گاز مبرد

مبرد یا سرمازا، ترکیب یا ماده ای از مواد بوده، که به طور معمول شکل روان و سیالی دارد و همچنین در سیستم‌ های سرمایش و تبرید مورد استفاده قرار می گیرد. در بیشتر چرخه ‌های تبرید معمولا مبرد ها دچار تغییر در فاز شده اند و از حالت مایع به گاز و سپس برعکس آن تبدیل شده اند. همچنین سیستم های تهویه مطبوع برای خنک کردن محیط، سیکل تبریدی داشته اند. مبرد از مهم‌ ترین و اصلی ترین عضو ها در یک سیستم تهویه مطبوع هستند و وظیفه آن این است که از یک محیط گرما را جذب کند و پس از آن به محیطی دیگر انتقال دهد. هرچند که به خودی خود این انتقال گرما انجام نمی شود و با کمک گرفتن از قطعات و تجهیزاتی مثل کندانسور، کمپرسور و اواپراتور که عضو ‌های مهم و حیاتی در یک سیستم تهویه محسوب می شوند، این عمل انجام می شود. ماده مبرد به صورت مرتب در هنگام طی کردن یک سیکل از شکل مایع تبدیل به شکل گاز می ‌شود و پس از آن مجدد وقتی سرد شد، از حالت گاز به حالت مایع تغییر حالت می ‌دهد.

خرید گاز مبرد

در نخستین سیستم های سرمایش و خنک کننده به طور معمول ماده اتر با عنوان ماده مبرد مورد استفاده قرار می گیرد ولی این ماده پس از مدتی جای خودش را به گاز آمونیاک NH3 داد. ولی از جمله مشکلاتی که معمولا گاز آمونیاک داشته در زمان برخورد با بدن انسان عوارض بسیار شدید آن بود. هر چند که این ماده دارای مشکلات بسیاری هم بوده و از جمله این مشکلات می توان به احتمال انفجار بالا، مرطوب شدن گاز در تماس با آلومینیوم و مس و … اشاره کرد.

طولی نکشید که به علت خطراتی که مصرف گاز آمونیاک داشت، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت و کم کم گاز های فریون که با نام CFC هم شناخته شده اند؛ توانستند جایگزین آن ها شوند.

قیمت گاز مبرد یا گاز فریون

گاز مبرد در سیستم تبرید تراکمی که یکی از متداول ترین سیستم ها جهت ایجاد سرمایش در یخچال های خانگی، چیلر و سردخانه هستند. در صورتی که کمپرسور به عنوان قلب سیستم شناخته شود، می توان اواپراتور و کندانسور را نیز به عنوان دست و پای یک سیستم تبرید شناخت. در این حالت سیستم مورد نظر به ماده ای نیاز دارد که در لوله های آن مثل خون گردش کند و سبب کارکرد و حرکت صحیح و درست سیستم شود. به ماده ای که در کپسول به صورت گاز ارائه می شود، گاز فریون یا گاز مبرد می گویند. مبرد که در بیشتر مواقع به آن گاز مبرد هم گفته می شود یک ماده ای است که دارای درجه جوشش بسیار کم و همچنین عمل تبخیر در این ماده به علت گرماگیر بودن در زمان تبدیل از حالت مایع به حالت گاز، کاهش بسیار زیاد دما را ایجاد می کند. از تعاریف دیگر علمی در رابطه با گاز مبرد این است که ماده ای با جذب حرارت از ماده ای که در محیط وجود دارد، می تواند تبخیر شود و آن قسمت را خنک تر کند.

از این محصول استفاده های زیادی می شود که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. گاز کولر گازی
2. سیستم های بردوتی
3. گاز مبرد کمپرسور
4. گاز مبرد چیلر
5. سیستم های تهویه مطبوع
6. گاز فریون یخچال

مشخصات فنی انواع گاز مبرد کمپرسور (Refrigerant)

این نکته را هم باید بدانید که مثل بدن انسان که گروه های خونی گوناگونی دارند. با توجه به کاربرد و نوع کمپرسور آن ها در سیستم های تبرید هم از مبرد مخصوص به خود استفاده می کنند.

انواع برند های تولید کننده گاز مبرد

گاز های مبرد دارای برند های مختلفی هستند که از جمله انواع برند گاز مبرد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. گاز مبرد کولیب (Coolib)
2. گاز مبرد هانیول (Honeywell)

وظیفه گاز مبرد

وظایف مهم و اصلی مبرد ها در سردخانه و تبرید به صورت زیر است:

• زمانی که در دمای مجاز سیستم فعالیت می کند باید حرارت را بتواند به درستی دفع و جذب کند.
• در این ماده مدت زمان کارکرد باید کاملا پایدار و تا حد امکان بالا باشد.
• در سیستم تبرید تراکمی به دلیل اینکه احتمال دارد نشتی وجود داشته باشد، مبرد باید ضد سمی، ضد اشتعال و تا جایی که امکان دارد برای محیط زیست خطری نداشته باشد.

ویژگی های ماده سرما زا یا گاز مبرد

1. اختلاف فشار زیادی نباید بین حالت مایع و بخار مبرد وجود داشته باشد.
2. با روغن کمپرسور ترکیب نشود بلکه مخلوط شود.
3. مبرد سمی نباشد.
4. عملکرد مبرد همچنین باید غیر قابل اشتعال و انفجار در زمان نشتی احتمالی آن باشد.
5. گاز مبرد برای قطعات سیستم نباید خورنده باشد.
6. به علت وجود روغن در کنار مبرد، ما بین این دو نباید واکنش نا مطلوبی انجام شود.
7. نباید سبب اکسایش شود.
8. در حالتی که سیستم نشتی داشته باشد، نشتی و محل آن به سرعت و به آسانی قابل شناسایی باشد.
9. قطعات متحرکی که در خط مایع مبرد با مبرد در تماس هستند باید توانایی روغن کاری را داشته باشند.
10. به صورت کلی ترکیب شیمیایی مبرد به شکلی باشد که در حالتی که نشت کند، نتواند محصولات موجود در سردخانه را آلوده کند.
11. گاز مبرد سبب فرسایش سیم پیچ موتور نشود.
12. ماده سرما زا نباید هادی الکتریسیته باشد.
13. حرارت نهان متعادلی داشته باشد به حالتی که مقدار مناسبی از مبرد در زمان ثابت تبخیر شود.

میزان سمی بودن گاز مبرد

در محیط جدای هوایی که وجود داشته، همه ی گاز هایی که وجود دارند هم سمی هستند و در صورتی که از حد مجاز غلظت آن ها بالا تر برود جلوی رسیدن اکسیژن به شش ها گرفته می شود و در نهایت سبب خفگی خواهد شد. به همین دلیل سمی بودن گاز مبرد را می توان به صورت نسبی در نظر گرفت و همچنین آن را به غلظت و زمانی که در یک فضا وجود دارد وابسته دانست.

با توجه به آزمایش های انجام شده در 6 درجه مختلف سمی بودن مبرد تعیین می شود. مبرد گروه 1 به عنوان خطرناک ترین نمونه ی مبرد شناخته شده است و در غلظت های بسیار کم هم حتی می تواند سمی و کشنده باشد و همچنین در مقایسه آن با مبرد گروه 6 می توان گفت که مبرد گروه 6 دارای مقدار بسیار کمی سمی است و معمولا به این نمونه، مبرد غیر سمی هم گفته می شود. علاوه بر مورادی که در بالا گفته شد در شرایط خاص مقدار سمی بودن برخی از مبرد ها تغییر پیدا خواهد کرد، به عنوان نمونه مبرد های فلور کربنی در حالتی که اکسیژن وجود داشته باشد و حرارت تجزیه شده بالاتر باشد و به یک ترکیب بسیار سمی تبدیل می شود که در غلظت های بسیار پایین هم می تواند کشنده باشد.

انواع گاز مبرد

نمونه طبیعی، نخستین نسل از گاز مبرد بوده که در تبرید و تهویه مورد استفاده قرار می گیرد و با وجود اینکه برخی از آن ها دارای ظرفیت تولید سرمای بسیار بالایی هستند اما به علت خطرناک و سمی بودن آن ها توانست کم کم جای خودش را به مبرد های فریونی بدهد و از تاریخی که مبرد های فریونی آغاز به کار کردند، در مراحل زیادی دچار تغییرات شدند و در این قسمت به شکل این تحول اشاره می کنیم.

گاز مبرد کلرو فلوئورو کربن یا CFC

این مبرد از ترکیب اتم های فلوئور، کلر و کربن شکل گرفته است و در سیستم های تهویه مطبوع و تبرید نخستین نسل گاز مبرد مورد استفاده، CFC ها هستند که به علت داشتن عنصر کلر در آن سبب نابودی لایه ازون می شود و همچنین دارای اثر گلخانه ای بسیار بالایی هم است و به همین علت استفاده از این مبرد در پروتکل مونترال ممنوع اعلام شده است. گاز R 11 و R 12 یکی از اجزای این دسته از مبرد ها هستند.

گاز مبرد هیدرو کلرو فلوئورو کربن یا HCFC

HCFC ها نسل دوم مبرد های فریونی هستند که جهت اصلاح CFC ها تولید و سپس به بازار عرضه شدند که در آن ها ترکیب شیمیایی از اتم های هیدروژن، کلر، کربن و فلوئور شکل گرفته است. هر چند که این گاز نسبت به CFC تا حدود 90 درصد کمتر برای طبیعت آثار مخرب داشته است اما به علت اینکه عنصر کلر در آن وجود دارد و مضرات و معایبی برای لایه ازون دارد در کشور های پیشرفته کم کم از چرخه سیستم های سرمایشی حذف می شود. هرچند که مصرف این مبرد در حال منسوخ شدن بوده اما هنوز هم در کشور هایی که در حال توسعه هستند مثل ایران بعضی از مبرد های این نوع مثل R 22 مصرف زیادی دارند.

گاز مبرد هیدرو فلوئورو کربن یا HFC

این گروه در سیستم های سردسازی دنیا یکی از جدید ترین و بروز ترین مبرد هایی هستند که استفاده می شوند و ترکیب شیمیایی آن ها از اتم های هیدروژن، کربن و فلوئور شکل گرفته اند. در گاز مبرد HFC به علت نبودن کلر، تاثیر مخربی بر روی لایه ازون نخواهد گذاشت و این مبرد به صورت کلی برای لایه اوزون یک گاز گلخانه ای غیر مخرب است و تنها سبب گرم شدن و بالا رفتن حرارت کره زمین می شود. یکی از نمونه هایی که مصرف زیادی دارد گاز R 134a است.

رنگ بندی سیلندر کپسول گاز های مبرد

گاز مبرد	رنگ سیلندر کپسول
گاز R 11	نارنجی
گاز R 507	کرمی
گاز  R 717	نقره ای
گاز  R 134a	آبی روشن
گاز  R 410a	رنگ گلی
گاز  R 502	ارغوانی
گاز  R 404a	نارنجی
گاز  R 407c	شکلاتی
گاز  R 22	سبز
گاز  R 500	زرد
گاز  R 12	سفید

سایز کپسول گاز مبرد

معمولا کپسول گاز فریونی و گاز سرما ساز در سایز و اندازه 2 الی 75 کیلو گرم قابل ارائه هستند اما به دلیل مناسب و درست بودن قیمت گاز مبرد در کپسول 13.5 کیلو گرمی و همینطور جابجایی آسان و راحت، در بازار بهترین گاز مبرد و رایج ترین اندازه و ابعاد کپسول گاز مبرد را دارد. فروش گاز مبرد با توجه به این موارد بیشتر انجام می شود.

رایج ترین ظرفیت گاز های فریونی موجود در بازار ایران

گاز R 134a : ظرفیت 13.6 کیلوگرم

گاز R 22 : ظرفیت 13.6 کیلوگرم

گاز R 407c  : ظرفیت 11.3 کیلوگرم

گاز R 410a : ظرفیت 11.3 کیلوگرم

گاز R 404a : ظرفیت 10.9 کیلوگرم

گاز R 507 : ظرفیت 11.3 کیلوگرم

گاز R 12 : ظرفیت 13.6 کیلوگرم

انتخاب صحیح مبرد

طراحی و ساخت یک سیستم تبرید می ‌تواند تاثیر بسیار زیادی بر مصرف انرژی، طول عمر و ایمنی آن سیستم داشته باشد. فاکتور هایی که در انتخاب یک ماده مبرد می ‌توانند تاثیر داشته باشند به شرح زیر هستند:

1. خواص فیزیکی به معنی عدم آسیب رسانی به لوله‌ ها و چگالی کم و ضریب انتقال حرارت زیاد و سایر قطعات
2. ایمنی و تاثیر مبرد بر سلامت و محیط زیست
3. خواص ترمودینامیکی مثل ظرفیت گرمایی، نقطه جوش و دمای بحرانی مبرد
4. پایداری شیمیایی مثل ماده مبرد به آسانی نباید تجزیه شود و یا حتی با دیگر مواد نباید واکنش نشان دهد

در کل مشخصات خاصی مانند نقطه ی جوش پایین، درجه سمی پائین، ترجیحا سازگار با محیط، قابل اشتعال و انفجار نباشد، گاز های پایدار باشد و همینطور هزینه خرید و نگهداری آن کم باشد.

ویژگی های و مشخصات گاز مبرد استاندارد

گاز مبرد درست و مناسب در سیستم های صنعتی و تهویه مطبوع ویژگی هایی دارند که شامل :

1. دارای نقطه جوش پایین
2. غیر قابل اشتعال و انفجار
3. قابل تشخیص بودن در حالت نشت
4. داشتن عدد ODP و GWP پایین
5. سازگار با محیط زیست
6. پایین بودن هزینه نگهداری و خرید گاز مبرد
7. سمی و خورنده نبودن
8. پایدار بودن

نتیجه گیری

در آخر قرن بیستم استفاده از سرمای طبیعی همراه با پیدایش گاز مبرد؛ یخ ذخیره شده، هوای خارج و … به صورت تقریبی و به طور کلی از صنایع پاک شده است. گاز مبرد به علت گرما گیر بودن و با داشتن نقطه جوش بسیار کم سبب شده تا در این ماده عمل تبخیر با پایین آمدن شدید دما همراه شود. قطعات متحرکی که در خط گاز مبرد با مبرد تماس داشته باشند، می توانند روغن کاری شوند. بین حالت بخار و مایع مبرد اختلاف فشار زیادی نباید ایجاد شود. تولید مبرد ها سبب شده که علاوه بر بالا رفتن ساخت یخچال و فریزر؛ همچنین در صنایع مواد غذایی، صنایع الکترویکی، صنایع شیمایی، ماشین سازی، پزشکی، داروسازی، آتش نشانی و … سرمای مصنوعی کاربرد داشته باشد. در اصل در صنایع یخچال سازی تنها سی درصد از مبرد های تولیدی استفاده می شود و هفتاد درصد آن در سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.