گازهای فریونی (مبردها)

گازهای فریونی (مبردها)

در سال‌های اخیر، تعداد گازهای فریونی مورد استفاده به ده‌ها مدل گاز مختلف تغییر کرده است.

تعداد متفاوتی مبرد (گازهای فریونی) برای هر نوع روغن وجود دارد. بعضی از این گازها ترکیبی هستند. که دوست‌دار محیط زیست و لایه اوزون می‌باشند.

تفاوت بین گازهای قدیمی با جدید

تمام گازهای فریونی (مبردها) هیدروکربن‌های هالوژنی هستند. هالوژن‌ها شامل ملکول‌های کلر و فلوئور هستند. تفاوت بین گازهای قدیمی و جدید در چیست؟

گازهای قدیمی دارای ملکول‌های کربن و هالوژن بودند. و با CFCها نشان داده می‌شدند. که دارای ترکیبات کلر، فلوئو و کربن بودند. CFCها دارای خواص زیر بودند:

  •  باعث اثر گلخانه‌ای در کره زمین می‌شدند.
  • به خوبی و به ویژه در روغن‌های معدنی حل می‌شوند.
  • جاذب رطوبت نبودند.
  • مواد تشکیل دهنده آنها گازهای اینرت (خنثی) بودند.
  • گاز کلر آنها با ازون واکنش نشان می‌داد.

اضافه شدن هیدروژن به گازهای CFC، این گازها را به HCFC تبدیل کرد. که دارای خواص زیر بودند:

  • کمتر اثر گلخانه‌ای دارد.
  • انحلال در روغن کمتر است.
  • خواص روغنکاری را کاهش می‌دهد.

با حذف کلر از گازهای HCFC، گاز HFC بدست آمد. که دارای خواص زیر است:

  • تاثیر بر لایه ازون ندارد.
  • کمتر باعث گرمایش زمین می‌شود.
  • دارای انحلال کمتری در روغن معدنی است.
  • خواص روغن‌کاری را کاهش می‌دهد.

روغن‌های جدید باید برای این مبردها (گازهای فریونی) استفاده شوند.

·   با حذف فلوئور HFC گازهای هیدروکربن HC بدست آمد که:

  • تاثیر گازهای گلخانه‌ای ندارد و به لایه ازون آسیب نمی‌زند.
  • توانایی شعله ور شدن دارد.
  • در روغن‌های معدنی به خوبی حل می‌شود.
  • جاذب رطوبت نیست.

تغییر گاز R-12 به R134a مثالی از تغییر گازها از CFC به HFC است.

R-134a در مجاورت آب می‌تواند باعث خوردگی گالوانیک مس شود.

تغییر گاز سیکل تبرید

  1. فشار تبخیر (اواپراتور)

کنترلر در سیستم R-12 بر روی دمای 2 درجه سانتی‌گراد تنظیم شده است. چه اتفاقی در هنگام تغییر به R-134a می‌افتد؟ شکل بعد را ببینید که مربوط به منحنی فشار بخار است.

کنترلر بر روی فشار 3.3 bar تنظیم می‌شود. که معادل دمای اشباع 2 درجه برای R-12 است. این دما معادل 3.38 درجه برای R-134a است. برای بدست آوردن دمای 2 درجه سانتی گراد برای R-134a نیاز به فشار 3.145 bar است. بنابراین کنترلر باید بر روی دمای 0.5 درجه تنظیم شود.

  1. دمای کندانس

در 40 درجه سانتی‌گراد است. کنترلر فشار کندانس چگونه بایستی تنظیم شود. فشار مطابق برای R-12 برابر 9.63 bar است. این فشار و دما معادل 38 درجه برای R-134a است. کنترلر R-12 باید بر روی دمای 42.2 درجه یا فشار 10.16 bar تنظیم شود. که معادل با 40 درجه برای R-134a است.

  1. سوپرهیت

یک اواپراتور DX برای R-12 با دمای تبخیر 2 درجه و سوپرهیت 5K را باR134a  عوض می‌کنیم. فشار کنترل شده (کنترل کننده R-12) بر روی 0.5 درجه تنظیم شده است. که معادل 3.15 bar است. دمای اشباع درجه برای R134a است. شیر TEV سیگنال دمایی از حباب 7 درجه و سیگنال فشار خط 0.5 درجه دریافت می‌کند. و سوپرهیت 6.5K است. این مقدار بیشتر از 5K مورد نیاز است و شیر باز می‌شود.

فشارهای-بخار-مقایسه-R12-,-R134a-و-R502-,-R507-min
فشارهای-بخار-مقایسه-R12-,-R134a-و-R502-,-R507-min
  1. اواپراتوری که برای R-502 کار می‌کند را با گاز R-507 عوض می‌کنیم. این گار دارای فشار 6.1 bar (2 درجه در R 502) است. در این فشار، R-507 دارای دمای -0.52 است. برای رسیدن به دمای 2 درجه (6.60 bar) برای R-507، کنترلر R-502 باید بر روی دمای 5.2 درجه تنظیم شود. که معادل فشار 6.60 bar است.

نظرات:

  1. اگر کنترل کننده در مورد R502 / R507 تنظیم شده باشد، دمای تبخیر کاهش می‌یابد. و ظرفیت اواپراتور افزایش می‌یابد. دمای تبخیر در این مورد، اکنون زیر صفر است.
  2. تغییرات تنظمات با دما و سیستم تبرید انجام می‌شود. گازهای R507 و R502 با یکدیگر هماهنگ هستند. و تغییرات دمای مشابه دارند.

R12 .3 و R134a تغییرات محدوده 18 درجه نیاز ندارند.

4.کنترل کننده‌های فشار قدیمی می‌تواند در سیستم‌های جدید نیز استفاده شوند.

5. تنظیم اکسپنشن ولو ترموستاتیک (تنظیم شیر انبساط) پیچیده‌تر است. در این مثال شیر دارای سوپرهیت 6.5k است. البته در زمانی که دمای سوپرهیت مورد انتظار 5k است. شیرتلاش می‌کند به این دما نزدیک شود، هرچند اختلاف فشار از 9.63-3.3=6.33 bar به 10.16-3.15=7.01 bar افزایش می‌یابد. این باعث می‌شود مبرد به بیشتری از شیر انبساط ترموستاتیک TXV عبور کند و سوپرهیت کاهش یابد.

نسبت تراکم برای R12 حدود 2.22 است. بنا به نوع کمپرسور، نسبت کمپرس کردن ممکن است ثابت باقی بماند. فشار کندانس برای R-134a سپس 37.8 درجه سانتی‌گراد است.

این اتفاق باعث کاهش ظرفیت شیر انبساط TEV و کندانسور می‌شود.

ظرفیت شیر انبساط ترموستاتیک (TEV)

تنها به اختلاف فشار و فشار مطلق بستگی ندارد. بلکه همچنین با خواص ترمودینامیکی گازهای فریونی نیز مربوط است.

در شیر TEV با R-134a به نظر می‌رسد 20% ظرفیت بیشتر از شیر مشابه با R12 است. در حالی که R507 دارای ظرفیت مشابه به R502 است.

در زمان تنظیم شیر انبساط یا تغییر گاز سیکل باید به کاتالوگ‌ها و دستورالعمل‌های شرکت سازنده اکسپنشن ولو مراجعه کرد.

گازهای R502 و R12 و R22 گازهایی هستند که بایستی با گازهای جدید تعویض شوند. چندین گاز برای جایگزینی با گازهای فوق توسط شرکت‌های سازنده معرفی شده‌اند.

خواص ترکیبی گازهای فریونی

وقتی دو یا چند گاز با نقاط جوش مختلف را مخلوط می‌کنیم خواص گاز جدید به چه صورت است. فرض می‌کنیم فشار برابر فشار اتمسفریک است.

در شکل 1 دو مورد بررسی شده‌اند. A، زمانی که مایع‌ها جدا نگه داشته شوند و B، زمانی که مخلوط شوند.

برای درک تفاوت دو مبرد مخلوط شده بهتر است دمای هر نمونه را در دو حالت فاز بخار و مایع بررسی کنیم. (شکل 2) شکل 2 تفاوت بین یک زئوتروپیک و دو نمونه آزئوتروپیک را نشان می‌دهد.

آزئوپتریک‌ها (Azeotrops):

در تمام نقاط مانند یک سیال خالص رفتار می‌کنند. ترکیب ممکن است با فشار کمی تغییر کند. مخلوط یک آزئوتروپیک با یک غیرآزئوتروپیک رفتار دو سیال را از خود نشان می‌دهد.

زئوتروپیک (Zeotropics):

یک مخلوط که ترکیب آنها در فاز بخار و مایع در تعادل بخار_مایع هیچ‌وقت مشابه همدیگر نیست. خواص ترکیب خواص تک تک اجزا است و ترکیب بخار متفاوت از مایع است.

تبخیر-دو-مایع-مخلوط-شدنی-min
تبخیر-دو-مایع-مخلوط-شدنی-min
منحنی-تعادل-برای-یک-زئوتروپیک-و-دو-نوع-از-آزئوتروپیک-min
منحنی-تعادل-برای-یک-زئوتروپیک-و-دو-نوع-از-آزئوتروپیک-min

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *