مبرد HVAC چیست؟ (مبردهای CFC، HCFC، HFC)

مبرد HVAC یا (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) سیالی است که در سیستم‌های تهویه مطبوع برای جذب گرما از محیط و انتقال آن به بیرون از ساختمان استفاده می‌شود.

این مبردها در انواع مختلفی مانند R22 ،R410A و R134a وجود دارند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب نوع مبرد مناسب به عوامل مختلفی مانند نوع سیستم HVAC، شرایط آب و هوایی و قوانین و مقررات محلی بستگی دارد.

در دنیای گرم و گاه طاقت‌فرسای امروز، سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC) به عنصری حیاتی در زندگی ما تبدیل شده‌اند. اما قلب تپنده این سیستم‌ها، ماده‌ای به نام مبرد است که گرما را از محیط جذب و به بیرون منتقل می‌کند.

مبرد چیست؟

مبرد، سیالی است که در سیکل تبرید سیستم‌های HVAC به کار می‌رود. این ماده در دو فاز مایع و گاز عمل می‌کند و با تغییر فاز، گرما را جذب و دفع می‌کند. انواع مختلفی از مبردها وجود دارد، اما رایج ترین آنها عبارتند از:

• کلروفلوروکربن هاCFC :CFC ها زمانی رایج ترین نوع مبرد بودند، اما به دلیل تأثیر آنها بر لایه ازن در اواخر دهه 1980 ممنوع شدند.
• هیدروکلروفلوروکربن هاHCFC :HCFC ها به عنوان جایگزینی برای CFC ها معرفی شدند، اما آنها نیز به لایه ازون آسیب می زنند. استفاده از HCFC ها در حال حاضر در حال کاهش است و انتظار می رود تا سال 2030 به طور کامل حذف شوند.
• هیدروفلوروکربن ها HFC :HFC ها در حال حاضر رایج ترین نوع مبرد هستند. آنها به لایه ازون آسیب نمی رسانند، اما هنوز هم یک گاز گلخانه ای قوی هستند.

انتخاب مبرد مناسب برای سیستم HVAC شما به عوامل مختلفی از جمله اندازه سیستم، نوع ساختمان و مقررات محلی بستگی دارد.

وظایف مبرد در سیستم‌های HVAC

• جذب گرما: مبرد در اواپراتور سیستم، گرمای محیط را جذب می‌کند و از حالت مایع به گاز تبدیل می‌شود.
• انتقال گرما: گاز مبرد در کمپرسور فشرده شده و به سمت کندانسور هدایت می‌شود.
• دفع گرما: در کندانسور، گاز مبرد با خنک شدن، دوباره به مایع تبدیل می‌شود و گرمای خود را به محیط بیرون منتقل می‌کند.
• چرخه تبرید: مبرد مایع پس از عبور از شیر انبساط، دوباره به اواپراتور باز می‌گردد و این چرخه ادامه می‌یابد.

انواع مبردها

مبردها در طول تاریخ تکامل خود، به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:

1. مبردهای CFC کلروفلوئوروکربن: این مبردها که در گذشته به طور گسترده استفاده می‌شدند، به دلیل تخریب لایه ازون، ممنوع شده‌اند.
2. مبردهای HCFC هیدروکلروفلوئوروکربن: این مبردها به عنوان جایگزینی موقت برای CFCها معرفی شدند، اما به دلیل اثرات مخرب بر محیط زیست، به تدریج از رده خارج می‌شوند.
3. مبردهای HFC هیدروفلوئوروکربن: این مبردها به دلیل عدم تخریب لایه ازون، جایگزین CFCها و HCFCها شده‌اند، اما به دلیل سهم آن‌ها در گرمایش جهانی، به دنبال جایگزین‌های مناسب برای آن‌ها هستیم.

انتخاب مبرد مناسب

انتخاب مبرد مناسب برای سیستم‌های HVAC، به عوامل مختلفی مانند نوع سیستم، ظرفیت برودتی، شرایط آب و هوایی و الزامات زیست‌محیطی بستگی دارد.

معیارهای انتخاب مبرد

• کارایی: مبرد باید ظرفیت جذب و دفع گرمای بالایی داشته باشد.
• ایمنی: مبرد نباید سمی، اشتعال‌زا یا خورنده باشد.
• اثرات زیست‌محیطی: مبرد نباید به لایه ازون و محیط زیست آسیب برساند.
• هزینه: مبرد باید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.

اثرات زیست‌محیطی مبردها

1. تخریب لایه ازون

مبردهای CFC به دلیل وجود اتم کلر، به لایه ازون که از زمین در برابر اشعه مضر UV خورشید محافظت می‌کند، آسیب می‌رسانند.

2. گرمایش جهانی

مبردهای HFC، گرما را در جو زمین به دام می‌اندازند و به پدیده گرمایش جهانی نقش دارند. این گازها گرما را در جو زمین به دام می‌اندازند و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) آنها بسیار بیشتر از دی‌اکسید کربن (CO2) است.

آینده مبردها

با توجه به اثرات مخرب مبردهای CFC و HCFC بر محیط زیست، به دنبال جایگزین‌های مناسب برای آن‌ها هستیم.

جایگزین‌های مبردهای HFC

1. مبردهای طبیعی

این مبردها شامل موادی مانند آمونیاک، دی‌اکسید کربن و آب هستند که به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارند و به لایه ازون و گرمایش جهانی آسیب نمی‌رسانند.

2. هیدروفلوئورولفین‌ها (HFO)

این دسته از مبردها، نسل جدیدی از مبردهای مصنوعی هستند که به طور خاص برای جایگزینی مبردهای HFC طراحی شده‌اند. HFOها به لایه ازون آسیب نمی‌رسانند و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) آنها به طور قابل توجهی پایین‌تر از HFCها است.

انواع HFOها

HFOها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• HFOهای اشباع: این دسته شامل 1234yf، 1234ze و 1336mze می‌شود.
• HFOهای غیر اشباع: این دسته شامل 1123 و 1132a می‌شود.

کاربردهای HFOها

• سیستم‌های تهویه مطبوع: در حال حاضر، HFOها به طور فزاینده‌ای در سیستم‌های تهویه مطبوع جدید استفاده می‌شوند.
• یخچال‌ها: HFOها به طور فزاینده‌ای در یخچال‌های جدید استفاده می‌شوند.
• پمپ‌های حرارتی: HFOها به طور فزاینده‌ای در پمپ‌های حرارتی جدید استفاده می‌شوند.

نتیجه‌گیری

انتخاب مبرد مناسب برای سیستم‌های HVAC، به عوامل مختلفی بستگی دارد. مبردهای HFC به دلیل اثرات مخرب بر گرمایش جهانی، به تدریج از رده خارج می‌شوند و جایگزین‌های آن‌ها مانند مبردهای طبیعی، به دلیل مزایای زیست‌محیطی، مورد توجه قرار گرفته‌اند.