نواع مبردها (پتانسیل سرمازایی)

مقدمه

   یکی از علل تخریب لایه ی ازن و افزایش گرما ی زمین ، استفاده از ترکیبات هیدروکربورها (HCFC)در مبردهاست که به دنبال کشف این موضوع تلاش های زیادی برای جایگزینی مبردها یی که در سیستم های برودتی استفاده می شود ، صورت گرفت . مقاله ای که در ادامه از نظرتان می گذرد ، به معرفی شرایط انتخاب یک مبرد جانشین و اختلاف آنها با یکدیگر می پردازد .

   تلاش برای جایگزینی فریون 12 (R-12) در یخچال از سال 1978 پس از پروتکل مونترآل شروع شد . در کوشش های اولیه بود که متمرکز بر جایگزینی موقت شد و به جای فریون 12 مبردهای دیگر معرفی شد که یکی از آنها مبردR134 است. در خصوص تشویق در به کاگیری  این مبرد از طرف کشورهای غربی ، به خصوص آمریکا تبلیغات زیادی صورت گرفته است اما استفاده از این مبرد نیز مشکلات متعددی به همراه دارد . یکی از این مشکلات ، تغییرات اجزای سیستم برودتی است  که هزینه بسیاری دربردارد، ضمن اینکه خود این مبرد نیز بسیار گران است و نیاز به روغن گران قیمت سنتتیکی  دارد.

مبردR22

   برای جانشینی R12 و همچنین R502 تعدادی از کشورهای معتقد به مخلوط هایی هستند که یکی از عناصر R22 است.

مبرد R22 نیز که در سیتم سرمازای وسایل حمل ونقل ، سردخانه های تجاری و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد ، برای لایه ازن مضر است . در چهارمین گردهمایی کشورهای امضا کننده ی پروتکل مونترآل که سال 1992 در کوپنهاک برگزار گردید، تصویب شد که استفاده از گروه مبرد HCFC که در مولکول های آن ها اتم کلر وجود دارد و حتی آن هایی که دارای اتم هیدروژن هستند و تا حدی تاثیر کمتری ازن بر لایه دارند باید ممنوع اعلام شوند. دسته ای از این مبردها ، عبارتند از : R22، R124b ، R142b ، R141b .

   اگر پتانسیل تخریب (ODP) برای R11 را واحد بگیریم ، پتانسیل تخریب R124 ، R123 حدود 2% و R141b حدود 15% است .

ممنوعیت برخی از مبردها

تصمیم درباره ی چگونگی استفاده از مبرد R22 و دیگر مبردهای گروه HCFC در نشست هفتم و در سال 1995 (وین) گرفته شده در این نشست ممنوعیت استفاده از R22 و دیگر مبردهای HCFC بین سال های 2020 تا 2040 تعیین شده است اما کشورهای صنعتی محدوده ی زمانی حذف این مبردها را بسیار زودتر در نظر گرفته اند ؛ برای مثال سوئیس تاریخ بین سال های 1998 تا 2002 را تعیین کرده است. آلمان استفاده از HCFC را در سیستم های برودتی جدید از سال 2000 ممنوع اعلام کرده است. سوئد از سال 2005 و آمریکا اجتناب از R141b را سال 2003 و R22 را سال 2010 و R123  را سال 2020 تعیین کرده است.اتحادیه اروپا نیز از سال 200 خواهان ممنوعیت R22 و R502 است. به دنبال برنامه ریزی  مبردهای  غرب لایه ازن پیشنهادی برای جایگزینی این مبردها انجام شده است . جدول(1) مبردهایی که برای جایگزینی R22 وr502 پیشنهاد شده است ارایه می دهد. R143a ، R134a ، R32 ، R124a از بقیه مبردها بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند:

مقایسه مبردها

   از بین این 5 مبرد، r32 و r143a قابلیت اشتعال و بقیه از نظر مصرف انرژی و ضرایب اشتعال حرارت نسبت به R22 وr 502 بهترند. مخلوط هایی ون R152a R118a ، 227       R ، R236 ، R116 ، R846 ، دارای کلر نیستند. در جدول (2) انواع مخلوط ها که اکثرآنها دارای مارک تجاری استاندارد هستند ، مشخص شده اند . امروزه مساله جایگزینی مبردها نه تنها از نظر بی خطر بودن برای لایه ی ازن بلکه از نظر گرم شدن کره ی زمین ( پتانسیل گرمازایی) نیز مورد بررسی قرار می گیرند. مبردهای بی خطر برای لایه ازن و مخلوط های آن ها همه از گازهای رادیو اکتیو هستند یعنی هنگام راه یابی و پخش اتمسفر ، شرایط به وجود آمدن اثر گرمازایی را فراهم می کنند . در جدول(1) پتانسیل گرمازایی (GWP ) این مبردها به صورت جداگانه آمده است . این پتانسیل هزاران بار از پتانسیل دی اکسید کربن (CO2) که به عنوان معیار قیاس گرفته شده ، بیشتر است . کنفرانس OON که با موضوع محیط زیست و پیشرفت در ریووژانیرو و در ژوئن سال 1992 برگزار شد، از گرم شدن کره ی زمین به عنوان خطرناک ترین منشاء تغییرات محیط زیست نام برده است.

تغییرات آب وهوا

   گزارش گروه بین المملی متخصصان درباره ی تغییرات آب وهوا (IPCC ) در دسامبر سال 1995  گویای این است که انتظار می رود تا پایان قرن 21 دمای زمین تاC0 2 تغییر پیدا کند ( براساس منابع مختلف این تغییرات از 1+ تا C0 3+ نوسان خواهد داشت.) همین گزارش حاکی است که در بررسی های انجام شده تا سال 1990 را یابی (پخش) گازهای مختلف به اتمسفر چنین نشان می دهد.

گازهای گلخانه ای در گرم شدن زمین

   دی اکسید کربن (65/80 درصد) ، متان (78/14 درصد ) اکسید ازت (74 درصد ) و گازهای دیگر از قبیل HFC و تتراکلرید کربن و هگزافلورید گوگرد (83 درصد) ، بنابراین با توجه به این آمارها CO2 بیشترین درصد را در اتمسفر زمین دارد و اگر پخش CO2 را بتوان در حد سال 1994 ثابت نگه داشت ، در آن صورت تا سال 2100 غلظت آن در اتمسفر می تواند دو برابر مقداری که در ابتدای عصر پیشرفت فناوری بود، برسد(یعنی سال 1750) . پس می توان دریافت که اثر مستقیم گازهای گلخانه ای در گرم شدن هوای زمین ، حتی اگر گازهای CFC وhcfc را به فهرست آن ها اضافه کنیم ، آن چنان زیاد نخواهد بود بلکه آن چه که اضطراب آور است اثر برایند این گازهاست که براساس ضریب عمومی افزایش گرمای هم ارز آن ها (TEW 1 ) تعیین می شود . این ضریب دو مولفه را در خود می گنجاند:

TEW1=GWP.M+aB

   مولفه اول که در آن پتانسیل افزایش گرمای زمین (GWP ) در مقدار جرم توزیع گاز M ضرب شده است، اثر مستقیم بر افزایش گرمای زمین را نشان می دهد . دومین مولفه حاصل ضرب مقدار انرژی الکتریکی (B ) که در تمام عملکرد ماشین مبرد مصرف می شود ،  ضریبa مقدار پخش CO2 در اتمسفر زمین را که به ازای تولید انرژی الکتریکی به مقدار 1 کیلو وات در ساعت است، نشان می دهد . به هنگام تولید این مقدارانرژی  در ایستگاه های آبی تولید برق ، موتورهای بادی و دستگاه های انرژی هسته ای که CO2  در اتمسفر زمین پخش نمی کنند ، a=0 است.، اما برای تولید یک کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی در نیروگاه های حرارتی تولید برق بنا به اطلاعات مرکز پمپ های حرارتی آژانس  بین المللی انرژی سال 1992 ، در اروپا به طور متوسط 52/0 کیلو گرم (در برخی کشورهای اروپایی دو برابر این مقدار) و در آمریکا شمالی 67/0 کیلوگرم CO2 به اتمسفر وارد می شود .   

   اگر مدت متوسط استفاده از یک دستگاه برودتی 15 تا 20 سال باشد ، موازنه ی دوم که اثر مجازی ( غیر مستقیم ) مبرد را نشان می دهد ، قسمت عمده ی این محاسبه را تشکیل می دهد (95 درصد تا 98 درصد از TEW1 ).

   طبق ارزیابی بخش ایتالیایی انجمن صلح سبز ، سهم فقط HFC در به وجودآوردن اثر گرمازایی در آینده بیشتر از 13 درصد خواهد بود و براساس آمار آزمایشگاه ملی دریایی لیورمارسک سهم CFC بیشتر از 20 درصد است. اگر چه این ارزیابی ها ممکن است باهم متفاوت باشند، اما همه هشدار می دهند که باید به طور عمقی وفوری نسبت به بهبود نماهای انرژی سیستم های برودتی اقدام کرد.

قرارداد حاشیه ای تغییر آب وهوا

   کنفرانس سازمان بین المللی در مورد محیط زیست در ریودوژانیر و مساله قرار داد حاشیه ای تغییر آب وهوا را مطرح کرد. بیش از 160 کشور جهان این قرارداد را امضا کرده اند و ده ها کشور آن را به تصویب رسانده اند.

   حتی آمریکا نیز که مدت زیادی این قرارداد را امضا نمی کرد ، در آوریل سال 1994، کم کردن مقدار گازهای گرما زا به مقدار سال 1990 تا سال 2000 را وظیفه ملی اعلام کرد.

   موقعیت قرارداد حاشیه ای که برای کاهش غلظت CO2  در اتمسفر معیارهایی قایل شده است ( فقط برای تامین انرژی الکتریکی 3/1 کلی پخش CO2 حاصل می شود) بسیار جدی است ، اما بسیاری از کشورها در حال حاضر به سختی می توانند این وظیفه را عملی کنند.

   طرفداران و توسعه دهندگان قرارداد حاشیه ای ، در سال 1995 در برلن  سال 1996 ، در ژنو و سال 1997 در ژاپن گرد آمدند و منابع پخش گازهای گرمازا و منابع آلودگی اتمسفر را مورد توجه قرار دادند. کشور ژنو از سال 1991 بر پخش CO2 مالیات برقرار کرده است .

   کارشناسان IPCC معتقدند که اقدامات انجام شده برای جلوگیری از گرم شدن زمین کافی نیست . گرچه در صنایع برودتی اقدامات لازم شروع شده است و در اکثر کشورها مساله کاربرد مبردها که اثر گلخانه ای در حد CO2 دارند و از طرفی بازدهی برودتی خوبی نیز دارند، مطرح شده است که از آن جمله آب (R718 ) ، هوا(R759 ) ، ازت(R758 ) ، آمونیاک (R717 ) ، دی اکسید کربن (R744 ) ، انیدریک کربنیک و هلیوم ، بیشتر مطرح هستند . این مبردها را اغلب خالص یا طبیعی می نامند . اولین کنفرانس مبردهای خالص ( طبیعی ) در سال 1994 در آلمان تشکیل شد و دومین آن در سال 1996 در دانمارک و سومین آن در آمریکا و چهارمین کنفرانس در ژوئن سال 1998 در اسلو (نروژ) تشکیل شده است. تشکیل مرتب این کنفرانس ها نشان دهنده ی ضرورت آگاه سازی بین المللی است.

یخچال و مبرد مورد استفاده در آن  

   فقط در سال 1994 آلمان بیش از 100 یخچال فریزر خانگی تولید کرده است که با ایزوبوتان و پروپان و یا مخلوط آنها کار می کنند . نمونه ی این نوع سیستم ها که در چین ، برزیل، آرژانتین، هند، ترکیه و شیلی نیز ساخته می شوند، در یخچال به حجم 130 لیتر ، حدود 20 گرم ایزوبوتان شارژ می شود که 12 گرم آن در روغن کمپرسور حل می شود. در ارزیابی تولیدکنندگان ، بازدهی یا ضریب برودتی در این یخچال ها در مقایسه با R12 تقریبا یکسان است( 1+ درصد) و تغییرات جزیی در ساختمان کمپرسور لازم است. از روغن های معدنی موجود می توان در کمپرسور استفاده کرد و مواد واشرها و عایق ها و لوله و قطر آن ها همانی است که قبلاً در سیستم های فریونی استفاده شده است.

   در سیستم های جدید درجه ی حرارت انتهای تراکم کمتر از حالتی است که R22 یا R502 استفاده می شد . اگر قبلاً سیستمی با R22 کار می کرد، با شارژ پروپان ، 10 درصد از بازدهی برودتی کاهش می یابد و اگر با R402 کار می کرد با پروپان ، 15 درصد از بازدهی کاهش می یابد ، اما این کاهش بازدهی برودتی را می توان با اضافه کردن پلی پروپیلن به پروپان جبران کرد .

   پروپان در پمپ های حرارتی نیز کاربرد پیدا کرده است. در نروژ پمپ حرارتی با قدرت 45 کیلو وات با پروپان و با کمپرسور نیمه هر متیک و مبدل صفحه ای کار می کند که مقدار پروپان در سیستم کمی بیشتر از یک کیلوگرم است. پروپان دارای بو و قابل اشتعال و انفجار است، بنابراین لازم است دستگاه در محل مخصوصی قرار گیرد . به عقیده ی متخصصان ، مساله ایمنی و کنترل در مورد اشتعال و انفجار پروپان قابل حمل است. موسسه ی صلح سبز معتقد است که انسان قادر به حل مشکلات اشتعال وانفجار است، اما طبیعت در مقابل تخریب خود بی دفاع است. در زلاندنو اجازه ی استفاده از هیدروکربن ها در یخچالهای جاری داده شده است. در آمریکا استفاده از هیدروکربن ها تعداد آتش سوزی تا 30000 در سال افزایش می یابد .

جایگزین R22 وR502

   به عنوان جایگزین R22 وR502  از مبردهای طبیعی (خالص ) در درجه ی اول آمونیاک معرفی شده است ، تولید آمونیاک معرفی شده است، تولید آمونیاک در دنیا حدود 120 میلیون تن است که فقط حدود 5 درصد آن در صنایع برودتی مورد استفاده قرار می گیرد ، اما آنچه جلب توجه می کند ، قیمت پایین ، بازدهی بالای سیکل و ضریب انتقال حرارتی و دمای بحرانی این ماده است . ضمن این که بی تاثیر بودن نسبت به نفوذ آب به سیستم و تشخیص سریع محل نشست در سیستم و حل نشدن روغن در آمونیاک از مزایای دیگر این ماده ی خالص است. به خصوص که اثر مخرب بر ازن ندارد واثر گرمازایی نیز ندارد. نکته های منفی در مورد آمونیاک بوی تند، سمی بودن و قابلیت اشتعال و انفجار و سبک تر از هوا بودن است. آمونیاک بی تردید بهترین مبرد در سیستم های تبرید صنعتی با قدرت بیش از 20 کیلو وات است. در آینده ی نزدیک احتمال استفاده از آمونیاک در سیستم های تجاری مطرح است ، اما در رابطه با سیستم های مورد استفاده در رستوران ها ، هتل ها ، بیمارستان ها و مغازه ها نیاز به مبرد دیگری است.

   در پمپ های حرارتی نیز آمونیاک کاربرد دارد. نمونه ی آن در نروژ و در یک کالج در شهر ون است که در زیر زمین پمپ حرارتی با قدرت 200 کیلو وات با کمپرسور نیمه هرمتیک کار می کند که سیستم دارای 30 کیلو گرم آمونیاک است و مسایل ایمنی مثل اگزوز فن و سیستم کنترل لازم برای آن در نظر گرفته شده است.

   یکی دیگر از مبردهای طبیعی دی اکسید کربن است که در اتمسفر و بیوسفر نیز یافت می شود . قیمت تولید پایین و سادگی سیستم کارکرد با روغن معدنی و بی خطر بودن برای طبیعت از مزایای این ماده است . دی اکسید کربن دارای فشار بحرانیبالا و دمای پایین بحرانی (C0 31 ) و دمای نقطه سه گانه به نسبت بالا (C0 56-) و فشار بالای نقطه سه گانه ( بیش از 5 بار است.) دانشمندان معروف نروژی در سیستم های برودتی آقای پروفسور گوستاولورنتسن پیشنهاد استفاده از دی اکسید کربن در سیستم های تهویه مطبوع قطارها و اتومبیل ها را کرده است. پیشنهاد استفاده از دی اکسید کربن در پمپ ها حرارتی در یخچالهای خانگی با ترکیب سیستم آبگرمکن نیز شده است.

   پس ازکنفرانس سال 1996 دانمارک استفاده از مخلوط های حاوی دی اکسید کربن و هیدروکربورها با مبردهای غیر مضر برای ازن (جدول3) ، مورد توجه قرار گرفت و امروزه چه از نظر اقتصادی و چه از نظر ایمنی در مقابل اشتعال و انفجار مورد توجه قرار گرفت .

ضرورت کشف مبرد به عنوان جانشین R12

   زمانی به اوج خود رسید که آمریکا مبرد R134 را که دارای پتانسیل گرمازایی است به کشورهای مختلف تحمیل کرد. این مبرد ضمن گران بودن، نیاز به روغن گران قیمت و تغییرات در دستگاه ها و فناوری ساخت کمپورسور دارد که توام با صرف هزینه های زیادی است . این جانشینی (R134a ) با شتاب و بدون آینده نگری انجام گرفت  و کشورهای صنعتی بزرگ هر یک برای اجتناب از کاربرد این مبرد به مطالعه پرداختند. در روسیه شرکتی به نام (( خولاد بیت )) تشکیل شد که این مهم را به عهده گرفت . این شرکت با قبول سرمایه گذاری ، شرایط زیر را برای کشف مبرد جدید برای جانشینی R12 برای دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی تعیین کرد:

-    پتانسیل تخریب لایه ازن (ODP ) برابر صفر

-    خواص ترمودینامیکی نزدیک به مشخصات R12

-    غیر قابل اشتعال و انفجار

-    قابلیت کارکرد با روغن های معدنی مشابه سیستم های فریونی سابق با R12

-    اقتصادی بودن

بالاخره با وجود ارایه ی مبردهای مختلف ، متخصصان دانشگاه انرژی مسکو مخلوط CMlا ارایه کردند.

این سه مبرد از سه ماده 8134 ،R218 و بوتان نرمال R600 با غلظت های مولی 71/0 و 2/0 و9/0 شده است که به طور کامل تمام خواسته های فوق را جوابگو است . این مخلوط نسبت به مخلوط های ارایه شده به وسیله ی کشورهای غربی حداقل در موارد زیر برتری دارد:

1- CMlبی تاثیر بر لایه ی ازن جو است در حالی که مخلوط های ارایه شده ی کشورهای غربی دارای عنصر مخرب ازن هستند.

2- CMlبا روغن معدنی کار می کند ، بنابراین هیچ گونه تغییری در موارد عایق و آب بندی و قطعات کمپرسور سیستم پدید نمی آورد ، اما ترکیبات ارایه شده ی قبلی نیاز به روغن ترکیبی ( پلی استر ، الکیل بنزول) دارند که باعث سختی تولید و گرانی می شوند.

   عناصر مختلف CMlبا دید علمی انتخاب شده اند . به طوری که R134 عنصر بازی برای فشار تبخیر و تقطیر  است و برتری آن نسبت به R134a در پایین بودن فشار است  که در سیستم های برودتی کوچک اهمیت زیاد دارد .

   عنصر دوم (R218 ) برای تامین خواص ترمودینایکی و در عین حال مزیت غیرقابل اشتعال و انفجار بودن مخلوط است . عنصر سوم (R600 ) هیدروکربر برای حلالیت و جریان روغن معدنی در سیستم سرد کننده انتخاب شده است و درصد آن در مخلوط از شرایط تامین غیرقابل اشتعال بودن در نظر گرفته شده است . تبخیر وتقطیر مخلوط CMlمی تواند در دمای متغیر انجام گیرد و این چنین مبردی می تواند باعث کاهش انرژی مصرفی شود. خواص فیزیکی CMlر مقایسه با R12 در جدول (5) منعکس است .

   روی این مبرد آزمایشهای لازم انجام گرفته است. نتایج مقایسه ی آزمایش یخچال فریزر با R12 و CMlنشان داده شده است که با استفاده از CM حتی مصرف انرژی روزانه بین 9تا10 درصد نسبت به R12 و R134 کاهش می یابد . مقایسه ترمودینامیکی CMlبه عنوان مبرد در یخچال خانگی در جدول (6) منعکس است.

   پروفسور کالنین رییس کرسی گروه سیستم های برودتی و سرمای عمیق آکادمی شیمیایی مسکو اعلام نموده است که جریان نرمال و خواص روغن معدنی ( همان تیپ روغنی که با R12 استفاده می شد ) با شارژ CMlدر مدت 5/2 سال مورد بررسی قرار گرفته است که آزمونهای لازم در ارتباط با اشتعال و انفجار و سمی بودن نشان داده  که CMlبهترین جانشین R12 در یخچال و فریزرها است .

خواص CMI

   CMl بی تاثیر بر روی فلزات و مواد کمپرسورها و قسمتهای دیگر سیستم است. در 2 سال اخیر انسیتیتوی فناوری شیمیایی مسکو در رابطه با خواص اجزای ترکیب وکنترل تولید به موقعیت بسیار خوبی دست یافته و قیمت اولیه ی تولید حدود 12 دلار برآورد شده است. شرایط فنی کار یخچال با CMlتکمیل شده است و هیچ گونه تغییری در یخچالها لازم نیست . گرچه شرکت سرمایه گذار اعلام نکرده است ، اما منابع دانشگاهی  از جمله آکادمی ماشین های شیمیایی  مسکو در تحقیقات خود با استفاده از CMl در یخچال ها پیشنهاد کرده است که برای کاهش مصرف انرژی بهتر است طول لوله مویین حدود 30 درصد تغییر یابد.

  حال این سوال پیش می آید که اگر R134a جانشینی مناسب برای R12  است ، پس چرا کشورهای صنعتی در کاربرد آن شتاب نمی کنند و چرا کشورهای جهان سوم را با کمک مالی وادار به استفاده R134a با قیمت گران و گران تر از آن ، روغن خالص آن می کنند. آیا واقعاً کشورهای غربی و به خصوص آمریکا دلشان به حال ما سوخته است که از طریق یونیرو کمک مالی به کارخانه های کمپرسورسازی مخصوص یخچال ها و فریزرها و کارخانه های یخچال سازی برای تغییر سیستم و استفاده از R134a می کنند ! بهتر است در استفاده از R134a شتاب نکنیم و با مطالعه ی بیشتر به انتخاب مبرد مناسب اقدام کنیم .













GWP    درجه حرارت گرما تبخیرC0    فرمول شیمیایی    مبردهای ساده بدون خطر برای ازن

400

860

1000

220

12000

3

0

3

49

900

0

150

150

0

1>

2000<

1

15000

15000

0

0    26.2-

48.5-

47.3-

51.7-

82.2-

42.1-

32.7-

23.8-

24.1-

17.3-

16-

25

0.7-

6.5

33-

63.8-

78.5-

36.1-

5.8-

103.7-

47.7-

    CF3-CH2F

CF3- CH2F

CF3- CH2

CH2F2

CHF3

C3H8

CH2- CH2- CH2

(CH3)3-CH

CF2H-CH3

CF3-CFH-CF3

CF3-CF2-CHF2

CF3-CF2-CH3

CF3-CH2-CF3

CF3-CHF-CHF2

NH3

SF**

CO2

C3F8**

C4F8**

C2H4

C3H6    R134a

R125

R143a

R32

R23

R290(پروپان)

(سیکلوپروپان)RC270

(ایزوبوتان)R600a

R152a

R227ea

R227ca

R245ca

R236fa

R236ea

R717

R846

R744

R218

RC318

(اتیلن )R1150

(پروپیلن)R1270

*در عرض 500 سال

** زمان زندگی (وجود) در اتمسفر زمین بیش از 500 سال







 جدول (2)

مارک                         درجه حرارت             عناصر مخلوط                       مبرد مخلوط

تجاری(4/1C 4/1)         ترمال تبخیر             (درصد جرمی)                      بدون اتم کلر

Klea 60



(4/1 30 4/1 o )           45.5-                 R32/R125/R134a                            R407a

Klea 61                       3/47-                (20/60/20)                                        R4078

Genetron 407c              44-                   R32/R125/R134a                              R407C 

Klea 407c                                            (20/70/10)                                        

Meforex M95                                      R32/R125/R134a

Reclin Hx3                                          (52/25/23)

SUVA 9000                                                                                                    R404A   

SUVA  HP62            46.5-               R143a/R125/R134a 

Forane FX70                                    (4/44/52)

Neforex M55

Reclin 404A               46.7-            R143a/R125                                          R507

Geter ron AZ50

(ALLied Signel)           52.7-           (50/50)                                                 R410A

Genetron AZ20                                 R32/R125

Solkane 410A              51.8-           (50/50)                                                   R410B

SUVA 9100                                   R32/R125

Forane FX220             85.7-           (45055)                                                  R508A

Klea 508                                           R23/R116

Suva 95                       86-             (61/39)                                                      R508B

Klea 508                                          R23/R116                                                R508

-                                                        (78.5/1.5/20)

-                                                        R32/R134a

-                                               (70/70)                                                -

-                                -              R23/R32/R134a                                   -

HX4(XOxct)            -              (78.5/1.5/20)                                       -

-                               -               r125/r134a/R134a                             -

XnaAOh"m"                            (45/45/10)                                          -

-                                               R32/R125/R236ca                             -

                                                R143a/R125/R134a                           -

                                                 R134a/R152a                                    -

                                                 (30/70)                                              -

                                                 R218/R845                                      -

                                                 (5/95)                                              -

                                                R32/R23/R12                                  -

                                                   (70/5/25)                    







جدول (3)

درصدجرمی    عناصر مخلوط

5/45/50           R125/R143a/R290

10/40/50          R125/R143a/RC270

9/20/71              R152a/R600a

R744/R134a

4/R218/R600 R13

R1243/R600a

R744/R290/R134a                                R23/R125/R290/R134a

R290/R600a

R134a/R600a                           50/50

در طبقه بندی روغنها ما دو نوع روغن داریم:۱ـ روغن معدنی
۲- روغن مصنوعی

مهمترین روغنهائی که در بازار موجود است 3GS & 4GS ،از نوع روغنهای معدنی می باشند .روغنهای مصنوعی شدیدا"جاذب رطوبت هستند و گازهای سازگار با آنها R134-R407 میباشند.
روغنهای مصنوعی بدلیل دارا بودن الکل قابلیت شستشو دارند و در هنگام کار با آنها حتما" به این نکته توجه داشته باشید که این روغنها زیاد نباید در مجاورت هوا قرار گیرند زیرا خاصیت و حالت خود را از دست میدهند.

راه اندازی چیلر

1ـ شیرها و درپوشهای تخلیه برج خنک کن و کندانسور را ببندید.شیر پرکن برج خنک کن را باز کرده و آنرا پر کنید.

۲ـ شیر رانش و مکش کمپرسور را تمام باز کرده و درپوش دسته های آنرا ببندید

.۳ـ در حالیکه کلید راه انداز کمپرسور خاموش است کلیدها و فیوزهای اصلی پمپها و کمپرسور و بادبزن برج خنک کن را وصل کنید.

۴ـ یاتاقان پمپها و بادبزن ها را روغنکاری کنید

.۵ـ پمپ سیرکوله و برج خنک کن را راه اندازی کنید(کلید شیرهای مسیر لوله ها باز باشند)

.۶ ـ درجه ترموستات را پائین بیاورید و کمپرسور را روشن کنید، در این حالت بعد از مدت زمان کوتاهی کمپرسور خاموش خواهد شد

.۷ـ شیر مایع کندانسور را کمی باز کرده واجازه دهید که کنترل فشار مکش وصل کند.شیر مایع کندانسور را کامل باز کرده و عمل شیر انبساط را کنترل کنید که فریون بصورت مایع به کمپرسور داخل نشود

. ۸ ـ کنترل فشار روغن را بشرح زیر چک نمائید:

کمپرسور را خاموش کنید. سر سیمها را در داخل کنترل فشار روغن بهم وصل کنید.چیلر را راه اندازی کنید.زمان شروع تا خاموش شدن آن باید بین ۹۰ تا ۱۵۰ ثانیه باشد .بعد از این که کمپرسور خاموش شد کلید اصلی را قطع و سیم اتصال دهنده را بردارید.بعد تکمه روی کنترل فشار روغن را فشار دهید تا به حالت اول برگردد

.۹ـ در حالیکه چیلر با تمام ظرفیت کار میکند درجه ترموستات را بالا بیاورید و مراحل تغییر ظرفیت سیستم را چک کنید

.۱۰ـ با پائین بودن ترموستات چیلر آمپر هر فاز را در کمپرسور و پمپ ها کنترل کنید و توجه داشته باشید که این آمپرها از آمپر قید شده در روی موتورها تجاوز نکند

.۱۱ـ ترموستاتیک درجه حرارت آب برگشتی ساختمان را کنترل میکند روی ۵۰ الی ۵۶ درجه فارنهایت میزان کنید(۱۰ الی۱۳ درجه سانتیگراد)

۱۲ـ سطح روغن را در شیشه روغن روی نمای کمپرسور در حال کارکرد چک کنید. فشار روغن کمپرسور حداقل باید ۱۵ پوند بالاتر از فشار مکش باشد.ـ

مروزه صبحت از تعويض گاز فريون در سطح جهان مي باشد و طبق آماري كه به دست آمده كشورهاي مختلفي كه حدود 75 كشور مي باشد معاهده مونترال را درباره اين گاز امضاء نموده اند تا جايگزيني آن انجام گيرد

لذا به دليل حفظ سلامت محيط زيست لازم است كه گاز CFCS ها كه عامل تخريب لايه اوزن (O3 ) مي باشد حذف شود چون اطراف كره زمين اتمسفر وجود دارد كه چند صد كيلومتر عمق أن مي باشد و در قسمتهاي مختلف به اسامي تروپوسفر (TROPOSPHERE ) ، استراتوسفر (STRATOSPHERE ) ، مزوسفر (MESOPHERE ) ، ترموسفر (THEROMOSOPHERE ) ، توسط جغرافيدانان تقسيم و نامگذاري شده است .

اولين قسمت يعني تروپوسفر ، ضخامت 8 الي 10 كيلومتر روي كره زمين داشته و نزديك خط استوا 18-16 كيلومتر ضخامت دارد .

90 درصد حجم كل اتمسفر در اين منطقه وجود داشته ، تلاطم هواي زيادي دارد ? قسمت استراتوسفر تا ارتفاع 50 كيلو متر بعد از اين ادامه دارد و منطقه خيلي آرامي است .

تركيب جو زمين 78 درصد ازت ، 21 درصد اكسيژن و حدود 1 درصد گازهاي نادر به ويژه آرگن مي باشد . اين گازها از گاز كربنيك ، بخار آب ، هيدروكربن ، تركيبات كلرواوزون نيز تشكيل شده و با وجود مقدار كم آنها نقش مهمي را براي كره زمين اجرا مي كنند .

اوزن موجود در طبقه استراتوسفر به خاطر نقش در جذب اشعه ماوراء بنفش براي موجودات زنده اهميت حياتي دارد .

در صورتي كه تشعشعات خورشيدي ماوراء بنفش (ULTRAVIOLETB ) توسط لايه اوزون جذب نشود و به سطح زمين برسند براي چشم انسانها زيان آور بوده ، سرطان پوستي در بدن توليد نموده ، مانع رشد گياهان شده و قدرت دفاع طبيعي بدن انسان را در مقابل ميكروب كم مي كند

با وجود اين كه مقدار زيادي كلر از آب دريا تبخير مي شود ولي در ارتفاعات كمتري قرار گرفته و به صورت باران ، دوباره به زمين بر مي گردد . ولي كلري كه در فريون موجود است ، تا ارتفاع زيادي صعود كرده و به استراتوسفر مي رسد .

همين تشعشعات ماوراء بنفش خورشيدي مولكول فريون را مي شكافد و اتم كلر به دست آمده مولكول اوزن را كه از سه اتم اكسيژن تشكيل شده است تجزيه مي نمايد .

در اين فعاليت باز هم اتم كلر جدا شده سالهاي سال به تخريب مولكول اوزن ادامه مي دهد .

اندازه گيري هاي انجام شده نشان مي دهد كه در سالهاي گذشته لايه حفاظتي اوزون به تدريج نازك شده ، و سال به سال نيز كمتر مي شود و حداكثر اين اتفاق در قطب جنوب و شمال رخ مي دهد و اشكال اصلي از همين CFC مي باشد .اين لايه ها گاز اوزن مي باشند كه از اشعه ماورا بنفش خورشيدي جلوگيري مي نمايد .

اين گاز در اين لايه ها بايد هميشه وجود داشته باشد و حركت تركيبي آن طور است كه اگر مقدار از آن از بين برود دوباره توليد مي گردد كه مي گويند اوزون به حالت بالانس است يعني اگر مجدداً جايگزيني دارد بدين صورت كه از تجزيه دي اكسيد ازت NO2 در مقابل اشعه خورشيد تحت تاُثير اكسيدهاي برم و كلر CFC ها و C2 يعني نوزاد اكسيژن توليد مي گردد و اوزون به حالت بالانس در مي آيد .

اين مبرد پس از آزمايش به جاي R12 انتخاب شده است و نتايج مثبتي داشته است گاز R134a حروف a در جلوي مبرد به خاطر دو ايزومر با فرمول كلي مشابهه مطرح شده مثلاً مبرد R134 داراي فرمول CHF2CHF2 ايزومر متقارن دارند و گاز R134 با فرمول CH2FCF3 كه در هر دو فرمول C2H2F4 يعني تترافلوئور اتان است مبرد فاقد كلر بوده و جز خانواده HFCS مي باشد يعني به هيدوفلوئوركربن تبديل شده و ODP آن صفر است كه اين مسئله بسيار مهم است پس نتيجه مي گيريم گازهايي كه از خانواده HCFC باشد غير مجاز و از خانواده HCFC باشد مجاز بوده به شرط ODP وGWP مساوي صفر باشد ODP تخريبي لايه اوزن و GWP = قدرت گرمايي كره زمين است G قدرت كره زمين W گرم شدن وP پتانسيل قدرت استفاده از FCF ها اشعه ماورا بنفش خورشيد ملكول فريون را مي شكافد در اين حالت اتم كلر آزاد مي شود و كلر آزاد شده ملكول ازون را به اكشيژن تبديل مي نمايد و ادامه اين حالت در سالهاي گذشته باعث تخريب ملكول اوزن شده و چون تشعشعات ماورا بنفش توسط لايه اوزن جذب نمي گردد مستقيم به سطح زمين مي رسد و زيان هاي زياد از قبيل :

1- تابيدن اشعه خورشيد به سطح دريا و تبخير شدن آب دريا و مجدداً به صورت باران بر مي گردد

2- كم شدن قدرت دفاعي بدن انسان در مقابل ميكروبها .

3- جلوگيري از رشد و نمو گياهان

4- ايجاد سرطان هاي پوستي در انسان

كه اصولاً آن را به دو دسته تقسيم مي كنند :

1- اثر گلخانه اي به نام GWP

2- اثر تخريبي به نام ODP

هر نوع گازي كه اين اثر را كمتر دارا باشد بهتر خواهد بود .

اين گاز سمي نيست ? قابل اشتغال نيست ? حالت انفجار ندارد ? قدرت جذب رطوبت بالايي دارد ? درجه خلوص آن در حدود 95/99 درصد است ? از روغن آن پلي استر ساخته نشده است ? فيلتر مخصوص دارد ? مقدار شارژ آن كمتر از R12 است ? چون اين گاز از هوا سنگين تر مي باشد در سطح زمين جمع مي شود لذا تنفس در آن محيط صحيح نيست ? در منهاي 5/26 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد لذا بايد وكيوم خوب شود و بسيار قوي باشد ? نشت در مكان كار باعث سوزش چشم و پوست خواهد شد ? در تماس با شعله ، گاز متصاعد شده سمي و سوزش دار است ? استفاده از تهويه در مكان شارژ الزامي است ? استفاده از دستكش و عينك لازم است .

جايگزيني مبردهاي پيشنهادي

براي CFC-R11

مبردهاي غير قابل اشتغال مانند R-123a , R-123

مبردهاي تا حدي قابل اشتغال . R-141b , R-153



براي CFC-R12

مبردهاي غير قابل اشتغال R - 124 - R143 - 134a - R22 - R125 مبردهاي تا حدي قابل اشتغال R-125a , R143a



براي R500

مبردهاي غير قابل اشتعال R-134a - R22 - R125

مبردهاي تا حدي قابل اشتغال R152a - R143a , R32



اثرات شيميايي R134a بر روي فلزات

اصولاً فلزاتي كه با R12 سازگاري داشته با R134a سازگاري دارد فقط در آلياژهاي روي ? منيزيم ? سرب و آلمينيوم كه اگر بيش از 2% تركيبات آن ها باشد بهتر است استفاده نشود . در مقابل فلزات برنج ? استيل ? مس ? آلمينيوم ? نقره پايداري مانده R12 را دارد.
روغنكاري

روغنهاي معدني با گاز R12 خيلي سازگاري دارند و احتياجات سيستم را از نظر روان كنندگي و پايداري شيميايي سازگاري مواد و بازدهي انرژي بر آورده مي سازند .

ولي به خاطر تفاوتهاي شيميايي در گاز R12 وR134a روغنهاي مرسوم نمي توانند با گاز جديد احتياجات را برآورده سازند ذرات روغن جدا شده از مبرد مايع در سيستم R134a ممكن است در لوله موئي و اواپراتور ته نشين گردد و باعث مقاومت عبوري در مسير گازو كاهش انتقال حرارتي و برودتي شود در اغلب موارد به علت عدم برگشت روغن به كمپرسور باعث از كار افتادن آن ميگردد لذا بايد روغن با گاز جديد سازگاري داشته باشد دراين حالت روغن پلي ال استر آزمايش شده نتايج آن در پايداري بهتر نسان داده شده و توجهي كه بايد داشت جذب رطوبت اين روغن پلي ال استر است .

پلي ال استر مي تواند خيلي سريع رطوبت را از هوا جذب كند بنابر اين بايد قبل از استفاده تمام قطعات مكانيكي سيستم برودتي كاملاً آب بندي شده باشند و زمان باز گردن درپوش هاي سيستم جهت نصب 10 دقيقه باشد تا رطوبت جذب روغن نگردد .

پلي ال استر POLYOLESTER يكي از خواص روغن پلي ال استر اين است كه وارنيش هاي سيم پيچي و عايق سيم بندي ها را در كمپرسور با خود حمل نمي كند م به علت جذب رطوبت بايد درب روغن بسته باشد درب لوله هاي مورد استفاده از دو طرف بسته باشد . و در محل رطوبت دار از روغن استفاده نشود .

چون نسبت جذب روغن در فريون 12 با مقايسه با R134a در قدرت حل شدن آب در حرارت 25 درجه سانتي گراد براي R12 ، 90 پي ام پي و در همين حرارت براي R134a ،2800پي ام پي خواهد بود .

قطعات سيستم برودتي

در سيستم شارژ گاز R134a كندانسورهايي كه براي R12 ساخته شده مي توانند با R134a مورد استفاده قرار گيرند ولي چون كمپرسورهايي كه با گاز جديد كار مي كنند به علت حجم بيشتري كه نسبت به R12 دارند لازم است كندانسور نيز با حجم بيشتري نسبت به R12 مورد استفاده قرار گيرد .اوپراتورهايي كه براي R12 كار مي كنند در مورد R134a به راحتي كار مي كنند و برودت مورد نظر به دست مي آيد .

لوله موئي يا لوله كپي مي بايست همراه با تغيير سيال تيرد تغيير كند تا اختلاف فشار و دبي مورد نياز در سيستم تيريد ايجاد شود و به همين علت بايد طول لوله موئي نسبت به R12 عموماً درسيستم ها 20 درصد از نظر لولي اضافه تر باشد . اوپراتور كندانسور فعلي را مي توان با R134a استفاده كرد و اين گاز با فلزات فولاد ، مس و آلمينيوم بدون اشكال است .

فيلتر درايرچون قدرت جذب رطوبت در گاز R134a است لذا بايد فيلتر درايري در مسير گاز قرار گيرد تا بتواند با قدرت بيشتري اين رطوبت را جذب نمايد به همين علت فيلتر درايرهاي مخصوصي جهت R134a ساخته شده است نام فيلتر دراير (مولوكولارسيو) مي باشد و اين فيلتر درايرها با مشخصات XH7 وXH9 به بازار عرضه شده است كه در سيستم برودتي استفاده از XH9 عمل جذب بهتري نسبت به XH7 دارد بايد فيلتر دراير درب بسته باشد چون اگر در هوا قرار گيرد و يا درب آنها بسته نباشد فيلتر خاصيت خود را از دست مي دهد .



وكيوم كردن جهت گاز R134a



چون روغن اين گاز خاصيت جذبي رطوبت آن زياد است بايد براي وكيوم كردن از كمپرسورهاي قوي كه بتواند تا 40 ميكرون و يا 3% ميليمتر جيوه تخليه نمايد استفاده شود و يا مي توان از دو كيوم استفاده كرد كه از دو طرف توسط سه راهي وكيوم نمود .

و يا از وكيوم پمپهاي دو طبقه كه دو پمپ مكنده دارند و سري در مدار قرار مي گيرند استفاده كرد و همچنين اين گاز نقطه جوشي در حدود 5 درجه بالاتر از نقطه جوش فريون 12 دارد پس در اختلاف فشار كمي بالاتر از R12 عمل خواهد كرد لذا بهتر است جريان هوا در كندانسور بيشتر جابجا شود كه استفاده از فن در كندانسور مناسب خواهد بود .

طريقه تعويض گاز R12 و جايگزيني R134a

1- گاز R12 را از سيستم تخليه نماييد .

2- كمپرسور را برداريد و روغن آن را تخليه نماييد .

3- كمپرسور را كه روغن آن تخليه شده از روغن پلي اويل استر كه براي R134a است به اندازه كافي پر نماييد .

4- پس از نصب كمپرسور و شارژ گاز با فريون 12 كمي كار كند تا روغن قبلي با روغن جديد مخلوط
گردد .

5- براي بهتر و مطمئن شدن بهتر است 3 بار روغن تخليه و دوباره شارژ گردد تا كاملاً روغن قديمي خارج گردد .

6- دقت كنيد فريون 12 را كه بازيابي كرده ايد توسط دستگاه مخصوص مي توان در اثر تجزيه قابل استفاده قرار داد .

7- پس از 3 بار تكرار و بازيابي كمپرسور را جدا كنيد و روغن را تخليه نماييد كمپرسور را از روغن جديد به اندازه لازم پر نماييد .

8- لوله مويي را 20 درصد از نظر طولي اضافه نماييد .

10- فيلتر دراير XH7 و يا در مورد لزوم XH9 نصب نماييد .

11- سيستم را پس از عمليات جوشكاري مناسب وكيوم نماييد .

12- پس از عمل وكيوم عمليات شارژ را انجام دهيد و توجه كنيد . حتماً از گيج سه شيلنگي استفاده
نماييد .

13- مقدار شارژ نسبت به R12 تقريباً نصف خواهد بود كه اين مقدار 5 الي 30 درصد سيستم ها است

14- پس از عمل آزمايش و ترموستات كردن و اندازه گيري مقدار سرماي لازم قابل استفاده مي باشد

توجه

1- در محيط رطوبت دار دقت كنيد درب كمپرسور و يا وسايل ديگر باز نباشد .

2- اندازه اواپراتور تغييري ندارد .

3- كندانسور مي تواند حدود 10 درصد افزايش يابد .

4- اگر از واشر و يا شيلنگ استفاده مي كنيد مناسب با R134a باشد .

5- چون مولكول R134a كوچكتر از R12 مي باشد امكان نشت در آن بيشتر است ، جوشكاري خوب و مناسب انجام شود .

6- حداكثر رطوبت مانده در سيستم نبايد بيش از mg 100باشد.

7- درجه وكيوم بايد طوري وكيوم شود كه حدود 3% ميليمتر جيوه باشد .

8- نشت يابي R134a توسط دستگاه ليگ ديتكتور LEAK DETECTOR كه مخصوص است انجام شود و دستگاه نشت ياب R13 مناسب نيست .

9- درجه حرارت خروجي از كمپرسور در مورد R134a كمي خنك تر از درجه حرارت R12 است حدود10 درجه سانتي گراد .

10- راندمان كاري هر دو تقريباً مساوي است .

رابطه بين گرما و فشار

گاز R134a نقطه جوشي در حدود 5 درجه بالاتر از نقطه جوش R12 دارد و بايد در فشا ركمتري بالاتر از فشار R12 به جوش آيد لذا احتياج به هواي بيشتري در كندانسور دارد پس در دستگاه اندازه گيري فشار كمتري را براي R134a خواهد داد .

علت وكيوم كردن :

نقطه جوش فريون ( مبرد ) با بودن هوا در حد بالايي خواهد بود و براي سرد سازي مناسب نيست لذا وقتي وكيوم انجام مي شود در اصل خلاء ايجاد شده و ماده مبرد به دليل نبودن هوا نقطه جوشش تا حدي قابل توجهي كاهش مي يابد و به راحتي در اواپراتور تبخير مي گردد .

كمپرسور داغ نمي شود و مسير گاز بهتر و راحت تر خواهد بود و در لوله موئي ايجاد دمپرينگ و يا مسدود شدن آن نخواهد شد و شارژ گاز راحت تر انجام مي گيرد