مبردها

مبردها

مبرد : ماده ای است که در یک سیستم تبرید جهت ایجاد برودت به کار می رود.

مبردها باید دارای خصوصیات زیر باشند:

خواص ترمودینامیکی _ دمای انجماد ماده مبرد باید خیلی پایین تر از دمای جوش آنها بوده تا امکان انجماد سیال در سیستم بوجود نیاید . بهتر است که دمای جوش مبرد در فشار جو آن چنان پایین باشد تا بتوان فشار تبخیر بالاتر از فشار جو در اواپراتور داشته باشیم ، چرا که در غیر این صورت خلاء نسبی تولید شده و هوا وارد تبخیر کننده گشته و عملکرد آن را مختل می سازد . در ضمن فشار تقطیر آن در کندانسور نیز خیلی بالا نباشد تا از احتمال بروز نشتی کاسته شود . به جهت توانایی کارکرد در مناطق گرمسیر باید دارای دمای بحرانی نسبتا بالایی باشند .

خواص فیزیکی شیمیایی _ وزن خالص و غلظت مبرد ها نسبتا باید کم بود تا افت فشار در سیستم زیاد نگردد و ضریب هدایت حرارتی بالایی داشته باشد تا انتقال حرارت در اواپراتور و کندانسور سریع تر انجام گردد . قابلیت حل شدن آن در روغن کم باشد تا میزان روغن کمتری از کمپرسور خارج گردد . البته حل شدن مقدار کمی از آن در روغن دارای خواصی از جمله روغنکاری اجزاء متحرک کمپرسور و خنک نمودن آن می باشد .

کپسول های آمونیاک سردخانه

کم حل شدن سیال مبرد در آب یک خاصیت منفی بوده ، چرا که در صورت نفوذ رطوبت به سیستم ، آب یخ زده و جریان سیال مشکل می گردد . سیال مبرد باید نسبت به فلزات و مواد دیگری که در سیستم استفاده می شوند بی تاثیر بوده و نیز نباید در دماهای پایین و یا بالا ، منفجر یا تجزیه گردد.

خواص فیزیولوژیکی _ سیالهای مبرد نباید برای آدمی مضر بوده و یا تاثیر منفی بر روی مواد غذایی داشته باشد .

خواص اقتصادی _ قیمت سیالهای مبرد نباید خیلی بالا باشد . انتخاب سیال در شرایط مختلف باید متناسب با نوع سیستم ، کار مورد نیاز و امکان تهیه آن باشد لذا در انتخاب مبرد باید شرایط تهیه آن را در کشور در نظر گرفت.

انواع مختلف مبردها :

در صنایع برودتی از انواع مختلف مبردها نظیر آمونیاک ، فریون ۱۲ ، فریون ۲۲ ، فریونa134و فریون ۵۰۲ استفاده می گردد . ولی با توجه به خصوصیات فیزیکی و ترمودینامیکی آنها آمونیاک و فریون ۲۲ کاربرد بیشتری در صنعت تبرید دارند . لذا به توضیح مختصری در مورد خصوصیات دو ماده مبرد فوق پرداخته ، سپس به انتخاب ماده مبرد در طراحی سیستم سردخانه مورد نظر می پردازیم:

آمونیاک(NH3-R717) :

گازی است بی رنگ ، سمی ، دارای بویی زننده و سبک تر از هوا ، دمای جوش آن در شرایط ۱ اتمسفری ۶/۳۳ درجه سانتی گراد و فشار تقطیر آن حدود ۸ تا ۱۳ اتمسفر   می باشد . دمای انجماد آن ۷/۷۷- و دمای بحرانی آن ۴/۱۳۲ درجه سانتی گراد است. این ماده دارای خصوصیات عالی ترمودینامیکی می باشد بازده برودتی جرمی آن kj/kg 4/2170 می باشد که بین سایر مبردها نسبتا بالاتر است . به غیر از دماهای خیلی پایین فشار آن در اواپراتور بالا تر از فشار جو می باشد که در این صورت امکان ورود هوا به سیستم بسیار کم خواهد بود .

در سیستمهای که آمونیاک استفاده می کنند احتمال نشتی باید بسیار کم باشد چرا که وجود بیش از ۵/۰ درصد آمونیاک در هوا و در صورت استنشاق زیاد موجب مسمویت شدید و مرگ انسان می شود و در صورت نشت به میزان کم موجب سوزش چشم یا بینی می شود . آمونیاک مایع نیز به پوست آسیب می رساند . در صورت نشتی آمونیاک از قسمتهای مختلف ، بوی زننده آن خیلی زود قابل تشخیص است و محل نشتی را به طرق مختلف می توان پیدا کرد و بدین ترتیب از نشت بیشتر آن و بروز خطرات احتمالی جلوگیری کرد . حل شدن آمونیاک در روغن خیلی ناچیر است لذا می توان عمل جداسازی آنها را بعد از خروج از کمپرسور هم انجام داد . از این خاصیت استفاده نموده ، عمل روغن کاری و خنک کاری کمپرسور را با کیفیت بهتری انجام می دهند .

آمونیاک و آب شدیدا یکدیگر را جذب نموده و در نتیجه در سیستم خطر زنگ زدگی و یخ زدگی کمتر می گردد . ولی لازم به ذکر است که مقدار آب موجود در آمونیاک نباید بیشتر از ۲ درصد باشد . آمونیاک بر روی فلزاتی مثل فولاد تاثیر نداشته و روی فلزاتی نظیر مس و سرب خاصیت خورندگی دارد . بنابراین در سیستمهای آمونیاکی نباید جنس لوله ها و یا سایر تجهیزات را از مواد مذکور و آلیاژ های آنها در نظر گرفت . این مسئله بسیار پر اهمیت است که قسمتهای داخلی سیستم باید بسیار تمیز بوده و از هر گونه ناخالصی مبرا باشند. اگر هنگام نصب تجهیزات و یا به هر علت دیگری ماده ای خارجی وارد سیستم گردد به علت اینکه آمونیاک یک حلال بسیار قوی می باشد ، ناخالصی ها را حل کرده و ترکیب به سایر قسمتها از قبیل فضای داخل کمپرسور ، شیر آلات ، یاتاقانها و غیره کشیده شده و موجبات اختلال در قسمتهای مختلف و نهایتا تخریب آنها را فراهم می سازد .

فریون ۲۲ (R22 ):

گازی بی رنگ بی بو و کم خطر و سنگین تر از هوا . دمای جوش آن در شرایط ۱ اتمسفر ۴۱-درجه سانتی گراد ، دمای انجماد ۱۶۰- و دمای بحرانی آن ۹۶ درجه سانتی گراد می باشد .

این ماده داری خصوصیات عالی فیزیکی و ترمودینامیکی می باشد . بازده برودتی جرمی آن   kj/kg 7/2044می باشد. فریون ۲۲ خیلی ساده از درزها نشت نموده و در صورت نشت خیلی مشکل     می توان تشخیص داد زیرا دارای بویی ضعیف بوده فقط در صورت وجود وسایلی که میزان ماده مبرد را در سیستم نشان می دهد و یا در صورت وجود حداقل ۲۰ درصداز این گاز در هوا می توان به نشت آن پی برد. به همین جهت باید دقت بیشتری در ساخت کمپرسورهای فریونی به خصوص قسمت اتصالات گردد . محل نشتی را به طرق مختلفی از جمله استفاده از مشعل آشکار ساز می توان مشخص نمود .

روغن و فریون در دمای بالا به طور نامحدود در هم حل شده ولی در صورت نزول درجه حرارت به ۱۰- درجه سانتی گراد از هم جدا می شوند . لذا در کندانسور به علت بالا بودن دما از هم جدا نشده که باعث بالا رفتن دمای تقطیر ماده مبرد می گردد ولی در اواپراتور به علت پایین بودن دما از هم جدا شده و در قسمت پایین لوله های آن یک لایه روغن تشکیل شده که باعث کاهش انتقال حرارت می شود لذا جهت جلوگیری از این امر در مسیراواپراتور وسایلی استفاده نموده تا عمل جداسازی روغن از ماده مبرد انجام گیرد.

قابلیت انحلال آب در فریون ۲۲ خیلی کم بوده ، لذا جهت جلوگیری از تجمع آب در سیستم باید حتما از رطوبت گیر استفاده گردد چرا که در غیر این صورت امکان یخ زدگی در مسیر جریان ماده مبرد وجود دارد که عملکرد سیستم را مختل می سازد . فریون ۲۲ در صورت نبود رطوبت نسبت به فلزات بی تاثیر است لذا می توان جنس تجهیزات مربوط به سیستمی که ماده مبرد آن فریون ۲۲ می باشد را ازهمه انواع موجود انتخاب نمود ولی مس به علت دارا بودن انتقال حرارت بالا و قیمت کم و تهیه راحت آن ترجیح داده می شود .

بر اساس  پروتکل ها و برنامه ریزی های انجام شده مبردهای متداول امروزی که دارای خواص سمی بودن و اشتعال پذیری هستند به تدریج از استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع حذف شده و تولید آنها متوقف می گردد و مبردهای جدید با ترکیب های مختلف و سازگار با محیط زیست جایگزین خواهد شد .
این  مقاله به نکات مهم پیرامون مبردهای متنوع در سیستمهای تهویه مطبوع و جدول زمانی حذف استفاده آنها پرداخت  که دانستن آنها برای متخصصین تاسیسات و تهویه مطبوع ضروری است.در اواسط دهه ۱۹۸۰ اعلام شد که مبردهای موجود در سیستمهای متعارف تهویه مطبوع شدیدا محیط زیست جهان را تخریب می نمایند که دو خانواده بزرگ این مبردها که اغلب در سیستمهای تهویه مطبوع مورد استفاده قرارمی گیرد CFC ها۱ و HCFC ها۲ می باشند. کلر موجود در این مبردها لایه ازون را تخریب نموده و پروتکل مونترال در سال ۱۹۸۷ را که توافق نامه ای میان ۱۸۰ کشور جهان است نقض می کنند .

 

ارسال نظر

11 − یک =