با ما همراه باشید تا بیشتر با جایگزین گاز R۲۲ آشنا شوید.

گاز R۲۲ یکی از پرکاربرد ترین گاز های مبرد می باشد. در اینجا می توانید با خواص گازهای مبرد آشنا شوید.

این گاز نقطه جوش بسیار پایینی دارد و به همین دلیل کاربرد بسیار زیادی در سرمایش چیلرها ، سردخانه ها و سیستم های سرمایشی مانند کولر دارد.

اگر به دنبال قیمت گاز r۲۲ هستید به صفحه خرید کپسول گاز r۲۲ بروید.

این ماده گرما گیری بسیار بالایی دارد و عمل تبخیر در این ماده در هنگام تبدیل از حالت مایع به گاز، دما را به شدت کاهش می دهد و هوا سرد می شود.

فرمول شیمیائی این گاز CHCLF۲ است و با نام آیوپاک کلرو دی فلورو متان نیز شناخته می شود.

البته طبق تحقیقاتی که اخیرا صورت گرفت مشاهده شد که این گاز تاثیرات بسیار مخربی بر لایه اوزون دارد و به دلیل استفاده بسیاری که از این نوع گاز می شود، موجب افزایش گرمای زمین شده و تاثیرات منفی خود را روی همه محیط زیست خواهد گذاشت.

به همین دلیل دانشمندان جهان در پی این هستند که جایگزین گاز R۲۲ را بیابند که ضرر کمتری برای محیط زیست داشته باشد و آن را  مورد استفاده قرار دهند و  تاثیرات مخرب کمتری داشته باشد. در این مقاله ابتدا به معرفی گاز R۲۲  خواهیم پرداخت و سپس گاز هایی که میتوانند جایگزین گاز R۲۲ باشند را نام برده و معرفی خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

اگر از گاز ۴۰۱ استفاده می کنید صفحه مربوط به جایگزین گاز ۴۰۱ را مطالعه کنید.

گازهای مبرد

از گازهای مبرد یا سرد کننده برای پایین آوردن دمای محیط استفاده می شود. این محیط میتواند یک یخچال،‌ فریزر و یا محیط یک خانه باشد. از گاز مبرد در روند خنک سازی محیط  استفاده می شود و با کمک آن ها گرمای محیط جذب شده و به بیرون هدایت می شود.

یک قانون به نام گذار تک فاز بین گازهای برودتی وجود دارد که میتوانند بین حالت گاز و مایع تغییر حالت بدهند. از این قانون در فرایند سرد کردن دمای محیط بسیار استفاده می شود.

گازهای مبرد این کار را به تنهایی نمی توانند انجام دهند و برای اتمام چرخه ی خنک ساز معمولاً به دستگاه تبخیر کننده و کمپرسور نیز نیاز دارند. ممکن است تا کنون چیزی در مورد گازهای مبرد و کارکرد آن ها شنیده باشید. به هرحال جالب است بدانید امروزه استفاده از این نوع مبرد ها تقریباً در تمامی منازل مسکونی رایج است و دلیل آن هم پرکاربرد بودن و نقش مهم آن در کارکرد تجهیزات سرمایشی است.

گاز های مبرد تابع یک قانون ترمودینامیک به نام گذار فاز اند که در آن  تبدیل مایع به گاز و گاز به مایع امکان پذیر است . این قانون موجب استفاده از گاز های مبرد در  در دستگاه ها و تجهیزات سرمایشی مختلف مانند  کولر ها، فریزر ها، دستگاه های خنک کننده، یخچال ها و … می شود.

اثرات گازهای مبرد بر محیط زیست و موجودات زنده

پتانسیل گرمایشی کره ی زمین (GWP)

گازهای گلخانه ای مانند کربن دی اکسید و گاز های مبرد مانند گاز R۲۲ در صورت مصرف بسیار موجب تاثیر بر لایه اوزون و گرم شدن زمین می شود. پرتو های موجود در جو یک سیاره بر روی سطح آن تاثیرگذار اند. زمین بخشی از نور خورشید را که میتابد جذب کرده و باقی آن را بوسیله لایه اوزون به سمت خارج بر میگرداند.

اگر گازهای گلخانه ای و گاز های مبرد در جو زمین موجود باشند، تابش خروجی نور خورشید را جذب می کنند و جذب آن ها باعث افزایش جنبش مولکول ها و افزایش انرژی آن ها می شود.

این عمل اگر در سطح وسیعی به دلیل افزایش استفاده از گاز های گلخانه ای و مبرد انجام شود،. باعث افزایش دما در کل زمین می شود و اثر گلخانه ای اتفاق می افتد که برای محیط زیست بسیار مضر و خطرناک است و آن را در معرض تهدید قرار میدهد. این گازها مدت ها گرما را داخل خود نگه می دارند.

از مهم‌ترین این گازها می‌توان از بخار آب و دی‌اکسیدکربن نام برد

از مهم‌ترین این گازها می‌توان از بخار آب و دی‌اکسیدکربن نام برد. از دیگر گازهای گلخانه‌ای می‌توان متان را نام برد و  دیگر گازها عبارت اند از: متان، اکسید نیتروژن، سولفید هگزافلوراید، هالو کربنها و دیگر CFCها.

میزان GWP  یک گاز مبرد بر اساس میزان گرمایی که در خود نگه میدارد اندازه گیری میشود. مبنای پتانسیل گرمایشی کره زمین با کربن دی اکسید اندازه گیری شده و  GWP  کربن دی اکسید برابر ۱ است. بنابراین یک گاز برودتی با GWP  بالا تر از  ۱ گرمای بیشتری نسبت به کربن دی اکسید در اتمسفر نگه می دارد و برای محیط زیست مضر است.

پتانسیل تخریب لایه ازن ( ODP )

لایه ازن وظیفه ی محافظت از زمین و موجودات آن را در برابر تابش های پر حرارت خورشید بر عهده دارد . برخی از ترکیبات شیمیایی گازهای مبرد روی لایه اوزون تاثیر گذار اند و باعث نابودی آن می شوند. . پتانسیل تخریب لایه اوزون مقیاسی برای میزان تخریب شدن لایه اوزون توسط گاز های مبرد و سایر ترکیبات شیمیایی است.

بیشترین آسیب توسط CFC ها به لایه اوزون می رسد. بنابراین CFC  ها مبنای خط مبنای پتانسیل کاهش اوزون تعیین می شوند.( ODP=۱  ) پس اگر ماده شیمیایی پتانسیل کاهش ازن آن بیشتر از ۱ باشد میزان آسیب رسانی آن به لایه اوزون بیشتر از CFC ها میباشد و این بسیار خطرناک است.

خصوصیات گاز های مبرد

خصوصیات گاز های مبرد عبارتند از : حرارت نهان تبخیر مناسب  ،دمای جوش مناسب ، دما و فشار بحرانی  گاز دقیق ،گرمای ویژه خوب، سمی بودن، قابل انفجار بودن، اکسید کننده نبودن،. نشتی قابل تشخیص باشد، محل نشت قابل تعیین باشد،. نقطه جوشش پایین بوده د در فشار کم عمل کند، پایدار باشد،.

قابل روغن کاری باشد، سمی نباشد،. گرمای نهان معتدلی داشته باشد،. بین فشار تبخیر و تقطیر آن اختلاف کمی باشد، خورنده نباشد تا قطعات سیستم را به مرور نابود کند.

گاز های مبرد را بر اساس ترکیب شیمیایی که در آنها وجود دارد، دسته بندی کرده اند

گاز های مبرد را بر اساس ترکیب شیمیایی که در آنها وجود دارد، دسته بندی کرده اند . این گازهای مبرد در چهار دسته کلرو فلوئورو کربن‌ها‌ (CFC)، هیدرو کلرو فلوئورو کربن‌ها‌ (HCFC)، هیدرو فلوئورو کربن‌ها‌ (HFC) و گاز های مبرد طبیعی تقسیم می شود .

کلرو فلوئورو کربن‌ها‌ : مانند R۱۱۴، R۱۱۳، R۱۲، R۱۱ و R۱۱۵

هیدرو کلرو فلوئوروکربن‌ها : مانند R۲۲ و R۱۲۳

هیدرو فلوئورو کربن‌ها : مانند R۱۳۴a، R۴۰۴A، R۴۰۷C، R۴۱۰A

تاثیر گاز های مبرد بر محیط زیست با دو عدد ODP و GWP بیان می شود.

عدد ODP مقداری در بازه صفر تا یک دارد که هرچه این عدد به یک نزدیکتر باشد، نشان دهنده  آن است که پتانسیل بیشتری  برای تخریب لایه اوزون دارد. عدد ODP گاز های مبرد  کلروفلوئوروکربن‌ ها به طور معمول زیاد است؛ چرا که در ترکیب شیمیایی آن ها کلر وجود دارد. به دلیل همین موضوع نیز امروزه دیگر از گاز های CFC به عنوان گاز مبرد استفاده نمی شود.

مقادیر GWP می تواند از صفر تا چند هزار تغییر کند. هرچه GWP بزرگ تر باشد، نشان دهنده  آن است که تاثیر منفی گاز بر گرمایش جهانی بیشتر است. گازهای HCFC نیز با اینکه به نسبت گازهای CFC عدد GWP کمتری دارند، اما همچنان GWP آن‌ ها نیز زیاد است. بنابراین امروزه کمتر مورد استفاده قرار می گیرند .

پر کاربرد ترین گاز های مبرد :

گاز مبرد R۲۲ :

این گاز بدون رنگ و بو و غیر قابل اشتعال تا چندی قبل پر کاربرد ترین گازهای مورد استفاده در سیستم مبرد ها بود اما طبق تحقیقات انجام شده متوجه شدند که این گاز تاثیرات بسیار مخربی بر لایه اوزون و محیط زیست می گذارد و باید از استفاده آن خودداری کرد. علت مضر بودن این گاز برای محیط زیست وجود کلر در ترکیبات شیمیایی آن است زیرا در دسته هیدرو فلوئورو کربن ها CFC   قرار دارد. به همین دلیل باید به دنبال جایگزین گاز R۲۲ بود.

گاز R۲۲ با انواع کمپرسور های تهویه مطبوع و سیستم تبرید سازگار است  و در مصارف صنعتی، تجاری و مسکونی از آن بسیار  استفاده می شود. استفاده در سیستم های خنک کننده مثل کولرهای گازی، استفاده در چیلرهای ‏مراکز تجاری و ساختمان های بزرگ و استفاده در یخچال های ویترینی مغازه ها و سوپر مارکت ها از کاربرد های گاز R۲۲ ‏است.

این گاز در تمامی دما ها اعم از دمای زیر صفر، دمای صفر و دمای بالای صفر کاربرد دارد و عملکرد خوبی دارد.  قیمت این گاز هم نسبت به سایر گاز های برودتی بسیار کمتر است و همین موجب شده تا مورد استقبال قرار گیرد و بیشتر از این نوع گاز مبرد استفاده شود. این گاز دارای نقطه جوش ۴۰ – درجه سانتیگراد است. دمای بحرانی گاز R۲۲ معادل ۹۸ درجه سانتیگراد است و در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد دارای فشار ۹۰۸ کیلو پاسکال می باشند.

گاز R۲۲ ، به سه دسته رو به رو تقسیم می شود:۱.  گاز R۱۲ دی کلرودی فلورو متان (CCl۲F۲)، ۲. گاز R۲۲ فلورو متان (CHCLF۲) (گاز کولر گازی و ۳. گاز R۱۳۴

ویژگی های گاز R۲۲ عبارتند از :

۱. این گاز نقطه جوش پایینی دارد

۲. با انواع شیر انبساط سازگار است

۳. با انواع کمپرسور ها سازگار است

۴. گازی پایدار است

۵. سمی نیست

۶. اثر اکسید کنندگی ندارد

۷. اشتعال پذیر نیست

۸. در دمای کندانسور به راحتی با روغن حل می شود

۹. برای محیط زیست بسیار مضر است

۱۰.به عنوان جزئی از مخلوط گازی استریل کننده استفاده می شود.

۱۱. به عنوان گاز یخچال و گاز کولر در کولر و یخچال فریزرهای خانگی و صنعتی استفاده می شود

۱۲. برای مایع سازی گاز هایی مانند  کلر و تهیه آب سرد برای بسیاری از فرایندها، ماشین ها و چیلرهای تهویه مطبوع مرکزی استفاده می شود.

مشخصات فیزیکی گاز مبرد R۲۲

فرمول مولکولی      CHClF۲

جرم مولکولی (گرم بر مول)    ۸۶.۴۷

فشار بحرانی (مگاپاسکال)    ۴.۹۳۶

فشار بخار (مگا پاسکال)       ۰.۹۳۸۴

چگالی بحرانی (مول بر لیتر)  ۶.۱

دمای بحرانی (درجه سانتیگراد)۹۶.۲

نقطه ذوب (درجه سانتیگراد) ۱۷۵.۴-

نقطه جوش (درجه سانتیگراد) ۴۰.۷-

گازهای جایگزین گاز R۲۲:

R۴۰۷c، R۴۰۷A، R۴۰۷B، R۴۰۴a

R۴۱۷a

R۲۹۰

R۴۲۲B، R۴۲۲C و R۴۲۲D

R۶۰۰

گاز مبرد R۴۰۴A

این ماده مبرد جایگزینی مطمئن و با زیان بسیار کمتر به جای گاز R۲۲  وR۱۲ و R۵۰۲  است. این گاز ترکیبی از سه گاز مبرد دیگر است که (R۱۲۵ (۴۴%) ، R۱۴۳ (۵۲%) ، R۱۳۴ (۴% ترکیبات و درصد آن است .

از مزایای این گاز مبرد این است که در سیستم هایی که دمایی بین منفی ۴۵ تا مثبت ۱۵ درجه سانتی گراد را لازم دارند قابل استفاده است. این گاز از لحاظ خواص ترمودینامیکی بسیار شبیه گاز R۲۲ است و میتواند عملکرد بهتری نیز نسبت به این گاز داشته باشد و زیان کمتری نیز به طبیعت وارد میکند.

این گاز بدون رنگ و بدون بو و غیر سمی  بوده و به راحتی با آب و هوایی که در معرض آن می باشد واکنش نشان نمی دهد اما باید از تماس مستقیم آن با پوست بدن انسان خودداری کرد زیرا می تواند مضر باشد.

این گاز مبرد به عنوان خنک کننده در صنعت ساخت  کولر و ساخت  یخچال به کار می رود. استفاده از این گاز مبرد حدوداً ۱۵ سالی است که رایج شده است.

گاز r۴۰۴a از دسته گازهای HFC است و در اکثر سیستم های تهویه مطبوع و تبرید در خانه و در صنعت در دماهای پایین و متوسط قابل استفاده می  باشد. این گاز نقطه جوش بسیار پایینی دارد و تقریباً دمای جوش آن منفی ۴۶ درجه است.

خواص فیزیکی گاز R۴۰۴a

فرمول مولکولی  (CH۳CF۳ (۵۲% + (CHF۲CF۳ (۴۴% + (CH۲FCF۳ (۴%

جرم مولکولی (کیلوگرم بر مول)           ۹۷.۶

دمای بحرانی (درجه سانتیگراد)           ۷۲.۰۵

فشار بحرانی (بار)  ۳۷.۲۹

نقطه شبنم (درجه سانتیگراد) ۴۵.۵-

فشار بخار مایع (بار)            ۱۲.۵

گاز R۴۰۴a در اکثر سیستم های خنک سازی و تهویه مطبوع محیط های صنعتی و تجاری از جمله چیلر، مینی چیلر، یخچال های ویترینی فروشگاه ها و همچنین یخچال های ناوگان حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرد. رنج دمای کاری این گاز متوسط و پایین بوده و جایگزین مناسبی برای گاز R۲۲ می باشد.

از دیگر مزایای گاز مبرد R۴۰۴a می توان به سازگاری با انواع کمپرسور های  سیستم خنک سازی و تهویه مطبوع از جمله کمپرسور سکاپ، کمپرسور دو مرحله ای بیتزر، کمپرسور اسکرال بیتزر، کمپرسور منیروپ دانفوس، کمپرسور سمی هرمتیک کوپلند و همچنین سازگاری با انواع اکسپنشن ولو دانفوس و آلکو اشاره کرد. بیشترین کشورهایی که از این گاز مبرد استفاده می‌کنند، ایتالیا، آمریکا، چین و هند  هستند .

گاز های جایگزین گاز R۴۰۴a

عملکرد و مصرف انرژی R۴۰۴a اندکی ضعیف است و گازهایی مانند R۱۳۴A، R۴۰۷C و R۴۱۰A به جای آن قابل استفاده اند.

پتانسیل آسیب به لایه اوزون در گاز R۴۰۴A صفر است و  می‌تواند جایگزین گازهای خطرناک مانند R۲۲ که برای محیط زیست خطرساز هستند، باشد. چندین سال است که استفاده از این گاز به جای گازهای خطرناک تخریب کننده لایه اوزون مانند CFC ها، صورت می گیرد. البته گاز R۴۰۴A در دسته گاز های گلخانه ای قرار گرفته و باعث گرم شدن کره زمین می شود .

این گاز غیر سمی بوده و اگر دچار نشتی شود ، خطری را برای افراد نزدیک به گاز، ایجاد نمی‌ کند . این گاز غیر قابل اشتعال است و بسیار مناسب استفاده در دستگاه های خنک کننده است.

از تماس مستقیم با این گاز خودداری شود  زیرا اگر گاز به صورت مستقیم با فرد در تماس باشد، منجر به سرمازدگی شدید می شود .  این گاز غیر قابل اشتعال است اما نباید در معرض گرما در مدت طولانی قرار گیرد زیرا  اگر به مدت طولانی در محیط گرم قرار گیرد، ممکن است منجر به انفجار کپسول حاوی گاز شود.

گاز مبرد R۴۰۷c

گاز مبرد  R۴۰۷C یکی از گازهای دسته زئوتروپیک می باشد . گاز های زئوتروپیک نوعی از مبرد ها هستند که از چند ماده مختلف تشکیل شده اند .

این گاز مخلوطی از گازهای مبرد R۳۲، R۱۲۵و R۱۳۴a است و مشخصات و ویژگی های بسیار مشابهی با گاز R۲۲ در تجهیزات تهویه مطبوع و خنک سازی دارد. گاز مبرد  R۴۰۷C برای جایگزین شدن در تجهیزات تهویه مطبوع، بیشترین تشابه را در مقایسه سایر گاز ها نسبت به گاز R۲۲ دارد.

گاز مبرد R۴۰۷c ترکیبی از هیدرو فلورو کربن ها می باشد و از سه گاز R۳۲ ،R۱۲۵ و R۱۳۴ تشکیل شده  که سهم هر کدام در ترکیب نهایی به ترتیب ۲۳ درصد ، ۲۵ درصد و ۵۲ درصد می باشد. به دلیل شباهت بالای خواص فیزیکی و شیمیایی گاز R۴۰۷c به گاز R۲۲ جایگزین مناسبی برای گاز R۲۲ می باشد.

مشخصات گاز مبرد R۴۰۷c

فرمول مولکولی      CH۲F۲ (۲۳%)

CF۳CHF۲ (۲۵%)

CF۳CH۲F (۵۲%)

وزن مولکولی (کیلوگرم بر مول)          ۸۶.۲

نقطه جوش (درجه سانتیگراد)      ۸/۴۳-

دمای بحرانی (درجه سانتیگراد)           ۸۶.۴

فشار بحرانی (بار)  ۴۶.۳

نقطه شبنم (درجه سانتیگراد) ۳۶.۶۳-

از مزایای گاز مبرد R۴۰۷c می توان انواع کاربرد های صنعتی، تجاری و مسکونی با دمای کاری متوسط و همچنین سازگاری با انواع کمپرسور تبرید از جمله کمپرسور اسکرال  کوپلند، کمپرسور سمی هرمتیک کوپلند، کمپرسور اسکرال دانفوس، کمپرسور منیروپ دانفوس، کمپرسور اسکرال بیتزر، کمپرسور تکامسه و همچنین سازگاری با انواع شیر انبساط ترموستاتیک دانفوس و شیر انبساط آلکو اشاره کرد.

از گاز مبرد R۴۰۷c به عنوان مایع مبرد و سرد کننده در انواع کمپرسور هوای فشرده استفاده می شود. استفاده از مبرد R۲۲ با وجود عملکرد مناسب، به علت اثرات زیان باری  که بر روی محیط زیست دارد، ممنوع شده است. یکی از بهترین گزینه ها برای جایگزین گاز R۲۲ گاز  R۴۰۷C است.

اثرات زیست محیطی

از نظر اثرات زیست محیطی نیز گاز مبرد R۴۰۷C شرایط مناسبی دارد. ODP آن صفر است، یعنی هیچ اثری بر روی لایه اوزون ندارد. GWP آن نیز برابر با ۱۷۷۴ است که از مبرد R۲۲ کمتر بوده و جایگزین مناسبی به جای آن می باشد.

یکی از معایب  گاز R۴۰۷C، نشتی گاز است. گاز مبرد  R۴۰۷C ترکیبی از سه گاز است. در صورتی که در سیستم برودتی به هر علتی نشتی وجود داشته باشد، گازهای مختلف تشکیل دهنده R۴۰۷C با نرخ متفاوتی نشت پیدا کرده و  این امر باعث می شود  که عملاً ترکیب موجود در سیکل تغییر کند.

بنابراین نمی توان به سادگی گاز R۴۰۷C  را به سیستم اضافه کرد. بلکه باید مبرد موجود را تخلیه و سپس گاز جدید را شارژ کرد. بدیهی است که این کار هزینه زیادی خواهد داشت.

عیب دیگر مبرد  R۴۰۷C این است که  از چند مبرد تشکیل شده و گستره دمای تغییر فاز این مبرد، بالا می باشد. گستره دمای تغییر فاز، اختلاف دمای بین دمای شروع تغییر فاز (از مایع به گاز و برعکس) و دمای پایان تغییر فاز، در فشار ثابت می باشد. گستره دمای تغییر فاز گاز R۴۰۷C (تقریبا بین ۸ تا ۱۱ درجه فارنهایت) به اندازه ای بزرگ است که می تواند بر سیکل تبرید و شارژ کمپرسور اثر بگذارد.

گاز مبرد R۴۰۷a

این گاز در دسته  HFC ها قرار گرفته و مبرد و بدون رنگ است  .این گاز مبرد برای کاهش دما در دستگاه های تهویه مطبوع و خنک سازی استفاده می گردد . بدین صورت که این گاز مانند R۴۰۴A  عمل کرده و  به عنوان مبرد در کولرها و خنک کننده ها , چیلر ها , یخچال ها ، صنایع خودرو سازی استفاده می شود .

این  گاز  در ساختار سرمایشی سیستم های سرد کننده در سوپر مارکت ها، سردخانه ها، در صنعت خودروسازی ، صنعت داروسازی ، صنایع الکترونیک ، سایتهای ایرانسل و سیستم های کامپیوتری ، و فرآیند تبرید استفاده شده و تنها در طراحی سیستم تهویه مطبوع مستقیم استفاده می شود .

این گاز R۴۰۷ در کپسول ۱۳٫۵ کیلویی ، ۱۳٫۶ کیلویی ، ۲۵۰ کیلویی و ۵ تن می باشد و کشورهای هند ، چین ، آمریکا ، ایتالیا با برند ها یی مانند ایسکون ، هانیول ، رفریجرانت در بازار عرضه می گردد. .

مشخصات گاز R۴۰۷a

جرم مولکولی ۱/۹۰

نقطه جوش ( درجه سلسیوس )۷/۳۸- تا ۲/۴۵ –

دمای بحرانی ( درجه سلسیوس ) ۹۱/۸۱

فشار بحرانی (kpa( ۴۴۸۷

خواص فیزیکی و حرارتی این گاز با R۲۲ تقریبا شبیه به هم است. پس به راحتی می‌ تواند جایگزین گاز R۲۲ باشد. نکته این که در زمان جایگزینی به کمترین تغییرات در سیستم سرما سازی و تهویه مطبوع احتیاج پیدا خواهیم کرد. این گاز فاقد کلر است و در سیستم‌ هایی که دمای متوسط دارند مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

گاز R۴۲۷c

این گاز مبرد تنها از یک گاز تشکیل نشده است. برای ساخت R۴۲۷C به نسبت های مشخصی R۱۳۴A، R۳۲ و R۱۲۵ به کار رفته است. این سه ترکیب با یکدیگر خواصی مشابه گاز مبرد R۲۲ می سازند  اما نسبت به ضرر هایی که گاز R۲۲ به محیط زیست وارد می‌ کند ، ضرر کمتری دارند .

هر یک از ترکیبات کار خاصی را در  سیستم های مبرد انجام می دهند. برای مثال R۳۲ به عنوان ایجاد کننده ظرفیت گرمایی فعالیت می کند، R۱۲۵ باعث کاهش قابلیت اشتعال زایی می شود و مبرد R۱۳۴a باعث کاهش فشار می شود. همه این موارد دست در دست هم داده و خاصیت مشابه R۲۲ را تشکیل می‌ دهند.

R۴۲۲C: این گاز مبرد عملکرد بهتری نسبت به R۲۲ در دمای متوسط دارد. از گاز مبرد R۴۲۲C در فشار بالا استفاده می شود . برای روغن کاری این گاز باید از روغن پلی استر مصنوعی استفاده کرد. استفاده از این گاز نسبت به گازهای دیگر برای جایگزینی R۲۲ کمتر است که شاید یکی از دلایل آن قیمت بالاتر آن نسبت به گاز مبرد R۲۲ باشد.

گاز R۶۰۰A

مبرد R۶۰۰A جدیدترین گاز مبردی است و در مقایسه با R۲۲  راندمان بسیار بالاتری دارد. این مبرد به میزان قابل توجهی اثرات تخریبی کمتری بر روی محیط زیست دارد.

همه گازهای مبرد، باعث گرم تر شدن کره زمین می شوند اما R۶۰۰A تا حد زیادی از این خاصیت آلودگی دور مانده است و در گرم تر شدن زمین، نقش بسیار کمی دارد. از طرفی نه تنها بازدهی وسایل سرمایشی با R۶۰۰A افزایش خواهد یافت بلکه میزان مصرف انرژی در این وسایل تا حد زیادی کاهش می یابد.

از جمله کاربردهای این گاز علاوه بر استفاده در سیستم های خنک سازی، استفاده از آن ها به عنوان پیشران در قوطی های فشرده مواد آئروسل، صنایع تولید فوم و استفاده آنها در کپسول های سوخت است.

گاز R۶۰۰a ایزوبوتان نیز نامیده می شود

گاز R۶۰۰a ایزوبوتان نیز نامیده می شود و فرمول شیمیایی آن ISO-C۴H۱۰ بوده و جزو  گازهای طبیعی است. به دلیل قدرت سرد کردن بالا و مصرف کمتر انرژی در مقایسه با گازهای مبرد  مشابه، مورد توجه صنایع مبرد جهان قرار گرفته است و برای کمک به حفظ محیط زیست بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

گازهای مبرد هیدروکربنی، سازگار با محیط زیست، غیر سمی و بدون اثرات تخریبی بر روی لایه ازون بوده و جایگزین بسیار مناسبی برای گازهای مبرد کلرو فلوئورو کربن ها یا همان CFC ها می باشند. گازهای مبرد هیدروکربنی همچنین از منظر اقتصادی و بهره وری انرژی از جایگاه بسیار خوبی برخوردارند، به طوری که معمولا از مبردهای CFC و HCFC بهره وری انرژی بالاتر و قیمت خرید پایین تری دارند.

این گازها قابلیت اشتعال زایی دارند  اما در صورت رعایت نکات ایمنی مرتبط با بکارگیری آنها در سیستم های مردی که در معرض حرارت نیستند مانند یخچال، استفاده آنان کاملا ایمن و بی خطر می باشد.

از جمله تفاوت های مهم این گاز مبرد در مقایسه با مبرد های  شناخته شده دیگر فشار پایین در سیستم می باشد. به علت فراوانی منشا گاز R۶۰۰a یعنی مواد آلی بوتان در سراسر جهان و همچنین ضرر کمتر آن نسبت به گاز R۲۲، می توان انتظار داشت که به زودی جایگزین گاز R۲۲ شده و مورد استفاده عمومی در سیستم های تبریدی قرار گیرد.

مقدار شارژ گاز ابتدایی

مقدار شارژ گاز ابتدایی برای سیستم های برودتی مبتنی بر گاز R۶۰۰a ، حدود ۴۵% وزنی کمتر نسبت به گاز R۱۳۴ انجام می شود که باعث مصرف انرژی و برق کمتر می شود و فشار کمتری بر کمپرسور وارد می کند.

گاز R۶۰۰a از گازهای هیدروکربنی است و اثرات زیست محیطی آن شامل ODP (پتانسیل تخریب لایه اوزون) و GWP (پتانسیل گرمایش جهانی) برابر صفر است که در مقایسه با دیگر گازهای مبرد، وضعیت بسیار مطلوب تری برای استفاده از آن را ایجاد میکند.

بهره وری انرژی R۶۰۰ در قیاس با دیگر مبردها نسبتا بیشتر و لذا تولید سرمای بیشتری را موجب می شود.

یکی از مشکلات گاز R۶۰۰a ، قابلیت اشتعال بالای آن است که این مشکل نیز با استفاده از تجهیزات مدرن در خط تولید و همچنین روش ها و تجهیزات مورد نیاز در نگهداری و استفاده از مخزن گاز در کارخانجات  قابل حل می باشد و هیچ گونه جای نگرانی در  مصرف آن وجود ندارد. با توجه به مزیت های بالایی که گاز R۶۰۰a دارد امروز در کشور ما هم کارخانجات تولید کننده ی سیستم های برودتی در حال جایگزینی  گاز R۶۰۰a و طراحی سیستم هایی بر این اساس می باشند .

گاز R۴۱۰a

گاز  R۴۱۰A یک مبرد غیر مضر برای لایه ازون است و ترکیبی از دو نوع هیدرو فلوئورو کربن (HFC) می باشد که عبارت از  ۵۰ درصد R۳۲ و ۵۰ درصد R۱۲۵ است. این گاز حاوی کلر نیست و انعطاف پذیری بالایی دارد. با توجه به خصوصیات ترمودینامیک و روان R۴۱۰A ، این گاز برای آن طراحی شده است تا با افزایش فشار سیستم، راندمان دستگاه را بیشتر کند. گاز R۴۱۰A فشار و ظرفیت تبرید بیشتری نسبت به گاز R۲۲ دارد.

بزرگترین مزیت R۴۱۰A این است که آثار مخرب زیست محیطی کمتری نسبت به R۲۲ دارد. پتانسیل گرمایش هوا در R۴۱۰A بیشتر از گاز R۲۲ است، اما پتانسیل تخریب لایه ازون در این گاز برابر صفر است.

مشخصات مبرد R۴۱۰A این امکان را می دهد تا از کمپرسور کوچکتر و همچنین کویل کوچکتر با ظرفیت کمتری نسبت به سیستم R۲۲ استفاده شود. گستره دمای تغییر فاز و دمای نقطه شبنم در مبرد R۴۱۰A نسبت به مبرد R۴۰۷C بسیار پایین است، که باعث افزایش راندمان سیستم می شود.  گاز مبرد R۴۱۰A گستره دمای تغییر فاز نزدیک به صفر دارد که بسیار حائز اهمیت است.

و اما معایب مبرد R۴۱۰A ، فشار کاری این گاز ۵۰ درصد  بیشتر از فشار کاری گاز R۴۰۷C و R۲۲ است، لذا باید برای مبرد از کمپرسور های فشار بالا استفاده نمود و بقیه تجهیزات هم باید مناسب فشار بالا باشند. تجهیزات استفاده شده برای این نوع گاز پر هزینه تر هستند.

این گاز غیر سمی، بی رنگ و بدون بو است و جایگزین گاز R۲۲ میتواند باشد.

گاز R۲۹۰

این این، پروپان است با فرمول شیمیایی C۳H۸ جزو گازهای طبیعی است . ظرفیت سرمادهی این گاز  بالا بوده و  در نتیجه مصرف کمتری در مقایسه با گازهای مبرد دیگر دارد. گاز R۲۹۰ یک جایگزین گاز R۲۲ است و از آن در ساخت کولر های گازی و صنعت یخچال سازی استفاده می شود.

از مزایای مهم گاز R۲۹۰ سازگاری آن با لایه ی اوزون است و تاثیر مخرب آن نسبت به گاز R۲۲ بر روی کره زمین کمتر است. یکی از مشکلات گاز R۲۹۰ ، قابلیت اشتعال بالای آن است که این مشکل نیز با استفاده از تجهیزات مدرن در خط تولید و همچنین روش ها و تجهیزات مورد نیاز در نگهداری و استفاده از مخزن گاز در کارخانجات قابل حل می باشد و هیچ گونه جای نگرانی در مصرف آن وجود ندارد.

مشخصات گاز R۲۹۰

فرمول مولکولی : C۳H۸

وزن مولکولی : ۴۴ gr/mol

دمای خود اشتعالی : ۴۷۰ سانتی گراد

نقطه جوش :  ۱/۴۲- سانتی گراد

حلالیت در آب : ۰٫۰۷۵ g/l

گاز R۵۰۷

گاز مبرد R۵۰۷  مخلوطی از R۱۲۵  و R۱۴۳ است .  این گاز  در دماهای پایین و متوسط کاربرد زیادی دارد. عملکرد  گاز مبرد  R۵۰۷ شباهت های زیادی به گاز مبرد R۲۲ دارد و به دلیل فشار و ظرفیت بالاتر، در موارد زیادی به عنوان جایگزین آن به کار برده می شود. همچنین به دلیل سازگاری با محیط زیست به عنوان جایگزین گاز  R۲۲ مورد استفاده قرار می گیرد.

این گاز بدون رنگ و بدون بو و شفاف است. این گاز در فرایند خنک سازی در دما پایین و دما متوسط مورد استفاده قرار میگیرد و در دستگاه های یخساز صنعتی نیز استفاده می شود.

از روغن پلی استر برای کمپرسور هایی که با گاز R۵۰۷ کار می کنند، استفاده می شود. گاز برودتی R۵۰۷ همراه با روغن پلی استر قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به روغن های معدنی در دمای پایین دارد که کمک می کند تا روغن در دماهای پایین به کمپرسور باز گردد.

گاز R۵۰۷ جایگزینی برای R۲۲ است و میزان مخرب بودن آن برای زمین و محیط زیست کمتر است و میتواند جایگزین گاز R۲۲ باشد.

علت نیاز به پیدا کردن جایگزین گاز R۲۲

گاز  مبرد R۲۲ یکی از گازهایی است که بسیار در سیستم های  تبرید و تهویه مطبوع از آن استفاده می شود. این گاز خواص حرارتی مناسب و قیمت پایینی دارد و به همین دلیل بسیار مورد توجه این صنعت قرار گرفته است

اما به علت اثرات مخرب برای محیط زیست و گرم کردن زمین و اثراتی که به دنبال آن روی زمین گذاشته می شود ، تولید و استفاده از آن با اینکه در بسیاری از کشور ها هنوز به علت پایین بودن قیمت و عملکرد مناسب بسیار رایج است، ممنوع شده است.   به همین علت  فعالان صنایع سیستم های خنک سازی و تهویه مطبوع در تلاش اند که یک جایگزین مناسب برای R۲۲  بیابند .

یکی از گازهای مبرد خانواده HCFC

گاز R۲۲ یا کلرودی فلورو متان با فرمول شیمیایی CHClF۲ یکی از گازهای مبرد خانواده HCFC می‌باشد. این گاز ویژگی‌های بسیار عالی از جمله عدم خاصیت خورندگی، غیر سمی بودن، دمای بحرانی و گرمای تبخیر بالا داشته و غیرقابل اشتعال است.

تمامی این موارد در کنار قیمت پایین باعث شده است تا R۲۲ گزینه مناسبی برای سیستم‌های تبرید و سیستم‌های تهویه مطبوع در انواع مختلفی باشد. اما نباید فراموش کرد که گازهای مبرد اثرات مخربی بر روی محیط زیست دارند.  GWP برای گاز R۲۲ برابر ۱۸۱۰ است، یعنی این گاز ۱۸۱۰ برابر گاز CO۲ اثر گرمایشی برای کره زمین ایجاد می‌کند، که این مقدار بسیار خطرناک است و باید به فکر جایگزین گاز R۲۲ بود.

اثر دیگری که مبردها ممکن است بر روی کره زمین داشته باشند، تخریب لایه اوزون است. مقدار ODP برای مبرد R۲۲ برابر ۰.۰۵۵ است. این یعنی پتانسیل تخریب لایه اوزون مبرد R۲۲ تقریباً یک هجدهم گاز R۱۱  است.

لذا بر اساس پروتکل مونترال از ابتدای سال ۲۰۲۰ میلادی در آمریکا و اتحادیه اروپا تولید و عرضه مبرد R۲۲ و هم‌چنین مصرف مجدد این گاز پس از تعمیرات سیستم ممنوع شده و باید توسط گازهای کم خطر جایگزین گاز R۲۲ شود. به این دلیل بسیاری از تعمیرکار ها و نصابان و فعالان حوزه برودتی به دنبال مبرد مناسبی برای جایگزین کردن به جای مبرد R۲۲ هستند.

فاکتورهای مهم در انتخاب گاز های مبرد

انتخاب یک گاز مبرد مناسب می تواند تاثیر بسیاری بر ایمنی، طول عمر و مصرف انرژی سیستم خنک کننده و تهویه مطبوع  بگذارد. فاکتور های مهم که باید در مورد انتخاب گاز های مبرد در نظر گرفته شود عبارتند از :

خواص ترمودینامیکی :

این خواص باید به صورتی باشند که بازدهی سیستم را بالا ببرند و آن را در دمای مورد نظر استفاده کنند. مانند نقطه جوش، دمای بحرانی و ظرفیت گرمایی  گاز های مبرد

پایداری شیمیایی:

گاز مبرد باید پایداری شیمیایی بالایی داشته باشد تا سیستم خنک سازی و تهویه را پایدار نگه دارد. گاز مبرد نباید به راحتی تجزیه شود و یا با مواد دیگر واکنش نشان دهد.

ایمنی و تاثیر گاز مبرد بر حفظ و نگهداری سلامت محیط زیست و کره زمین :

از ویژگی مبرد های ایده آل  ODP GWP پایین است که این موضوع بسیار حائز اهمیت است .

سمی بودن گاز مبرد :

نباید هنگام بوجود آمدن نشتی آسیبی به سلامت افراد زده شود.

پیشنهاد می کنیم از پست گاز مبرد r۴۰۴a چیست دیدن کنید.

خواص فیزیکی:

چگالی پایین و ضریب انتقال حرارت بالای گاز های مبرد بسیار حائز اهمیت اند.  نباید بر اثر تماس گاز های مبرد با  لوله‌ها و دیگر قطعات آسیبی وارد شود  و باعث خوردگی آن‌ها شود.

جمع بندی

گاز مبرد R۲۲  یک گاز بسیار پر کاربرد در صنعت خنک سازی و تهویه مطبوع بود اما بعد از اینکه مشخص شد استفاده از آن  به لایه اوزون صدمه می زند، استفاده از آن کاهش پیدا کرد و قرار است که به طور کامل کنار گذاشته شود. R۲۲ از دسته HCFC به حساب می‌ آید  و به دلیل وجود کلر در ترکیب شیمیایی اش، برای محیط زیست مضر است.

از سال ۲۰۱۰ و بنا به پروتکل مونترال و به دلیل ایجاد گرمایش بیش از حد کره زمین و تخریب لایه اوزون تولید و فروش گاز R۲۲ در بیشتر کشورهای توسعه یافته ممنوع گشت ولی به دلیل تقاضای بالای این گاز و مورد استفاده قرار گرفتن آن در بیشتر سیستم های تهویه مطبوع و تبرید همچنان در بسیاری از کشورها تولید و به بازار ارائه می شود.

گاز ۲۲ به دلیل ممنوعیت استفاده در کشور های توسعه یافته جایگزین های متعددی دارد که میتوان به گاز R۴۱۰ ،  گاز R۴۰۴ ، گاز R۲۹۰، گاز R۷۱۷ ، گاز،R۴۲۲ گاز R۴۲۲  گاز R۴۲۲b گاز R۶۰۰ گاز R۴۱۰a و بسیاری از گاز های مبرد دیگر اشاره کرد که اثرات کمتری بر روی محیط زیست گذاشته و نسبت به گاز R۲۲ زمین را به مقدار کمتری گرم کنند.

در این مقاله سعی بر آن شد که تعدادی از گازهایی که جایگزین گاز R۲۲ هستند به شما معرفی شود و به شما این امکان را بدهد که در کنار استفاده از سیستم هایی با این گاز های مبرد،. به حفظ محیط زیست و کره زمین کمک کرده و از گرم شدن بسیار آن و مشکلاتی که به دنبال آن برای زمین و موجودات زنده اش پیش خواهد آمد خودداری کنید.