گاز برودتی چیست و عملکرد آن چگونه است؟

گاز برودتی زیرمجموعه ای از مواد سرمازا به شمار می‌روند. مواد سرمازا می‌تواند بصورت مایع یا گاز باشد که برای پایین آوردن دمای محیطی خاص به کار می‌رود. همچنین این مواد که به نام های ماده سردکننده یا ماده سردساز یا مبرد نیز معروف هستند در فرآیند چرخه خنک ساز نیز استفاده می‌شود. بطور کلی این مواد سرمازا در چرخه تبریدی با کمک دستگاه تبخیر کننده و کمپرسور گرمای محیط خاصی را جذب نموده و به بیرون از سیستم می‌برد. در نتیجه سبب تولید سرما در وسایل سرمایشی نظیر کولرها، فریزرها، دستگاه های خنک کننده، یخچال ها و…می‌شوند.

اما همه گازهای برودتی اثر مثبت و خنک کننده گی ندارد؛ بطوری که برخی از انواع  گاز برودتی اثرات منفی جبران ناپذیری روی محیط زیست دارند و به شدت اثر تخریبی روی لایه ازون دارند. در این مقاله قصد داریم شما را با انواع گازهای برودتی مضر و مفید و طرز عملکرد آن‌ها آشنا کنیم.

منظور از گاز برودتی چیست؟

گازهای برودتی (Refrigerant gases) به نوعی گاز گفته می‌شود که می‌تواند به سرعت دما از دست بدهد و با انجام میعان تبدیل به مایع شود. همچنین بتواند به سرعت گرمای محیط را جذب کرده و با تبخیر دباره به گاز تبدیل شود. این نوع گاز در طول چرخه تبرید دائما دو عمل تبدیل گاز به مایع و مایع به گاز را انجام می‌دهد.

یکی از مواد سردکننده یا مبرد، آب است که می‌تواند براحتی و بدون هیچ گونه خطری عمل تبخیر و میعان را بارها در چرخ تبرید انجام دهد. استفاده از آب در سیستم‌های سرمایشی کارایی بالایی نداشته و بیشتر از مبردهای دیگری که کارایی و سرعت عمل بالایی دارند در این سیستم‌ها استفاده می‌شود. ولی آب در بسیاری از تجهیزات چیلر به عنوان ماده سردکننده استفاده می‌شود.

پیشنهاد میشود مقاله آنچه باید در مورد المنت یا هیترکمربندی بدانید را نیز مطالعه نمایید

گازهای برودتی چطور کار می کنند؟

سیستم سرمایشی هرچه باشد، چه دستگاه سرمایشی مورد نظر یک یخچال، فریزر و یا کولر در داخل یک منزل مسکونی و یا یک سیستم تهویه و کولر بزرگ صنعتی باشد؛ همگی دارای عملکردی مشابه هستند. در همه تجهیزات سرمایشی سیستم تولید سرما به این شکل است که ماده سرد کننده از بخش‌های اصلی سیستم که شامل کمپرسور، کندانسور، دستگاه انبساط و دستگاه تبخیر کننده است، عبور می‌کند. که در طی این چرخه گرمای تولید شده در سیستم را جذب کرده و به بیرون از آن یا محیطی دیگر هدایت می‌کند.

آشنایی با انواع گاز برودتی

بطور کلی دو دسته گازهای طبیعی و گازهای مصنوعی وجود دارد؛ که هیدروکربن و یا کربن دی اکسید در دسته گازهای طبیعی قرار می‌گیرد. همچنین از جمله گازهای مصنوعی می توان به گازهای کلروفلوئوروکربن ها، هیدرو کلروفلوئوروکربن ها، هیدرو فلوئوروکربن‌ها گازهای اشاره نمود. گازهای برودتی بر اساس ساختار شیمیایی خود در 4 دسته کلی قرار داده می‌شوند که در ادامه به توضیح هریک می‌پردازیم.

• گازهای CFS – کلروفلوئوروکربن ها
• گازهای HCFC – هیدرو کلروفلوئوروکربن ها
• گازهای HFC – هیدرو فلوئوروکربن ها
• گازهای طبیعی و گازهای برودتی دوست دار محیط زیست

1.کلروفلوئوروکربن ها (CFS)

گازهای تری‌کلروفلوئورومتان (R11)، دی‌کلرودی‌فلوئورومتان (R12) و کلروپنتافلوئورواتان (R115) جزو این دسته از گازها هستند؛ که همه آن‌ها حاوی کلر، فلوئور و کربن می‌باشند. این گاز با اتم اکسیژن آزاد شده از مولکول اوزون واکنش داده و منجر به تبدیل  اوزون به اکسیژن می گردند. بنابراین برای لایه اوزون بسیار خطر دارند و تاثیرات مخربی را نیز در محیط زیست باقی خواهند گذاشت. از این گازهایی برودتی هم برای مصارف تجاری و صنعتی، و هم برای مصارف خانگی استفاده می‌شود.

سایر گازهای خانواده (CFS) شامل، گازهای تری‌کلروفلوئورومتان (R11)، دی‌کلرودی‌فلوئورومتان (R12)، کلروتری‌فلوئورومتان (R13)، ۱٬۱٬۲-تری‌کلرو-۲٬۲٬۱-تری‌فلورواتان (R113)، دی‌برموتترافلوئورواتان و ۱٬۲-دی‌کلروتترافلوئورواتان (R114)، ۱٬۱٬۱٬۲-تترافلوئورواتان (R134)، R404a، R407c، R410A، R417A، R507 و  R508B می‌باشند.

2.گاز برودتی هیدرو فلوئوروکربن ها (HFC)

ای گازها برای طبیعت و لایه ازون تهدیدی به شمار نمی‌روند چرا که در ساختمان شیمیایی آن‌ها ذرات کلر وجود ندارد. به همین دلیل همیشه مورد استقبال شرکت‎های سازنده تجهیزات سرمایشی قرار داشته اند. ولی HFC ها هم مانند سایر گازهای برودتی تاثیرات زیادی در گرمایش زمین دارند.

معروف ترین گازهای هیدرو فلوئوروکربن که به عنوان مبرد مورد استفاده قرار می گیرند شامل موارد زیر هستند.

۱٬۱٬۱٬۳٬۳٬۳-هگزافلوروپروپان (R236FA)

۱٬۱٬۱٬۳٬۳٬۳-هگزافلوروپروپان (R 236fa

۱٬۱٬۱٬۲٬۳٬۳٬۳-هپتافلوروپروپان (R-227ea)

 ۱٬۱-دی‌فلورواتان (R-152a)

 ۱٬۱٬۱-تری‌فلوئورواتان (R-143a)

 ۱٬۱٬۱٬۲-تترافلوئورواتان (R-134a)

 پنتافلوئورواتان (R-125)

فلوئورومتان (R-14)

 دی‌فلورورمتان (R-32)

3.هیدرو کلروفلوئوروکربن ها (HCFC)

این دسته از گازها در واقع جایگزین CFCها هستند. آن ها شامل هیدروژن، کلر، فلوئور و کربن هستند. البته، اگرچه HCFCها تاثیر کمتری روی تخریب لایه ازون می گذارند، ولی کماکان نمی توان آن ها  را بدون تاثیر  و تخریب دانست، چراکه به حدود ۱۰ درصد از تخریب لایه ازون دامن خواهند زد. البته این میزان به مراتب از CFC ها کمتر است.
گازهای هیدرو کلروفلوئوروکربن ها (HCFC) غیرسمی هستند و قیمت ارزانی دارند. ولی با این حال، اگرچه اثرات مخرب چندان زیادی ندارند، ولی کماکان به عنوان گازهای گلخانه ای شناخته می شوند. سرعت تخریب لایه ازون به خاطر این دسته از گاز برودتی بسیار کمتر است، ولی تخریب آن مداوم و ادامه‌دار خواهد بود.
گازهای ۱-کلرو-۱٬۱-دی‌فلوئورواتان (R142b)، ۱٬۱-دی‌کلرو-۱-فلورواتان (R141b)، ۱-کلرو-۲،۲،۲،۱-تترافلوئورو اتان (R124)، ۲٬۲-دی‌کلرو-۱٬۱٬۱-تری‌فلوئورواتان (R123)، کلروفلوئورومتان (R31)، کلرودی‌فلورومتان (R22)، دی‌کلروفلوئورومتان (R21)، R401A، R401B، R402A، R403B، R408A، R409A، R414B، R416A جزو معروف و پرکاربردترین گازهای برودتی HCFC هستند.

4.گاز برودتی طبیعی

این گازهای طبیعی برخلاف گازهای مصنوعی توسط انسان ساخته نشده و به محیط زیست و طبیعت و لایه ازون آسیبی نزده و تهدیدی محسوب نمی‌شوند. این گازها در مقایسه با گازهای مصنوعی دارای قیمت پایین‌تری هستند، که معروف ترین آن‌ها شامل
از سوی دیگر، گازهای برودتی طبیعی در مقایسه با سایر گازهای برودتی بسیار ارزان‌تر نیز هستند. هوا، هیدروکربن، آمونیاک (R-717)، دی اکسید کربن (R-744)، آب، ایزوبوتان (R-600A)، ایزوپنتان (R601a)، اتان (R-170)، پروپیلن (R- 1270)  می‌باشد.

5.گاز برودتی دوست دار محیط زیست

دسته‌ای از گازها هستند که توسط انسان ساخته شده و بطور طبیعی یافت نمی‌شود. این گازها با اینکه گازهایی مصنوعی هستند ولی محیط زیست و طبیعت را به خطر نمی‌اندازند و دوست دار محیط زیست می‌باشند. این گاز برودتی کمترین تنوع را در بین گازهای طبیعی و مصنوعی دارد و نمونه ای از آن-تترافلوئوروپروپیلن (R1234yf) می‌باشد.

قوانین مربوط به استفاده از گازهای برودتی

برخی از گازهای بروتی به دلیل مضر بودن برای محیط و لایه ازون دارای ممنوعیت استفاده در تجهیزات سرمازا هستند. بنابراین بعضی کشورها برای استفاده از این نوع گازهای بروتی قوانین و محدودیت‌هایی را اعمال می‌کنند.

1.برای کاهش نشتی گازبرودتی به هنگام نصب، جداسازی و یا شاژر سیستم های سرمایشی باید از فیتینگ های مخصوص استفاده شود.

2.سیستم های برودتی معیوب باید حداکثر ظرف ۳۰ روز تعمیر شوند.

3.شرکت و تکنسین های شاغل در آن شرکت باید گواهی نامه‌های معتبر داشته باشند.

4.از خالی کردن عمدی گازهای برودتی شدیداً خود داری کنید.

5.هرگونه تخطی از قوانین محیط زیستی پیگیری قانونی خواهد شد.

آیا می توان گاز برودتی یک دستگاه را تعویض کرد؟

اینکه آیا گازهای مبرد در یک دستگاه قابل تعویض هست یا خیر بستگی به نوع دستگاه و گاز سرمازا آن دارد. برای تعویض گاز دستگاه باید ابتدا موتور دستگاه را بررسی کنید؛ تا از نوع گاز استفاده شده در سیستم آگاه شوید. معمولا مشخصات گازهای مورد استفاده روی موتور دستگاه درج شده است.

در اینجا دو گاز R-410Aو R-22 را مورد بررسی قرار می‌دهیم. گاز R-22 قابل تعویض بوده ولی گاز R-410A را نمی‌توان تغییر داد. اگر دستگا شما از گاز R-410A استفاده می‌کند مطمئنا نمی‌توانید گاز آن را تغییر دهید. ولی گاز R-12 که قابل تغییر می‌باشد بسیار سمی و خطرناک بوده و به محیط زیست آسیب می‌رساند. بنابراین استفاده از آن در سیستم‌های سرمایشی  ممنوع و منسوخ شده است.

پیشنهاد می شود مقاله معرفی کمپرسور پیسونی بیتزر را نیز مطالعه نمایید