گاز مبرد

در ادامه به بررسی جزئیات عملکرد گازهای مبرد در سیستم‌های تبرید می‌پردازیم:

• جذب گرما: در مرحله اول، گاز مبرد در حالت مایع با محیطی که می‌خواهیم خنک شود در اواپراتور تماس پیدا می‌کند. در این فرایند، جذب گرمای محیط باعث تبخیر مایع می‌شود.
• انتقال گرما: گاز مبرد تبخیر شده به کمپرسور منتقل می‌شود. در کمپرسور فشار آن افزایش پیدا می‌کند و در نتیجه دمای آن نیز بالا می‌رود.
• دفع گرما: سپس گاز داغ و فشرده شده به کندانسور منتقل می‌شود. در کندانسور با خنک‌شدن محیط اطراف، گرمای خود را دفع می‌کند و به حالت مایع تبدیل می‌شود.
• کاهش فشار: در این مرحله مایع مبرد از شیر انبساط عبور می‌کند و در این فرایند فشار و دمای آن کاهش می‌یابد.
  آغاز مجدد سیکل: مایع مبرد سرد و کم‌فشار مجدداً به محیطی که می‌خواهیم خنک شود برمی‌گردد و سیکل تبرید از نو آغاز می‌شود. بدین ترتیب و با تکرار پیوسته این چرخه، وسایل سرمایشی ما می‌توانند به‌صورت بی‌وقفه مشغول خدمت‌رسانی باشند.

طبقه‌بندی انواع گازهای مبرد (Primary Classification)

همان‌طور که می‌دانید، گازهای مبرد به دسته‌های مختلفی با ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فرد تقسیم می‌شوند. در این بخش به بررسی اولیه این دسته‌ها خواهیم پرداخت:

طبقه‌بندی اولیه گازهای مبرد (ازلحاظ ساختار)

گازهای مبرد را می‌توان به‌طورکلی در سه گروه اصلی طبقه‌بندی کرد:

• گروه الف: گازهای مبرد مصنوعی (Synthetic Refrigerants): این گروه شامل قدیمی‌ترین انواع این گازها است که توسط انسان ساخته شده‌اند.
• گروه ب: گازهای مبرد طبیعی (Natural Refrigerants): این گروه شامل موادی هستند که به طور طبیعی در محیط وجود دارند و می‌توان از آنها به‌عنوان مبرد استفاده کرد.
• گروه ج: پرفلوئوروکربن‌ها (Perfluorocarbons – PFCs): این گروه شامل ترکیبات خاصی از فلوئور و کربن است که گرچه در سیستم‌های تبرید کاربرد ندارند؛ اما به دلیل تأثیرات زیست‌محیطی‌شان در این دسته‌بندی ذکر می‌شوند.

در ادامه، به توضیح جزئیات هر گروه و انواع رایج گازهای مبرد موجود در آنها خواهیم پرداخت.

گروه الف: گازهای مبرد مصنوعی

این گازها اولین نسل از مبردها هستند که توسط انسان ساخته شده‌اند. این گروه شامل ترکیبات مختلفی از فلوئور، کربن و هیدروژن است. برخی از رایج‌ترین انواع گازهای مبرد مصنوعی عبارت‌اند از:

۱. کلروفلوروکربن‌ها (Chlorofluorocarbons – CFCs):

• نمونه‌های رایج: R-11، R-12، R-113
• ویژگی‌ها: زمانی به دلیل پایداری و کارایی بالا به طور گسترده مورداستفاده قرار می‌گرفتند. بااین‌حال به دلیل تخریب لایه اوزون، بعد از معاهده مونترال ممنوع شده‌اند.

۲. هیدروکلروفلوروکربن‌ها (Hydrochlorofluorocarbons – HCFCs):

• نمونه‌های رایج: R-22، R-123، R-124
• ویژگی‌ها: به‌عنوان جایگزینی برای CFCها با پتانسیل تخریب کمتر لایه اوزون معرفی شدند، اما همچنان مضر هستند. تولید آنها در سطح جهان به‌تدریج متوقف می‌شود.

۳. هیدروفلوروکربن‌ها (Hydrofluorocarbons – HCFCs):

• نمونه‌های رایج: R-134a، R-404A، R-410A، R-32
• ویژگی‌ها: به لایه اوزون آسیب نمی‌رسانند، اما پتانسیل گرمایش جهانی بالایی دارند. در حال حاضر به دلیل گزینه‌های سازگارتر با محیط‌ زیست در حال جایگزینی هستند.

۴. هیدروفلورواولفین‌ها (Hydrofluoroolefins – HFOs):

• نمونه‌های رایج: R-1234yf، R-1234ze
• ویژگی‌ها: پتانسیل گرمایش جهانی پایین و تخریب لایه اوزون ندارند. نسل بعدی مبردها محسوب می‌شوند.

گروه ب: گازهای مبرد طبیعی

این گروه شامل موادی است که در طبیعت ساخته می‌شوند و به دلیل تأثیر زیست‌محیطی پایین، جایگزین‌های مناسبی برای برخی از گازهای مبرد مصنوعی محسوب می‌شوند. بااین‌حال، این گازها نیز ممکن است چالش‌هایی در از نظر احتمال مسمومیت و اشتعال‌پذیری داشته باشند.

برخی از نمونه‌های رایج این گروه عبارت‌اند از:

• آمونیاک (NH3): کارایی بالا، پتانسیل گرمایش جهانی صفر، اما سمی و قابل‌اشتعال

آمونیاک یا R-717، به دلیل بازده بالا و پتانسیل گرمایش جهانی صفر (GWP) شناخته شده است و به طور گسترده در سیستم‌های تبرید صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرد. بااین‌حال گازی سمی است و نیاز به نگهداری و به‌کارگیری محتاطانه دارد.

دی‌اکسیدکربن (CO2): پتانسیل گرمایش جهانی پایین، ایمن و غیرسمی

کربن‌دی‌اکسید یا R-744، گازی غیرسمی و غیر قابل‌اشتعال است؛ اما در فشارهای بالاتر کار می‌کند و به همین دلیل سیستم‌های برودتی مجهز به اجزای مستحکم‌تری را می‌طلبد.

• هیدروکربن‌ها: کارایی بالا، پتانسیل گرمایش جهانی پایین، اما قابل‌اشتعال.

هیدروکربن‌ها مانند پروپان R-290 و ایزوبوتان R-600a، کارایی بالا و پتانسیل گرمایش جهانی پایینی دارند، اما قابل‌اشتعال هستند و نصب و به‌کارگیری آنها نیازمند رعایت مقررات سخت‌گیرانه ایمنی است.

• گروه ج: پرفلوئوروکربن‌ها

PFCها که ترکیباتی خاصی از فلوئور و کربن هستند، پتانسیل گرمایش جهانی بسیار بالایی دارند (حتی بالاتر از برخی HFCها) و می‌توانند برای دهه‌ها یا حتی قرن‌ها در جو باقی بمانند. به همین دلیل، به‌ندرت و تنها در موارد خاص با درنظرگرفتن تمهیدات ویژه از آنها استفاده می‌شود. از انواع رایج آن‌ها می‌توان R-14 را نام برد.

طبقه‌بندی ثانویه گازهای مبرد (ازلحاظ فشار)

تا اینجا با انواع مختلف گازهای مبرد از لحاظ ساختار شیمیایی و تأثیر زیست‌محیطی آشنا شدیم. اما حالا یک سؤال مهم مطرح می‌شود: فشار عملیاتی یک مبرد چه تأثیری روی انتخاب ما دارد؟ برای درک بهتر این موضوع، بیایید باهم این موضوع را بررسی کنیم!

1. گازهای مبرد با فشار بالا (High Pressure Refrigerant)

گازهای مبرد فشار بالا، مانند R-410A، با سطوح فشار بالاتری نسبت به همتایان خود کار می‌کنند. شاید تصور کنید سیستم‌های پرفشار باید کمی ترسناک باشند؛ اما کارایی بالای این گازها می‌تواند نظر شما را عوض کند.

این نوع از مبردها به دلیل داشتن ظرفیت خنک‌سازی بالا، برای سیستم‌های بزرگ‌تر مانند چیلرهای صنعتی و سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی مناسب هستند و به لطف فشار بالا، می‌توانند گرما را به طور مؤثرتری انتقال دهند و بازده کلی سیستم را افزایش دهند. بااین‌حال، سیستم‌های حاوی این نوع مبرد نیازمند اجزای مستحکم‌تر و در نتیجه هزینهٔ اولیهٔ بالاتری هستند.

گازهای مبرد با فشار بالا
ویژگی‌ها	توضیحات
نوع گاز	R-410A
فشار کاری	بالا
کارایی	انتقال مؤثرتر گرما و افزایش بازده کلی سیستم
نیازمندی‌ها	اجزای مستحکم‌تر و هزینه‌ی اولیه‌ی بالاتر

2. گازهای مبرد با فشار متوسط (Medium Pressure Refrigerant)

گازهای مبرد فشار متوسط، مانند R-22 (که در حال حاضر به دلیل مسائل زیست‌محیطی استفاده از آنها محدود شده است)، این نوع از مبردها درگذشته به طور گسترده‌ای در سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و تجاری مورداستفاده قرار می‌گرفتند.

گازهای مبرد با فشار متوسط
ویژگی‌ها	توضیحات
نوع گاز	R-22
فشار کاری	متوسط
کارایی	تعادل بین کارایی و سهولت استفاده
نیازمندی‌ها	سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و تجاری

3. گازهای مبرد با فشار پایین (Low Pressure Refrigerants)

با نگاه به گازهای مبرد فشار پایین، ممکن است با کمی تناقض روبرو شوید. شاید با خود فکر کنید، «چطور یک ماده تحت‌فشار می‌تواند کم‌فشار باشد؟» ما برایتان توضیح می‌دهیم.

گازهای مبرد فشار پایین، مانند R-123، R-11 و R-113 (که به دلیل تخریب لایه ازن استفاده از آنها ممنوع شده است)، در بخش‌هایی از چرخه خود در فشارهایی پایین‌تر از فشار اتمسفر کار می‌کنند. این موضوع به‌ویژه در فاز تبخیر، زمانی که مبرد از مایع به گاز تبدیل می‌شود تا گرما را جذب کند، صادق است. در این نقطه، فشار می‌تواند به سطوحی پایین‌تر از فشار هوای اطراف برسد.

مزیت کلیدی این مبردها در ویژگی‌های فیزیکی منحصربه‌فردی است که همراه با عملکرد کم‌فشار آن‌ها همراه است. در وهله اول، این دارای نقاط جوش بسیار پایینی هستند، به این معنی که حتی در محیط‌های خنک‌تر هم به‌راحتی می‌توانند گرما را جذب کنند. این ویژگی آن‌ها را برای چیلرها و سایر کاربردهایی که به دماهای تبخیر پایین نیاز دارند بسیار کارآمد می‌سازد.

دوم اینکه، به دلیل فشار پایین، سیستم‌های استفاده‌کننده از این مبردها اغلب می‌توانند با وزن سبک‌تر و مواد معمولی‌تر ساخته شوند که به طور قابل‌توجهی هزینه‌های ساخت و نگهداری آن‌ها را کاهش می‌دهد. این موضوع را می‌توان به مقایسهٔ ساخت یک دوچرخه با یک اتوبوس تشبیه کرد. برای دوچرخه به دلیل اینکه تحت همان فشارها قرار نمی‌گیرد، نیازی به مواد فوق‌العاده محکم نداریم.

گازهای مبرد با فشار پایین
ویژگی‌ها	توضیحات
نوع گاز	R-123، R-11، R-113
فشار کاری	پایین‌تر از فشار اتمسفر در فاز تبخیرکننده
ویژگی‌ها	نقاط جوش بسیار پایین، جذب گرما در محیط‌های خنک‌تر، سیستم‌های سبک‌تر و معمولی‌تر، کاهش هزینه‌های ساخت و نگهداری
چالش‌ها	جذب هوا و رطوبت به داخل سیستم، خطر خوردگی و کاهش بازده، نیاز به طراحی تخصصی و پروتکل‌های نگهداری

چکیده‌ای از رایج‌ترین گازهای مبرد به همراه کاربردهای آن‌ها

در جدول زیر برای راهنمایی بهتر شما،‌ رایج‌ترین گازهای مبرد را مورد بررسی قرار داده‌ایم:

گروه	نوع مبرد	کاربرد در	مزایا	معایب
مصنوعی (خارج از لیست انواع گازهای مبرد فعلی)	R-12 (ممنوع)	یخچال‌های قدیمی، فریزرها، سیستم‌های تهویه مطبوع	کارایی بالا، ارزان	تخریب لایه اوزون، پتانسیل گرمایش جهانی بالا
مصنوعی	R-134a	یخچال‌ها، فریزرها، سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو	کارایی بالا، سازگار با محیط زیست (تا حدی)	پتانسیل گرمایش جهانی
مصنوعی	R-22 (محدودیت استفاده)	سیستم‌های تهویه مطبوع قدیمی، چیلرها	کارایی بالا	تخریب لایه اوزون
مصنوعی	R-410A	سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی و چیلرهای صنعتی	کارایی بالا	فشار عملیاتی بالا، پتانسیل گرمایش جهانی
مصنوعی	R-32	سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و تجاری	کارایی بالا، پتانسیل گرمایش جهانی کمتر از R-410A	فشار عملیاتی بالا، نیازمند تجهیزات تخصصی
طبیعی	آمونیاک (R-717)	سردخانه‌های صنعتی، چیلرهای بزرگ	کارایی بالا، سازگار با محیط زیست	سمی، قابل اشتعال، نیازمند نگهداری با احتیاط
طبیعی	دی‌اکسید کربن (CO2، R-744)	سوپرمارکت‌ها، سردخانه‌های صنعتی	کارایی بالا، غیرسمی، غیرقابل اشتعال	فشار عملیاتی بالا، نیازمند سیستم‌های تخصصی
طبیعی	هیدروکربن‌ها (مانند پروپان R-290، ایزوبوتان R-600a)	یخچال‌های کوچک، فریزرها	کارایی بالا، پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین	قابل اشتعال، نیازمند تجهیزات و اقدامات ایمنی خاص

اهمیت گازهای مبرد در سیستم‌های تبریدی

گازهای مبرد، فراتر از آنکه صرفاً سیالاتی در چرخه تبرید باشند، نقشی حیاتی در زندگی مدرن ایفا می‌کنند. این گازها ازآن‌جهت که با جابه‌جایی گرما، طیف وسیعی از فرایندها را در صنایع مختلف امکان‌پذیر می‌کنند و آسایش و رفاه را برای انسان به ارمغان می‌آورند دارای اهمیت هستند.

در ادامه به برخی از مهم‌ترین دلایل اهمیت گازهای مبرد اشاره می‌کنیم:

۱. حفظ مواد غذایی و دارو:

در یخچال‌ها، فریزرها و سردخانه‌ها به‌منظور حفظ تازگی و کیفیت مواد غذایی و داروها به کار می‌روند. بدون آن‌ها، فساد سریع مواد غذایی و اتلاف داروها اجتناب‌ناپذیر خواهد بود.

۲. تهویه مطبوع و خنک‌سازی:

در سیستم‌های تهویه مطبوع منازل، ادارات، مراکز تجاری و صنعتی، نقش اساسی در تهویه و ایجاد آسایش برای انسان دارند. این قابلیت به‌ویژه در مناطق گرمسیر و در فصل‌های گرم سال، خود را بیشتر نشان می‌دهد.

۳. کاربرد در صنایع مختلف:

از گازهای مبرد در صنایع مختلفی مانند داروسازی، پتروشیمی، تولید نیمه‌هادی‌ها و فراوری مواد غذایی برای خنک‌سازی تجهیزات و فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود.

۴. نقش در پزشکی:

برخی از آن‌ها در دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی مانند MRI و CT Scan کاربرد دارند.

۵. تولید یخ:

در کارخانه‌های تولید یخ از این گازها برای انجماد آب استفاده می‌شود.

۶. کاربرد در حمل‌ونقل:

در سیستم‌های تهویه مطبوع و یخچال‌های وسایل نقلیه مانند اتوبوس، کامیون و کشتی از گازهای مبرد استفاده می‌شود.

۷. حفظ دمای مطلوب در مراکز داده:

در مراکز داده که محل نگهداری حجم عظیمی از اطلاعات هستند، برای خنک‌سازی سرورها و تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شود تا از گرم‌شدن بیش از حد و آسیب به آنها جلوگیری شود.

۸. کاربرد در تحقیقات علمی:

از برخی گازهای مبرد در تحقیقات علمی و آزمایشگاهی به‌عنوان سیال خنک‌کننده استفاده می‌شود. باوجود اهمیتی که گازهای مبرد برای زندگی ما دارند، استفاده بهینه از آنها و یافتن جایگزین‌های سازگار با محیط‌زیست برای نسل‌های آینده، از جمله وظایف مهمی است که بر دوش ما گذاشته شده است.

نقش قوانین و مقررات و تأثیرات زیست‌محیطی در استفاده از گازهای مبرد

باوجوداینکه گازهای مبرد در انواع و اقسام مختلفی وجود دارند؛ اما نمی‌توان آن‌ها را به‌صورت نامحدود در هر موقعیتی استفاده کرد؛ بلکه قبل از هر کاری باید قوانین و مقررات و اثرات زیست‌محیطی را موردتوجه قرار داد. با ما همراه باشید تا در ادامه درمورد این دو موضوع مهم بیشتر صحبت کنیم.

نقش قوانین و مقررات

استفاده از برخی از گازهای مبرد به دلیل اثرات مخرب آنها بر لایه اوزون و گرمایش جهانی، تحت قوانین و مقررات ملی و بین‌المللی محدود یا ممنوع شده است.

• پروتکل مونترال: این پروتکل بین‌المللی در سال ۱۹۸۷ به‌منظور حفاظت از لایه اوزون در برابر تخریب ناشی از کلروفلوروکربن‌ها (CFCs) به تصویب رسید و مطابق آن استفاده از CFCs در یخچال‌ها، فریزرها و سیستم‌های تهویه مطبوع، مطابق آن به‌تدریج ممنوع شد. کشور ما نیز به این پروتکل پیوسته است.
• پیمان کیوتو: این معاهده بین‌المللی در سال ۱۹۹۷ در کیوتوی ژاپن به‌منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای که باعث گرمایش جهانی می‌شوند به تصویب رسید و استفاده از برخی از هیدروفلوروکربن‌ها (HFCs) با پتانسیل گرمایش جهانی بالا (GWP) را با محدودیت مواجه ساخت.
• قوانین و مقررات ملی: در بسیاری از کشورها قوانین و مقررات ملی برای کاهش استفاده از گازهای مبرد مضر و ترویج استفاده از جایگزین‌های سازگار با محیط‌زیست وجود دارد. قوانین و مقررات ایران نیز بر نهادینه‌سازی فرهنگ حفاظت از محیط‌زیست و ایجاد التزام در افراد و نهادها به رعایت مقررات زیست‌محیطی تأکید دارند.

نقش تأثیرات زیست‌محیطی

گازهای مبرد می‌توانند اثرات مخربی بر محیط‌زیست داشته باشند که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تخریب لایه اوزون: برخی از گازهای مبرد مانند CFCs می‌توانند به لایه اوزون که از زمین در برابر اشعه مضر خورشید محافظت می‌کند آسیب برسانند. تخریب لایه اوزون می‌تواند منجر به افزایش موارد سرطان پوست، آب‌مروارید و سایر مشکلات مربوط به‌سلامتی شود.
• گرمایش جهانی: برخی از گازهای مبرد مانند HFCs با پتانسیل گرمایش جهانی بالا (GWP) می‌توانند به گرم‌شدن بیشتر کره زمین و تشدید تغییرات آب‌وهوایی دامن بزنند. گرمایش جهانی می‌تواند منجر به افزایش سطح دریا، رویدادهای شدید آب‌وهوایی، خشکسالی، سیل و سایر پیامدهای منفی برای محیط‌زیست و انسان شود.
• سمی بودن: برخی از گازهای مبرد؛ مانند آمونیاک سمی هستند و در صورت نشت می‌توانند برای انسان و محیط‌زیست خطرناک باشند.
• قابل‌اشتعال بودن: برخی از گازهای مبرد؛ مانند پروپان قابل‌اشتعال هستند و در صورت نشت می‌توانند خطر آتش‌سوزی ایجاد کنند.

برخی راهکارهای جایگزین:

• استفاده از گازهای مبرد طبیعی و سازگار با محیط‌زیست مانند آمونیاک، دی‌اکسیدکربن، پروپان، ایزوبوتان و…
• استفاده از فناوری‌های جدید مانند سیستم‌های تبرید جذبی و سیستم‌های تبرید مغناطیسی می‌تواند به‌منظور کاهش میزان استفاده از گازها
• بازیافت و بازچرخش گازهای مبرد استفاده شده در سیستم‌های تبریدی

آخرین ترندها در صنعت گازهای مبرد

صنایع برودتی همواره در حال پیشرفت بوده است و در کنار آن توجه ویژه‌ای به توسعه راه‌حل‌های پایدار و سازگار با محیط‌ زیست از خود نشان می‌دهد. در این راستا، شاهد ظهور فناوری‌های نوینی در زمینه گازهای مبرد هستیم که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:

جایگزین‌های با پتانسیل گرمایش جهانی پایین (Low-GWP):

یکی از مهم‌ترین ترندهای حال حاضر، حرکت به سمت استفاده از گازهای مبرد با پتانسیل گرمایش جهانی پایین (GWP) است. این گازها تأثیر کمتری روی گرم‌شدن کره زمین دارند. دودسته از این جایگزین‌ها موردتوجه قرار گرفته‌اند:

• هیدروفلورواولفین‌ها (HFOs): این گروه از ترکیبات مصنوعی، به طور خاص برای جایگزینی با HFCهای مضر ساخته شده‌اند و از نظر زیست‌محیطی بسیار ایمن‌تر هستند.
• گازهای مبرد طبیعی: استفاده از گزینه‌های طبیعی مانند دی‌اکسیدکربن (CO2) و آمونیاک به‌عنوان جایگزین مبردهای مصنوعی در حال افزایش است. این گازها سازگار با محیط‌زیست هستند و پتانسیل گرمایش جهانی پایینی دارند.

بهره‌وری انرژی (Energy Efficiency):

یکی دیگر از جنبه‌های مهم در توسعه فناوری‌های جدید، تمرکز بر بهبود بازده انرژی سیستم‌های تبرید است. نسل جدیدی از گازهای مبرد در حال طراحی هستند که با کاهش مصرف انرژی در این سیستم‌ها، به کاهش کلی اثرات زیست‌محیطی ناشی از آن‌ها منجر می‌شوند.

نوآوری در ایمنی (Safety Innovations):

ایمنی همواره یکی از دغدغه‌های مهم در استفاده از برخی گازهای مبرد، به‌خصوص انواع قابل‌اشتعال مانند هیدروکربن‌ها بوده است. خوشبختانه، پیشرفت‌های تکنولوژی منجر به توسعه سیستم‌های ایمن‌تر شده است که امکان استفاده از این نوع مبردها را در کاربردهای مختلف با اطمینان بیشتری فراهم می‌آورد.

نقش گازهای مبرد در سیستم‌های کولر خودرو

درست همان‌طور که یخچال و سردخانه‌ای بدون گاز مبرد خنک نمی‌شود، سیستم تهویه مطبوع خودرو (AC) نیز برای تولید هوای خنک به این سیال حیاتی وابسته است. اما این گاز در خودرو چه می‌کند؟ فرآیند تبرید در کولر خودرو شباهت زیادی به عملکرد یخچال دارد، با این تفاوت که در اینجا به جای خنک کردن مواد غذایی، دمای داخل خودرو پایین آورده می‌شود.

بهترین نوع گاز مبرد برای خودرو

در طول تاریخ، انواع مختلفی از گازهای مبرد در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو به کار رفته‌اند که برخی از آن‌ها به دلیل تأثیرات مخربی که بر طبیعت داشته‌اند، به‌تدریج با انواع کم‌خطرتر جایگزین شده‌اند.

در ادامه به بررسی سه نوع از رایج‌ترین گازهای مبرد خودرو می‌پردازیم:

• R-12 (دی‌کلرودی‌فلوئورومتان): این گاز که با نام تجاری فریون-۱۲ شناخته می‌شود، درگذشته‌ای نه‌چندان دور در خودروهای قدیمی کاربرد داشت. اما به دلیل تأثیرات مخرب آن بر لایه اوزون، استفاده از آن متوقف شد و امروزه در بسیاری از کشورها ممنوع است.
• R-134a (تترافلوئورتان): این گاز از اواسط دهه ۱۹۹۰ به‌عنوان جایگزینی برای R-12 به کار گرفته شد. R-134a کارایی خوبی دارد و نسبت به R-12 برای محیط‌زیست ایمن‌تر است؛ اما همچنان پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) قابل‌توجهی دارد.
• HFO-1234yf (تترافلوئروپروپن): جدیدترین نسل از گازهای مبرد خودرو است که در بسیاری از مدل‌های جدید به کار می‌رود. HFO-1234yf دارای پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین‌تری نسبت به R-134a است و از نظر زیست‌محیطی گزینه‌ای دوستدار زمین به شمار می‌رود. بااین‌حال، این گاز گران‌تر است و برای سرویس و شارژ نیاز به تجهیزات و کاربر متخصص دارد.

این‌ها سه گاز مطرح در تاریخ گازهای کولر خودرو بودند. اما در جدول زیر می‌توانید ویژگی‌های انواع بیشتری را از گذشته تا حال بشناسید.

انواع گازهای کولر خودرو از گذشته تا حال
نوع مبرد	سال معرفی	مزایا	معایب	جایگاه حال حاضر
R-12 (فریون-۱۲)	1930	§   کارایی بالا در زمان خود §   ارزان	§   تخریب لایه اوزون §   پتانسیل گرمایش جهانی بالا §   ممنوع در اکثر کشورها	جایگزین شده با R-134a
R-134a	1990	§   کارایی مناسب §   نسبتاً ایمن برای محیط‌زیست (نسبت به R-12) §   در دسترس و ارزان	§   پتانسیل گرمایش جهانی بالا (GWP)	رایج‌ترین مبرد حال حاضر، درحال جایگزینی تدریجی با گزینه‌های کم GWP
R-152a	1980	§   کارایی بالا §   پتانسیل گرمایش جهانی پایین‌تر از R-134a	§   سمیت بالا §   نیاز به تجهیزات و مهارت برای شارژ	محدود به برخی کاربردهای خاص، به‌دلیل مسائل ایمنی
R-404A	1990	§   کارایی بسیار بالا §   پتانسیل گرمایش جهانی پایین‌تر از R-134a	§   قیمت بالا §   نشت بالقوه مخرب برای محیط‌زیست	محدود به برخی کاربردهای خاص، به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی
R-410A	2000	§   کارایی بسیار بالا §   پتانسیل گرمایش جهانی پایین‌تر از R-134a	§   فشار عملیاتی بالا §   نیاز به تجهیزات خاص برای شارژ §   نشت بالقوه مخرب برای محیط زیست	درحال جایگزینی تدریجی با گزینه‌های کم GWP
HFO-1234yf	2010	§   پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین (GWP) §   ایمن‌تر برای محیط زیست	§   گران‌ترین مبرد §   نیاز به تجهیزات و تخصص خاص برای شارژ §   قابل‌اشتعال	جایگزینی نوظهوری برای R-134a، به‌ویژه در خودروهای جدید
R-290 (پروپان)	2010	§   پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین (GWP) §   ارزان §   طبیعی و قابل بازیافت	§   قابل اشتعال §   نیاز به سیستم‌های مهروموم شده خاص §   درحال حاضر در برخی خودروهای خاص استفاده می‌شود	جایگزینی نوظهور با پتانسیل‌های بیشتر، به‌دلیل مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی

نشانه‌هایی که می‌گویند گاز مبرد خودرو نیاز به شارژ مجدد دارد

باگذشت زمان و به دلیل وجود نشتی‌های جزئی، ممکن است سطح گاز مبرد در سیستم تهویه مطبوع خودرو کاهش پیدا کند. این قضیه بر عملکرد سیستم خنک‌کننده تأثیر می‌گذارد و بازدهی آن را کاهش می‌دهد؛ پس در صورت مشاهده نشانه‌های زیر، احتمالاً زمان شارژ مجدد گاز خودرو فرارسیده است:

• کاهش محسوس در میزان سرمای هوای خروجی از سیستم تهویه خودرو
• خروج باد گرم به‌جای باد سرد، به‌خصوص در هنگام رانندگی‌های طولانی‌مدت
• مه‌گرفتگی روی شیشه جلو، علی‌رغم استفاده از سیستم تهویه
• روشن و خاموش‌شدن مکرر کمپرسور سیستم تهویه
• شنیدن صداهای غیرمعمول از سیستم تهویه

چطور بهترین گاز مبرد را برای سیستم تهویه انتخاب کنیم؟

همانطور که در بخش‌های قبلی اشاره شد، انتخاب مبرد مناسب برای سیستم‌های برودتی، نقشی اساسی در عملکرد، کارایی، کاهش اثرات زیست‌محیطی و انطباق بیشتر با قوانین و مقررات ایفا می‌کند. در این بخش، به بررسی نکات مهم در انتخاب مبرد مناسب می‌پردازیم.

عوامل کلیدی در انتخاب مبرد

انتخاب مبرد مناسب برای یک سیستم تبرید به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاربری: نوع سیستم تبرید (تجاری، صنعتی، خانگی و غیره) و کاربرد آن (تهویه مطبوع، سردخانه، فریزر و غیره) در انتخاب مبرد مناسب نقش تعیین‌کننده‌ای دارد.
• کارایی: مبرد باید از نظر کارایی و ظرفیت سرمازایی، نیازهای سیستم را به طور کامل برآورده کند.
• اثرات زیست‌محیطی: انتخاب مبردی با پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) پایین و اثرات زیست‌محیطی کم، از جمله الزامات اساسی در انتخاب مبرد مناسب است.
• ایمنی: مبرد باید از نظر ایمنی برای انسان و محیط‌ زیست، عاری از هرگونه خطر، مثلاً مسمومیت باشد.
• هزینه: قیمت و هزینه‌های مرتبط با شارژ، سرویس و نگهداری سیستم باید در نظر گرفته شوند.
• دسترسی: مبرد انتخابی باید به‌راحتی در بازار قابل‌دسترس باشد و در صورت نیاز، امکان شارژ و سرویس آن توسط افراد ماهر وجود داشته باشد.

نقش تیم‌های متخصص در انتخاب مبرد

باتوجه‌به پیچیدگی‌های فنی و تنوع مبردهای موجود در بازار، انتخاب مبرد مناسب کاری چالش‌برانگیز است. در این راستا، مشورت با متخصصان و کارشناسان باتجربه‌ای که سال‌ها در این صنعت موی سپید کرده‌اند، می‌تواند راهگشای شما برای انتخابی آگاهانه و متناسب با نیازهایتان باشد.

مهندسان صنایع برودتی نیک نوری نیز با بررسی دقیق عوامل فوق، می‌توانند مناسب‌ترین نوع مبرد را برای سیستم‌های شما پیشنهاد دهند. توصیه می‌کنیم که با دریافت مشاوره تخصصی از ما، خیال خودتان را برای سال‌ها راحت کنید و سرمایه‌گذاری مطمئنی داشته باشید.

سؤالات متداول

۱. گازهای مبرد چیستند؟

گازهای مبرد، سیالاتی هستند که در سیکل‌های تبرید برای جذب و دفع گرما به کار می‌روند و با تغییر فاز بین مایع و گاز، فرایند خنک‌سازی را انجام می‌دهند.

۲. انواع اصلی گازهای مبرد کدام‌اند؟

• مصنوعی (Synthetic): شامل کلروفلوروکربن‌ها (CFCs)، هیدروکلروفلوروکربن‌ها (HCFCs)، هیدروفلوروکربن‌ها (HFCs) و هیدروفلورواولفین‌ها (HFOs).
• طبیعی (Natural): شامل آمونیاک (NH3)، دی‌اکسیدکربن (CO2)، هیدروکربن‌ها.
• پرفلوئوروکربن‌ها (PFCs): ترکیباتی از فلوئور و کربن.

۳. تفاوت گازهای مبرد فشار بالا، متوسط و پایین چیست؟

• فشار بالا: مانند R-410A، در سطوح فشار بالاتر کار می‌کنند و انتقال گرما را مؤثرتر انجام می‌دهند.
• فشار متوسط: مانند R-22، بین کارایی و سهولت استفاده تعادل دارند.
• فشار پایین: مانند R-123، در فشارهایی پایین‌تر از فشار جوّ کار می‌کنند و برای چیلرها مناسب هستند.

۴. چالش‌های استفاده از گازهای مبرد فشار پایین چیست؟

این گازها می‌توانند هوا و رطوبت را به داخل سیستم جذب کنند و این ممکن است منجر به خوردگی و کاهش بازده شود. همچنین نیازمند به طراحی‌های تخصصی نیز هستند.

۵. چرا برخی گازهای مبرد مصنوعی ممنوع شده‌اند؟

به دلیل تخریب لایه اوزون و پتانسیل گرمایش جهانی بالا، برخی از گازهای مبرد مصنوعی مانند CFCها و HCFCها تحت قوانین و مقررات ملی و بین‌المللی ممنوع شده‌اند.

۶. گازهای مبرد طبیعی چه مزایایی دارند؟

گازهای مبرد طبیعی مانند آمونیاک (NH3) و دی‌اکسیدکربن (CO2) پتانسیل گرمایش جهانی پایینی دارند و به لایه اوزون آسیب نمی‌رسانند. این گازها به دلیل تأثیر زیست‌محیطی پایین، جایگزین‌های مناسبی برای برخی از گازهای مبرد مصنوعی محسوب می‌شوند.

۷. چگونه می‌توان بهترین گاز مبرد را برای سیستم خود انتخاب کرد؟

باید به عواملی چون کاربری سیستم، کارایی موردنیاز، اثرات زیست‌محیطی، ایمنی، هزینه و دسترسی به مبرد توجه کرد. مشاوره با ما نیز می‌تواند در این زمینه بسیار مفید باشد.

۸. گازهای مبرد فشار متوسط چه کاربردهایی دارند؟

گازهای مبرد فشار متوسط مانند R-22 به دلیل تعادل بین کارایی و سهولت استفاده، برای طیف وسیعی از کاربردهای تبرید از جمله سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی و تجاری قابل‌استفاده هستند.

۹. چرا گازهای مبرد با فشار بالا نیازمند اجزای مستحکم‌تری هستند؟

به دلیل فشار بالای کاری، نیازمند اجزای مستحکم‌تر و در نتیجه هزینهٔ اولیهٔ بالاتری هستند تا بتوانند فشار را تحمل کنند و به طور مؤثر عمل کنند.

۱۱. چه گازهایی در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو استفاده می‌شوند؟

گازهایی مانند R-12 (دی‌کلرودی‌فلوئورومتان)، R-134a (تترافلوئورتان)، و HFO-1234yf (تترافلوئروپروپن) در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو استفاده شده‌اند. هر کدام از این گازها دارای ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود هستند.

۱۲. چگونه می‌توان فهمید که گاز مبرد خودرو نیاز به شارژ مجدد دارد؟

نشانه‌هایی مانند کاهش محسوس در میزان سرمای هوای خروجی، خروج باد گرم، مه‌گرفتگی روی شیشه جلو، روشن و خاموش‌شدن مکرر کمپرسور و شنیدن صداهای غیرمعمول از سیستم تهویه نشان می‌دهند که زمان شارژ مجدد گاز مبرد خودرو فرارسیده است.