گاز خنک‌کننده یا مبرد یک ترکیب شیمیایی می‌باشد که استفاده‌های زیادی دارد. کار اصلی این گازها خنک کردن هوا یا قطعات مختلف است. به طور ساده طرز کار مبردها برای خنک کردن، به این صورت است که به شکل مایع در مجاورت گرما قرار می‌گیرند، سپس با جذب گرما به صورت گاز در می‌آیند و پس از انتقال آن با روش‌هایی مانند فشرده شدن، گرما را آزاد کرده و انتقال می‌دهند. مبردها دارای انواع مختلفی هستند. نوعی از آن‌ها که فلوئوروکربن هستند از ترکیب شیمیایی فلوئور و کربن حاصل می‌شوند و بیشتردر یخچال‌ها و تهویه‌های مطبوع کاربرد دارند.
به عنوان نمونه‌هایی از گاز خنک‌کننده بی‌خطر می‌توان به cfc ها hcfc ها و hfc ها اشاره کرد که هرکدام ساختار و ترکیب شیمیایی متفاوتی دارند. در این مقاله سعی بر این است که شما را با انواعی از گاز خنک‌کننده بی‌خطر آشنا کنیم و نمونه‌هایی از آن را با ویژگی‌های مختلف بیان کنیم.
کاربرد گاز خنک کننده چیست؟
گاز فریون نقش مهمی در زندگی بشریت دارد، این گازها که انواع مختلفی دارند، در دستگاه‌ها و صنایع مختلف برای کنترل و حفظ دما نقش مهمی ایفا می‌کنند. کاربردهای دیگر این گازها در یخچال فریزرهای خانگی و تهویه مطبوع می‌باشد. از مبردها در صنایع شیمیایی، دارویی، غذایی و الکترونیک نیز استفاده می‌شود. در صنایع دارویی طی فرایند تولید و نگهداری برخی داروها که نیاز به دمای پایینی این گازها بسیار حائز اهمیت هستند همچنین در صنایع غذایی برای نگهداری مواد غذایی و جلوگیری از فاسد شدن آن‌ها از گاز خنک‌کننده بی‌خطر استفاده می‌شود.
گاز خنک کننده بی‌خطر کدام است؟
یکی از مهم‌ترین موضوع‌ها در استفاده از مبردها انتخاب گاز خنک‌کننده بی‌خطر می‌باشد. در گذشته پرکاربردترین گاز سرمایشی به جهت خنک‌کنندگی بالا،CFC ها بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفتند اما این گازها به دلیل آسیب جدی به محیط زیست و لایه اوزون به تدریج جای خود را به HFC ها دادند.
این نوع از مبردها به لایه اوزون آسیبی نمی‌رسانند اما در مقابل پتانسیل بالایی برای گرمایش جهانی دارند و به همین علت استفاده از آن‌ها نیز در حال کاهش است. همچنان و هر روزه دانشمندان به دنبال جایگزین‌های مناسب‌تری برای انواع قدیمی مبردها هستند. نمونه‌هایی که برای جایگزین شدن معرفی شدند ایزوبوتان و پروپان می‌باشند که از ویژگی‌های آن‌ها می‌توان به اشتعال پذیری و پتانسیل گرمایش جهانی پایین اشاره کرد.
همچنین انواعی از گازهای مصنوعی مانند HFOs ها مورد توجه دانشمندان قرار گرفته‌اند. HFOs ها نیز نسل جدیدی از گازهای خنک‌کننده هستند که پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایینی دارند و همچنین اشتعال‌پذیری آن‌ها نیز کم است. اما در هر صورت انتخاب گاز خنک‌کننده بی‌خطر نیازمند توجه به عواملی مانند نوع سیستم مبرد ، شرایط و مقرارات ایمنی و محیط زیست می‌باشد.
راهنمای انتخاب گاز خنک کننده بی خطر
برای کارشناسان و فعالان اهل صنعت یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها تدارک یک سیستم سرمایش مناسب می باشد. انتخاب دقیق بهترین گاز خنک کننده به جهت تاثیری که بر لایه اوزون و تغییرات اقلیمی دارند، بسیار حائز اهمیت است. در انتخاب گاز خنک‌کننده مواردی هستند که باید به آن‌ها توجه کنید.
- پتانسیل گرمایش جهانی گاز خنک کننده: این فاکتور میزان تاثیر گاز بر تغییرات آب و هوایی را مشخص می‌کند. هر چه میزان پتانسیل گرمایش جهانی یک گاز بیشتر باشد به این معنی است که در مقایسه با دی اکسید کربن که به عنوان مبنا در نظر گرفته می‌شود، می‌تواند گرمای بیشتری از خورشید را دریافت کند و در خود نگه دارد که به آن اثر گلخانه‌ای می‌گویند.
- گزینه بعدی که باید مورد توجه قرار بگیرد، اثر گاز خنک‌کننده مورد نظر بر لایه اوزون است. لایه اوزون وظیفه حفاظت از ما در برابر اشعه‌های نور خورشید را دارد که نقش مهمی را برای ادامه حیات ایفا می‌کند. همانطور که در بخش‌های قبلی گفتیمCFC ها می‌توانند به لایه اوزون آسیب برسانند و آن‌را تخریب کنند، به همین دلیل استفاده از CFC ها بسیار محدود می‌باشد.
- مورد بعدی که که یکی دیگر از موارد بسیار مهم در انتخاب گاز خنک‌کننده بی‌خطر است میزان اشتعال پذیری آن است. گازهایی که اشتعال پذیری بالایی دارند، می‌توانند در صورت ترکیب با اکسیژن موجب آتش سوزی و یا انفجار شوند که قطعا استفاده از آن در محیط‌هایی که ایمنی لازم راندارند، مناسب نیستند.
جمع‌بندی
در این مقاله سعی شد با بررسی گازهای سرمایشی و معرفی ویژگی‌های آن‌ها به سوال گاز خنک کننده بی‌خطر کدام است، پاسخ داده شود. همان طور که اشاره کردیم، مبردها، موادی شیمیایی هستند که با جذب گرما از محیط، باعث کاهش دما می‌شوند و در صنایع مختلف از جمله سرمایش، تهویه مطبوع و صنایع غذایی و دارویی کاربرد گسترده‌ای دارند.
انتخاب گاز خنک‌کننده مناسب، به عوامل متعددی از جمله پتانسیل گرمایش جهانی (GWP)، تاثیر بر لایه اوزون، اشتعال‌پذیری، میزان سمی بودن، کارایی و هزینه بستگی دارد. گازهای طبیعی مانند ایزوبوتان و پروپان، به دلیل اشتعال‌پذیری پایین و پتانسیل گرمایش جهانی بسیار کم، به عنوان گزینه‌هایی برای استفاده انتخاب شده‌اند. همچنین، گازهای مصنوعی مانند (HFOs) نیز به دلیل خواص ترمودینامیکی مناسب و پتانسیل گرمایش جهانی بسیار پایین، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در نهایت، انتخاب بهترین گاز خنک‌کننده برای هر کاربرد خاص، نیازمند ارزیابی دقیق و جامع تمام عوامل مؤثر است.
