سیال های مبرد

سیال های مبرد

براي انتقال حرارت از داخل يك محفظه يا اتاق به خارج , احتياج به يك واسطه است . در يك سيستم سرد كننده مكانيكي استاندارد , عمل گرفتن حرارت با تبخير مايعي در دستگاه تبخير, و پس از دادن آن در دستگاه تقطير صورت مي گيرد و اين امر باعث تغيير حالت ماده سرمازا از بخار به مايع مي گردد .مايعاتي كه بتوانند به سهولت از مايع به بخار و بالعكس تبديل شوند به عنوان واسطه انتقال حرارت به كار برده مي شوند, زيرا اين تغيير حالت باعث تغيير حرارت نيز مي گردد .برخي از اين مواد سرمازا از مواد ديگر مناسب تر هستند .

خصوصيات مواد سرمازا :
سيالي كه به عنوان ماده سرمازا مورد استفاده قرار مي گيرد بايد داراي كيفيات زير باشد:

1- سمي نباشد.
2- قابل انفجار نباشد .
3-اكسيد كننده نباشد .
4- قابل اشتعال نباشد .
5- در صورت نشت به سهولت قابل تشخيص باشد
6- محل نشت آن قابل تعيين باشد .
7- قادر به عمل كردن در فشار كم باشد (نقطه جوش پايين) .
8- از نوع گازهاي پايدار باشد .
9- قسمت هايي كه در داخل مايع حركت مي كند به سهولت قابل روغنكاري باشند.
10- تنفس كردن آن مضر نباشد .
11- داراي گرماي نهان متعادلي براي مقدار تبخير در واحد زمان باشد .
12- جابجايي نسبي آن براي ايجاد مقدار معيني برودت كم باشد .
13- داراي كمترين اختلاف, بين فشار تبخير و تقطير باشد .

ماده سرمازا نبايد خورنده باشد (ايجاد زنگ زدگي كند) تا ساختن تمام قطعات سيستم از فلزات معمولي با عمر خدمتي طولاني تر عملي گردد .
مبناي مقايسه مواد سرمازاي به كار رفته در صنعت سرد كنندگي , بر اساس حرارت تبخير 5 درجه فارنهايت و حرارت تقطير 68 درجه فارنهايت است .

شناسايي مواد سرمازا بوسيله شماره گذاري :
روش جديد مشخص كردن مواد سرما زا در صنايع تبريد , شماره گذاري اين مواد است . پيش حرف R كه مخفف كلمه REFRIGERANT به معناي سرمازا است نوشته مي شود .روش مشخص نمودن شماره اي توسط انجمن مهندسين تهويه ,تبريد و حرارت مركزي آمريكا متداول شده است .

طبقه بندي مواد سرما زا :
اين مواد بوسيله دو سازمان ملي آمريكايي به نام هاي :
The national refrigeration safety code
The national board of fire underwriters.
طبقه بندي شده اند.

سازمان اول تمام مايعات سرمازا به سه گروه زير تقسيم بندي مي كند:

گروه اول – بي خطر ترين مواد كه شامل R-500,R-14,R-13,R-502-R-744 R-13BL,R-22,R-30,R-12,R-114,R-21,R-11,R-113 مي باشد.

گروه دوم _ مواد سمي و تا حدي قابل اشتعال كه شاملR-717,R-40,R-764, R-1130,R-160,R-611 مي باشد.

گروه سوم _ مواد قابل اشتعال كه شامل R-50,R-1150,R-170,R-290-
مي باشد.

موسسه NBFU نيز مواد سرمازا را نسبت به درجه سمي بودن آن ها طبقه بندي كرده است كه شامل شش گروه است كه بي خطر ترين آن ها گروه يك است.

GROUP 1 CLASS
R-744 Carbon Dioxide 5
R-12 6
R-13B1 Kulene-131 6
R-21 6
R-114 6
R-30 Carrene No. 1 4
R-11 6
R-22 5
R-113 4
R-500 6
R-502 6
R-503 6
R-504 6
R-40 Methylene Chloride 4
GROUP 2
R-717 Ammonia 2
R-1130 Dichloroethylene 4
R-160 Ethyl Chloride 4
R-40 Methyl Chloride 4
R-611 Methyl Formate 3
R-764 Sulphur Dioxide 1
GROUP 3
R-600 Butane 5
R-170 Ethane 5
R-601 Iso Butane 5
R-290 Propane 5

در اينجا به بررسي بعضي از مبردهاي متداول مي پردازيم.
22-R (دي كلرودي فلورو متان ) (CCl2F2) :

ماده اي است بيرنگ تقريبا بي بو و در فشار اتمسفر داراي نقطه جوشي معادل 7/21 درجه فارنهايت است . ماده اي غير سمي و غير قابل اشتعال است و خورنده نيست , از نظر شيميايي در حرارت هاي عملياتي بي اثر است و از نظر حرارتي تا 1022 درجه پايدار باقي مي ماند .
12- R داراي گرماي نهان نسبتا پايين است و براي مصرف در دستگاه هاي كوچك تر مناسب مي باشد , زيرا گردش مقدار زيادي ماده سرما زا امكان استفاده از مكانيزم هاي عملياتي و تنظيم دقيق تر و در عين حال با حساسيت كمتر را ميسر مي كند . از اين مبرد در كمپرسور هاي پيستوني و دوراني و انواع بزرگ گريز از مركزي استفاده مي شود .

اين ماده در فشار هاي سر , و معكوس (پس فشار) كم , ولي مثبت با يك بازدهي حجمي خوب كار مي كند , 12- R , در 5 درجه فارنهايت , فشاري معادل 5/26 پوند بر اينچ مربع مطلق , و در 86 درجه فارنهايت داراي فشاري مطلق معادل 8/108 پوند بر اينچ مربع است .
گرماي نهان آن در 5 درجه فارنهايت 2/68 بي-تي- يو است و نشت آن به سهولت و با استفاده از نشت ياب الكترونيكي يا مشعل هالايد مشخص مي گردد.

در حرارت صفر درجه مقدار كمي آب در 12-R حل مي شود كه نسبت آن بر حسب وزن 6 در مليون است . مايعي كه توليد مي شود تا حدودي بر روي اكثر فلزات معمولي كه در ساختمان دستگاه هاي سرد كننده استفاده مي شود , ايجاد زنگ مي كند . اضافه كردن روغن هاي معدني هيچگونه اثري در ايجاد رنگ بوسيله مايع ندارد ولي احتمالا كم رنگ شدن مايع به وسيله آب را كاهش مي دهد . حساسيت ماده 12-R نسبت به آب در مقايسه با 22-R و 502-R بيشتر است . تا 90 درجه قابل حل شدن در روغن است . در اين حرارت روغن شروع به جدا شدن مي كند و به علت سبك تر بودن وزن در سطح آن جمع مي شود .
به كار بردن 30 پوند از اين ماده به ازاي هر 1000 فوت مكعب فضاي تهويه شده كاملا بي خطر است .
اين ماده در سيلندر هاي به اندازه مختلف عرضه مي شود و احتمالا در قوطي هاي سر بسته و محكم نيز يافت مي شود . كد رنگي مخصوص 12- R سفيد است .

22-R منوكلرودي فلورو متان (CHCLF2)

22-R يك ماده سرمازاي مصنوعي است كه انحصارا براي دستگاه هاي تبريدي كه درجه تبخير پاييني دارند ساخته شده است . يكي از موارد استفاده آن در دستگاه هاي انجماد سريع است كه حرارت آن ها بين 20 تا 40 درجه فارنهايت حفظ مي گردد . همچنين در دستگاه هاي تهويه مطبوع و يخچال هاي خانگي نيز به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گرفته است . 22-R فقط در كمپرسورهاي پيستوني به كار گرفته مي شوند و فشار عملياتي آن به نحوي است كه براي نيل به درجات پايين , نيازي به كار كردن در فشار هاي كمتر از جو نيست . گرماي نهان آن به ازاي هر پوند در 5 درجه فارنهايت 21/93 بي-تي-يو است . فشار عادي سر كمپرسور در 86 درجه 82/172 پوند بر اينچ مربع مطلق است .

22-R ماده اي پايدار ,غير سمي ,بدون اثر اكسيد كنندگي , بي آزار و غير قابل اشتعال است . فشار اواپراتور در 5 درجه فارنهايت 43 پوند بر اينچ مربع است . حلاليت آن در آب 3 برابر 12-R است . بنابراين رطوبت در اين ماده بايد حداقل باشد .به همين دليل استفاده از رطوبت گير و خشك كن در اين مورد بيشتر است .
به علت تمايل شديد تر 22-R به آب تعداد بيشتري رطوبت گير براي خشك كردن آن لازم است. 22­-R تا حرارت16درجه فارنهايت در روغن حل مي شود وپس از ان روغن شروع به جدا شدن نموده و چون از مايع سبك تر است در سطح آن جمع مي شود. وجود نشت را مي توان به وسيله ي نشت ياب الكترونيكي و يا مشعل هالايد تيين كرد.

مواد سرما زا ي مخلوط:

همانطور كه از نامشان پيداست , اين مواد مخلوطي از دو يا چند ماده ي سرما زا هستند, ولي مانند يك ماده سرما زاي واحد عمل مي كنند. و چهار نوع متداولتر آنها عبارتند از:

1)R-500 كه مخلوطي است از 8/73 درصدR-12 و 2/26 درصدR-152a
2)R-502 كه مخلوطي است از8/ 48درصدR-22 و2/ 51درصدR-115
3) كه مخلوطي است از1/ 41درصدR-23 و9/ 59درصدR-13
4) كه مخلوطي است از2/ 48درصدR-32 و8/ 51درصدR-115

اين مواد سرما زا موادي ثبت شده هستند كه مراحل تركيب آنها پيچيده است و متصدي سرويس نبايد با اختلاط مواد مبرد اقدام به ساختن ماده اي مخصوص بنمايد.