دسته های مرتبط

مبردها

انتخاب مبردها

در این فصل در مورد انتخاب مبردها، محدوده کارکرد، خواص ترمودینامیکی، ویژگیهای ایمنی آنها صحبت می­ کنیم و نگاهی به انواع مختلف مبردها و شناسایی آنها خواهیم انداخت. به ویژه توجه به ویژگی های مبردهای ترکیبی دارای اهمیت بالایی است و روغن­ های مورد استفاده برای مبردهای مختلف دارای اهمیت ویژه است. اطلاعات ارائه شده در این فصل شما را قادر می ­کند تا:

  • مشخصات مبردها را تشخیص دهید.
  • طبقه­ بندی مبردها را درک کنید.
  • حالت­ های هر گروه از مبردها را درک کنید.
  • انتخاب مبرد مناسب برای چیلر تراکمی یا سردخانه انجام دهید.
  • روغن مناسب برای هر مبرد را تشخیص دهید.

انتخاب مبرد

در اصل زمانیکه سیستم ­های تبرید جدید توسعه پیدا کردند (در میانه قرن 19) مبردهای قدیمی آمونیاک (NH3, R717)، دی­ اکسید کربن (CO2, R744)، دی اکسید سولفور، کلرید متیل و اتیل اتر مورد استفاده قرار می گرفتند.  به دلیل سمی بودن و یا آتش­ پذیر بودن، استفاده از مبردهای جدید غیر سمی و غیرقابل اشتعال رواج یافت. هرچند در دهه 1980 معلوم شد که این مبردها به لایه اُزون آسیب می رسانند. طبق توافق مونترال بایستی تمام مبردهای خانواده کلر فلوئور کربن­ ها (CFC)ها و هیدرو کلر فلوئر کربن (HCFC)ها با مبردهایی که به لایه ازون آسیب برسانند، تعویض گردند. بعد از این توافق به صورت گسترده مبردهای قدیمی­ تر جمع­ آوری و با مبردهای معمولاً ترکیبی جدید جایگزین گردید. دو ویژگی یعنی پتانسیل آسیب به لایه ازون (ODP) و پتانسیل گرم کردن زمین (GWP) برای انتخاب مبردها و باقی ماندن آنها در چرخه استفاده، اهمیت پیدا کرد. به این دلیل در حال حاضر چند صد مبرد مختلف وجود دارد که دارای انواع مختلفی از ویژگی­ ها هستند که در این بخش طبقه بندی، کاربرد، ویژگی­ ها و روغن­ های مورد استفاده در کاربرد این مبردها را تشریح می­ کنیم. معمولاً برای انتخاب مبرد بایستی توجه کرد که آیا با سیکل تبرید مورد استفاده ما هم خوانی دارد. برای سازندگان سیستم های رک (RAK) انتخاب مبرد به صورت تئوری خیلی پیچیده است که بایستی بسیاری از پارامترها را در نظر گرفت.

انتخاب مبرد(گارهای فریونی)

انتخاب مبرد(گازهای فریونی)

خواص شیمیایی و پایداری

پایداری مبرد نه تنها به ویژگی های خود مبرد، بلکه به سیکل تبرید نیز وابسته است. عدم واکنش یا انحلال­ پذیری مبرد با اجزای سیکل تبرید، عایق سیم پیچ، الاستومر­های شیرها و اتصالات و فیلتر درایرها ضروری است. همچنین بایستی رطوبت و هوای موجود در سیکل را نیز به حساب آورد. در کل مبردهای HC, HFC, HCHC, CFC قابلیت کارکرد با بسیاری از سیکل­ های تبرید را دارند. دی­ اکسید کربن با نوعی از  الاستومرها مشکل دارد که به این دلیل اجزای مورد استفاده در سیکل R744 بایستی ویژه و برای این کاربرد باشد. آمونیاک توانایی کارکرد با بسیاری از مواد را ندارد مانند مس، آلیاژهای مس، عایق سیم پیچ و بنابراین ساختار مواد درون سیکل آمونیاک معمولاً محدود به کربن استیل و استینلس استیل می­ شود.

فشارهای کارکرد

توجه به فشارهای کارکرد در قسمت ساکشن و دیسچارج سیکل، اهمیت زیادی دارد. به صورت ایده ­آل، یک مبرد که انتخاب می­ شود بایستی دارای فشار تبخیر بالاتر از فشار اتمسفریک، تحت شرایط نرمال کارکرد باشد بنابراین از ورود هوا و رطوبت به سیکل در زمانیکه نشتی وجود دارد، جلوگیری می­ شود. بنابراین یک مبرد بایستی با نقطه جوش طبیعی (NBP) انتخاب شود که پائین­ تر از دمای تبخیر مورد تقاضا باشد. یک مبرد انتخاب شده همچنین باید دارای فشار کندانسی باشد که طراحی سیکل و اجزای آن توانایی کارکرد در آن فشار را داشته باشند.

ویژگی­های ترمودینامیکی و حمل و نقل

در انتخاب مبرد برای یک سیکل تبرید (یا گرمایش در هیت پمپ) بایستی ظرفیت و راندمان یا ضریت عملکرد (COP) را در نظر گرفت. این ویژگی های راندمان بوسیله تعدادی از خواص بدست می­ آید که شامل:

  • ویژگی­ های دما-فشار اشباع
  • دمای بحرانی
  • گرمای نهان
  • دانسیته
  • ویسکوزیته
  • ضریب انتقال گرما
  • ظرفیت گرمای ویژه

ظرفیت و COP با توجه به طراحی و کنترل سیستم دیکته می­ شود (کمپرسور، مبدل­ های حرارتی، لوله­ کشی و ….) هرچند خواص مبرد نیز نقش بازی می­ کند. COP می­ تواند تحت تأثیر نسبت تراکم قرار گیرد. راندمان مبدل حرارتی و افت فشارها در سیکل تحت تأثیر  گرمای نهان، دانسیته، ویسکوزیته، گرمای ویژه و هدایت گرمایی است. برای یک دمای داده شده کندانس و اواپراتور، ظرفیت سرمایش (یا گرمایش) یک سیستم، به شدت تحت تأثیر گرمای نهان و دانسیته گاز ورودی به کمپرسور است.

ویژگی­های ایمنی

ویژگی­­ های ایمنی مبردها به دو دسته اصلی تقسیم می­ شوند: سمی بودن و آتش­ پذیر بودن.

مطابق با استانداردهای ایمنی بین­ المللی، مبردها به 6 گروه طبقه­ بندی می­ شوند که بر اساس سمی و آتش­ پذیر بودن مبرد است. این طبقه­ بندی شامل یک حرف و یک عدد است.

 جدول طبقه­ بندی مبردها

جدول طبقه­ بندی مبردها

هزینه و دسترسی

هزینه انواع مختلف مبردها مختلف است، مبردهای HCFC ارزانتر و مبردهای ترکیبی HFC گرانتر هستند. به صورت مشابه مبردهای HCFC-22 ارزانتر و مبردهای HFC-134a در بازار بین­ المللی گرانتر هستند. مبردهای هیدرو کربن (HC) کمتر مورد استفاده قرار می­ گیرند و آمونیاک توسط فروشندگان و مصرف­ کنندکان متخصص استفاده می ­شود.

انواع مبرد

مبردها را می­ توان به دو گروه تقسیم کرد:

  • مصنوعی (Synthetic): مبردهای هالوکربن HFC, HCFC, CFC
  • غیر مصنوعی(non-synthetic): هیدروکربن­ ها، دی­ اکسید کربن، آمونیاک، آب

مبردهای سینته تیک

مبردهای CFC و HCFC دارای کربن، فلوئور، کلر (هالوژن) و هیدروژن هستند. بیشتر این مبردها بی­ رنگ و با سمیت کم یا بدون سمی بودن هستند. با توجه به قانون مونترال مبردهای HFC بایستی جایگزین HCFC و CFCها  گردند.

هیدرو فلوئور کربن­ ها ( HFC)

HFC شامل هیدروژن، فلوئور و کربن است. معمول ­ترین مبردهای این خانواده R134a ,R125 ,R32 و R143a (مبردهای ترکیبی R410A ,R407C, R404A) هستند. این مبردها کاربردهای وسیعی از قبیل چیلرهای تراکمی، سردخانه، دستگاه­ های یخ­ ساز را پوشش می­ دهند. مبردهای HFC از نظر شیمیایی بسیار پایدار هستند و قابلیت انحلال آنها با روغن­ های معدنی پائین است بنابراین انواع دیگری از روغن ­های مصنوعی استفاده می شوند. مبردهای HFC دارای محدوده وسیعی از خواص دما-فشار هستند. خواص ترمودینامیکی و راندمان خوبی دارند. هرچند بعضی از HFCها در خانواده A1 طبقه­ بندی شده و بعضی در خانواده A2 (سمیت کم، آتش­ پذیری کم) طبقه­ بندی می­ شوند. متأسفانه مبردهای CFC و HCFC دارای کلر هستند و به ازون آسیب می ­رسانند. هرچند به دلیل طول عمر بالای آنها، از مبردهای HFC به دلیل عدم آسیب به لایه ازون استفاده می ­شود.

مبردهای طبیعی

انواع مختلف هیدروکربن­ ها، آمونیاک و دی­ اکسیدکربن در گروه مبردهای طبیعی قرار دارند. تمام مبردهای طبیعی به دلیل حداقل بودن آسیب آنها به لایه ازون و گرمایش زمین در آینده مورد توجه بیشتر قرار می ­گیرند.

آمونیاک (NH3, R717)

آمونیاک شامل نیتروژن و هیدروژن است که به صورت گسترده در صنایع استفاده می شود. کاربردهای معمول این مبرد در سردخانه ­ها و چیلرهای تراکمی است. R717 پایداری شیمیایی دارد اما با دی ­اکسیدکربن یا مس واکنش نشان می­ دهد هرچند خواص ترمودینامیکی آن خوب است و به دلیل سمی بودن بالا در گروه B2 طبقه­ بندی می­ شود. این مبرد ارزان و به صورت گسترده در دسترس است.

هیدروکربن­ ها (HC) شامل هیدروژن و کربن هستند و به صورت گسترده در صنایع استفاده می ­شوند. مبردهایی شامل ایزوبوتان (C4H12, R600a) ، پروپان (C3H8, R290) ، پروپیلن (C3H6, R1270) و ترکیب آنها و انواع مختلفی از این مبردها که در صنایع استفاده می ­گردد. HCها از لحاظ شیمیایی پایدار هستند و دارای خواص ترمودینامیکی خوبی نیز بوده و R290 و R600a از این خانواده دارای قیمت پائین می ­باشند.

دی ­اکسید کربن (CO2, R744)

دی ­اکسید کربن شامل اکسیژن و کربن است که به صورت گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می ­گیرد . این مبرد پایدار است و ویژگی­ های دما- فشار آن متفاوت با مبردهای سنتی است برای مثال فشار کارکرد آن 7 برابر R22 است. این مبرد به دلیل سمی بودن کم و عدم اشتعال­ پذیری در خانواده A1 طبقه­ بندی می ­شود .این مبرد بسیار ارزان و به صورت گسترده در دسترس است.

شماره مبرد

شماره شیمیایی مبردها معمولاً طولانی و پیچیده هستند. طبقه­ بندی مطابق استاندارد  ASHRAE34  انجام می­ شود برای مثال R22, R134A. مبردهای ترکیبی معمولاً با R4XX یا R5XX  بیان می ­شوند. مبردها می توانند ترکیب دو یا چند مبرد و یا غیر ترکیبی بوده و از یک مبرد خالص تشکیل شده باشند. مبردهای ترکیبی را برای ویژگی های خاص و کاربردهای ویژه طراحی می­ کنند. با ترکیب چند مبرد، مبرد جدید دارای خواص ترمودینامیکی مبردهای اولیه نیست و دارای خواص جدیدی است.

ترکیب ­های آزئوتروپیک (AZEOTROPIC)

یک ترکیب آزئوتروپیک مخلوط دو نمونه است که مانند یک مبرد خالص رفتار می ­کند. زمانیکه گرما به این ترکیب اضافه یا گرفته شود، ترکیب بخار و مایع بدون تغییر باقی می­ ماند. به عبارت دیگر در ترکیب 50% از سیال A و 50% از سیال B زمانیکه یک مولکول از سیال A تبخیر یا کندانس شود، از سیال B نیز یک مولکول کندانس یا تبخیر می­ شود. یک ترکیب آزئوتروپیک مانند یک مبرد تکی در زمان کندانس با تبخیر و .. رفتار می ­کند.

 کندانس و تبخیر یک مبرد ترکیبی آزئوتروپیک

کندانس و تبخیر یک مبرد ترکیبی آزئوتروپیک

ترکیب­ های زئوتروپیک (ZEOTROPIC)

یک ترکیب زئوتروپیک مخلوط مبردهایی است که مانند یک مبرد در زمان کندانس یا تبخیر رفتار نمی ­کنند.

رفتار ترکیب­ های زئوتروپیک با تغییر دما

رفتار ترکیب­ های زئوتروپیک با تغییر دما

 کندانس و تبخیر ترکیب­ های زئو تروپیک

کندانس و تبخیر ترکیب­ های زئو تروپیک

روغن ­های تبرید

امروزه روغن­ های زیادی در بازار وجود دارند. سازنده­ های کمپرسور معمولاً ویژگی های روغن مورد استفاده برای هر کمپرسور را اعلام می ­کنند. یکی از اشتباهات معمول در هنگام سرویس، عدم چک کردن ویژگی ­های روغن مورد استفاده است. در کمپرسورهای هرمتیک و سِمی هرمتیک، روغن در تماس با سیم پیچ است بنابراین خواص روغن، پایداری و پایداری دمایی بالا دارای اهمیت است. مقدار زیادی از روغن در کمپرسور باقی می ­ماند، یک مقدار کمی نیز با مبرد در سیکل سیرکوله می­ شود. روغن بایستی توانایی مقاومت در دمای بالای دیسچارج و دمای پائین اواپراتور را داشته باشد. همچنین باید به میزان مناسبی انحلال­ پذیر با مبرد باشد تا روغن بتواند به کمپرسور بازگردد. درصورت تله شدن روغن در سیکل و عدم برگشت به کمپرسور، آسیب­ های مکانیکی بوجود خواهد آمد.

خواص

خواص یک روغن خودتبرید:

میزان کم واکس (WAX)

جداشدن واکس از مخلوط روغن تبرید می­ تواند باعث گرفتگی اُریفیس­ های کنترل تبرید شود.

پایداری دمایی خوب

روغن نباید به فرم لجن­ های کربن در بیاید و در قسمت­ هایی مانند سوپاپ دیسچارج نشست کند.

پایداری شیمیایی خوب

نبایستی واکنش شیمیایی با مبرد یا مواد موجود در سیکل تبرید انجام دهد.

انحلال و مخلوط شدن خوب

این ویژگی، برگشت روغن به کمپرسور را بیمه می ­کند، هرچند انحلال پذیری بالا ممکن است باعث شود روغن از قطعات متحرک شسته شود.

طبقه­ بندی روغن­ ها

5 گروه اصلی از روغن­های تبرید وجود دارند

  • روغن­های معدنی (mineral oils (MO
  • روغن­های آکلیل بنزین (alkyl benzene oils (AB
  • روغن­های پلی ­استر (polyol ester oils (POE
  • روغن­های پلی آلفا اولفین (poly alpha olefin oils (PAO
  • روغن­های پلی آلکیل گلیکول (poly alkyl glycol oils(PAG

مبردهای سنتی CFC با روغن­ های معدنی و آلکیل بنزین به عنوان روغن کمپرسور توانایی کارکرد داشتند. با معرفی مبردهای HFC که با روغن­ های معدنی اختلاط­ پذیر نبودند نیاز به استفاده از روغن­ های سنته­ تیک برای اختلاط و برگشت روغن بوجود آمد.

ویژگی­های روغن­ های تبرید

یک ویژگی مهم خیلی از روغن­ های سنته­ تیک مانند PAE و POE این است که این روغن­ ها در مقایسه با روغن­ های معدنی جاذب بسیار قوی رطوبت هستند. روغن­ های POE نیز در مقایسه با PAG قدرت جذب رطوبت کمتری دارند.

 قابلیت جذب رطوبت روغن­ های تبرید و معدنی

قابلیت جذب رطوبت روغن­ های تبرید و معدنی

جدول روغن­ های مورد استفاده مناسب برای هر کاربرد

جدول روغن­ های مورد استفاده مناسب برای هر کاربرد

مبردها و کاربرد آنها

انواع مبردها و کاربرد آنها

انواع مبردها و کاربرد آنها

جدول انتخاب مبردهای تبرید

جدول انتخاب مبردهای تبرید

خواص معمول مبردهای تبرید

این خواص مربوط به مبردهایی است که به صورت معمول استفاده می شوند.

 جدول مبردهای تبرید

جدول مبردهای تبرید


منتشر شده در :// نویسنده:mehrspand

contact

شهرک صنعتی چهاردانگه. خیابان ۱۷. پلاک ۱۰
شماره تماس:
09123873563
021-43855203

ایمیل پشتیبانی : info@mehrespand.ir
facebook google instagram twitter aparat pinterest

about us

این شرکت با استفاده از استانداردهای معتبر جهانی تحت عنوان,ASHRAE-15مقررات و ایمنی تبرید مکانیکی ASAB9.1 و قوانین ASMEجهت مخازن تحت فشار در زمینه تاسیسات برودتی توانسته است بهترین راهکارهای تعمیر، سرویس، راهبری و تامین قطعات دستگاههای تهویه مطبوع را ارائه نماید و نیز با بهره گیری از توان علمی و تخصصی و دانش فنی روز دنیا نسبت به ارائه مشاوره و راهنمائی محققین ،دانشجویان و علاقه مندان به این رشته را فراهم نماید. علاقه مندان جهت دریافت هر گونه پاسخ در این زمینه با گروه مشاورین شرکت تماس حاصل نمایند.

mehrspand


تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت محفوظ است 2008-2015