مبردها را عمدتاً مي توان بر حسب نوع جذب و دفع حرارت در يك سيستم تبريد، به دو گروه مبردهاي اصلي و فرعي تقسيم كرد.ابتدا خواص ترموديناميكي،فيزيكي و شيميايي و ايمني مبردهاي اصلي را مورد بررسي قرار مي دهيم، سپس بعضي از آنها را با يكديگر مقايسه مي كنيم.

تعريف مبردهاي اصلي
تبريد،تحول دفع حرارت از اجسام يا فضاست و سيالهايي كه در سيستم تبريد براي دفع حرارت و توليد سرما مورد استفاده قرار مي گيرند مبرد ناميده مي شوند.مبردهاي اصلي،آنهايي هستند كه به وسيله ي جذب دماي نهفته،عمل تبريد را انجام مي دهند. به طور مثال،فريون 11 ،12 و 22 و يا آمونياك كه دربخشهاي بعدي اين فصل درباره آنها بحث مي شود، جزو مبردهاي اصلي به شمار مي آيند.اين مبردها،دما را ازطريق عمل تبخير در دما و فشار پائين جذب كرده و توسط عمل تقطير در دما و فشار بالاتر دفع مي كنند.
خواص مبردهاي اصلي
 براي اينكه يك مبرد؛ مؤثر و كارآمد باشد،مي بايستي داراي خواص زير باشد؛

الف ـ خواص ترموديناميكي
1ـ حرارت نهفته ي تبخير:حرارت نهفته ي تبخير مبرد مي بايستي تا حد امكان بالا باشد زيرا بالا بودن حرارت نهفته ي تبخير باعث مي شود كه مقدار كمي از مبرد،مقدار زيادي از حرارت را جذب كند و به همين دليل از لحاظ اقتصادي بصرفه مي باشد.
 2 ـ دما و فشار بحراني: هر گاز يا بخار،دماي حداكثري دارد كه در آن دما،تقطير به مايع مي شود و در بالاي اين دما،بدون توجه به فشاري كه بر آن وارد مي آيد،به صورت گاز باقي مي ماند.بر همين اساس،دماي بحراني يك مبرد مي بايستي بيشتر از دماي تقطير آن باشد.هنگامي كه دماي بحراني پائين باشد،اتلاف بازده به دليل داغ كردن بخار مبرد در تراكم و انبساط مايع در مرحله ي انبساط،زيادتر خواهد بود.اگر فشار بحراني يك مبرد پائين باشد،امكان تقطير بخار در كندانسور وجود ندارد.بر همين اساس،مبرد مي بايستي از فشار بحراني نسبتاً بالايي برخوردار باشد.
3 ـ دماي جوش:مهمترين خاصيت ترموديناميكي يك مبرد،دماي جوش طبيعي آن است كه در واقع،اكثر ديگر خصوصيتهاي ترموديناميكي،به آن بستگي دارند.دماي جوش مبرد مي بايستي در فشار اتمسفر پائين باشد تا نيازي به ايجاد خلاء يا فشار كمتر از فشار اتمسفر نباشد.
4 ـ دماي انجماد:روشن است كه مبرد مي بايستي داراي دماي انجمادي زير دماي كاركرد در سيستم باشد.اين خاصيت ترموديناميكي از نقطه نظر كاركرد در دماي پائين مورد نظر مي باشد.نقطه ي انجماد اكثر مبردها(به جز آب)نسبتاً پائين است.آب،فقط در سيستمي كه در بالاي صفر درجه ي سانتيگراد كار مي كند،مورد استفاده قرار مي گيرد.
5 ـ گرماي ويژه مبرد مايع:اين گرما مي بايستي تا حد امكان پائين باشد تا مقدار بخاري كه در مرحله ي انبساط درون شير انبساط به وجود مي آيد،حداقل باشد و به اين وسيله قدرت تبريد مبرد بيشتر و ظرفيت تبريد آن بهتر شود.
6 ـ فشار كندانسور و تبخيركننده:به منظور جلوگيري از نشر هوا و رطوبت از خارج، فشار كندانسور و تبخيركننده مي بايستي بالاي فشار اتمسفر باشد.البته اين دو فشار
نمي بايستي زياد بالا باشد زيرا اين امر باعث نياز به كمپرسور،كندانسور و تبخيركننده ي بزرگتر و سنگين مي شود كه در نتيجه،قيمت اوليه ي سيستم را افزايش خواهند داد.اختلاف فشار كندانسور و تبخيركننده بايد تا حد امكان حداقل باشد تا از نشر مبرد در اتصالات لوله جلوگيري شود.همچنين،ضريب تراكم(نسبت فشار در كندانسور به فشار در تبخيركننده) مي بايستي كم باشد تا از نشر مبرد در پيستون كمپرسور جلوگيري شود.نشر خلاء،افزايش هزينه ي عملكرد سيستم را به همراه دارد و رطوبت در بيشتر مبردها و نيز روغن تأثيرات ضايع كننده اي در اجزاء سيستم تبريد دارد.
 7 ـ حجم مبرد بخار مكش در هر تن تبريد:حجم مبرد بخار مكش در هر تن تبريد تعيين كننده ي نوع كمپرسور مورد نياز براي سيستم تبريد بوده و مقدار آن نشان دهنده ي اندازه ي كمپرسور است.اين مقدار،عموماً مي بايستي تا حد امكان كم باشد تا اندازه ي كمپرسور نيز كوچك باشد.
8 ـ ضريب عملكرد : شايد بتوان گفت اين ضريب از مهمترين عوامل در تعيين مبردها بشمار مي آيد و كارآيي يك ماشين تبريد را نمايان مي سازد كه خود در واقع اثر تبريد(سرماي مفيد)بر كار انجام شده است.ضريب عملكرد،نشان دهنده ي هزينه ي كاركرد يك سيستم تبريد بوده و هرچه مقدار آن بالاتر باشد،هزينه ي كاركرد كمتر خواهد بود،البته حداكثر مقدار آن براي مبردها،مقدار چرخه ي كارنو(كه ايده آل است)محدود
مي باشد.

ب – خواص فيزيكي
مهمترين خواص فيزيكي يك مبرد خوب عبارتنداز:
1 ـ خصوصياتانتقال حرارت يك مبرد تأثير عمده اي بر ضريب هدايت حرارت و ويسكوسيته آن دارد.بر همين اساس،مبرد خوب مي بايستي لز ضريب هدايت حرارت بالايي برخوردار باشد تا انتقال حرارت در تبخيركننده و كندانسور بسرعت انجام گيرد و در نتيجه،طول لوله ها كوتاهتر و اقتصادي شود.همچنين ويسكوسيته مبرد مي بايستي تا حد امكان كم باشد تا افت فشار كم شده و اصطكاك و مقاومت نيز به هنگام حركت مبرد كمتر باشد.
2 ـ قابليت نشر مبرد مي بايستي بسيار اندك بوده و در صورت نشر،تشخيص محل آن ساده باشد.به طور مثال،نشر آمونياك به سادگي از بوي آن تشخيص داده مي شود در صورتي كه اين مسئله در مورد فريونها به دليل بي بو بودن آن صدق نمي كند.
3 ـ شدت مقاومت الكتريكي از ديگر عوامل مهم فيزيكي به شمار مي آيد.اين عامل به ويژه در كمپرسورهاي بسته يا هرمتيك كه موتور الكتريكي در معرض مبرد بخار در تبخيركننده مي باشد،بسيار مهم است.مبرد نبايد تأثيري در عايق داشته باشد و همچنين شدت مقاومت الكتريكي نيز نمي بايستي تعديل يابد.

پ : خواص شيميايي و ايمني
مهمترين خواص شيميايي و ايمني يك مبرد كارساز،عبارتنداز:
1 ـ مبرد مي بايستي چه در حالت خالص و چه در حالت تركيب با خلاء،سمي نباشد.
2 ـ مبرد مي بايستي غير قابل اشتعال و انفجار باشد.آمونياك،در تركيبي با هوا قابل انفجار است اما فريونها فاقد قابليت اشتعال و انفجار مي باشد.
3 ـ مبرد مي بايستي فاقد قابليت تركيب با مواد سازنده ي اجزاء سيستم تبريد باشد.به طور مثال مبرد آمونياك قابل تركيب با مس بوده و به همين علت در ساخت سيستم تبريد آمونياكي از آهن استفاده مي شود.
4 ـ مبرد نبايد تأثيرات منفي بر مواد غذايي داشته باشد.به طور مثال مبرد آمونياك مزه ي بعضي از مواد غذايي داراي رطوبت را ازبين برده و ممكن است آنها را سمي كند.
5 ـ قابليت حل مبرد در روغن كه منجر به تغيير درجه ي غلظت روغن مي شود،اهميت ويژه اي دارد زيرا مشخص كننده ي مراحلي است كه مي بايستي روغن كاري انجام گيرد.مبردهايي مانند آمونياك يا انيدريد كربنيك كه قابل حل در روغن نيست، مشكلي ايجاد نمي كنند،زيرا روغن در خط خروجي كمپرسور،با نصب يك جداساز روغن از مبرد جدا شده و به كمپرسور بازگشت داده مي شود.مانند فريون 11 ،12 و 13 كه كاملاً در روغن حل مي شوند نيز پس از تبخير در تبخيركننده،به كمپرسور بازگشت داده مي شود و روغني كه از مبرد جدا شده است به وسيله نيروي ثقل و طراحي مناسب قطر لوله ي مكش،با كمك سرعت مبرد به كمپرسور بازگردانيده مي شود.در مورد برخي از مبردها كه تااندازه اي در روغن حل مي شوند،بازگشت روغن به كمپرسور با اشكال رو به رو خواهد بود. به طور مثال فريون 502 ،22 و 114 ، در دماي پائين كه به غلظت و جنس روغن بستگي دارد،دو فاز مايع از روغن و مبرد ايجاد مي كنند كه برگشت روغن به كمپرسور را با اشكالاتي رو به رو مي سازد. براي رفع اين اشكالات،از يك جداساز روغن كارآمد و يا روغنهاي تركيبي كه قابليت حل در مبرد تا 80- درجه ي سانتيگراد را دارند،استفاده
مي شود.در مورد فريون 502 و 22 ؛مي توان از تبخيركننده هاي كويل انبساط مستقيم استفاده كرد كه در آن،مخلوط مبرد و روغن به وسيله ي سرعت بخار مكش،به كمپرسور بازگردانده مي شود.اگر از تبخيركننده هاي مرطوب استفاده مي شود،چون سرعت بخار مكش كم مي باشد،روغن به خودي خود نمي تواند به كمپرسور بازگردانده شود.در چنين حالتي،روغن كه دربالاي بخار جمع شده است؛به وسيله يك رابط از تبخيركننده به كمپرسور انتقال داده مي شود.در مورد آمونياك و فريون 12،چون روغن سنگين تر از مبرد مي باشد، در پائين تبخير كننده انباشته شده و مي توان از آنجا به خارج كشيده شود.
6 ـ مبرد مي بايستي از لحاظ شيميايي ثابت بوده و در دماي كاركرد تجزيه نشود.
7 ـ نفوذ رطوبت در سيستم هاي تبريد به ويژه آنهائي كه زير صفر كار مي كنند، مسئله اي بسيار پر اهميت است كه به كلي مي بايستي از بروز آن جلوگيري شود زيرا وجود رطوبت،باعث يخ زدن و انسداد شير انبساط و لوله ي موئين شده و از حركت مبرد جلوگيري مي كند همچنين وجود رطوبت باعث زنگ زدگي لوله ها،شيرها و ديگر ادوات شده و كيفيت روغن را نيز ضايع مي كند.

ت : اقتصادي
به غير از خواصي كه برشمرديم،مبردها مي بايستي از لحاظ اقتصادي نيز به صرفه باشند.به طور مثال،مبردهايي مانند هوا و آب،از لحاظ اقتصادي كاملاً به صرفه بوده،اما داراي محدوديتهايي ديگر مي باشند.فراواني مبرد و امكانات دسترسي و تهيه ي آن نيز مي بايستي در نظر گرفته شود.همچنين ذخيره سازي و حمل و نقل مبرد نيز اهميت ويژه اي دارد زيرا حمل و نقل مبردهاي قابل اشتعال،نيازمند احتياط فوق العاده است.به طور كلي،عامل قيمت فقط به تغذيه اوليه مبرد مربوط مي شود كه درمقايسه با قيمت كل سيستم و هزينه ي نصب
آن،بسيار ناچيز است.بهاي مقدار نشر مبرد اهميت خاصي ندارد.در واحدهاي تبريد كوچك كه تغذيه اوليه مبرد ناچيز مي باشد،قيمت اين عامل اهميتي ندارد.

كدگذاري
در صنعت تبريد مبردها را با خصوصيات و شماره هاي عددي مختلفي نمايش
مي دهند كه اين كدگذاري،از سوي انجمن مهندسين تهويه،تبريد و حرارت مركزي آمريكا، استاندارد شناخته شده است.
بطورمثال:
آمونياك r - 717
انيدريد كربنيك 744r –
هوا r – 729
گفتني است كه كدگذاري با توجه به وزن مولكولي سيال و يا تعداد اتمهاي خاص در مولكول است.مثلاً هوا داراي وزن مولكولي 29 بوده، لذا كد مربوطه آن r – 729 است وزن مولكولي انيدريد كربنيك 44 است و لذا كد مربوطه آن r – 744 مي باشد،وزن آمونياك 17،كد مربوطه آن r – 717 است.در مورد جزييات كدگذاري ديگر مبردها،مي توانيد به مرجع شماره 3 در آخر اين فصل مراجعه كنيد.


 منبع: کتاب مهندسی سیستم های تبرید مهندس سعید روستاییان