مبرد چیست؟

مبرد چیست؟

مبرد (refrigerant) یک ماده یا ترکیبی از مواد است که در تجهیزات استفاده می‌شود تا حرارت را از یک محیط به محیط دیگر منتقل کند و محیط را خنک نگه دارد. مبردها در سیستم‌های خنک ‌کننده، یخچال‌ها، تهویه مطبوع، یا سایر دستگاه‌هایی که نیاز به سرمایش دارند، استفاده می‌شوند.

مبردها معمولاً از ترکیبات شیمیایی مانند فرآیندهای خنک‌کننده گازی، سیالات خنک‌کننده، یا مواد جامد مانند یخ استفاده می‌کنند. این مواد حرارت را از محیط جذب کرده و با انتقال آن به محیط دیگر، آن را خنک می‌کنند.

انواع مبرد (از نظر حالت ماده)

در ادامه این مقاله شما را با انواع مبردها آشنا می‌کنیم اگر شما هم مشتاق هستید راجب مبردها اطلاعات بیشتری کسب کنید پس با ما همراه باشید.

1. مبردهای گازی:

مبردهای گازی از جمله انواع مبردها هستند که بر اساس نوع گاز مورد استفاده تقسیم می‌شوند. گازهایی مانند آمونیاک، فرئون و هیدروکربن‌های فلوره معمولاً در این دسته قرار می‌گیرند. مبردهای گازی به دلیل ثابت بودن حالت و فشار، قابلیت استفاده در دماهای پایین و بالا را دارند. همچنین، این مبردها دارای خواص خنک کنندگی بالا و پایداری حرارتی مناسبی هستند.

2. مبردهای مایع:

مبردهای مایع شامل سیالاتی مانند آب، گلیکول و روغن‌های خنک کننده هستند. استفاده از مبردهای مایع به دلیل داشتن ویژگی‌های مانند خاصیت حرارتی بالا، قابلیت جریان و انتقال حرارت بهتر، در صنایعی که نیاز به خنک کردن محیط‌های مایع دارند بسیار معمول است.

3. مبردهای جامد:

مبردهای جامد شامل موادی مانند یخ و بلورها هستند. این نوع مبردها از طریق جذب حرارت و تبخیر آن، محیط را خنک می‌کنند. استفاده از مبردهای جامدهنوز بصورت صنعتی و گسترده رایج نشده است. دانشمندان همچنان در حال توسعه مبرد های جامد هستند که گفته میشود کمترین میزان آلودگی زیستی را خواهند داشت و برای محیط زیست آسیب زا نخواهد بود.

انواع مبرد (از نظر کاربرد)

مبردهای مورد استفاده در فضاهای صنعتی

در اینجا ما لیستی از مبردهایی را که عمدتاً برای کارخانه های تبرید صنعتی استفاده می شوند را برای شما آورده ایم.

• آب

آب یکی از مواد پر از خواص شیمیایی و ترمودینامیکی کامل است. به دلیل در دسترس بودن آسان، چندین دهه است که به عنوان یک نوع مبرد مورد استفاده قرار می گیرد. البته نمی توان آب را به تنهایی یک مبرد در نظر گرفت، اما در مدارها برای کاهش دما استفاده می شود. برای استفاده از آب به عنوان مبرد، نیاز به دمای محیطی بالاتر از 100 درجه سانتی گراد است.

• HFC R134A

این مبرد در خودروهای دارای تهویه مطبوع (خودرو های کولردار) استفاده می شود. اما در صنعت مبرد R134a معمولا در کاربردهای مختلف خنک کننده و تهویه مطبوع استفاده می شود. در اصل برای جایگزینی r12 در سیستم های AC خودرو توسعه داده شد. همچنین برای جایگزینی مبرد R12 و R500 در کولرها استفاده شده است. حداقل سمیت، غیر قابل احتراق، پایداری حرارتی بی عیب و نقص و عدم خورندگی از ویژگی های اصلی مبرد HFC R134A میباشند.

کاربرد: سیستم کولر خودرو

• هیدروکربن ها (HCS)

هیدروکربن ها به عنوان مبرد پر از مواد شیمیایی اند که در سیستم های تبرید تجاری، سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های تبرید خانگی استفاده می شود. این مبرد برای خنک سازی صنعتی مناسب است زیرا دارای پروپان با ODP صفر (پتانسیل تخلیه ازن) است. اما نیاز به تاسیسات ایمنی خاصی دارد. هنگام کار با هیدروکربن ها، برای عملکرد بهتر موارد خاصی مانند اجتناب از جوشکاری در همان ناحیه و دوری از جرقه و سیم را در نظر داشته باشید.

برخی مبرد های هیدروکربنی شامل موارد زیر می‌شوند:

• R50 (متان)
• R290 (پروپان)
• R600 (بوتان)
• R600a (ایزوبوتان)
• R1270 (پروپیلن)

• آمونیاک (R717)

آمونیاک از دهه 1930 در کاربردهای صنعتی استفاده می شود و به طور کلی به عنوان کارآمدترین مبرد شناخته می شود. این مبرد دارای مواد شیمیایی بدون هالوژن است. علاوه بر این، دارای وزن مولکولی کمتر، نقاط بحرانی بالا و ضریب عملکرد بالا است، آمونیاک سازگار با محیط زیست است و دارای ODP (پتانسیل کاهش اوزون) صفر GWP (پتانسیل گرم شدن کره زمین) صفر است.

آمونیاک در طیف وسیعی از جمله در سیستم های ذخیره سازی حرارتی، چیلرهای HVAC، فرآیند خنک کننده و تهویه مطبوع، فرآوری مواد غذایی و سوپرمارکت ها کاربرد دارد.

• CO2 R744

به دلیل سنگین بودن این مبرد، باید با احتیاط کار کرد، همچنین در شرایط نشتی ممکن است جایگزین اکسیژن شود. در بخش مزایا، CO2 R744 کمترین تأثیر را بر محیط زیست دارد زیرا غیر سمی و غیر قابل اشتعال است.

مبردهای مورد استفاده در ساختمان‌ها

HCFC -22 (R-22)

این یکی از متداول ترین مبرد ها برای پمپ حرارتی مسکونی و سیستم های تهویه مطبوع است ، اما اگر نشت می تواند علت کاهش ازن باشد. با توجه به این وضعیت ، در حال حاضر گزینه های دیگری برای همان وجود دارد. در سال 2010 ، HCFC-22 مطلق شد و دیگر در تهویه مطبوع استفاده نمی شد. با این حال ، با شروع سال 2020 ، می توان از آن استفاده کرد اما فقط در صورت بازیابی و بازیافت برای استفاده در همان سیستم.

R-410A

این یکی از متداول ترین مبرد ها است. به طور کلی ، از دو ماده خنک کننده هیدروفلوروکربن ، دیفلورومتان و پنتا فلوروتان تشکیل شده است. R-410A به عنوان یک ماده خنک کننده غیر ازن در نظر گرفته می شود. در مقایسه با R-407C و R-22 ، این مبرد بهره وری انرژی بهتری را فراهم می کند. حاوی کلر نیست و گزینه بسیار بهتری نسبت به R-22 است. R-410 به طور گسترده ای توسط شرکت های تولید کننده سیستم تهویه مطبوع و یخچال استفاده می شود. همچنین یکی از محبوب ترین انتخاب ها در میان مردم برای واحدهای خنک کننده ، یخچال تجاری و تهویه مطبوع است.

مبرد سری R-600

مبرد R600 سازگار با محیط زیست و کارآمد است. R600 یک مبرد رایج با اثرات زیست محیطی کم و عملکرد ترمودینامیکی خوب است. R600 موجب مصرف برق کم در کاربردهای تبرید میشود. همچنین با چندین روان کننده مختلف سازگار است. R600 برای انجام کارهای متنوع در یخچال های صنعتی، تجاری و خانگی مانند یخچال های حرفه ای آشپزخانه و فریزر و همچنین یخچال و فریز های معمولی مناسب است.

مبرد چه مزایایی دارد؟

استفاده از مبردها در سیستم‌های خنک‌کننده و تهویه مطبوع بسیار مفید و موثر است که می‌توان مزایای زیر را برای آن لحاظ کرد:

1. خنکایی موثر

یکی از فواید اصلی استفاده از مبردها این است که قادرند به طور موثر حرارت را از محیط جذب کرده و به محیط دیگر منتقل کنند. این باعث می‌شود که محیط خنک شود و در نتیجه راحتی و کارایی کاربران افزایش یابد.

2. حفظ کیفیت محصولات

در برخی صنایع مانند صنعت غذایی، دارویی یا الکترونیک، حفظ کیفیت محصولات و مواد درجه‌ی یک اهمیت بالایی دارد. استفاده از مبردها در این صنایع اجازه می‌دهد که در دماهای پایین محیطی مطلوب را حفظ کرده و از تغییرات حرارتی غیرمطلوب جلوگیری شود.

3. صرفه‌جویی در انرژی

با استفاده از مبردها، میزان مصرف انرژی در سیستم‌های خنک‌کننده به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، سیستم‌های تهویه مطبوع که از مبرد استفاده می‌کنند، به صورت هوشمند و بهینه عمل کرده و انرژی را به طور بهینه مصرف می‌کنند.

4. کاهش هزینه‌ها:

استفاده از مبردها به طور مستقیم منجر به کاهش هزینه‌ها می‌شود. با داشتن یک سیستم خنک‌کننده کارآمد که از مبردهای بهینه استفاده می‌کند، هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری سیستم و مصرف انرژی به شدت کاهش می‌یابد.

5. حفاظت از تجهیزات

در بسیاری از صنایع و دستگاه‌ها، حرارت اضافی می‌تواند باعث خرابی و آسیب به تجهیزات شود. استفاده از مبردها به منظور کاهش حرارت و حفظ دمای مطلوب، می‌تواند از خرابی و آسیب به تجهیزات جلوگیری کند و عمر آنها را افزایش دهد.

” مبردها، به عنوان قهرمانانی خنک کننده در جهان فناوری و صنعت، نقش حیاتی در حفظ کارکرد و کارایی تجهیزات و فناوری‌ها دارند. آنها به عنوان عواملی مهم در کنترل و مدیریت دما و حرارت، باعث حفظ عمر و عملکرد بهینه ماشین‌آلات و تجهیزات می‌شوند.”

کاربردهای مبرد

استفاده از مبردها در بسیاری از صنایع مختلف بسیار موثر و کارآمد است. در ادامه به برخی از کاربردهای اصلی استفاده از مبردها اشاره خواهیم کرد:

1. صنعت غذایی

در صنعت غذایی، مبردها برای حفظ کیفیت مواد غذایی و نگهداری در دماهای پایین استفاده می‌شوند. مثلاً در تولید یخ‌کره، یخچال‌های صنعتی از مبردها برای خنک کردن و نگهداری مواد استفاده می‌کنند.

2. صنعت داروسازی

در صنعت داروسازی، حفظ کیفیت و پایداری دمای مواد و داروها بسیار مهم است. مبردها در این صنعت برای خنک کردن و نگهداری مواد و داروها در دماهای پایین استفاده می‌شوند.

3. صنعت الکترونیک

در تولید و نگهداری قطعات الکترونیکی، دمای محیط نقش مهمی دارد. استفاده از مبردها در این صنعت به منظور خنک کردن قطعات و جلوگیری از آسیب به آنها از اهمیت بالایی برخوردار است.

4. صنعت خودروسازی

در تولید خودروها، استفاده از مبردها برای خنک کردن سیستم‌های موتور و جلوگیری از افزایش دما و خرابی آنها مورد استفاده کاربران قرار می‌گیرد.

5. تهویه مطبوع

در سیستم‌های تهویه مطبوع، مبردها برای خنک کردن هوا و ایجاد شرایط راحتی و بهینه برای کاربران استفاده می‌شوند. این کاربرد در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی بسیار رایج است.

6. صنایع شیمیایی

در بسیاری از فرآیندهای صنایع شیمیایی، نیاز به خنکایی و کنترل دما وجود دارد. مبردها در این صنایع به منظور خنک کردن و حفظ دما در فرآیندهای تولیدی استفاده می‌شوند.

7. پزشکی

در برخی صنایع پزشکی مانند سرمازدایی و نگهداری نمونه‌های حیاتی، استفاده از مبردها برای حفظ دما و جلوگیری از تغییرات حرارتی ضروری است.

8. صنعت نفت و گاز

استفاده از مبردها برای خنک کردن و جلوگیری از افزایش دما در تجهیزات، لوله‌ها و سیستم‌های نفتی و گازی بسیار حائز اهمیت است.

9. صنعت فولادسازی

در فرآیندهای تولید فولاد، نیاز به خنکایی و کنترل دما وجود دارد. مبردها در این صنعت برای خنک کردن و کنترل دما در فرآیندهای حرارتی و فرم‌دهی فولاد استفاده می‌شوند.

10. صنعت معدن

در برخی فرآیندهای استخراج و فراوری مواد معدنی، نیاز به سرمایش و کاهش دما به منظور جلوگیری از آسیب به تجهیزات و بهبود کیفیت محصول وجود دارد. مبردها در این صنعت به منظور خنک کردن و کنترل دما استفاده می‌شوند.

استفاده از مبردها در این صنایع و کاربردهای مختلف نه تنها به بهبود عملکرد و کیفیت فرآیندها کمک می‌کند، بلکه به کاهش هزینه‌ها، افزایش عمر تجهیزات و جلوگیری از آسیب به محصولات نیز کمک می‌کند. همچنین، استفاده از مبردها به منظور حفظ محیط زیست و کاهش اثرات مخرب بر طبیعت نیز بسیار مهم است.

A refrigerant needs to have: a boiling point that is somewhat below the target temperature (although boiling point can be adjusted by adjusting the pressure appropriately), a high heat of vaporization, a moderate density in liquid form, a relatively high density in gaseous form (which can also be adjusted by setting pressure appropriately), and a high critical temperature. Extremely high pressures should be avoided.

 نقطه جوشی که تا حدودی کمتر از دمای مورد نظر باشد (اگرچه نقطه جوش را می توان با تنظیم فشار مناسب تنظیم کرد )، گرمای تبخیر بالا، چگالی متوسط ​​در حالت مایع، چگالی نسبتاً بالا در حالت گازی (که همچنین می تواند با تنظیم فشار مناسب تنظیم شود) و دمای بحرانی بالا باید از فشارهای بسیار بالا اجتناب کرد.

منبع: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Refrigerant

غلظت مبرد

غلظت مبرد در سیستم‌های تبرید به مقدار مبرد موجود در واحد حجم سیستم اشاره دارد. این امر بر کارایی و عملکرد کلی سیستم تأثیر می‌گذارد.

اهمیت غلظت مبرد

• کارایی: غلظت مناسب مبرد برای تبادل حرارت کارآمد ضروری است. اگر غلظت خیلی کم باشد، سیستم قادر به خنک کردن محیط به طور موثر نخواهد بود. در مقابل، اگر غلظت خیلی زیاد باشد، می‌تواند به پمپ یا کمپرسور آسیب برساند.
• عملکرد: غلظت مبرد همچنین بر ظرفیت خنک‌کنندگی سیستم تأثیر می‌گذارد. سیستم‌هایی که غلظت مبرد بالاتری دارند، می‌توانند فضای بیشتری را خنک کنند.
• نشتی: نشت مبرد می‌تواند بر غلظت آن در سیستم تأثیر بگذارد. اگر نشت تشخیص داده نشود، می‌تواند منجر به کاهش کارایی، عملکرد و حتی خرابی سیستم شود.

اندازه‌گیری غلظت مبرد

دو روش اصلی برای اندازه‌گیری غلظت مبرد در سیستم‌های تبرید وجود دارد:

• گیج فشار: گیج فشار می‌تواند برای اندازه‌گیری فشار مبرد در سیستم استفاده شود. با استفاده از نمودار فشار-غلظت، می‌توان غلظت مبرد را بر اساس فشار اندازه‌گیری شده تعیین کرد.
• آنالیزور مبرد: آنالیزور مبرد دستگاهی است که می‌تواند برای اندازه‌گیری دقیق غلظت مبرد در سیستم استفاده شود. این دستگاه‌ها از روش‌های مختلفی مانند طیف‌سنجی مادون قرمز یا کروماتوگرافی گازی برای تعیین نوع و مقدار مبرد موجود در سیستم استفاده می‌کنند.

حفظ غلظت مناسب مبرد

برای حفظ غلظت مناسب مبرد در سیستم‌های تبرید، اقدامات زیر باید انجام شود:

• شارژ سیستم: در ابتدا باید سیستم به درستی با مقدار مناسب مبرد شارژ شود.
• بررسی نشت: به طور منظم سیستم را برای نشت مبرد بررسی کنید.
• عیب‌یابی و تعمیر: هرگونه نشتی یا مشکل دیگری که می‌تواند بر غلظت مبرد تأثیر بگذارد را به موقع عیب‌یابی و تعمیر کنید.
• نگهداری: سیستم را به طور منظم طبق دستورالعمل‌های سازنده نگهداری کنید.

سوالات متداول