انواع مبرد های مورد استفاده در چیلر های تراکمی

شنبه، ۲۹ شهریور ۱۴۰۴

بررسی تخصصی انواع مبردهای مورد استفاده در چیلرهای تراکمی

بررسی تخصصی مبرد R22 در چیلرهای تراکمی

مقدمه

مبرد R22 یا HCFC-22 یکی از پرکاربردترین مبردها در سیستم‌های سرمایشی و تهویه مطبوع، به‌ویژه در چیلرهای تراکمی بوده است.

این مبرد سال‌ها به دلیل ویژگی‌های فنی مناسب مانند فشار کاری متعادل، راندمان بالا و سازگاری با

کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی و اسکرو، به‌عنوان انتخاب اصلی طراحان و تولیدکنندگان سیستم‌های سرمایشی به‌کار گرفته می‌شد.

با این حال، اثرات زیست‌محیطی این گاز باعث شد استفاده از آن در بسیاری از کشورها به‌تدریج محدود یا متوقف شود.


ویژگی‌های فنی مبرد R22

  • فرمول شیمیایی: CHClF₂ (کلرودی‌فلوئورومتان)

  • دسته‌بندی: HCFC (هیدروکلروفلوئوروکربن)

  • فشار عملیاتی: متوسط – متناسب با چیلرهای اسکرو و رفت‌وبرگشتی

  • راندمان انرژی (COP): مطلوب و مناسب برای مصارف صنعتی و تجاری

  • قابلیت سازگاری: با روغن‌های معدنی (Mineral Oil) و برخی روغن‌های سنتتیک


مزایای استفاده از R22 در چیلرهای تراکمی

  1. کارایی مناسب: راندمان حرارتی و سرمایشی مطلوب در محدوده دماهای مختلف

  2. پایداری عملیاتی: فشار کاری نه‌چندان بالا که باعث افزایش طول عمر کمپرسور می‌شود

  3. گستردگی استفاده: تا سال‌ها در اغلب سیستم‌های سرمایشی استاندارد مورد استفاده قرار گرفته است

  4. دسترس‌پذیری گذشته: در دهه‌های اخیر به‌وفور در بازار جهانی موجود بوده است


معایب و محدودیت‌های R22

  • اثر تخریب لایه اوزون (ODP ≈ 0.05): وجود کلر در ساختار مولکولی باعث تخریب اوزون می‌شود.

  • پتانسیل گرمایش جهانی (GWP ≈ 1810): نسبتاً بالا و اثرگذار بر تغییرات اقلیمی.

  • محدودیت‌های قانونی: طبق پروتکل مونترال، تولید و استفاده از R22 در بسیاری از کشورها متوقف یا محدود شده است.

  • افزایش هزینه‌ها: به دلیل کاهش تولید جهانی، قیمت این مبرد در بازار به‌شدت افزایش یافته است.


جایگزین‌های R22 در چیلرهای تراکمی

به دلیل محدودیت‌های زیست‌محیطی، مبردهای جایگزین زیر برای R22 معرفی شده‌اند:

  • R134a: پرکاربرد در چیلرهای اسکرو و سانتریفیوژ – بدون ODP اما با GWP بالا.

  • R407C: ترکیب نزدیک به R22، قابل استفاده در بسیاری از سیستم‌های موجود با تغییرات جزئی.

  • R410A: فشار کاری بالاتر، راندمان خوب، مناسب برای سیستم‌های جدید.

  • HFOها (مانند R1234ze): نسل جدید مبردها با GWP بسیار پایین و دوستدار محیط زیست.


چالش‌های جایگزینی R22

جایگزین کردن R22 با مبردهای جدید نیازمند توجه به:

  • سازگاری کمپرسور و روغن کاری

  • فشار عملیاتی سیستم

  • تغییرات احتمالی در مبدل‌های حرارتی

  • هزینه بالای ارتقا یا جایگزینی سیستم


نتیجه‌گیری

مبرد R22 سال‌ها به‌عنوان ستون اصلی صنعت تبرید و تهویه مطبوع به‌ویژه در چیلرهای تراکمی مورد استفاده قرار گرفته است.

اگرچه ویژگی‌های فنی مناسب این مبرد باعث محبوبیت آن شده، اما اثرات منفی زیست‌محیطی منجر به حذف تدریجی آن شده است.

در حال حاضر، صنعت تبرید به سمت استفاده از مبردهای جدیدتر مانند R134a، R410A و HFOها حرکت کرده است.

انتخاب جایگزین مناسب برای R22 نیازمند بررسی دقیق شرایط سیستم، هزینه‌ها و استانداردهای زیست‌محیطی است.

بررسی تخصصی مبرد R134a در چیلرهای تراکمی

مقدمه

مبرد R134a (HFC-134a) یکی از پرکاربردترین گازهای سردکننده در چیلرهای تراکمی سانتریفیوژ و اسکرو است.

این مبرد با ویژگی‌هایی مانند عدم تخریب لایه اوزون (ODP=0) و پایداری شیمیایی بالا جایگزین مناسبی برای مبردهای قدیمی مانند R22 شده است.

انتخاب R134a برای چیلرها باعث افزایش راندمان انرژی، کاهش اثرات زیست‌محیطی و کارکرد ایمن دستگاه می‌شود.


ویژگی‌های فنی R134a

  • فرمول شیمیایی: CH₂FCF₃

  • دسته‌بندی: HFC (هیدروفلوئوروکربن)

  • ODP: 0 (بدون اثر تخریب لایه اوزون)

  • GWP: 1430

  • فشار کاری: متوسط، مناسب برای چیلرهای تراکمی اسکرو و سانتریفیوژ

  • سازگاری با روغن: با روغن‌های پلی‌اُل استر (POE) و برخی روغن‌های سنتتیک


مزایای استفاده از R134a در چیلرهای تراکمی

  1. دوستدار محیط زیست: عدم تخریب لایه اوزون، کاهش اثرات زیست‌محیطی نسبت به R22

  2. پایداری شیمیایی: کمترین واکنش با مواد سیستم، کاهش رسوب و خوردگی

  3. راندمان انرژی بالا: عملکرد مناسب در محدوده دما و فشار عملیاتی

  4. سازگاری با تجهیزات مدرن: مناسب برای کمپرسورهای اسکرو و سانتریفیوژ جدید


معایب و محدودیت‌ها

  • GWP نسبتاً بالا: 1430 و اثر قابل توجه بر گرمایش جهانی

  • سازگاری محدود با سیستم‌های قدیمی: نیاز به روغن‌های خاص و تغییرات در سیستم در صورت جایگزینی R22

  • هزینه اولیه: نسبتاً بالاتر از مبردهای قدیمی به دلیل تکنولوژی جدید


کاربرد R134a در چیلرهای تراکمی

  • چیلر اسکرو: به دلیل فشار کاری مناسب و راندمان بالا، R134a گزینه اصلی در سیستم‌های صنعتی متوسط تا بزرگ است.

  • چیلر سانتریفیوژ: مناسب برای ظرفیت‌های بالا و عملکرد پایدار در طول سال.

  • تجهیزات HVAC پیشرفته: به عنوان مبرد استاندارد در بسیاری از سیستم‌های تجاری و اداری مدرن.


جایگزینی R22 با R134a

  • R134a به عنوان جایگزین اصلی R22 در بسیاری از سیستم‌های موجود استفاده می‌شود.

  • در جایگزینی باید به موارد زیر توجه شود:

    • سازگاری کمپرسور با روغن POE

    • تغییرات جزئی در فشار کاری و شیرهای انبساط

    • بررسی مبدل‌های حرارتی و لوله‌کشی


بررسی تخصصی مبرد R407C در چیلرهای تراکمی

مقدمه

مبرد R407C یکی از پرکاربردترین گازهای سردکننده در چیلرهای تراکمی است و به عنوان جایگزین R22 شناخته می‌شود.

این مبرد مخلوطی از سه HFC شامل R32، R125 و R134a است و به دلیل ویژگی‌های زیست‌محیطی بهتر و راندمان مناسب

در بسیاری از سیستم‌های سرمایشی صنعتی و تجاری به‌کار گرفته می‌شود.


ویژگی‌های فنی R407C

  • دسته‌بندی: HFC (هیدروفلوئوروکربن)

  • ODP: 0 (بدون اثر تخریب لایه اوزون)

  • GWP: حدود 1770

  • فشار کاری: متوسط، نزدیک به R22

  • سازگاری با روغن: نیاز به روغن‌های پلی‌اُل استر (POE)

  • ترکیب مخلوط: R32 (23%)، R125 (25%)، R134a (52%)


مزایای استفاده از R407C در چیلرهای تراکمی

  1. جایگزین مناسب R22: بدون نیاز به تغییر عمده در کمپرسور و سیستم

  2. دوستدار محیط زیست: بدون تخریب لایه اوزون

  3. راندمان انرژی قابل قبول: عملکرد نزدیک به R22 در شرایط عملیاتی مختلف

  4. سازگاری با سیستم‌های مدرن: مناسب برای چیلرهای اسکرو و سانتریفیوژ


معایب و محدودیت‌ها

  • افت راندمان نسبت به R22: به دلیل ماهیت غیرآزیوتروپیک مخلوط، امکان افت راندمان جزئی وجود دارد

  • حساسیت به نشتی: اختلاف دما در مبرد مخلوط باعث نیاز به کنترل دقیق سیستم می‌شود

  • نیاز به روغن POE: جایگزینی روغن معدنی با POE الزامی است


کاربرد R407C در چیلرهای تراکمی

  • چیلر اسکرو و سانتریفیوژ: مناسب برای ظرفیت‌های متوسط تا بزرگ با راندمان مطلوب

  • سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی و تجاری: به دلیل سازگاری با تجهیزات مدرن و عملکرد پایدار

  • جایگزینی R22: برای سیستم‌های قدیمی که قصد کاهش اثرات زیست‌محیطی دارند


نکات مهم در جایگزینی R22 با R407C

  1. تعویض روغن کمپرسور به POE

  2. بررسی فشار کاری سیستم و تنظیم شیرهای انبساط

  3. پاک‌سازی کامل مدار از R22 و روغن‌های قدیمی

  4. انجام تست نشتی دقیق قبل از شارژ مبرد


بررسی تخصصی مبرد R410A در چیلرهای تراکمی

مقدمه

مبرد R410A یکی از پیشرفته‌ترین گازهای سردکننده در سیستم‌های تهویه مطبوع و چیلرهای تراکمی است.

این مبرد به دلیل راندمان بالا، فشار کاری مناسب برای سیستم‌های مدرن و دوستدار محیط زیست بودن (ODP=0)،

جایگزین مناسبی برای مبردهای قدیمی مانند R22 شده است. R410A به طور ویژه در چیلرهای اسکرو و سیستم‌های مدرن HVAC کاربرد دارد.


ویژگی‌های فنی R410A

  • دسته‌بندی: HFC (هیدروفلوئوروکربن)

  • ODP: 0 (بدون اثر تخریب لایه اوزون)

  • GWP: حدود 2088

  • فشار کاری: بالاتر از R22 و R407C، نیازمند تجهیزات مقاوم‌تر

  • سازگاری با روغن: روغن‌های پلی‌اُل استر (POE)

  • ترکیب مخلوط: R32 (50%) و R125 (50%)


مزایای استفاده از R410A در چیلرهای تراکمی

  1. راندمان انرژی بالا: عملکرد بهینه در محدوده دما و فشار عملیاتی

  2. دوستدار محیط زیست: بدون تخریب لایه اوزون

  3. سازگاری با سیستم‌های مدرن: مناسب برای چیلرهای اسکرو و سیستم‌های HVAC جدید

  4. قابلیت کارکرد در فشار بالا: مناسب برای ظرفیت‌های بالای سرمایشی


معایب و محدودیت‌ها

  • فشار کاری بالا: نیاز به تجهیزات مقاوم و شیرهای مخصوص

  • GWP نسبتاً بالا: اثر قابل توجه بر گرمایش جهانی

  • نیاز به روغن POE: جایگزینی روغن معدنی الزامی است

  • هزینه تجهیزات: به دلیل فشار بالاتر و طراحی ویژه سیستم‌ها، هزینه اولیه بالاتر از R22 و R407C است


کاربرد R410A در چیلرهای تراکمی

  • چیلر اسکرو: برای ظرفیت‌های متوسط تا بزرگ با راندمان بالا

  • سیستم‌های HVAC مدرن: در ساختمان‌های تجاری و صنعتی پیشرفته

  • تجهیزات سرمایشی فشار بالا: برای پروژه‌های نیازمند فشار عملیاتی بالا و ظرفیت سرمایشی زیاد


نکات مهم در استفاده از R410A

  1. بررسی مقاومت تجهیزات و شیرها در فشار بالا

  2. استفاده از روغن POE مناسب

  3. تست نشتی دقیق قبل از شارژ سیستم

  4. آموزش پرسنل در نگهداری و سرویس به دلیل فشار بالای مبرد