فریون به عنوان ماده سرمازا استفاده می کنند گاهی به دلیل عدم وجود نوع گاز مصرفی سیستم و یا رعایت قوانین زیست محیطی احتیاج است که گاز روی سیستم به مدل های دیگری تغییر پیدا کند، به این عمل اصطلاحا رتروفیت گفته می شود.
به دلیل طولانی شدن محتوا و نیاز به توضیحات مفصل، در آینده ای نزدیک می توانید ادامه این محتوا را تحت عنوان راهنمای کامل رتروفیت کردن سیستم های تبریدی در قسمت صنعت پدیا مطالعه کنید.
منابع: