انواع مبردها

مبرد

مبرد ماده ای است که با جذب حرارت از ماده ای دیگر به صورت یک عامل خنک کننده عمل می کند. در چرخه تبرید تراکمی بخار، ماده مبرد همان سیال عامل چرخه است که با تبخیر و چگالش متناوب خود حرارت را جذب و دفع می کند.

در شرایط عملی هیچ نوع مبرد ایده آلی وجود ندارد. همچنین هیچ گونه ماده مبردی وجود ندارد که برای همه کاربرد ها و تحت شرایط مختلف مناسب باشد. مبرد ها به دو نوع تفسیم می شوند:

نوع اول مبرد هایی هستند که در چرخه اصلی تبرید جریان دارند ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(مانند فریون و آمونیاک در چرخه تبرید تراکمی بخار)، و تحت عنوان مبرد های اولیه شناخته می شوند.

نوع دوم مبرد هایی می باشند که به عنوان واسطه تبرید عمل می کنند ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(مانند آب خنک کن در فن کویل و هوای عبوری از روی فن کویل و اواپراتور)، و با نام مبرد های ثانویه یا سیال عامل شناخته می شوند.

انواع مبرد ها بر اساس ترکیب شیمیایی

1- هالوکربن ها

عمدتا مخرب لایه ازن هستند ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(البته استثنائاتی مانند R134a وجود دارد)، شامل مبرد هایی هستند که از جانشینی هالوژن هایی نظیر کلر، برم و فلوئور به جای یک یا چند اتم هیدروژن در هیدروکربن ها به وجود می آیند. این گروه معروف به ترکیبات کلروفلوئوروکربن ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(CFC)، هیدروکلروفلوئوروکربن ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(HCFC)، و هیدروفلوئوروکربن ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(HFC) می باشند.

فرمول شیمیایی کلی این نوع ترکیبات به صورت C_mH_nF_pCl_q می باشد. به صورتی که، n+p+q=2m+2. نام گذاری این نوع ترکیب در قالب فرمول زیر بیان می شود.

در ادامه نحوه نام گذاری چند مبرد متداول از گروه هالوکربن ها توضیح داده شده است.

2- هیدروکربن ها

از هیدروکربن ها مانند متان، اتان و پروپان به عنوان یک مبرد خاص در صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می شوند. فرمول شیمیایی کلی این نوع ترکیبات به صورت C_mH_n است.

مبرد های هیدروکربنی تا 3 اتم کربن به صورت زیر نام گذاری می شوند.

و مبرد های هیدروکربنی که 4 تا 8 اتم کربن دارند نیز به صورت زیر نام گذاری می شوند.

به عنوان نمونه مبرد های CH4، C3H8 و C4H10 به ترتیب به صورت R – 50، R – 290 و R – 600a، نام گذاری می شوند.

3- ترکیبات آلی

 ترکیبات آلی اکسیژن دار، فسفر دار و نیتروژن دار که به عنوان مبرد استفاده می شوند، به ترتیب به صورت R-61x و R-62x و R-63x، نام گذاری می شوند که x عددی بین 0 تا 9 است و به ترتیب اولویت پیدایش آن مبرد در گروه نظیرش ‏‏‏‏‏‏‏‏(ترکیب آلی اکسیژن دار، فسفر دار یا نیتروژن دار) معین می شود. به عنوان نمونه مبرد R – 610 که یک ترکیب آلی اکسیژن دار است، نسبت به مبرد R – 611 که آن هم یک ترکیب آلی اکسیژن دار است، زودتر به عنوان مبرد شناخته شده است.

4- ترکیبات غیر آلی

بسیاری از مبردهای اولیه ترکیبات غیرآلی نظیر آب، آمونیاک، هوا، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد می باشند که برخی از آن ها اهمیت خود را در صنایع تبرید تا به امروز حفظ کرده اند. نحوه نام گذاری این مبرد ها به صورت زیر بیان می شود.

به عنوان نمونه مبرد های NH₃، CO₂ و H₂O به ترتیب به صورت R – 717، R – 744 و R – 718 نام گذاری می شود.

5- مخلوط ها

در برخی مواقع از مخلوط چند مبرد در تبرید استفاده می شود، به طور کلی مخلوط ها به دو دسته آزئوتروپ ها و غیر آزئوتروپ ها تقسیم می شوند. مخلوط های آزئوتروپ مخلوط هایی هستند که مانند یک ماده واحد عمل کرده و با تبخیر یا چگالش قابل تجزیه نمی باشند. در حقیقت خواص مخلوط آزئوتروپ به گونه ای است که با خواص اجزای تشکیل دهنده خود متفاوت بوده و به صورت ماده ای مجزا تبخیر یا چگالیده می شود. معروف ترین مبرد آزئوتروپ، R – 502 است که مخلوط 48.8% از مبرد R – 22 و 51.2% مبرد R – 115 است. نام گذاری این مبرد ها به گونه ای است که از شماره 500 شروع می شود و به ترتیبی که به بازار عرضه می شود به عدد 500 اضافه می گردد. زئوتروپ ها ‏‏‏‏‏‏‏(غیر آزئوتروپ ها)، بر خلاف آزئوتروپ ها هستند یعنی با کمک چگالش یا تبخیر، می توان مبرد های مخلوط شده را از هم تفکیک کرد. نام گذاری زئوتروپ ها مانند آزئوتروپ هاست ولی با عدد 400 آغاز می شود. در ادامه نمونه ای از چند مبرد زئوتروپ و آزئوتروپ به همراه مبرد های ترکیب آن ها و درصد غلظت هر کدام بیان شده است.