انواع گاز مبرد و کاربرد آن ها در صنایع مختلف

در مطلب پیشین در خصوص اینکه گاز مبرد چیست توضیخاتی داده شد. حال در این مقاله قصد داریم به دسته بندی انواع گاز مبرد و کاربرد آن ها در صنایع متفاوت بپردازیم. شناخته شده ترین دسته بندی برای انواع گاز مبرد، تحت قالب کلروفلوئوروکربن، هیدرو کلروفلوئوروکربن، هیدرو فلوئوروکربن و مبردهای طبیعی قرار می گیرند که این دسته بندی بر اساس ترکیبات شیمیایی آنها است.

انواع گازهای مبرد صنعتی

کلروفلوئوروکربن (CFC)

این گازهای مبرد در سیستم های خنک کننده هوا و دستگاه های تهویه کاربرد دارند. اما نشان داده اند که اثر گلخانه ای را افزایش می دهند و از این جهت برای محیط زیست خطرناک به شمار می­آیند. با این اوصاف، کارخانه ها استفاده از این مبرد گازی را قطع کرده­ و به دنبال جایگزین بهتری گشته اند.

R114، R113، R12، R11 و R115 جزو گازهای مبرد همین دسته به شمار می آیند.

هیدرو کلروفلوئوروکربن (HCFC)

در عین حال، حذف تدریجی CFCها -گروه گازهای مبرد قبلی- کاری هزینه بر بوده است. بنابراین HCFCها جایگزین آنها شده اند. با این حال، آنچه اهمیت دارد این است که دسترسی ما به گاز مبرد HCTC مسئله دار است. این گاز مبرد به طور رسمی تا سال 2030 و به طور موقتی می توانند جایگزینی برای مبرد گازی CFC باشد. همچنین که از سال 2004، اتحادیه اروپا استفاده از این نوع گاز مبرد را هم منع کرده و مشکلات پی در پی مخصوص به خود را در برنامه ها به وجود آورده است. گاز مبرد HCFC میزان کلر کمتری در خود نسبت به CFC دارد.

R22 و R123 جزو مبردهای این دسته حساب می شوند.

همچنین بخوانید: راهنمای جامع انواع چیلرها – بخش اول

هیدرو فلوئوروکربن (HFC)

گاز مبرد هیدرو فلوئوروکربن هیچ کلری درون خود ندارد بنابراین گاز مبرد مخربی برای لایه اوزون محسوب نمی شود. با این حال، روی گرمای کره زمین اثر مخربی دارد و این اثر در مقایسه با گازهای مبرد سنتی پیشین، بسیار قابل توجه تر است. مرسوم ترین HFCها بعد از ممنوع شدن HCFCها در دسترس قرار گرفتند.

مبردهای گازی این گروه، این موارد هستند: R134a، R404A، R407C، R410A و جدیداً از همین گازهای مبرد در کادبردهای متنوع استفاده می شود.

فلوروکربن (FC)

این گاز مبرد هیچ کلری درون خود ندارد بنابراین برای لایه اوزون آسیب زننده نیست.

انواع گازهای مبرد طبیعی کدام­ند؟

عدد ODP گازهای مبرد طبیعی صفر است و مقدار GWP آنها هم قابل چشم پوشی است. میزان استفاده از انواع گاز مبرد طبیعی بعضاً به بیشتر از 150 سال هم می­رسد. در ادامه چندی از گازهای مبرد این دسته معرفی می شوند:

هیدروکربن HC

هیدروکربن منبع محدودی برای گاز مبرد محسوب می شود. برای لایه ازون مضر نیست و به سختی می تواند هرگونه اثر مستقیم گلخانه ای داشته باشد. اما بسیار اشتعال زا است. این گاز مبرد در اروپا به صورت محدود کاربرد دارد و بسیاری از کشورهای دیگر هم آن را برای استفاده عمومی منع کرده اند. اما استاندارد IEC 355.2.20 اجازه استفاده از این گاز را به عنوان مبرد برای مصارف خانگی تا میزان 150 گرم بدون مانع می­داند. به این ترتیب، به دلیل همین استاندارد، کارخانه ها به خود اجازه تولید دستگاه های تهویه تبریدی با گاز هیدروکربن را می دهند.

آمونیاک (NH₃)

آمونیک یک مبرد جایگزین پرطرفدار است و از سال 1840 تاکنون برای سیستم های خنک سازی و از سال 1860 برای متراکم سازی بخار کاربرد داشته است. آمونیاک یک گاز مبرد درجه بالا و پرامتیاز محسوب می شود. از مزایای آمونیاک به عنوان مبرد این است که می تواند خود به خود هشداری برای مواردی ایمنی محسوب شود. به این معنا که لکه های نشتی آمونیاک، بودار خواهند بود و به این ترتیب افراد متوجه نشت آن خواهند شد. اما مقدار کم آمونیاک حتی با غلظت کم، باعث به خطر انداختن سلامتی و هوشیاری افراد حاضر در محل می شود. به این ترتیب کاربرد آمونیاک فقط برای افرادی که توانایی و علم کار با آن را دارند و فقط برای محیط های صنعتی محدود می شود.

البته که آمونیاک در سیستم های تبرید تجاری هم کاربرد دارد، به این شرط که یک سیکل ثانویه برای آن تعبیه شود که این کار، بازده سیستم را پایین می­آورد.

کربن دی اکسید (CO₂ )

و در آخر باید گفت که گاز مبرد کربن دی اکسید خصوصیات قابل قبول و محبوبی دارد و از آنها می­توان به اشتعال زا نبودن، میزان پایین سمی بودن، قابل دسترس در مقیاس های بالا و هزینه­ کم اشاره کرد. با این حال، کارآمدی کمی دارد و فشار بالایی برای عملکرد خود به وجود می­آورد. به همین دلایل، برای بهبود چرخه تبرید و فناوری مربوط به آن، به‌ویژه مبدل‌های حرارتی و دستگاه‌های انبساط، تلاش‌هایی دیگر مورد نیاز است. به نظر می رسد یکی از کاربردهای اصلی این مبرد در آینده، تهویه مطبوع در صنعت خودرو باشد. پمپ های حرارتی به دلیل دمای بالاتری که حتی در دمای بسیار پایین محیط به دست می آید، می توانند از این مبرد بهره مند شوند.

در حال حاضر کاربرد گاز مبرد کربن دی اکسید گستره بالایی را شامل می شود: مصارف تجاری جزئی، کولرهای گازی، ساختمان های مسکونی، وسایل نقلیه موتوری.