مبرد چیست؟

مبرد یک ترکیب شیمیایی است که در تهویه مطبوع استفاده می شود و به عنوان عامل خنک کننده گرما را جذب می کند و وقتی از کمپرسور و اواپراتور عبور می کند هوای خنک را پشت سر می گذارد. هنگامی که فرآیند ترمودینامیکی را طی می کند، بین حالت مایع یا گاز در نوسان است.

استفاده از نوع نامناسب می تواند به تهویه مطبوع شما آسیب برساند زیرا آنها قابل تعویض نیستند. با در نظر گرفتن این موضوع، دانستن تا حد امکان در مورد این مبردها مهم است.

بیایید قبل از توضیحات مبرد درباره فریون صحبت کنیم .

با تغییر اجباری EPA در افق سال 2025، سیستم‌های HVAC جدید در ایالات متحده برای مدت طولانی با R-410a Freon کار نمی‌کنند، اما قطعات و مبردهای سیستم‌های آسایش خانگی فعلی برای سال‌های آینده در دسترس خواهند بود.

تاریخچه مختصری از فریون

تاریخچه فریون نقش عمده ای در تاریخچه تهویه مطبوع به طور کلی ایفا کرد. DuPont در اوایل دهه 1930 مبردهای فریون را به عنوان جایگزین ایمن‌تر برای مبردهایی مانند آمونیاک، دی اکسید گوگرد و کلرید متیل مورد استفاده در سیستم‌های خنک‌کننده مکانیکی اولیه توسعه داد. این مبردهای اولیه کولر گازی در صورت نشت سمی و خطرناک بودند.

توماس میدگلی جونیور – شیمیدان صنعتی در DuPont – تلاش برای توسعه ترکیبات کلروفلوئوروکربن (CFC) را رهبری کرد که غیر قابل اشتعال، غیر سمی و از نظر شیمیایی برای مبردها پایدار بودند. R-12 که تحت فریون به بازار عرضه شد، اولین مبرد CFC بود که توسط DuPont در سال 1931 تجاری شد و در دهه های بعد به طور گسترده برای سیستم های تبرید و تهویه مطبوع مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار گرفت.

برای رقابت با فریون، شرکت‌های دیگر شروع به تولید مبردهای CFC/HCFC با نام‌های تجاری مانند Genetron و Arcton کردند. این مبردهای کلروفلوئوروکربن به دلیل خواص ترمودینامیکی برتر و پایداری شیمیایی در آن زمان ایده آل بودند.

آیا فریون هنوز استفاده می شود؟

برای یادآوری: R-12 Freon به طور کامل حذف شده است، و R-22 Freon اکنون به چیزی که ما سالانه بازیافت می کنیم محدود شده است. R-410a Freon هنوز هم در حال حاضر در سیستم‌های آسایش خانه‌های مسکونی استفاده می‌شود، اما برنامه‌ریزی شده است که طی چند سال آینده از مدار خارج شود.

در حالی که فریون و سایر مبردهای CFC مانند R-12 دیگر نمی توانند به طور قانونی در کشورهای توسعه یافته تولید یا وارد شوند، ممکن است منابع موجود همچنان در گردش باشند. با این حال، استفاده از مبرد CFC ممنوع است و سیستم ها باید بازنشسته شوند یا به مبردهای جایگزین تایید شده مانند R-134a تبدیل شوند.

دوران مبردهای مضر ازن به پایان رسیده است. اما نگهداری، تعمیر، بازیابی و بازیافت هر گونه مواد باقیمانده تا زمانی که تمام CFC ها و HCFC ها از کار افتاده باشند، مسئولانه ضروری است. پیروی از مقررات به شما کمک می‌کند تا با توجه به حذف تدریجی این مبردهای قدیمی، انتقال را مدیریت کنید.

جایگزینی برای مبرد فریون

مبردهای جایگزینی (گاهی اوقات به نام قطره‌ای نامیده می‌شوند) برای سیستم‌های AC خانگی که با استفاده از فریون R-22 و فریون R-410a کار می‌کنند در دسترس هستند، اما گاهی اوقات صرفاً تعویض کل سیستم HVAC مقرون به صرفه‌تر است .

R-407c، R-438a (MO-99)، و R-453a (RS-44b) برخی از گزینه های جایگزین فریون R-22 هستند . یکی از گزینه‌های جایگزین برای R-410a شامل R-470a (RS-53) می‌شود، اما با پیشرفت تدریجی R-410a، مراقب گزینه‌های اضافی باشید. برخی از مبردهای جایگزین، جایگزین‌های واقعی هستند، در حالی که برخی دیگر ممکن است به تعویض روغن و روش‌های مقاوم‌سازی اضافی نیاز داشته باشند. متخصص تهویه مطبوع شما می تواند بهترین جایگزین را برای نوع سیستم و مکان شما توصیه کند.

سیستم شماره گذاری مبرد

مبردها با شماره R از ASHRAE (انجمن مهندسین گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا) شناسایی می شوند. عدد R نشان دهنده ترکیب مولکولی مبرد است. برخی از نمونه های رایج عبارتند از:

• R-12 = دی کلرودی فلورومتان (CFC)
• R-22 = مونوکلرودی فلورومتان (HCFC)
• R-134a = تترا فلوئورواتان (HFC).

سیلندرها و برچسب ها از رنگ های اختصاص داده شده برای شناسایی آسان مبرد استفاده می کنند.

•  R-12 سفید
• R-22 سبز روشن 
• R-134a آبی روشن 

حذف فاز مبرد CFC و HCFC

لایه اوزون به فیلتر کردن اشعه ماوراء بنفش مضر خورشید کمک می کند. فرسودگی آن یک نگرانی بزرگ زیست محیطی در دهه 1980 بود.

در حالی که CFCها و HCFCها مانند R-12 و R-22 زمانی مبردهای غالب بودند، به دلیل پتانسیل تخریب لایه لایه، لایه ازن، تحت پروتکل مونترال در سطح جهانی حذف شدند. پروتکل مونترال که در سال 1987 تأسیس شد، حذف تدریجی مواد مخرب لایه ازن را الزامی کرد. کشورهای توسعه یافته تولید CFCها را تا سال 1996 متوقف کردند. HCFCها نیز طبق جدول زمانی برنامه ریزی شده به تدریج حذف می شوند و اکثر استفاده ها در کشورهای توسعه یافته تا سال 2020 ممنوع است.

در نتیجه، مبردهای CFC مانند R-12 دیگر در ایالات متحده تولید یا وارد نمی شوند – و منابع موجود کاهش یافته است. در حالی که برخی از HCFC ها هنوز در دسترس هستند، تولید آنها نیز به تدریج متوقف می شود. هزینه R-22 Freon به ازای هر پوند بسیار بالا است – اگر حتی بتوانید آن را برای فروش پیدا کنید زیرا عرضه ایالات متحده در حال حاضر به فریون R-22 بازیافت شده محدود است.

مزایای مبردهای جدیدتر

در حالی که مبردهای جایگزین ممکن است نیاز به تغییراتی در سیستم داشته باشند، اما مزایای زیست‌محیطی مانند پتانسیل تخریب لایه ازن صفر، پتانسیل کمتر گرمایش جهانی، ظرفیت خنک‌کننده مشابه با مبردهای قدیمی و ویژگی‌های غیر سمی و غیرقابل اشتعال را برای بیشتر مخلوط‌ها ارائه می‌دهند. شما باید با یک تکنسین HVAC مشورت کنید تا به شما کمک کند تا بر اساس کارایی، هزینه، در دسترس بودن و الزامات قانونی، گزینه بهینه مبرد را برای کولر گازی یا پمپ حرارتی خود تعیین کنید.

با حذف تدریجی برخی از انواع فریون در کشورهای توسعه یافته، صنعت همچنان به نوآوری مبردهای جایگزین جدید و سازگار با آب و هوا ادامه می دهد. در حالی که مبردهای قطره‌ای برای برخی از انواع فریون در دسترس هستند، سیستم‌های جدید اکنون باید از گزینه‌های مبرد دوستدار ازن استفاده کنند.

مدیریت و مقررات مبرد

با افزایش نگرانی های زیست محیطی، مدیریت مبردها در حال حاضر به شدت تنظیم شده است. قوانین عبارتند از:

• مقررات دفع: دفع مناسب سیلندر مبرد و بازیافت مبرد الزامی است.
• جریمه ها : رهاسازی غیرقانونی مبردها می تواند جریمه های قابل توجهی را به همراه داشته باشد.
• برچسب زدن : تجهیزات تبرید باید به درستی با نوع مبرد مورد استفاده برچسب گذاری شوند.
• تشخیص و تعمیر نشتی: باید اطمینان حاصل کنید که نشتی‌ها به سرعت در سیستم‌های AC و تبرید بزرگ‌تر تعمیر می‌شوند. نشت فریون در خانه شما می تواند برای سلامتی شما خطرناک و خطرناک باشد. 
• مقررات خرید : خرید برخی از مبردهای HCFC اکنون نیاز به گواهی تکنسین EPA دارد.
• نگهداری سوابق : سوابق استفاده به انطباق با حذف تدریجی کمک می کند.

انواع مبرد

انواع مبرد زیر رایج ترین مواردی هستند که ممکن است در تجهیزات تجاری خود با آن مواجه شوید:

مبرد R-12

• اجزای تشکیل دهنده: کلروفلوئورو کربن (CFC)، بر پایه متان
• موارد استفاده: یخچال و تهویه مطبوع
• ODP: 1.0
• GWP: بالا (10900)
• سازگار با محیط زیست: خیر
• قابل اشتعال: خیر
• در سال 1994 ممنوع شد

مبرد R-22

• اجزای تشکیل دهنده: هیدروکلرو فلوئوروکربن ها (HCFC)، حاوی کلر کمتری نسبت به CFC ها هستند.
• موارد استفاده: یخچال و تهویه مطبوع
• ODP: 0.055
• GWP: متوسط ​​(1810)
• سازگار با محیط زیست: خیر
• قابل اشتعال: خیر
• تا سال 2030 ممنوع خواهد شد

مبرد R-290

• اجزاء: هیدروکربن ها (HC)، بر پایه پروپان
• موارد استفاده: یخچال و تهویه مطبوع
• ODP: 0
• GWP: کم (6)
• سازگار با محیط زیست: بله
• قابل اشتعال: بله

مبرد R-134a

• اجزاء: هیدروفلوئورو کربن (HFC)
• موارد استفاده: یخچال، تهویه مطبوع خودرو
• ODP: 0
• GWP: 1430 (متوسط)
• سازگار با محیط زیست: تا حدودی
• قابل اشتعال: خیر

مبرد R-404A

• اجزاء: هیدروفلوئورو کربن (HFC)
• موارد استفاده: فریزر و یخچال
• ODP: 0
• GWP: بالا (3922)
• سازگار با محیط زیست: خیر
• قابل اشتعال: خیر

مبرد R-410A

• اجزاء: هیدروفلوئورو کربن (HFC)
• موارد استفاده: یخچال و تهویه مطبوع
• ODP: 0
• GWP: متوسط ​​(2088)
• سازگار با محیط زیست: تا حدودی
• قابل اشتعال: خیر

مبرد R-450A

• اجزاء: HydroFluoroOlefin (HFO)
• موارد استفاده: یخچال، تهویه مطبوع خودرو
• ODP: 0
• GWP: متوسط ​​(547)
• سازگار با محیط زیست: بله
• قابل اشتعال: خیر

مبردهای دوستدار محیط زیست

به منظور رعایت مقررات مبرد، در اینجا برخی از مبردهای سازگار با محیط زیست برای خرید تجهیزات سنگین جدید وجود دارد :

R-290

• همچنین به عنوان مراقبت 40 شناخته می شود
• به برنامه SNAP تصویب شده توسط EPA پایبند است
• ممکن است به دلیل ماهیت قابل اشتعال آن محدودیت حمل و نقل داشته باشد

R-450A

• به عنوان جایگزینی برای R-134a ساخته شد
• به عنوان گزینه ای با راندمان بالا و غیر قابل اشتعال در نظر گرفته می شود
• عالی برای یخچال و فریزر و همچنین پخش کننده های نوشیدنی، ماشین های فروش خودکار و چیلرهای آب

مبرد R-513a

• همچنین به عنوان Opteon XP10 شناخته می شود
• دارای ODP 0 و GWP پایین 573
• یک گزینه بسیار کارآمد برای تبرید و تهویه مطبوع با دمای متوسط ​​است

مبرد R-600a

• همچنین به عنوان مراقبت 10 یا ایزوبوتان شناخته می شود
• محبوبیت روزافزون در موسسات تجاری و مسکونی
• دارای ODP 0 و GWP پایین 3

مبرد و گرمایش جهانی

تأثیر محیطی مبرد با ویژگی های زیر اندازه گیری می شود:

پتانسیل تخریب لایه ازن (ODP)

• محدوده 0-1
• هرچه اندازه مبرد به 1 نزدیکتر باشد، برای لایه ازن مضرتر است
• مبردهایی که حاوی کلر هستند مانند مبردهای فریون یا CFC به احتمال زیاد در تخریب لایه ازن نقش دارند.

پتانسیل گرمایش جهانی (GWP)

• محدوده 0-2500+
• کمتر از 150 کم در نظر گرفته می شود، 150-2500 متوسط ​​است و بیشتر از 2500 GWP بالا است.
• مبردهای HCFC (HydroChloroFluoroCarbons) دارای بالاترین رتبه GWP هستند.

مبردهایی با ODP 0 برای محیط زیست ایمن در نظر گرفته می شوند اما دوستدار محیط زیست نیستند زیرا هنوز پتانسیل کمک به گرمایش جهانی را دارند.

قوانین مبرد

به دلیل تأثیر منفی بر محیط زیست، مقررات مبرد وجود دارد که انواع مبرد و مبرد ممنوع را فهرست کرده است که به تدریج حذف می شوند. اینها تنها برخی از قوانین موجود است:

• مبرد R-12 که زمانی محبوب‌ترین مبرد در بازار بود، در اوایل دهه 1990 به دلیل مشارکت در اثر گازهای گلخانه‌ای ممنوع شد و تمام تولیدات آن در سال 1994 متوقف شد.
• مبرد R-22 در اواخر دهه 1990 برای جایگزینی موقت R-12 به دلیل ODP کمتر ساخته شد. انتظار می رود تولید در سال 2020 متوقف شود و تا سال 2030 مطابق با قانون هوای پاک سال 2010 کاملاً غیرقانونی خواهد بود.
• نشتی مبرد باید ظرف 30 روز برطرف شود و مبرد باید دوباره جمع‌آوری شود، بازیافت شود و توسط تکنسین معتبر دفع شود تا جریمه نشود.
• یخچال ها و تهویه مطبوع باید طبق مقررات EPA به درستی دور ریخته شوند.

مبرد ثانویه

مبردهای ثانویه اجازه می دهند که مقادیر مبردهای اولیه مضر برای محیط زیست به حداقل برسد و در یک منطقه محدود نگهداری شوند. نمونه‌هایی از مبردهای ثانویه شامل آب، هوا، هیدروکربن‌ها، آمونیاک و دی‌اکسید کربن است که نسبت به مبردهای سنتی مانند HCFC‌ها برای محیط‌زیست بی‌خطرتر هستند. آنها ایمن تر (حتی برخی غیر قابل احتراق و غیر سمی هستند) و به طور کلی برای سیستم های تبرید مناسب هستند. آب نمک ها اغلب به عنوان مبردهای ثانویه برای سیستم های تبرید بزرگ انتخاب می شوند. رایج ترین آب نمک ها محلول های آب گلیکول، محلول های آب-اتانول و محلول های استات هستند.