اگر به تاریخچه ایجاد انواع کولر گازی و اختراع آن برگردیم، خواهیم دید که از همان ابتدا علم تبرید با انواع گازها مهم ترین نقش را در این میان داشته است. در اواسط قرن نوزدهم این علم و استفاده از انواع گاز، برای ابتدایی ترین سیستم خنک کننده استفاده شد که از آن گاز به عنوان گاز مبرد کولر گازی در یک سیکل تراکمی استفاده می شد. وظیفه مبرد در تمامی دستگاه های خنک کننده و کولر های گازی در طول تاریخ، این است که گرما را از یک محیط جذب کرده و به محیطی دیگر منتقل کند و این ساده ترین شکل ممکن برای توضیح روش کار آن است.
در ادامه راجع به چگونگی این انتقال ( انتقال گرما ) بیشتر صحبت خواهیم کرد اما به اختصار می توان گفت، انتقال گرما به خودی خود رخ نخواهد داد و برای اینجام شدن این کار به تجهیزاتی مانند کمپرسور، اواپراتور و کندانسور که مهمترین اجزای یک سیستم تهویه هستند نیاز خواهیم داشت. این مبرد به صورت مداوم در یک سیکل حرکت می کند و از حالت گاز به مایع و دوباره از مایع به گاز تبدیل می شود و سیستمهایی که در بالا نام شان را بردیم در تبدیل این مبرد به مایع و گاز وظیفه اصلی را به عهده دارند. ماده مبرد نیز مانند خونی که از در رگ ها جاری است و وظیفه جابجایی انرژی را در بدن دارد، در این سیستم تهویه وظیفه انتقال و جابجایی گرما را به عهده دارد.
به صورت کلی انواع گاز مبرد را در دو دسته بندی طبیعی و گاز مبرد مصنوعی تقسیم بندی می کنند. این تقسیم بندی به دلیل حمایت از محیط زیست و جلوگیری از آلوده شدن و از بین رفتن آن و همچنین جلوگیری از انتشار گاز های مخرب برای لایه اوزون ایجاد شده است. در ادامه هر یک از انواع ماده مبرد صنعتی و ماده مبرد طبیعی را بررسی می کنیم و انواع و مدلهای آن را لیست می کنیم.
انواع گاز مبرد صنعتی
از میان انواع گازهای مبرد صنعتی، دو نمونه هیدروفلوئوروکربن و فلوروکربن بدون کلز هستند و بنا بر این برای لایه اوزون ضرر و خطری ندارند. اما در دو مدل دیگر کلر وجود دارد و می توان گفت برای لایه اوزون خطرناک هستند.
- کلروفلوئوروکربن (CFC)
- هیدرو کلروفلوئوروکربن (HCFC)
- هیدرو فلوئوروکربن (HFC)
- فلوروکربن (FC)
انواع گاز مبرد طبیعی
در انوااع گازهای مبرد طبیغی، عدد ODP برابر صفر است و مقدار GWP آنها هم به حدی پایین است که قابل چشم پوشی است. این گاز ها سابقه طولانی مدتی برای استفاده در طول تاریخ داشته اند و می توان گفت از همان ابتدای اختراع سیستم تهویه تبریدی مورد استفاده قرار میگرفتند. عمر استفاده برخی از گاز های تبریدی طبیعی به بیش از 150 سال می رسد. در ادامه این گاز ها را لیست کرده ایم.
- هیدروکربن HC
- آمونیاک (NH3)
- کربن دی اکسید (CO2 )
برخی از پرکاربرد ترین گازهای مبرد کولر گازی
- گاز مبرد R134A :
تترافلوئورواتان یا مبرد R134a از دو اتم کربن، دو اتم هیدروژن و چهار اتم فلور تشکیل می‌شود. تاثیری بر روی لایه ازون نمی‌گذارد. این ماده مبرد غیر مشتعل و غیرانفجاری است و میزان سمی بودن آن نیز در حد استاندارد است.
- گاز مبرد R407C :
مخلوطی از چند هیدروفلوئوروکربن مانند دی‌فلوئورومتان و پنتافلوئورومتان است. به دلیل اینکه کلر در ترکیب آن وجود ندارد، آسیبی برای لایه ازون به بار نمی‌آورد.
- گاز مبرد R404A :
یک جایگزین ایمن برای R22 به شمار می‌آید. بدون رنگ و غیرمشتعل است. البته تماس مستقیم پوست بدن با R404A می‌تواند مضر باشد.
- گاز مبرد R410A :
این ماده از ترکیب چند هیدروفلوئوروکربن تشکیل می‌شود. به دلیل اینکه کلر در ترکیب آن وجود ندارد، آسیبی برای لایه ازون به بار نمی‌آورد.
- گاز مبرد R22 :
این مبرد پیش از این پرکاربرد بود و پس از اینکه مشخص شد استفاده از آن می‌تواند به لایه ازون صدمه وارد کند، استفاده از آن کاهش پیدا کرد.
- گاز مبرد R717 :
میزان سمی بودن بالا، واکنش پذیر و قابل اشتعال بودن از جمله معایب این ماده است. همچنین در دماهای بالای خروجی از کمپرسور، ممکن است آمونیاک مقداری به نیتروژن و هیدروژن تجزیه شود که باعث افزایش مصرف انرژی خواهد شد.