[مازیار عشاقی]

مبرد Refrigerant به سیالی گفته می شود که به سیستم تبرید تزریق می شود . مبرد ها به دو دسته ی مبرد های اصلی و مبرد های فرعی تقسیم می شوند ، که به لحاظ ترکیب شیمیایی ، خواص گرمایی ، سلامت و ایمنی ، ضریب تراکم و...در طبقه بندی های مختلفی قرار می گیرند.

مبرد های اصلی:

مبرد های معمولی که در صنعت تبرید به کار می روند مانند R11 و R12 جزء مبرد های اصلی هستند ، یعنی گرما را از طریق تبخیر در دما و فشار پایین جذب می کنند و توسط تقطیر در دما و فشار بالا دفع می کنند.

در کل به مبرد هایی مبرد اصلی گفته می شود که بوسیله ی جذب گرمای نهان و دفع آن عمل تبرید را انجام می دهند.


مبرد های فرعی:

به مبرد هایی مانند آب و نمک ، کلروسدیم ،کلروکلسیم ، گلیکول و...که به دلیل عدم صرفه اقتصادی و یا سمی بودن مبرد اصلی در سیستم تبرید به کار می روند، مبرد های فرعی گفته می شود.

استفاده از مبردهای فرعی در بسیاری از سیستم های تبرید صنعتی سبب کوچکتر شدن تبخیر کننده و کم شدن تعداد مبرد اصلی 

می شود.


خواص مبردها:


دمای جوش


از مهمترین خاصیت های یک مبرد دمای جوشش آن است که سایر خاصیت ها به آن وابسته هستند .دمای جوش مبرد باید در فشار اتمسفر پائین باشد تا نیازی به ایجاد خلا یا فشار کمتر از فشار اتمسفر نباشد.



دمای انجماد

دمای انجاد مبرد باید زیر دمای کار کرد دستگاه باشد .نقطه انجماد مبردها معمولا پائین است . در دستگاه هایی که از آب به عنوان مبرد استفاده می کنند دمای بالای صفر دارند.


دمای بحرانی مبرد

در یک فشار ثابت دمای بحرانی مبرد باید بیشتر از دمای تقطیر آن باشد. دمای بحرانی دمایی است که سیال از حالت گاز تقطیر می شود و به مایع تبدیل می شود .در دمای بالا تر از دمای بحرانی مبرد بصورت گاز باقی می ماند .اگر دمای بحرانی یک مبرد پائین باشد راندمان سیستم کاهش می یابد.



فشار بحرانی

فشار بحرانی مبرد باید بالا باشد.اگر فشار بحرانی پائین باشد قدرت لازم برای متراکم کردن بخار به شدت افزایش می یابد .

اگر فشار بحرانی پائین باشد ، امکان تقطیر سریع بخار در کندانسور وجود ندارد.


گرمای نهان تبخیر مبرد

گرمای نهان مبرد باید بالا باشد در این صورت می توان با جریان مبرد کمتر انتقال حرارت بیشتری را انجام داد.


گرمای ویژه مبرد

گرمای ویژه مبرد باید پائین باشد تا مقدار بخاری که در مرحله ی انبساط درون شیر انبساط به وجود می آید حداقل شده و ظرفیت تبرید افزایش یابد.



ضریب هدایت حرارتی مبرد

ضریب هدایت حرارتی مبرد باید بالا باشد تا مقدارانتقال حرارت دراوپراتورو کندانسوربه سرعت انجام شود.


لزجت مبرد

لزجت در مبرد باید کم باشد . هرچه لزجت کمتر باشد، افت فشار مسیر کمتر شده و مقاومت و استحکاک هنگام حرکت مبرد کم می شود.


قابلیت اشتعال و انفجار

قابلیت اشتعال و انفجار در مبرد ها باید پائین باشد .در واقع مبرد باید غیر قابل اشتعال و انفجار باشد . فریون ها فاقد قابلیت اشتعال و انفجار هستند ،اما آمونیاک و کلریدمتیل در ترکیب با هوا قابل انفجار است.


قابلیت حل شدن در روغن

برخی از مبرد ها به طور کامل در روغن حل می شوند ، مانند فریون ها ، برخی از مبرد ها در روغن حل نمی شوند،  مانند آمونیاک و بعضی مبرد ها هم بخشی از آن در روغن حل می شود .حل شدن مبرد در روغن سبب تغییر درجه غلظت روغن می شود.



ثبات شیمیایی مبرد

ماده مبرد باید دارای ثبات مولکولی باشد و در دمای کارکرد تجزیه نشود .فریون ۲۲ از جمله ماده های مبرد با ثبات است.



دسته بندی مبرد ها


می توان مبرد های بکار رفته در سیستم تبرید را به طور اجمالی به صورت زیر تقسیم بندی نمود.

تقسیم بندی از لحاظ ترکیب شیمیایی:

۱.CC(کلروکربن ها)که شامل دو عنصر کلر و کربن می باشند.

مانند مبرد : R12 و...





۲.CFC (کلروفلوئوروکربن ها)که شامل سه عنصر کلر، فلوئور،کربن می باشند.

مانند مبرد: R502،R12،R11 و...






۳.BFC(بروموفلوئوروکربن ها) که شامل سه عنصر برم ، فلوئور ، کربن می باشند.

مانند:R13B1،R22B1 و...

۴.HCF(هیدروکلروفلوئوروکربن ها) که شامل چهار عنصر:هیدروژن ،کلر ،‌فلوئور ، کربن می باشند.

مانند: R22،R401A،R402Bو...






۵.HFC(هیدروفلوئوروکربن ها ) که شامل سه عنصرهیدروژن ، فلوئور ، کربن می باشند.

مانند:R134a،R404A،R507 و...



۶.PFC (فلوئوروکربن ها )که شامل دو عنصر فلوئورو کربن می باشند.

مانند: R218،R14،R116 و...

۷.HC (هیدروکربن ها )که شامل دو عنصر هیدروژن و کربن می باشند.

مانند:R600،R50،R290 و...




۸.مبرد های غیر آلی از قبیل(NH3)R717،(CO2)R744،) H2O) R718 و ...

هالوکربن ها ، هیدروکربن ها ، مبرد های طبیعی (غیر ارگانیک) و مبرد های مخلوط ، مبرد های ارگانیک

هالوکربن ها به سه دسته کلروفلوروکربن CFC ، هیدروکلروفلوروکربنHCFC و هیدروفلوروکربن ها HFC تقسیم می شوند.

هالوکربن ها بصورت شیمیایی با جایگزین کردن اتم هیدروژن در مولکول هیدروکربن به دست می آید.

R11-R12-R22-R134a- R123-R404a-R407c-R410a






هیدروکربن ها شامل مولکول های کربن و هیدروژن هستند، دارای خواص خوب تبرید و اثرات کم نامطلوب زیست محیطی ،به همین دلیل از آنها به عنوان مبرد های خانگی و صنعتی استفاده می شود .هیدروکربن ها بو ندارند و در نشتی غیر قابل تشخیص و اشتعال زا هستند .

مبردهای طبیعی (غیر ارگانیک) به مبرد هایی که به طور طبیعی از محیط گرفته می شوند مانند آمونیاک گفته می شود. دی اکسید کربن ،‌آب و هوا از دیگر مبردهای طبیعی هستند . مبرد های طبیعی با عنوان R700+m نامگذاری می شوند.

مبرد مخلوط به مبردی گفته می شود که از ترکیب درصد مشخصی از دو یا چند مبرد تولید می شوند.

مبرد های مخلوط به دو دسته آزئوتروپ ها و زئوتروپ ها تقسیم می شوند.

آزئوتروپ ها مبردهایی هستند که پس از ترکیب خواص مبرد یکپارچه و تک جزئی رادارند و در فازها و دما ها و فشار های مختلف به اجزای تشکیل دهنده ی خود تقسیم نمی شوند.مانند R500

زئوتروپ ها مبرد هایی هستند که در هنگام تغییر فاز به لایه های مایع و گاز تقسیم می شوند و به خواص اجزای خود بر می گردند. مانند R410 و R407c

مبرد های آرگونیک که در صنعت کاربرد دارند از مواد آلی حاصل می شوند و با شماره R600 نمایش داده می شوند.



کاربرد مبرد ها:


آمونیاک: در سیستم های صنعتی با درجه حرارت پائین بکار می رود.

مبرد R22: استفاده در سیستم های تهویه مطبوع ،‌حمل و نقل مواد و سیستم های صنعتی

مبردR11: معمولا در سیستم های سرمایش تراکمی با کمپرسور گریز از مرکز حمل و نقل و تبرید خانگی بکارمی رود.

مبردR12: در سیستم های خانگی و تهویه اتومبیل بکار می رود و مناسب برای کارکرد با کمپرسور های سیلندر پیستونی است.

هوا : استفاده در سیستم تهویه مطبوع هواپیما بدلیل COP پائین و وزن کم سیستم تبرید هوا.

دی اکسید کربن : انجماد در صنایع غذایی

مبردR134: سیستم های تهویه مطبوع با حررات پائین

مبرد R407C: در سیستم های تهویه مطبوع مرکزی و حمل ونقل.

مبرد R502 R404A ,: معمولا در سیستم تبرید (ایجاد دمای پایین )استفاده می گردند

R13 ،  R503، : R23 در سیستم تبرید (ایجاد دمای مادون سرد)استفاده می گردند.