نویسنده: زهرا پروندی

 گاز مبرد چیست؟

گاز مبرد (Refrigerant Gas) ماده‌ای است که در سیستم‌های سرمایشی مانند یخچال، کولر گازی، چیلر و سردخانه‌ها استفاده می‌شود. این گاز با جذب گرما از محیط و انتقال آن به بیرون، باعث ایجاد سرما می‌شود. گاز مبرد در یک سیکل بسته بین حالت مایع و گاز تغییر فاز می‌دهد و اساس عملکرد سیستم‌های تبرید را تشکیل می‌دهد.

وظیفه گاز مبرد چیست؟

• جذب گرمای محیط داخلی
• انتقال حرارت به محیط بیرون
• ایجاد سرمای پایدار و یکنواخت
• کمک به کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های تبرید
• حفظ دمای مناسب برای تجهیزات و مواد غذایی

* بدون گاز مبرد، عملاً هیچ سیستم سرمایشی قادر به کار نخواهد بود.

ویژگی‌های گاز مبرد

• نقطه جوش پایین
• قابلیت جذب و دفع حرارت بالا
• غیرقابل اشتعال یا کم‌خطر
• پایداری شیمیایی بالا
• سازگاری با کمپرسور و روغن
• غیرخورنده و غیرقابل انفجار

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم مبردها، تاثیرگذاری آنها بر محیط زیست است. این ویژگی با دو عدد موسوم به پتانسیل تخریب لایه اوزون (ODP) و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) توصیف می‌شود.

1. پتانسیل تخریب لایه اوزون (Ozone Depletion Potential – ODP)شاخصی است که میزان تأثیر یک مبرد بر تخریب لایه اوزون را نشان می‌دهد. مبنای این شاخص، گاز R11 با مقدار ODP برابر با ۱ است و سایر مبردها نسبت به آن سنجیده می‌شوند. مقدار ODP معمولاً بین ۰ تا ۱ قرار دارد و هرچه این مقدار بیشتر باشد، توانایی مبرد در تخریب لایه اوزون افزایش می‌یابد. مبردهای با ODP صفر، از نظر اثرگذاری بر لایه اوزون بی‌خطر تلقی می‌شوند.
2. پتانسیل گرمایش جهانی (Global Warming Potential – GWP) معیاری برای سنجش میزان تأثیر یک گاز بر گرمایش جهانی در مقایسه با دی‌اکسید کربن (CO₂) است که مقدار GWP آن برابر با ۱ در نظر گرفته می‌شود. مقدار GWP مبردها می‌تواند از مقادیر بسیار کم تا چند هزار متغیر باشد و هرچه این عدد بزرگ‌تر باشد، نقش آن مبرد در افزایش دمای کره زمین و تغییرات اقلیمی بیشتر خواهد بود. این شاخص معمولاً در بازه زمانی ۱۰۰ ساله محاسبه می‌شود.

سمی بودن یا نبودن ؟

بیشتر گازهای مبرد در شرایط عادی سمی نیستند، اما در صورت نشت زیاد در فضای بسته می‌تواند باعث خفگی شود و بعضی دیگر از گازها در دمای بالا یا تماس با شعله، گازهای سمی تولید می کنند. بنابراین رعایت اصول ایمنی هنگام شارژ و نگهداری بسیار مهم است.

دسته بندی مواد مبرد

مواد مبرد را براساس ترکیب شیمیایی موجود در آن‌ها دسته‌بندی می‌کنند.

• کلرو فلورو کربن ها CFC
• هیدرو کلرو فلورو کربن ها HCFC
• هیدرو فلورو کربن ها HFC
• هیدرو فلورو الفین ها HFO
• هیدرو کربن ها HC

کلروفلوروکربن‌ها (CFC)

از ترکیب عناصر کربن، کلر و فلور ساخته شده‌اند و از نخستین مبردهای مصنوعی مورد استفاده در سیستم‌های تبرید بودند. این مبردها به دلیل ایمنی بالا، عدم اشتعال‌پذیری و پایداری شیمیایی، برای سال‌ها به‌طور گسترده در یخچال‌ها، کولرها و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شدند.

مزایا

•  پایداری شیمیایی و حرارتی بسیار بالا
•  غیرسمی و غیرقابل اشتعال
•  عملکرد مناسب در فشارها و دماهای مختلف
•  عمر طولانی تجهیزات تبرید

معایب

•  تخریب شدید لایه اوزون
•  آزادسازی اتم‌های کلر در اثر تابش اشعه فرابنفش
•  ماندگاری طولانی در جو زمین
•  ممنوعیت تولید و مصرف در سطح جهانی

مبردهای معروف: R11، R12، R113، R114

هیدروکلروفلوروکربن‌ها (HCFC)

به‌عنوان جایگزین موقت CFCها معرفی شدند. این مبردها علاوه بر کلر و فلور، دارای هیدروژن هستند که باعث کاهش میزان تخریب لایه اوزون نسبت به CFCها می‌شود.

مزایا

• تخریب کمتر لایه اوزون نسبت به CFC
• عملکرد ترمودینامیکی مناسب
• سازگاری نسبی با سیستم‌های قدیمی
• هزینه کمتر نسبت به مبردهای جدید

معایب

•  همچنان دارای پتانسیل تخریب اوزون
• اثر منفی بر گرمایش جهانی
• حذف تدریجی طبق مقررات بین‌المللی
• عدم سازگاری کامل با اهداف زیست‌محیطی بلندمدت

مبردهای معروف: R22، R123، R141b، R142b

هیدروفلوروکربن‌ها (HFC)

هیدروفلوروکربن‌ها فاقد عنصر کلر هستند و به همین دلیل تأثیری بر تخریب لایه اوزون ندارند. این مبردها پس از محدود شدن HCFCها، به‌طور گسترده در سیستم‌های تبرید خانگی، تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند.

مزایا

• عدم تخریب لایه اوزون
• ایمنی مناسب از نظر سمیت و اشتعال
• عملکرد پایدار و قابل اطمینان
• کاربرد گسترده در بازار جهانی

معایب

• پتانسیل بالای گرمایش جهانی (GWP بالا)
• ماندگاری نسبتاً طولانی در اتمسفر
• محدودیت مصرف در قوانین جدید زیست‌محیطی
• نیاز به جایگزینی در آینده نزدیک

مبردهای معروف R134a، R404A، R407C، R410A

هیدروفلورو الفین‌ها (HFO)

هیدروفلورو الفین‌ها (HFO) نسل جدید مبردها هستند که با هدف کاهش اثرات زیست‌محیطی و جایگزینی HFCها توسعه یافته‌اند. ساختار شیمیایی این مبردها باعث تجزیه سریع آن‌ها در جو می‌شود.

مزایا

• پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین
• عدم تخریب لایه اوزون
• سازگار با استانداردهای زیست‌محیطی جدید
• مناسب برای استفاده در فناوری‌های نوین

معایب

• قیمت بالاتر نسبت به مبردهای قدیمی
• اشتعال‌پذیری خفیف
• نیاز به طراحی و تجهیزات خاص
• محدودیت دسترسی در برخی بازارها

مبردهای معروف: R1234yf، R1234ze

هیدروکربن‌ها (HC)

هیدروکربن‌ها (HC) مبردهای طبیعی متشکل از کربن و هیدروژن هستند که به دلیل سازگاری بالا با محیط زیست، به‌عنوان گزینه‌ای پایدار در صنعت تبرید شناخته می‌شوند. این مبردها بیشتر در سیستم‌های تبرید کوچک و خانگی استفاده می‌شوند.

مزایا

• سازگاری بسیار بالا با محیط زیست
• GWP بسیار پایین
• عدم تخریب لایه اوزون
• راندمان انرژی بالا و مصرف برق کمتر

معایب

• اشتعال‌پذیری بالا
• محدودیت در مقدار شارژ مبرد
• نیاز به رعایت دقیق نکات ایمنی
• عدم کاربرد گسترده در سیستم‌های بزرگ

مبردهای معروف: R290 (پروپان)، R600a (ایزوبوتان)، R1270 (پروپیلن)

پر کابرد ترین گاز های مبرد

R22

از پرکاربردترین و پرطرفدارترین گاز مبرد جهان است که در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید تجاری کاربرد دارد. به‌دلیل تخریب اوزون، تولید و مصرف آن در بسیاری کشورها به تدریج متوقف شده است. یکی از جایگزین‌های گاز R22، گاز R410A است.

R410A

مخلوط HFC به دلیل اینکه کلر در ترکیب آن وجود ندارد، آسیبی برای لایه اوزون به بار نمی‌آورد. با عملکرد بالا در سیستم‌های تهویه مطبوع مدرن، مخصوصاً کولرهای اسپلیت کارایی دارد.

R404A

گاز مبرد R404A پرکاربرد در سیستم‌های تبرید صنعتی و تجاری با دمای پایین(سردخانه زیر صفر) است که کاملا بی رنگ و غیر سمی می باشد و در کپسول به رنگ سبز تیره یا آبی و عموما در وزن 13.5 کیلوگرم قابل ارائه می باشد، عملکرد قوی در یخچال‌های فروشگاهی و سردخانه ها دارد.

R134A

گاز R134a یکی از پرکاربردترین مبردهای نسل HFC است که به‌عنوان جایگزین R12 معرفی شد. این گاز فاقد کلر بوده و به لایه اوزون آسیب نمی‌زند، گازی غیر قابل اشتعال با پایداری شیمیایی بالا و ایمن برای کمپرسور است به همین دلیل در بسیاری از کشورها برای یخچال، فریزرهای خانگی، سیستم تهویه مطبوع خودرو، چیلرهای کوچک و دستگاه‌های سرمایشی پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته از معایب این گاز می شود به قدرت سرمایش کمتر نسبت به R404A، حساس بودن به رطوبت و حدود 40% کارایی پایین تر از R22 اشاره کرد.

رنگبندی کپسول گاز های مبرد

برای تشخیص نوع مبرد، معمولاً کپسول‌های نگهداری آن‌ها با رنگ‌های گوناگون تولید می‌شوند تا از ترکیب اشتباه گازها جلوگیری شود. با وجود این، چون همه تولیدکنندگان الزاماً از یک سیستم رنگ‌بندی واحد پیروی نمی‌کنند، نباید تنها به رنگ کپسول اکتفا کرد. به همین دلیل، خواندن مشخصات درج‌ شده روی برچسب کپسول پیش از استفاده ضروری است.

برند های موجود در بازار ایران :

•  فلورن (FLORON)
• گاز ایسکون (ISCEON)
•  رفرون (REFRON)
•  مکزیکِم (MEXICHEM)
•  هانیول (HONEYWELL)
• گاز JH

انتخاب گاز مبرد مناسب نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد، بهره‌وری انرژی، طول عمر تجهیزات و کاهش اثرات زیست‌محیطی سیستم‌های سرمایشی و تهویه مطبوع دارد. هر گاز مبرد دارای ویژگی‌های ترمودینامیکی، ایمنی و کاربردی متفاوتی است و انتخاب صحیح آن نیازمند بررسی دقیق شرایط کاری، نوع کاربرد و الزامات فنی پروژه می‌باشد. شرکت مانا سبز بنیان با تکیه بر دانش مهندسی، تجربه تخصصی و آشنایی با استانداردهای روز صنعت تبرید، آماده ارائه مشاوره تخصصی و راهکارهای کاربردی در زمینه انتخاب و تأمین گازهای مبرد متناسب با نیاز شما است.