مبرد یا سرمازا، ماده یا ترکیبی از مواد است، که معمولاً به شکل سیال بوده و در سیستم‌های تبرید استفاده می‌شود. مبردها در اکثر چرخه‌های تبرید تغییر فاز داده و از مایع به گاز و سپس برعکس تبدیل می‌شوند. عموما سیستم تهویه مطبوع دارای سیکل تبریدی جهت خنک کردن محیط هستند.
مهم‌ترین عضو یک سیستم تهویه مطبوع مبرد باشد که وظیفه دارد گرما را از یک محیط جذب کرده و به محیطی دیگر منتقل کند. البته که این انتقال گرما به خودی خود رخ نمی‌دهد و با استفاده از تجهیزاتی مانند کمپرسور، اواپراتور و کندانسور که عضو‌های حیاتی یک سیستم تهویه به حساب می‌آیند، این پدیده صورت می‌گیرد. ماده مبرد در زمان طی کردن یک سیکل به طور مرتب از حالت مایع به گاز تبدیل می‌شود و سپس دوباره با سرد شدن، از گاز به مایع تغییر حالت می‌دهد.
ترکیبات شیمیایی گازهای مبرد
از گازهای مبرد و انواع آن می توان به گاز مبرد پر کاربرد R22 اشاره نمود که در آن از کربن، هیدروژن، کلر و فلوئور (CHCLF2) استفاده شده و غیر قابل اشتعال و انفجار می باشد. این مبرد درجه سمی بسیار پایین و دمای جوش ۴۰ درجه سانتیگراد، ثبات شیمیایی خوب، اثر خوردگی بسیار کمی بر روی فلزات برخوردار است. استفاده از این گاز باعث آزاد شدن گاز O3 در محیط شده و اثرات مخرب بر لایه ازن داشته همچنین باعث گرم شدن جو زمین می شود به همین دلیل از چند سال گذشته در کشورهای اروپایی و آمریکایی استفاده از این گاز در سیستم تبرید ممنوع شده است.
مواد مبرد را بر اساس ترکیب شیمیایی موجود در آن‌ها دسته بندی می‌کنند. معروفترین آن‌ها شامل خانواده کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC)، هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها (HCFC)، هیدروفلوئوروکربن‌ها(HFC) و مبردهای طبیعی می‌شود.
اعضای معروف این دسته بندی ها به شرح ذیل است:
- کلروفلوئوروکربن (CFC) : R113 – R12 -R11 – R115- R114
- هیدروکلروفلوئوروکربن (HCFC) : R123- R22
- هیدروفلوئوروکربن (HFC) : R404A – R407C – R410A – R134a
- گاز های مبرد طبیعی مانند آمونیاک، کربن دی اکسید و پروپان می باشند.
محیط زیست و گاز مبرد:
تاثیر مواد مبرد بر محیط زیست را نیز با دو عدد موسوم به پتانسیل تخریب لایه ازون (ODP) و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) توصیف می‌کنند.
عدد ODP مقداری در بازه صفر تا یک دارد که هرچه این عدد به یک نزدیک‌تر باشد، نشان‌دهنده آن است که پتانسیل بیش‌تری برای تخریب لایه ازون دارد. عدد ODP مبردهای کلروفلوئوروکربن به طور معمول زیاد است؛ چراکه در ترکیب شیمیایی آن‌ها کلر وجود دارد. به دلیل همین موضوع نیز امروزه دیگر از گازهای CFC به عنوان ماده مبرد استفاده نمی‌شود.
اما مقادیر GWP می‌تواند از صفر تا چند هزار تغییر کند. همانند عدد قبلی، هرچه GWP بزرگ‌تر باشد، نشان‌دهنده آن است که تاثیر منفی گاز بر گرمایش جهانی بیش‌تر است. گازهای HCFC نیز با اینکه به نسبت گازهای CFC عدد GWP کمتری دارند، اما همچنان GWP آن‌ها نیز زیاد است. بنابراین امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مبردهای جدید
مبردهای شیمیایی جانشینی برای مبردهای مرسوم معرفی شده‌اند که در میان مدت و بلند مدت جایگزین مبردهایی مانند R22 و R134a خواهند شد که به دلایل محیط زیستی باید کنار گذاشته شوند. حتی مبردی مانند R410A نیز تا چند سال آینده حذف خواهد شد. مبردهایی مانند R1234yf یا R1234ze که عدد GWP پایینی دارند می‌توانند به عنوان جانشینی برای مبردهای رایج عمل کنند و برنامه‌هایی برای جایگزین کردن آن‌ها در سال‌های آتی وجود دارد.
انتخاب صحیح مبرد
در طراحی یک سیستم تبرید می‌تواند تاثیر فراوانی بر ایمنی، طول عمر و مصرف انرژی سیستم بگذارد. فاکتورهایی که می‌توانند در انتخاب یک ماده مبرد تاثیر بگذارند به شرح زیر هستند:
۱- خواص ترمودینامیکی مانند نقطه جوش، دمای بحرانی و ظرفیت گرمایی مبرد
۲- پایداری شیمیایی یعنی ماده مبرد نباید به راحتی تجزیه شود و یا با مواد دیگر واکنش نشان دهد
۳- خواص فیزیکی یعنی چگالی پایین و ضریب انتقال حرارت بالا و عدم آسیب رسانی به لوله‌ها و دیگر قطعات
۴- ایمنی و تاثیر مبرد بر سلامت و محیط زیست
• در مجموع مشخصات خاصی از جمله درجه سمی پائین، قابل اشتعال و انفجار نباشد،نقطه ی جوش پایین، گازهای پایدار باشد، ترجیحا سازگار با محیط، و همچنین هزینه خرید و نگهداری آن پایین باشد.
ویژگی های گاز مبرد استاندارد
گاز مبرد مناسب در سیستم های تهویه مطبوع و صنعتی دارای ویژگی هایی است که عبارتند از :
- سازگار با محیط زیست
- پایین بودن هزینه نگهداری و خرید
- سمی و خورنده نبودن
- پایدار بودن
- دارای نقطه جوش پایین
- غیر قابل اشتعال و انفجار
- قابل تشخیص بودن در حالت نشت
- داشتن عدد ODP و GWP پایین
رنگ کپسول های مبرد
هر گاز مبرد با رنگ کپسول منحصر به خود شناسایی می شود. جدول روبرو این رنگ ها را به تفکیک نوع گاز نشان می دهد.