روند مصرف گاز هاي فريوني

اگر شما هم در خانه خود وسایل تهویه، یخچال و فریزر و مواردی از این دست دارید و از آن‌ها برای خنک‌سازی محیط و نگهداری از غذاها استفاده می‌کنید شما در حال استفاده از گاز فریون هستید. البته از سال 2003 به بعد استفاده از فریون به دلایلی ممنوع شد و ممکن است از سایر مبردها در یخچال و دستگاه‌های تهویه شما استفاده شده باشد. در هر صورت فریون‌ها جزو اولین گازهایی بودند که در خنک‌سازی به کار برده شدند.

فرئون یا فریون یک کلروفلوئوروکربن (CFC) است و همانطور که می‌دانید این ترکیبات شیمیایی عاملی برای تخریب لایه ازون هستند و پس از کشف این عامل بلافاصله استفاده از آن‌ها ممنوع شد و یا کاهش یافت. البته هنوز هم در برخی یخچال‌ها از این گاز استفاده می‌شود. در این مقاله ابتدا نگاهی به تاریخچه گاز فریون خواهیم داشت و در ادامه اطلاعات دیگری را نیز در این زمینه ارائه خواهیم داد.

عناوین و تیترهایی که در این مقاله مشاهده خواهید کرد.

• تاریخچه گاز فریون
• گاز فریون چیست و چگونه کار می‌کند؟
• مواد استفاده از فریون
• پروتکل مونترئال در مورد استفاده از فریون
• فرئون در خانه‌ها
• 4 جایگزین امن برای فرئون

تاریخچه گاز فرئون

سی اف سی ها در سال 1890 شناخته شدند. این گازها بسیار خطرناک و اشتعال زا بودند و استفاده از آن‌ها تقریبا محال بود و صرفا مصارف آزمایشگاهی داشت. در سال 1920 شرکت جنرال موتورز تیمی را برای بهره‌وری از این گازها و تبدیل آن‌ به گاز پایا و غیرسمی تشکیل داد و البته آن‌ها بیشتر به دنبال جایگزینی برای فریون بودند که خواص مشابه آن را داشته باشد.

در سال 1930 جنرال موتورز با همکاری شرکت بزرگ صنایع شیمیایی در امریکا یعنی DuPont توانستند با ترکیب مواد شیمیایی و مهار انرژی جنبشی  و غیرپایایی این گاز، فریون را به یک گاز بی‌خطر و قابل استفاده تبدیل کردند.

گاز فریون یک گاز بی‌رنگ است که با نام R-22 نیز شناخته می‌شود. DuPont نام تجاری فرئون را برای این سی‌اف‌سی‌ها انتخاب کرد. استفاده از فریون در تبرید و قوطی‌های آیروسل نظیر افشانه‌ها سال‌های سال رایج بود. اما در سال 1974 یک محقق در دانشگاه کالیفرنیا فرضیه‌ای مطرح کرد که گاز فریون در حال تخریب لایه‌ی ازون است و این فرضیه را با استفاده‌ها از دلایل علمی ارائه کرد. اما تحقیق و بررسی همچنان توسط آکادمی علوم ملی امریکا ادامه داشت تا اینکه ایالات متحده استفاده از فریون و سایر CFC ها را در افشانه‌ها قدغن اعلام کرد. و در سال 1987 نیز پروتکل مونترئال اجرایی شد که به معنای ممنوعیت کلی سی اف سی ها در صنعت بود چرا که ضررهای این مواد روی لایه‌ی ازون کاملا محرز شده بود.

نه تنها خود گاز فریون مستقیما به لایه‌ی ازون آسیب می‌رساند بلکه استفاده صنعتی از آن و همچنین تولید فرئون باعث آزادسازی برخی محصولات مضر و آسیب‌زا به اتمسفر می‌شود. این محصولات گاز HFC-23 نامیده می‌شوند که موجبات آلودگی هوا و گرمایش زمین را فراهم می‌کند. گرچه گاز فریون در حال حاضر به طور کامل از چرخه‌ی استفاده خارج شده است اما هنوز هم در برخی وسایل و تجهیزات از این گاز خطرناک استفاده می‌شود.

فرئون چیست و چگونه کار می‌کند؟

گاز فریون در سیستم تبرید و سیکل‌های تبرید تراکمی به عنوان مبرد به کار برده می‌شود. اما عملکرد آن به چه شکل است و چه چیزی باعث شده است تا این ماده بتواند در داخل سیکل‌های تبرید باعث خنک‌سازی محیط شود؟

آشنایی با برخی ویژگی‌های فرئون دید بهتری نسبت به کارکرد کلی آن به شما می‌دهد:

فریون‌ها بی‌رنگ و بی‌بو و غیرخورنده هستند که در حالت مایع پتانسیل سمی بودن دارند و حالت گاز آن نیز بسیار واکنش دهنده اشت. فریون‌ها نقطه جوش پایینی دارند و تنش‌های سطحی آن‌ها نیز کمتر است و به دلیل پایین بودن لزجت آن‌ها بهترین گزینه برای استفاده در سیکل‌های تبرید بودند. فریون در حالت پایا، ساختار ماندگاری دارد و به همین دلیل استفاده مداوم از آن‌ها در سیکل بسیار ایده‌آل است.

فریون‌ها تنوع زیادی دارند و با برخی علامت‌های خاص از هم شناخته می‌شوند فریون 12، فریون 11، فریون 114 و فریون 113 انواع دیگر فریون‌ها هستند اما فریون 22 که با R-22 نشان داده می‌شود شناخته شده‌ترین آن‌هاست و بیشتر استفاده از فریون در فرایند تبرید متعلق به همین فریون 22 می‌باشد. این تفاوت در میان فریون‌ها بیشتر به دلیل تعداد اتم‌های سازنده می‌باشد و تعداد کلر یا فلوئور و یا کربن نشان‌دهنده نوع فریون موردنظر شماست.

دمای کاری فریون‌ها می‌تواند متفاوت باشد به طور مثال فریون 114 می‌تواند تا دماهای -100  نیز در سیکل عمل کند. اما ماکزیمم دمایی که در یک سیکل تبرید برای یک مبرد موردنیاز است تا -50 است که بسیار ایده‌ال می‌باشد. اشتباهی که می‌شود این است که فکر می‌کنند فریون‌ها خودشان گازهای سردی هستند که باعث خنک شدن یخچال می‌شوند در حالی که این کاملا اشتباه است، بلکه بالا بردن و کم کردن فشار و در یک سیکل می‌تواند تعیین کننده‌ی دمای فریون باشد. لازم به ذکر است که برخی فریون‌های دمای کاری آن‌ها تا +15 درجه هم می‌تواند باشد.

در داخل واحد خنک‌سازی سیستمی از کویل‌ها به همراه کمپرسور موجود می‌باشد. کمپرسور گاز فریون را متراکم و فشرده می‌کند و طبق قوانین ترمودینامیک دما و فشار گاز فریون بالاتر می‌رود. در حقیقت فرئون در این فرایند داغ می‌شود. این گاز از طریق کویل‌هایی عبور می‌کند تا به حالت مایع دربیاید و به نوعی حرارت خود را در کندانسور از دست می‌دهد. بعد از مایع شدن، به دلیل خواص خود مبرد که در اینجا همان گاز فریون است. دمای مبرد در حالت مایع نیز همچنان از دمای محیط کمتر است و در نتیجه در داخل اواپراتور انتقال حرارت از محیط به مبرد انجام می‌شود و این بار محیط حرارت خود را از دست می‌دهد و خنک‌تر می‌شود.

گاز فریون تا زمانی این حرارت را جذب می‌کند که کاملا تبخیر شود و با دمای اتاق به یک تعادل نسبی برسد. حالا دوباره وارد کمپرسور می‌شود و سیکل مجددا تکرار می‌شود تا زمانی که دمای داخل محوطه به یک مقدار خاص برسد و در همان حالت باقی بماند. سیستم کولر ماشین‌های دو دهه قبل و سیستم‌های تهویه خانگی و یخچال‌ها و فریزرها و چیلرها و … همه از این کارکرد و مکانیزم کاری فرئون بهره می‌بردند.

متاسفانه سیستم‌های تهویه و یا یخچال‌ها عمدتا دچار نشتی می‌شوند و وقتی مبرد نشت می‌کند اولا راندمان سیستم دچار تغییراتی می‌شود و ثانیا این مبرد نشت شده برای لایه‌ی ازون زیان‌آور است. بیشتر سیستم‌های تهویه بعد از سال 2003 استفاده از فریون را به طور کلی از دستور کار خود خارج کرده‌اند و دلیل آن هم صرفا قوانین و قواعد نبوده‌اند. به دلیل فرار بودن گاز فریون و همچنین نشتی مداوم آن هزینه‌های زیادی روی دست کاربران و تولیدکنندگان قرار می‌داد و این شرکت‌های تولیدکننده به فکر جایگزین‌های ارزان‌تر و قابل‌استفاده‌تر بودند.

در ضمن این نشتی‌ها ممکن است خودبخودی ایجاد شوند و یا هنگام تعمیر سیستم و یا نصب و ایجاد تغییراتی در آن ایجاد می‌شوند. به طور مثال تعویض فیلترها یا بهینه‌سازی عملکرد ترموستات به راحتی باعث ایجاد چنین مسائل و مشکلاتی می‌شود. مسلما می‌توان گاز فریون را مجددا به سیستم وارد کرد ولی آسیب‌های آن را نمی‌توان به حالت اولیه برگرداند و به همین دلیل استفاده از فریون به طور کلی به تاریخ پیوست.

موارد استفاده از فریون

فریون صرفا در واحدهای تهویه هوا کاربرد ندارد بلکه در یخچال و فریزرها و در ابعاد صنعتی در تجهیزات و وسایل تجاری نیز کارکرد دارد. استفاده از فریون برای حمل و نقل غذاها و محفظه‌های سرد و انباری‌‌های خنک بسیار رایج بود. حتی دستگاه‌های رطوبت‌زا نیز از R-22 برای عملکرد بهتر استفاده می‌کردند. به طور کلی هر جا که بتوان از سیکل تبرید استفاده کرد گاز فریون می‌تواند کاربرد داشته باشد.

اگر تجهیزات تهویه و یا یخچال و فریزر خود را به دقت بررسی کنید روی آن معمولا نوع مبرد استفاده شده درج شده است و اطلاعات سودمند دیگری نیز در مورد این دستگاه‌ها بیان شده است.

اگر بر روی تجهیزات خنک‌کاری شما از فریون‌های نامبرده شده نشانی باشد یعنی همچنان  در حال استفاده از سیستم‌های فریونی هستید. برخی چیلرهای قدیمی از فریون با میزان واکنش‌پذیری بالا استفاده می‌کردند که خورنده‌تر از انواع دیگر است و اگر از این نوع چیلرها دارید مطمئنا بهترین کار تعویض آن‌هاست. در ایران نیز به دلیل استفاده از وسایل قدیمی و از دور خارج شده، میزان تولید و آزادسازی فریون بالاست و استفاده از جایگزین‌های فریون می‌تواند قدم مثبتی در این زمینه باشد. با این حال بهتر است همین الان سیستم خود را چک کنید و اگر فریونی است به فکر راه چاره‌ای برای آن باشید.