٤٩٤٦ بازدید 1397/09/28

بررسي و مقايسه اجمالي چند مبرد جديد:
R134: ماده خالصي است که اغلب جايگزين R12 بوده و در صنايع مربوط به خودروسازي تجهيزات کوچک، چيلرهاي صنعتي و تجاري و سوپر مارکت¬ها با تبريد در دماي متوسط بکار مي-رود. اين ماده با فرمول شيميايي CHF2FCF3 در مجاورت دماي بالا مثلاً هيترهاي برقي تجزيه شده و گاز کشنده¬اي چون فلوريد هيدروژن توليد مي¬کند و به همين دليل براي مصارف تهويه مطبوع چندان مناسب به نظر نمي¬رسد.
R134a: با رنگ آبي روشن داراي 0=ODP (پتانسيل تخريب ازن) و 1300=GWP مي¬باشد. نمودار فشار -–دماي آن در قياس با R22 , R12 مطابق شکل زير است.

R410A: ماده ترکيبي است مشتمل بر 50 درصد HFC125 و 50 درصد HFC32 که جهت فشارها و ظرفيت¬هاي بالا (نسبت به R22) مناسب است و در صورت جايگزيني در سيستم¬ R22، سيستم¬ نيازمند طراحي مجدد است. به دليل کارکرد اين گاز در فشار بالاتر کمپرسوري که براي R22 طراحي مي¬شود مناسب کار با R410A در همان شرايط نيست. اين گاز براي کمپرسورهاي سانتريفيوژ، اواپراتور شناور و سيستم¬هاي تبريد پمپي مناسب است. هر چند R410A ظرفيتي حدود 50 درصد بالاتر از R22 دارد فشار تقطير آن نيز تقريباً 50 درصد بالاتر است و به همين دليل اجزاي سيکل تبريد بايد براي چنين فشاري طراحي مجدد شوند.
R410A : با رنگ صورتي داراي 0=ODP و GWP=1890 بوده.

R404A: ماده ترکيبي مشتمل بر 44 درصد 125 HFC، 52 درصد HFC143a و 4 درصد HFC134a که جايگزين R22 , R502 در دماهاي پايين و متوسط، يعني دماي تبخير پائين-تر از صفر درجه¬ي فارنهايت مي¬باشد و در اين محدوده ظرفيت آن از R22 بيشتر است، به همين دليل در صنايع بستني¬سازي، غذاي منجمد، حمل و نقل غذا و در موارد صنعتي به کار مي¬رود. در دماي تبخير بالاتر از راندمان R404A نسبت به R22 کاهش مي¬يابد. به همين دليل بهتر است در اين دامنه جايگزين نشود. اين گاز با رنگ نارنجي داراي 0=ODP و 3750=GWP بوده و نمودار فشار – دماي آن در مقايسه R502 مطابق شکل زير مي¬باشد.

R407C : ماده ترکيبي است مشتمل بر 23 درصد HFC32 ، 25 درصد HFC125 و 52 درصد HFC134a که براي کارکرد در شرايط دماي تبخير بين 20 تا 50 درجه فارنهايت مناسب بوده و در يک سيکل با دماي تقطير، تبخير، فرو سرمايش 18 و فراگرمايش 19 معين، ظرفيت تبريد آن مطابق R22 است. در جايگزيني اين گاز به جاي R22 نياز به طراحي مجدد سيستم¬ نبوده و فقط روغن کمپرسور، فيلتر دراير و احتمالاً سايز شير انبساط تغيير مي¬کند. اين گاز براي استفاده¬ در اواپراتور شناور و کمپرسورهاي سانتريفوژ و براي دماي تبخير بين 20 تا 50 درجه¬ فارنهايت توصيه نمي¬گردد. رنگ اين گاز قهوه¬اي ملايم است.
شرايط: دماي تقطير در اواپراتور F 45
دماي تقطير در کندانسور F10
فروسرمايش F 50
فراگرمايش F 15
فشار تخليه R407C نسبت به 15PSI , R22 تا 25PSI بيشتر است. ظرفيت سرمايشي آن از 2 درصد کمتر تا 2 درصد بيشتر مي¬باشد. دماي تخليه¬ي آن 10 تا 15 درجه فارنهايت کمتر بوده و راندمان انرژي آن بستگي به طراحي تجهيزات دارد، ولي بسيار شبيه R22 است. از آنجا که R407C ترکيبي است، در حالت گاز شرايط متغيري داشته و بدين لحاظ پيشنهاد مي¬گردد در فاز مايع شارژ گردد. نمودار فشار – دماي آن نسبت به R22 مطابق شکل زير است.

آمونياک: به عنوان جايگزين R22 و R502 از مبردهاي طبيعي (خالص) در درجه اول آمونياک معرفي شده است، توليد آمونياک در دنيا حدود 120 ميليون تن است که فقط حدود 5 درصد آن در صنايع برودتي مورد استفاده¬ قرار مي¬گيرد، اما آنچه جلب توجه مي¬کند قيمت پايين، بازدهي بالاي سيکل و ضريب انتقال حرارتي و دماي بالاي بحراني اين ماده است. ضمن اينکه بي تأثير بودن نسبت به نفوذ آب به سيستم¬ و تشخيص سريع محل نشست در سيستم¬ و حل نشدن روغن در آمونياک از مزاياي ديگر اين ماده است. به خصوص که اثر مخرب بر ازن ندارد واثر گرمازايي نيز ندارد.
نکات منفي در مورد آمونياک بوي تند، سمي بودن و قابليت اشتعال و انفجار و سبک¬تر از هوا بودن است. آمونياک بي ترديد بهترين مبرد در سيستم¬هاي تبريد صنعتي با قدرت بيش از 20 کيلووات است.
دي اکسيد کربن: يکي ديگر از مبردهاي طبيعي دي اکسيد کربن است که در اتمسفر و بيوسفر نيز يافت مي¬شود. قيمت پائين و سادگي سيستم¬ و کارکرد با روغن معدني و بي خطر بودن براي طبيعت از مزاياي اين ماده است. دي اکسيد کربن داراي فشار بحراني بالا و دماي پائين بحراني (C 31) و دماي نقطه سه گانه نسبتاً بالا (C56-) است.
ضرورت کشف مبرد به عنوان جانشين R12 زماني به اوج خود رسيد که آمريکا مبرد R134 را  که داراي پتانسيل گرمازايي است به کشورهاي مختلف تحميل کرد.
اين مبرد ضمن گران بودن نياز به روغن گران قيمت و تغييرات در دستگاه¬ها و تکنولوژي ساخت کمپرسور دارد که توأم با صرف هزينه زيادي است.
بالاخره با وجود ارائه مبردهاي مختلف متخصصان دانشگاه انرژي مسکو مخلوط CM1 را ارائه کردند.
CM1: اين مبرد از سه ماه R128 , R134 و بوتان نرمال R600 با غلظت¬هاي مولي 71/0 و 2/0 و 9/0 تشكيل شده است که به طور کامل تمام خواسته¬هاي مبرد ايده¬آل را جوابگو است. اين مخلوط نسبت به مخلوط¬هاي ارائه شده به وسيله¬ي کشورهاي غربي حداقل در موارد زير برتري دارد.
1- CM1 بي تأثير بر لايه ازن (جو) است در حالي که مخلوط¬هاي ارائه شده کشورهاي غربي داراي عنصر مخرب ازن هستند.
2- CM2 با روغن معدني کار مي¬کند، بنابر اين هيچ گونه تغييري در مواد عايق و آب¬بندي و قطعات کمپرسور سيستم¬ پديد نمي¬آورد، اما ترکيبات ارائه شده قبلي نياز به روغن ترکيبي (پلي-استر، اکليل بنزون) دارند که باعث سختي توليد و گراني مي¬شوند. عناصر مختلف CM1 با ديد علمي انتخاب شده¬اند به طوري که R134 عنصر بازي براي فشار تبخير و تقطير است و برتري آن نسبت به R134a در پايين بودن فشار است که در سيستم¬هاي برودتي کوچک اهميت زيادي دارند.
عنصر دوم (R218) براي تأمين خواص ترموديناميکي و در عين حال مزيت غيرقابل اشتعال و انفجار بودن مخلوط است . عنصر سوم (R600) هيدروکربور براي حلاليت و جريان روغن معدني در سيستم¬ سرد کننده انتخاب شده است و درصد آن در مخلوط از شرايط تأمين غيرقابل اشتعال و انفجار بودن در نظر گرفته شده است. تبخير و تقطير مخلوط CM1 مي¬تواند در دماي متغير انجام گيرد و اين چنين مبردي مي¬تواند باعث کاهش انرژي مصرفي شود.
نتايج مقايسه آزمايش يخچال فريزر با R12 و CM1 نشان داده است که با استفاده¬ از CM1 حتي مصرف انرژي روزانه بين 9 تا 10 درصد نسبت به R12 کاهش مي¬يابد. مقايسه ترموديناميکي CM1 به عنوان مبرد در يخچال¬هاي خانگي در جدول زير ارائه شده است: