گاز فریون

گاز فریون

گاز فریون یا آنچه ما به این نام می شناسیم، ترکیبی شیمیایی است که در بسیاری از صنایع برای تولید سرما از آن استفاده می شود. در اغلب یخچال های خانگی، یخچال های صنعتی، سیستم های تهویه هوا و کولرها از گاز  به عنوان مبرد بهره برده می شود.

وظیفۀ ای ماده در سیستم های خنک کننده انتقال گرما از محیطی به محیطی دیگر است. امروزه نیز از انواع گازهای فریون با درصدهای متفاوت در صنایع به منظور برودت و یا تهویه مطبوع استفاده می‌شود. در مقاله گاز  مبرد چیست قصد داریم دربارۀ این ماده صحبت کنیم، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن را بررسی کنیم و با انواع مبرد های امروزی آشنا شویم.

آشنایی با گاز  فریون

فریون در واقع نامی تجاری است که روی دستۀ خاصی از مواد شیمیایی گذاشته شده است. کلروفلوئورو کربن یا همان CFC در صنایع بیشتر به نام فریون شناخته می شود. برای دسته بندی انواع گازهای CFC نیز از عدد گذاری استفاده می گردد.

در گذشته برای ساخت یخچال های خانگی و همچنین دستگاه های تهویه هوا از فریون 12 استفاده می شد. دلیل انتخاب فریون 12 به عنوان سرد کننده ویژگی های آن بود. گاز فریون از ظرفیت گرمایی بالایی برخوردار است. ضمن اینکه در دمای معمولی حال گازی دارد و اگر فشرده یا سرد شود، به حالت مایع در می آید. ویژگی دیگر این گاز این است که قابلیت اشتعال نداشته و سمی نیز نیست. به همین خاطر برای طراحی سیستم های خنک کننده لااقل تا سال 2013 انتخابی ایده آل به نظر می رسید.

استفاده از فریون به عنوان مبرد

خنک کننده

تاریخچۀ تولید گازهای CFC به قرن بیستم بر می گردد. در این سال ها بود که برای نخستین بار گاز CFC در واحد صنعتی تولید شده و به عنوان خنک کننده در سیستم های سرمایشی مورد استفاده قرار گرفت.

البته گازی که نخستین بار تولید شده بود، خاصیت انفجاری داشت و مشکلاتی را به بار می آورد. تا اینکه در سال 1930 فریون 12 در ابتدا به صورت آزمایشگاهی تولید شد و مورد آزمایش قرار گرفت. فریون 12 غیرقابل اشتعال بوده و در صورت تنفس هم مشکلی برای شخص ایجاد نمی کرد. به همین خاطر به سرعت جای خود را در صنایع سرمایشی باز کرد و جایگزین گازهای مبرد پیشین شد. بعد از فریون 12، دیگر ترکیبات شیمیایی CFC ها نیز به مرور به تولید صنعتی رسیده و مورد استفاده قرار گرفت.

ولی پس از اینکه بحث زمین گرمایی به صورت جهانی مورد توجه قرار گرفت، در قرارداد وین، گازهای فریون به عنوان یکی از عوامل مهم از بین رفتن لایۀ اوزون مطرح شد و طبق این قرارداد استفاده از آن ها محدود شده و قرار بر این شد که طی یک دورۀ مشخص کاملاً از چرخۀ تولید کنار گذاشته شوند. با این حال همچنان در کشورهای درحال توسعه از انواع گازهای فریون در تولید یخچال های خانگی و دیگر وسایل سرماساز و حتی سرد خانه های صنعتی نیز استفاده می شود. دلیل این انتخاب در دسترس بودن این مبرد و قیمت پایین آن است.

انواع گاز فریون

در گذشته و پیش از تولید انبوه گازهای CFC از آمونیاک و دیگر ترکیبات آن به عنوان مبرد استفاده می شد. بعدها با از راه رسیدن گاز فریون، به واسطۀ خواص ترمودینامیکی عالی، همچنین بی بو بودن و غیرقابل اشتعال بودن، استفاده از آن رونق گرفت و به سرعت جایگزین دیگر گازهای مبرد شد. پس از مسائل زمین گرمایی دیگر ترکیبات شیمیایی مثل HCFC

ها و HFC ها به عنوان جایگزین گازهای فریون مطرح شدند؛ که البته قیمت بالاتری دارند و تولید آن ها در شرایط سخت تری صورت می پذیرد.

امروزه از گازهای فریون به همراه دیگر گازهای مبرد به صورت ترکیبی استفاده می شود. دلیل این کار، بهبود عملکرد دستگاه به همراه کاهش احتمال نشت گاز در سیستم است. مهم ترین مشخصه ای که برای ترکیب این گازهای مبرد در نظر گرفته می شود، شاخص GWP است. این شاخص به پتانسیل زمین گرمایی معروف بوده و هرچقدر به صفر نزدیک تر باشد، گاز مبرد برای محیط زیست خطر کمتری خواهد داشت.

در ساخت سیستم های سرماساز همواره به یک گاز مبرد نیاز است. در گذشته از آمونیاک به عنوان مبرد استفاده می شد، ولی با کشف فریون 12 این گاز به سرعت جایگزین مبردهای قدیمی کرد و صنعت یخچال سازی دنیا را تکان داد. با این حال به خاطر عوارض زمین گرمایی فریون 12 و مبرد 22، استفاده از آن ها به مرور زمان محدود شده و با مبردهای دیگری جایگزین شده اند. ملاک انتخاب گازها خواص ترمودینامیکی مناسب و شاخص GWP پایین آن است. امروزه بیشتر از گازهای مبرد ترکیبی در ساخت وسایل سرماساز استفاده می شود.