دسته‌بندی مواد مبرد بر اساس سمیت و قابلیت اشتعال
بر اساس استاندارد ANSI، مواد مبرد از نظر سمی بودن در دو کلاس A و B طبقه‌بندی می‌شوند:
- کلاس A: شامل مبردهایی با درجه سمیت پایین است.
- کلاس B: شامل مبردهایی با درجه سمیت بالا است.
همچنین، مبردها از نظر قابلیت اشتعال در سه کلاس 1، 2 و 3 قرار می‌گیرند.
دسته‌بندی مبردها از نظر ایمنی
مبردها بر اساس میزان سمیت و قابلیت اشتعال به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- A1: سمیت پایین، غیرقابل اشتعال
- A2: سمیت پایین، قابلیت اشتعال کم
- A3: سمیت پایین، قابلیت اشتعال بالا
- B1: سمیت بالا، غیرقابل اشتعال
- B2: سمیت بالا، قابلیت اشتعال کم
- B3: سمیت بالا، قابلیت اشتعال بالا
مبردهای هالوکربنی
مبردهای هالوکربنی معمولاً از ترکیبات متان و اتان ساخته می‌شوند. این ترکیبات شامل هیدروژن (H) و کربن (C) بوده و به آنها هیدروکربن‌های خالص گفته می‌شود.
اگر برخی از اتم‌های هیدروژن در ساختار مولکولی متان یا اتان با کلر (Cl)، فلوئور (F) یا هر دو جایگزین شوند، ترکیبات جدیدی به نام مبردهای هالوکربنی به وجود می‌آیند.
مبردهای هالوکربنی به سه گروه تقسیم می‌شوند:
CFC (کلروفلوئوروکربن‌ها)
- در این ترکیبات، اتم‌های هیدروژن با کلر و فلوئور جایگزین شده‌اند و هیدروژن تقریباً حذف شده است.
- این گازها در لایه فوقانی جو با مولکول‌های ازن واکنش داده و موجب تخریب آن می‌شوند.
- علاوه بر تخریب ازن، این ترکیبات در افزایش گرمایش زمین نقش دارند.
- به دلیل اثرات مخرب، تولید CFCها از سال 1995 ممنوع شده است.
در جدول زیر نمونه‌هایی از CFCها آورده شده است.
| مبرد | فرمول شیمیایی |
|---|---|
| R-11 | CCL3F |
| R-12 | CCL2F2 |
| R-113 | CCl2FCCIF2 |
| R-114 | CCIF2CCIF2 |
| R-115 | CCIF2CF3 |
مبرد R-11:
این مبرد در فشار جو با دمای 23.9°C می‌جوشد و در برخی چیلرهای گریز از مرکز مورد استفاده قرار می‌گرفت. همچنین به‌عنوان حلال صنعتی برای تمیز کردن تجهیزات کاربرد داشت.
با توجه به اینکه هر مولکول R-11 دارای سه اتم کلر است و شدیداً به لایه ازن آسیب می‌زند، استفاده از آن مدت‌هاست که ممنوع شده است.
مبرد R-12:
این مبرد اولین‌بار در سال 1926 مورد استفاده قرار گرفت و در فشار جو در دمای -30°C به جوش می‌آید.
ویژگی‌های آن شامل:
- بی‌رنگ، تقریباً بی‌بو، غیرسمی و غیرقابل اشتعال
- غیرخورنده و دارای کپسولی به رنگ سفید
- دارای حلالیت کم در آب
با این حال، در تماس با شعله مستقیم تجزیه شده و گازهای بسیار سمی تولید می‌کند. هر مولکول R-12 دارای دو اتم کلر است که نسبت به R-11 آسیب کمتری به لایه ازن می‌زند، اما همچنان مخرب است.
به همین دلیل، تولید آن متوقف شده است و مبرد R-134a جایگزین مناسبی برای آن محسوب می‌شود.
مبردهای HCFC (هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها):
در این گروه، برخی از اتم‌های هیدروژن با اتم‌های کلر و فلوئور یا هر دو جایگزین شده‌اند، اما تمامی اتم‌های هیدروژن حذف نشده‌اند.
مبردهای HCFC نسبت به CFCها دارای مقدار کمتری کلر هستند، به همین دلیل در اتمسفر ثبات کمتری داشته و قدرت تخریب لایه ازن آنها کمتر است.
نمونه‌هایی از این مبردها در جدول زیر آمده است.
| مبرد | فرمول شیمیایی |
|---|---|
| R-22 | CHCIF2 |
| R-123 | CHC12CF3 |
| R-124 | CHCIFCF3 |
| R-142b | CH3CCIF2 |
مبرد R-22:
مبردی پایدار، غیرسمی، بدون اثر اکسیدکنندگی و غیرقابل اشتعال است. برای دستیابی به دماهای پایین، نیازی به کار در فشاری کمتر از فشار جو ندارد. حلالیت آن در آب سه برابر R-12 است و در حضور رطوبت‌گیر، میزان حلالیت آن افزایش می‌یابد.
ویژگی‌های R-22:
- نقطه جوش در فشار یک اتمسفر: 40.8- درجه سانتی‌گراد
- در تونل‌های انجماد سریع و یخچال‌های خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- رنگ کپسول آن سبز است.
- ظرفیت برودتی آن 60٪ بیشتر از R-12 است، بنابراین به کمپرسور کوچکتری نیاز دارد.
- در دمای حدود 23- درجه سانتی‌گراد در روغن حل می‌شود، لذا در دماهای پایین‌تر باید از جداکننده روغن استفاده شود.
- در کمپرسورهای اسکرو (Screw) با ظرفیت بیش از 150 تن تبرید، از R-134a به‌جای R-22 استفاده می‌شود.
- مبرد R-407C جایگزین مناسبی برای R-22 است.
مبردهای HFC (هیدروفلوئوروکربن‌ها):
در این گروه، تعدادی از اتم‌های هیدروژن با فلوئور جایگزین شده‌اند، اما تمام اتم‌های هیدروژن حذف نشده‌اند. این ترکیبات فاقد اتم کلر هستند، بنابراین به لایه ازن آسیب نمی‌زنند و تأثیر کمتری بر افزایش دمای کره زمین دارند.
ویژگی‌ها:
- جایگزین مناسبی برای مبردهای CFC و HCFC محسوب می‌شوند.
- اثر تخریبی آنها بر لایه ازن صفر است.
- در برخی موارد، اثر گلخانه‌ای آنها کمتر از CFCها و HCFCها است.
نمونه‌هایی از این مبردها در جدول زیر ارائه شده است.
| مبرد | فرمول شیمیایی |
|---|---|
| R-125 | CHF2CF3 |
| R-134a | CH2FCF3 |
| R-23 | CHF3 |
| R-32 | CH3CF3 |
| R-152a | CH3CHF2 |
مطالب مرتبط: روش‌های تهویه مراکز داده (Data Center)
مبرد R-134a: با توجه به اثر تخریبی CFCها و HCFCها بر لایه ازن، به عنوان جایگزین مناسبی برای مبرد R-12 شناخته شد. R-134a به عنوان یک مبرد، از خواص جانبی مطلوبی برخوردار است؛ زیرا قابلیت تخریب لایه ازن (ODP) در آن صفر بوده و همچنین پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) بسیار پایینی دارد. یکی از محدودیت‌های استفاده از R-134a، عدم اختلاط آن با روغن‌های معمولی است. با این حال، روان‌کننده‌های جدیدی طراحی شده‌اند که امکان استفاده از R-134a را در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید با عمر طولانی و عملکرد مؤثر فراهم می‌کنند.
دمای جوش R-134a، منفی ۲۶/۱۵ درجه سانتی‌گراد است. بنابراین، در دماهای بالاتر از این مقدار، فشار اواپراتور و کندانسور مثبت خواهد بود. این مبرد، جانشین خوبی برای مبرد R-12 محسوب می‌شود. R-134a گازی بی‌رنگ و بی‌بو است و در سیلندرهای ۱۳/۶، ۲۲/۷، ۵۷ کیلوگرمی و … در دسترس می‌باشد.
مبرد R-407C: این مبرد مخلوطی از مبرد R-134a (52 درصد)، مبرد R-125 (25 درصد) و مبرد R-32 (23 درصد) است. نقطه جوش آن منفی ۶/۵ درجه سانتی‌گراد است. این مبرد هیچ اثر تخریبی بر لایه ازن ندارد و ضریب ODP آن صفر است. مبرد R-407C به عنوان جایگزینی مناسب برای مبرد R-22 شناخته شده است.
مبردهای پایه معدنی
مواد سرمازایی که ساختمان شیمیایی آنها بر اساس هیدروکربن نیست، به عنوان مواد سرمازای پایه معدنی شناخته می‌شوند. از جمله این مواد می‌توان به آمونیاک، آب، انیدرید کربنیک و انیدرید سولفورو اشاره کرد.
آمونیاک (R-717 – NH3): برای اولین بار در سال ۱۸۷۳ مورد استفاده قرار گرفت. این ماده، تنها سرمازای غیر هیدروکربنی است که در دستگاه‌های صنعتی، کارخانجات یخ‌سازی و بسته‌بندی به کار می‌رود. آمونیاک از ترکیب هیدروژن و ازت به دست می‌آید. گازی بی‌رنگ، با بوی تند و زننده و تا حدودی قابل اشتعال و سمی است. نشت آن به دلیل بوی مشخص و دود سفید رنگی که در مجاورت شعله گوگرد یا پودر گوگرد تولید می‌کند، به راحتی قابل تشخیص است. در مجاورت رطوبت، مس و برنز را دچار خوردگی می‌کند، اما بر فولاد تأثیری ندارد. نقطه جوش آن در فشار اتمسفر، منفی ۳۳ درجه سانتی‌گراد است و هیچ آسیبی به لایه ازن نمی‌رساند.
آب (R-718): به دلیل حجم زیاد بخار آب در هنگام جوش در اواپراتور، استفاده از آن در کمپرسورهای معمولی و تراکمی را غیرممکن می‌سازد. همچنین، ایجاد خلاء لازم در قسمت اواپراتور بسیار دشوار است. با این حال، آب به عنوان ماده سرمازا در سیستم‌های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا کاملاً بی‌ضرر، بی‌بو و غیر سمی است و حتی اگر مقدار زیادی از آن در یک ساختمان پرجمعیت منتشر شود، خطری ایجاد نمی‌کند. مشکل حجم زیاد و خلاء زیاد با پیدایش کمپرسورهای گریز از مرکز و سیستم‌های جذبی حل شده است. در سیستم‌های تهویه مطبوع، از آب با دمای ۴/۴ درجه سانتی‌گراد در فشارهای بسیار پایین استفاده می‌شود.
رنگ سیلندر مبردها
برای تشخیص کپسول‌های مبرد، آنها را با رنگ‌های مختلف مشخص می‌کنند. این کار از اشتباه در استفاده از مواد مختلف در یک سیستم جلوگیری می‌کند. از آنجا که مواد مبرد می‌توانند روی فلزات اثر بگذارند، هر ۵ سال یکبار باید کپسول مواد مبرد آزمایش شود و این مدت برای گازهای بی‌اثر ۱۰ سال است.
مطالب مرتبط: روش‌های تهویه مراکز داده (Data Center)
| رنگ کپسول | شماره مبرد | رنگ کپسول | شماره مبرد | رنگ کپسول | شماره مبرد |
|---|---|---|---|---|---|
| قهوه ای روشن | R-402A | آبی تیره | R-114 | زرد کرمی | R40-VB |
| رنگ گلی | R-410A | قهوه ای مایل به زرد | R-409A | نارنجی | R-11 |
| نارنجی | R-404A | زرشکی | R-113 | سفید | R-12 |
| ارغوانی | R-502 | سبز | R-22 | ||
| شکلاتی | R-407C | زرد | R-500 | ||
| خاکستری روشن | R-123 | نقره ای | R-717 | ||
| زرد خردلی | R-401B | آبی روشن | R-134a |
سیالات کریوژنیک (Cryogenic Fluids)
کلمهٔ کریوژنیک به معنای «تولیدکنندهٔ سرما» است. به سیالاتی که قادر به تولید دمای بین ۱۴۴- تا صفر مطلق (۲۷۳-) باشند، سیالات کریوژنیک گفته می‌شود. سیالات کریوژنیک دارای نقطه جوش پایین می‌باشند.
| سیال کریوژنیک | دمای جوش C |
|---|---|
| R-702 هیدروژن | -۲۵۳ |
| R-720 نئون | -۲۴۶ |
| R-704 هلیوم | -۲۶۹ |
| R-728 نیتروژن | -۱۹۶ |
| R-732 اکسیژن | -۱۸۳ |
| R-740 آرگون | -۱۸۶ |
سازگاری مبردها
در انتخاب مبرد برای یک سیستم سرمایش باید نوع ماده سرمازا با سیستم سازگار باشد سازگاری شامل موارد زیر است:
- ماده‌ی سرمازا بر عایق سیم پیچ موتور بی‌اثر باشد
- عدم تأثیر ماده سرمازا بر مواد پلاستیکی مانند واشرها
- عدم تأثیر مبرد بر فلزاتی که با آن در تماس است مانند مس
- سازگاری روغن مورد استفاده در سیستم با مبرد
به طور کلی قبل از شارژ یک سیستم با ماده‌ی سرمازایی غیر از ماده‌ی سرمازای قبلی باید از سازگاری ماده‌ی سرمازای جدید با مواد مورد استفاده در سیستم اطمینان حاصل کرد.
شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران با برند Gplus (جی‌پلاس)، به‌عنوان نماد تولید داخلی در زمینه محصولات تهویه مطبوع و نماینده برندهای معتبر جهانی همچون LG (ال‌جی)، Midea (مایدیا)، Clint (کلینت) و Rhoss (راس)، به شما این امکان را می‌دهد تا کیفیت هوای داخل منزل یا محل کار خود را به بهترین نحو بهبود بخشید. متخصصین تهویه مطبوع مبتکران گلدیران، با تعهد به کیفیت و ایمنی، در تمام مراحل انتخاب، نصب و نگهداری همراه شما هستند. فرقی نمی‌کند که به دنبال یک تصفیه‌کننده هوا باشید یا یک سیستم پیشرفته تهویه مطبوع؛ ما اینجا هستیم تا با ارائه راهکارهای مؤثر، محیطی راحت و ایمن برای خانواده شما فراهم کنیم.
با تکمیل فرم مشاوره خرید آنلاین یا تماس با شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران می‌توانید از خدمات مشاوره رایگان ما بهره‌مند شوید.
بدون دیدگاه