مبردهای طبیعی (هیدروکربن ها) در سیستم های تبرید
در اینجا قصد داریم درباره انواع مبردهای طبیعی بحث کنیم. در پایان این مبحث:
- در مورد تفاوت مبردهای مورد استفاده اطلاعات کسب می کنیم.
- کیفیت مبردهای مورد نیاز آینده را خواهیم شناخت.
- با مقادیر GWP وODP برای مبردهای طبیعی گوناگون آشنا می شویم.
- کدام هیدروکربن ها به عنوان مبرد استفاده می شوند.
- خواص هیدروکربن ها
- محدودیت های آتش پذیری آنها
- کاربردهای مختلف هیدرو کربن ها
- طراحی های مختلف دانفوس برای سیستم های هیدروکربن
مبردها حالت ها و گرایش ها
وضع قانون، استانداردها در مبردها مشخص می کند که بایستی کمترین تاثیر را بر محیط داشته باشند.که فاکتور کلیدی انتخاب مبردها در آینده است.
هیدروکربن ها:
- مبردهای طبیعی دوستدار محیط زیست هستند:
- پتانسیل آسیب به لایه ازون صفر دارند. (ODP)
- به شدت دارای دمای دیسچارج کم هستند( افزایش قابلیت اطمینان سیستم)
- هیدروکربن ها نیاز به شارژ کمتر مبرد دارند.
- دارای راندمان انرژی بالاتر در رنج وسیعی از شرایط هستند.
- هیدروکربن ها دارای قابلیت اشتعال هستند که بایستی نکات ایمنی در هنگام استفاده از این مبردها رعایت گردد.
آسیب به لایه ازون و گرمایش زمین
تاثیر بر محیط مبردهای سنته تیک (synthetic) باعث وضع قانون برای جایگزینی با مبردهایی که آسیب به لایه ازون و باعث گرمایش زمین نمی شوند، شده است.پروتکل کیوتو ابزاری برای کاهش گازهای گلخانه ای مانند مبردهای HCF C و CFC است. این قاون فشار برحرکت به سمت مبردهایی که کمتر باعث گرمایش زمین می شوند مانند پروپان (R290) و آمونیاک (R717) وCO2 R744) را افزایش داده است.
پرتکل مونترال برای کاهش استفاده از مبردهایی که به لایه ازون آسیب می زنند وضع شد و طبق این قانون مبردهایی که چنین تاثیری دارند، بایستی جایگزین شوند.
هیدروکربن ها:
انواع متفاوتی از مبردهای طبیعی (هیدروکربن ها) وجود دارند اما تعداد کمی از آنها به عنوان مبرد معمول هستند.
R600:
این مبرد زیاد استفاده نمی شود.
R600a:
در کاربردهای خانگی استفاده می رشود.
R290:
شبیه به R220 ( در فشار سیستم ) است و در هیت پمپ ها و کاربردهای فروشگاهی استفاده می شود.
R170:
در کاربردهای تبرید صنعتی و معمولا در ترکیب با مبردهای دیگر استفاده می شود.
R1270:
شبیه به R290 هستند اما در بعضی کاربردها کمی راندمان بهتری دارند هر چند نیاز به رینگ های ویژه در این سیست موجود دارد.
ویژگی هیدروکربن ها:
- سازگاری شیمیایی و رطوبت:
- قابلیت انحلال رطوبت در هیدروکربنها کم است. نصب یک فیلتر درایر برای جلوگیری از تشکیل کریستال و گرفتگی سیستم ضروری است.
- هیدروکربن ها به حالت شیمیایی غیر فعال هستند. مشکلاتی از لحاظ تولید محصولات تجزیه ای ندارند و مشکلات کمتری نسبت به HFCها و روغنهای POE دارند. روغنهای معدنی، POE و آکیل بنزن قابلیت استفاده با این مبردها را دارا هستند اما انحلال مبرد در روغن بالاست. مواد سیل ها و اورینگها بایستی بر اساس نوع هیدروکربن انتخاب شوند.
کیفیت شارژ مبرد:
- استاندارد بین المللی برای ویژگیهای هیدرو کربن ها وجود ندارد. کیفیت را با منابع سازنده بررسی کنید.
- گاز LPG(گاز مایع) یا مبردهایی که دارای 95% خلوص هستند، مناسب نیستند. پیشنهاد می شود میزان خلوص 5/99% باشد.
- دقت بالایی در هنگام شارژ گاز بایستی صورت گیرد زیرا مقدار شارژ کم است.
خواص هیدروکربن ها:
- R22 و R1340a شایع هستند و در بین تعمیرکاران مقبول تر هستند اما بایستی در نظر گرفت مبردهایی مانند R22 آینده ای ندارند.
- HCها: هزینه های ایمنی پروپان بالاست. هزینه ایزو بوتان بسیار کمتر است به ویژه در مصارف خانگی(150g> شارژ)
راندمان هیدروکربن ها
- هیدروکربن ها دارای خواص ترمودینامیکی عالی هستند.
- راندمان هیدروکربن ها مشابه یا در بعضی کاربردها بهتر از راندمان مبردهای HFC و HCFC است.
- تغییر طراحی داخلی إواپراتور (R600a )
- تغییر طراحی درون إواپراتور(R600a )
- استفاده از مبدل حرارتی خط ساکشن ( R600a & R290 )
- وکیوم کردن سیکل برای R600a مهم است تا گازهای غیر قابل تقطیر راندمان سیستم را کاهش ندهند.
محدودیت های شعله ور شدن
حد پائین اشتغال (LFL ): حداقل تمرکز مبرد که توانایی گسترش آتش در یک مخلوط همگن مبرد و هوا را در دمای c23 و فشار اتمسفر یک دارد.
حد بالای اشتغال (UFL): حداکثر تمرکز مبرد که قابلیت گسترش آتش در یک مخلوط همگن مبرد و هوا را در دمای 23 درجه سیلیوس و فشار اتمسفر یک دارد.
محدودیت های شعله وری پروپان
برای پروپان میزان LFL برابر1/2 % UFL برابر 5/9 % است که به این مناسب که ممکن است پروپان بین این دو مقدار شعله ور شود. استراژی مورد استفاده برای ایمنی، محدودیت مبرد اشتعال پذیر است.
کاربردهای هیدروکربن ها
- هیدروکربن ها در کاربردهای شارژ کم استفاده می شوند(کمتر از g150)
- شارژ مبردها معمول برای R6000a برابر 30 تا g 100 است.
- یک مدار اسپیلت را می توان برای شارژ کم طراحی کرد.
- هیدروکربن ها در چیلرهای اوت دور استفاده می شوند و دارای راندمان خوبی در کندانس هوایی، هیت پمپ ها یا در سیستم های کسکیت برای سوپرمارکت ها هستند.
- کاربرد صنعتی این مبردها رو به افزایش است.
- چیلر یک سیال دیگر را خنک می کند که در فروشگاه به گردش در می آید.
یخچال های خانگی و فریزرها
بیش از 650 میلیون فریزر و یخچال در تمام دنیا وجود دارد.