گاز مبرد یا گاز خنک کننده سیالی است، که در سیکل برودتی با طی کردن مسیر حرارت را جذب و دفع می‌کند، به عبارتی مبرد سیالی است که حرارت را به محیط خارجی منتقل کرده و باعث کاهش دما میشود. مبردها انواع مختلفی دارند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. در این مقاله با انواع گاز مبرد و ویژگی‌های آن‌ها آشنا خواهیم شد.
تاریخچه گاز مبرد
از اواسط قرن نوزده از ماده اتر در سیستم‌های برودتی استفاده می‌شد. بعدها موادی مانند کربن دی‌اکسید و آمونیاک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. سپس با پیشرفت فناوری گازهای کلوروفلورو کربن وارد بازار شدند، که معروف‌ترین آن‌ها R11 و R12 را می‌توان نام برد. از سال 1926 نیز مبرد R22 معرفی شد، که بسیار مورد استقبال قرار گرفت. امروز اما گازهای مختلفی به صورت ترکیبی تولید و استفاده می‌شوند.
دسته بندی انواع گاز مبرد
انواع گازهای مبرد را عموماً بر اساس ساختار شیمیایی و ترکیبات آن‌ها دسته بندی می‌کنند. به طور کل انواع مبرد شامل پنج دسته زیر هستند:
مبردهای هالوکربنی
مبردهای هالوکربنی پرکاربردترین انواع گاز مبرد است، که در سیستم‌های زیادی کاربرد دارند. اصطلاح “فریون”، اشاره به این نوع مبرد دارد. این گازهای مبرد از عناصر کلر، بروم، ید و فلور تشکیل می‌شوند. به عنوان مثال مبردهای R11، R12، R22 و ….
مبردهای هیدروکربنی یا آلی
دسته مبردهای آلی از ترکیبات آلی شامل کربن و هیدروژن تشکیل می‌شوند. این نوع مبردها اثرات زیست محیطی کمی، دارند اما به علت خاصیت اشتعال‌پذیری بالا، استفاده کمتری دارند. از معروف‌ترین نوع مبرد هیدروکربنی می‌توان به R600a اشاره کرد.
کلیک کنید!
مبردهای معدنی
گازهای مبردی که دارای ترکیبات آلی نباشند، به مبردهای معدنی موسوم‌اند. معروف‌ترین مبرد معدنی آمونیاک یا R717 است. از دیگر مبردهای این دسته گاز کربن دی‌اکسید یا R744 را می‌توان نام برد.
مبردهای ایزوتروپیک و زئوتروپیک
این نوع مبردها از ترکیب چند گاز تشکیل می‌شوند و تفاوت آن‌ها در این است که در مبردهای ایزوتروپیک درصد مواد تشکیل دهنده در حالت گاز و مایع برابر است. اما در مبردهای زئوتروپیک این نسب در حالت‌های گاز و مایع متفاوت می‌باشد. به عنوان مثال مبرد R502 از دسته مبردهای ایزوتروپیک و مبرد R407 از نوع زئوتروپیک می‌باشد.
روش نام گذاری انواع گاز مبرد
طبق استاندارد نام‌گذاری مبردهای سازمان اشری نام هر مبرد با حرف R که مخفف کلمه Refrigerant به معنی مبرد است آغاز میشود. سپس یک عدد نوشته میشود که:
- گازهای بر پایه متان با سری 000 نام گذاری می‌شوند. مثل R22
- گازهای بر پایه اتان با سری 100 نام گذاری می‌شوند. مثل R134a
- گازهای بر پایه پروپان با سری 200 نام گذاری می‌شوند. مثل R290
- گازهای دارای ترکیبات حلقوی با سری 300 نام گذاری می‌شوند. مثل R318
- گازهای زئوتروپیک با سری 400 نام گذاری می‌شوند. مثل R410
- گازهای ایزوتروپیک با سری 500 نام گذاری می‌شوند. مثل R504
- گازهای آلی متفرقه با سری 600 نام گذاری می‌شوند. مثل R600
- گازهای معدنی با سری 700 نام گذاری می‌شوند. مثل R717 یا همان آمونیاک
در مبرهای سری 0 تا 2 این عداد ترکیبات فلور، هیدورژن و کربن موجود در مبرد را مشخص می‌کنند. به این ترتیب که:
- اولین عدد از سمت راست نشان دهنده تعداد اتم‌های فلور
- دومین عدد از سمت راست نشان‌دهنده تعداد اتم‌های هیدروژن به اضافه یک
- سومین عدد از سمت راست نشان‌دهنده تعداد اتمی‌های کربن منهای یک
اگر عدد سوم از سمت راست صفر باشد، یعنی در ترکیب مبرد یک اتم کربن وجود دارد که عدد صفر نوشته نمی شودِ مثل R22، همچنین در مبردهای سری 3 به بعد، اعداد نشان دهنده زیر گروه دسته مبرد یا جرم مولکولی ترکیب را نشان می‌دهد.
گازهای مبرد پرکاربرد
در این قسمت با برخی از پر استفاده‌ترین مبردهای برودتی و کاربرد آن‌ها آشنا خواهیم شد.
گاز R22
گاز R22 یا دی‌کلرودی‌فلوئورومتان را می‌توان پرکاربردترین مبرد در سیستم‌های تراکمی دانست. این گاز غیر قابل اشتعال بوده و ثبات حرارتی و شیمایی بالایی دارد. از این گاز می‌توان در انواع سردخانه‌های بالا و زیر صفری و همین‌طور چیلر استفاده کرد.
گاز R134a
این گاز از خانواده HFC بوده و فاقد کلر می‌باشد. به همین دلیل آسیب کمتری به لایه اوزون وارد می‌کند. گاز R134a که به گاز کولر خودرو نیز معروف است، در انواع سیستم‌های تهویه، یخچال‌های خانگی و فروشگاهی، کولر خودرو و … کاربرد دارد.
گاز R404A
این گاز برای سیستم‌های دما پایین و دما متوسط کاربرد دارد.
گاز R407C
این گاز یکی از جایگزین‌های گاز R22 بوده که سیستم‌های برودتی و تهویه مطبوع خانگی کاربرد دارد.
گاز R410A
این گاز نیز از دیگر جایگزین‌های R22 بوده که در سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و صنعتی، هیت‌پمپ‌ها، مینی‌چیلرها و کاربرد دارد.
جمع بندی
مبرد یا گاز خنک کننده جزئی از سیستم برودتی است که عمل انتقال حرارت را انجام می‌دهد. انواع مختلفی از مبردها تولید می‌شوند ه هر کدام خواص حرارتی و ترمودینامیکی خاص خود را دارند. البته یکی از مسائل مهم در مورد انواع گازهای مبرد، اثرات زیست محیطی آن‌هاست. صنایع همواره به دنبال تولید مبردهایی هستند که علاوه بر داشتن خواص حرارتی مناسب، اثرات زیست محیطی کمتری داشته باشند. به عنوان مثال مبرد R22 که جایگزین مبردهای R12 و R11 شد.
