مقایسه مبردهای اصلی

گزینش مبردی ایده آل برای یک سیستم امری غیرممکن بوده و هیچ مبردی را نمی‌توان یافت که واجد تمام خصوصیات بهینه باشد، چراکه مبردها در شرایط مختلف کارکرد، خصوصیات متفاوتی دارند. و برخی از آن ها با شدت ها مختلفی به لایه ازون آسیب می زنند. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله تاثیر مبردها بر لایه ازون را مطالعه نمایید. در این مقاله انواع مبردها را با یکدیگر مقایسه کرده و مهم‌ترین عوامل را با توجه به نوع سیستم مورد نظر در نظر می‌گیرند و مبرد بهینه را برمی‌گزینند.

مبرد های چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

براساس جدول Ashrea به جز آب که دمای انجماد آن صفر می‌باشد، بقیه‌ی مبردها دارای دمای انجماد پایینی می‌باشند. به همین دلیل، آب را فقط در سیستم‌های بالای صفر بکار می‌برند. بر اساس این جدول، به غیر از انیدرید کربنیک که دمای بحرانی پایینی دارد، بقیه‌ی مبردها دمای بحرانی بالا (بسیار بالاتر از دمای تقطیر) دارند. در نتیجه، اگر از انیدرید کربنیک به عنوان یک مبرد در سیستم تبرید استفاده شود، درجه فشار در آخر مرحله تراکم، بسیار بالا خواهد بود.

این امر باعث می‌شود که طراحی سیستم بر مبنای فشار بالا صورت گرفته و دستگاه لازم بزرگ و سنگین شود که خود باعث افزایش قیمت‌های اولیه‌ی ساخت آن خواهد شد. همچنین، به دلیل پایین بودن دمای بحرانی انیدرید کربنیک، می‌توان از آن در کندانسورهای آبی استفاده کرد. اگرچه هنوز این مبرد در دستگاه‌های قدیمی به کار می‌رود، اما به دلیل دسترسی به فریون‌ها، موارد استعمال آن منسوخ شده و بیش‌تر برای ساختن یخ خشک (انیدرید کربنیک جامد) بکار می‌رود و عموما به همین دلیل، بازده‌ی آن در مقایسه با بقیه‌ی مبردها اندک است.

در این مقاله بخوانید: خواص شیمیایی و ایمنی مبردها

فریون 12

گفتیم که دمای جوش و انجماد مبرد باید تا حد امکان پائین باشد. فریون 12، با درجه‌ی جوش 8/29- درجه‌ی سانتیگراد قابلیت استفاده در دماهای پایین، بالا و متوسط دارد و اغلب در واحدهای کوچک با کمپرسورهای متقارن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فریون 13

فریون 13 با درجه‌ی جوش 5/81- درجه‌ی سانتیگراد به دلیل پایین بودن درجه‌ی جوش در فشار بالا کار می‌کند و به همین علت در مرحله‌ی پایین سیستم کاسکاد قابل استفاده می‌باشد.

فریون 22

فریون 22 با درجه‌ی جوش 8/40- درجه ی سانتیگراد، مبردی نسبتا فشار بالا می‌باشد و به دلیل پایین بودن درجه‌ی جوش برای انجماد مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. حجم مخصوص بخار مکش این مبرد به دلیل فشار بالای آن کم‌تر از فریون 12 بوده و در جابه‌جایی مثبت کمپرسور، درصد ظرفیت زیادتری در مقایسه با فریون 12 می‌دهد.

R-40 (کلریدمیتل)

کلریدمیتل یا R-40 با درجه‌ی جوش 74/23- درجه‌ی سانتیگراد، در گذشته موارد استعمال زیادی داشته اما کاربرد آن به دلیل سمیت (و بی بویی) در صورت نشر خطرناک و کشنده بوده و با این که خواص ترمودینامیکی مناسبی دارد، منسوخ شده است فریون 502 که مخلوطی از 8/48 درصد وزنی فریون 22 و 2/51 درصد وزنی فریون 115 می‌باشد، در 6/45- درجه‌ی سانتیگراد به جوش می‌آید. خصوصیات ترمودینامیکی فریون 115 با درجه جوش 38- سانتیگراد مشابه فریون 22 بوده و مخلوط این دو در فریون 502 نسبت فشار پایین‌تری در مقایسه با فریون 22 دارد. به همین دلیل از آن برای تقطیر درجه بالا و تبخیر درجه پایین، مانند انجماد موادغذایی در سردخانه‌های زیر صفردرجه، استفاده می‌شود. همچنین از فریون 502 برای پمپ حرارتی نیز استفاده می‌شود.

کارین 7

مبرد 500 (به نام کارین 7) که ترکیبی از 8/73 درصد فریون 12 و 2/26 درصد دی فلورواتان (R-152) است، درجه‌ی جوشی برابر با 3/33- درجه ی سانتیگراد (پایین‌تر از فریون 12) دارد و اثر تبرید آن در واحد حجم جابه‌جایی کمپرسور، تقریباً 18 درصد بیشتر از فریون 12 کم‌تر از فریون 22 می‌باشد.

فریون 11

فریون 11 با درجه‌ی جوش 7/23 درجه ی سانتیگراد، مبردی فشارپایین بشمار می‌آید که در فشار زیر اتمسفر کار می‌کند و به همین دلیل دارای حجم بخار مکش بزرگی در هر درجه‌ی تبخیرکننده بوده و عموما در واحدهای بزرگ کمپرسورهای گریز از مرکز، در تأسیسات تهویه مطبوع مرکزی به کار می‌رود. مبرد 113 و 114، با درجه های جوش 68/47 و 5/3 درجه‌ی سانتیگراد، مبردهایی با درجه‌ی جوش بالا به شمار می‌آیند. مبردی 113 عموما در کمپرسورهای گریز از مرکز در تهویه مطبوع به کار می‌رود. درجه جوش آن بالاتر از مبرد 11 بوده و فشار پایین‌تر و حجم بخار مکش بیش‌تری در مقایسه با مبرد 11 دارد و به همین دلیل در کمپرسورهای گریز از مرکز استفاده می‌شود. از این مبرد برای تبرید آب و نیز سرمای دمای پایین نیز استفاده می‌شود از مبرد 114، اغلب در کمپرسورهای گریز از مرکز با دمای پایین و کمپرسورهای چرخشی استفاده می‌شود و موارد استعمال آن بیش‌تر برای تهویه مطبوع و سردکردن آب و تبرید در دمای پایین است. انیدرید سولفوریک، با درجه‌ی جوش 10- درجه‌ی سانتیگراد و فشار کم، تا پیش از سال 1930 مصارف خانگی و تجاری داشت اما کاربرد آن با آمدن فریون‌ها منسوخ شده است.

مبرد 717

مبرد 717 یا آمونیاک با درجه‌ی جوش 35/33- درجه ی سانتیگراد به دلیل خواص ترمودینامیکی خوبی که دارد در یخ‌سازی و سردخانه‌ها مورد استفاده  بسیاری دارد و چون حجم مخصوص آن کم است، ظرفیت سرمایی نسبتا زیادی با تغییر مکان کم پیستون ایجاد می‌کند. با این که استفاده از این مبرد از قدیم متداول بوده است، اما قابل رقابت با فریون‌ها نبوده و به دلیل ویژگی قابل انفجار و اشتعال بودن آن، کم‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد.