در صنایع تبرید، تهویه مطبوع و سردخانه‌ای، گازهای سردکننده یا همان فریون‌ها نقشی حیاتی در حفظ دمای مناسب و انتقال حرارت دارند. این گازها در چرخه‌های تراکمی و جذبی گردش کرده و گرما را از محیط جذب و به بیرون منتقل می‌کنند. با پیشرفت فناوری و تغییر مقررات زیست‌محیطی، استفاده از برخی فریون‌های قدیمی مانند R22 محدود شده و نسل جدید گازهای مبرد نظیر R410A و R32 جایگزین آن‌ها شده‌اند. اما نکته‌ای که همواره باید مورد توجه قرار گیرد، آنالیز و تعیین ماهیت دقیق گاز سردکننده است؛ چرا که ترکیب اشتباه یا ناخالصی در فریون‌ها می‌تواند عملکرد سیستم را مختل کرده و منجر به خرابی تجهیزات شود.
تعریف گازهای سردکننده و ساختار شیمیایی فریون‌ها
گازهای سردکننده ترکیباتی از خانواده هالوکربن‌ها هستند که معمولاً از کلر، فلور و هیدروژن تشکیل شده‌اند. رایج‌ترین آن‌ها شامل CFC (کلروفلوئوروکربن‌ها)، HCFC (هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها) و HFC (هیدروفلوئوروکربن‌ها) هستند.
برای مثال:
R22 (HCFC-22) دارای فرمول شیمیایی CHClF₂ است.
R134a (HFC-134a) دارای فرمول C₂H₂F₄ است.
R410A ترکیبی از دو مبرد R32 و R125 است.
تفاوت در ترکیب این مواد باعث تغییر در فشار بخار، ظرفیت سرمایشی، سازگاری با روغن کمپرسور و اثر گلخانه‌ای می‌شود. ازاین‌رو، تشخیص دقیق نوع گاز از طریق آنالیز فنی و تعیین ماهیت شیمیایی امری ضروری است.
چرا آنالیز گاز فریون ضروری است؟
در سیستم‌های تبرید صنعتی و خانگی، معمولاً پس از مدتی بهره‌برداری یا در هنگام شارژ مجدد، نیاز به بررسی کیفیت و نوع گاز وجود دارد. برخی از مهم‌ترین دلایل انجام آنالیز گاز سردکننده عبارت‌اند از:
اطمینان از خلوص گاز مبرد: ناخالصی‌هایی مانند رطوبت، هوا، روغن و سایر ترکیبات می‌توانند باعث افزایش فشار و کاهش بازده شوند.
جلوگیری از خرابی تجهیزات: ترکیب اشتباه گازها موجب افزایش دمای تخلیه، آسیب به کمپرسور و تخریب روغن می‌شود.
کنترل کیفیت در هنگام تولید یا شارژ: شرکت‌های تولیدکننده مبرد مانند سپهر گاز کاویان، پیش از پرکردن سیلندرها، آنالیز دقیق گاز را انجام می‌دهند تا استانداردهای ISO و ASTM رعایت شود.
انطباق با قوانین زیست‌محیطی: برخی مبردها دارای ODP (پتانسیل تخریب لایه اوزون) و GWP (پتانسیل گرمایش جهانی) بالا هستند. تشخیص نوع فریون برای جایگزینی آن‌ها ضروری است.
روش‌های آنالیز گازهای سردکننده
آنالیز فریون‌ها با هدف شناسایی دقیق ترکیب و تشخیص ناخالصی‌ها انجام می‌شود. چند روش اصلی برای این کار وجود دارد که در آزمایشگاه‌های تخصصی مانند آزمایشگاه سپهر گاز کاویان به کار می‌رود:
۱. کروماتوگرافی گازی (GC)
یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای تعیین ماهیت گازهای فریونی، استفاده از دستگاه کروماتوگراف گازی (Gas Chromatography) است. در این روش، نمونه گاز از ستون کروماتوگراف عبور داده شده و اجزای مختلف آن بر اساس زمان بازداری از هم جدا می‌شوند.
با مقایسه پیک‌های حاصل با استانداردهای مرجع، می‌توان نوع گاز (مثلاً R22 یا R134a) و درصد ترکیب در گازهای مخلوط مانند R410A یا R407C را تعیین کرد.
۲. طیف‌سنجی جرمی (GC-MS)
در برخی موارد که نیاز به دقت بالا در تعیین ساختار مولکولی باشد، از کروماتوگرافی گازی متصل به طیف‌سنج جرمی استفاده می‌شود. این روش علاوه بر جداسازی، امکان شناسایی دقیق ترکیبات فرعی و ناخالصی‌های جزئی را فراهم می‌کند.
۳. آزمون نقطه شبنم (Dew Point Test)
این آزمون برای اندازه‌گیری مقدار رطوبت موجود در گاز سردکننده به کار می‌رود. وجود آب در مبرد باعث تشکیل اسید و یخ‌زدگی در اواپراتور می‌شود.
۴. آنالیز GC با دتکتور حرارتی (TCD) یا FID
برای شناسایی ترکیبات فرار و غیرفرار، از دتکتورهای مختلفی مانند TCD (دتکتور رسانش حرارتی) و FID (دتکتور یونیزاسیون شعله) استفاده می‌شود.
مراحل انجام آنالیز گاز سردکننده در سپهر گاز کاویان
شرکت سپهر گاز کاویان یکی از مجموعه‌های پیشرو در زمینه آنالیز گازهای صنعتی، مبرد و ترکیبی در ایران است. فرآیند آنالیز گازهای فریونی در این مجموعه به صورت گام‌به‌گام انجام می‌شود:
نمونه‌برداری دقیق از سیلندر یا سیستم تبرید: نمونه‌گیری با والوهای مخصوص انجام می‌شود تا از ورود هوا یا رطوبت جلوگیری گردد.
کالیبراسیون دستگاه کروماتوگراف گازی با گاز استاندارد: برای اطمینان از صحت نتایج، دستگاه GC با گازهای مرجع کالیبره می‌شود.
تزریق نمونه به ستون GC و تحلیل پیک‌ها: اجزای تشکیل‌دهنده گاز فریون شناسایی و مقدار هر جزء مشخص می‌شود.
ثبت و تفسیر نتایج توسط کارشناس شیمی تحلیلی: با مقایسه داده‌ها با گاز استاندارد، نوع فریون و درصد خلوص تعیین می‌شود.
صدور گواهی آنالیز با فرمت استاندارد ISO 17025: نتایج به صورت رسمی و قابل استناد برای مشتری صادر می‌شود.
تعیین ماهیت گاز فریون در ترکیبات ناشناخته
در بسیاری از موارد، سیلندرهای مبرد فاقد برچسب یا اطلاعات دقیق هستند. در این حالت، تنها راه تشخیص نوع گاز، انجام تست تعیین ماهیت است.
به کمک GC و GC-MS می‌توان تشخیص داد که گاز داخل سیلندر R22 است یا ترکیبی از R32 و R125. همچنین میزان ناخالصی‌هایی مانند نیتروژن، اکسیژن، یا هیدروکربن‌ها قابل شناسایی است.
این فرآیند علاوه بر کاربرد در صنایع تبرید، در بخش‌های گمرکی، بازرسی تجهیزات و آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت نیز اهمیت دارد.
استانداردها و مراجع بین‌المللی در آنالیز گازهای سردکننده
برای انجام دقیق آنالیز و گزارش‌دهی معتبر، باید از استانداردهای بین‌المللی تبعیت کرد. برخی از مهم‌ترین استانداردهای مربوط به آزمون گازهای مبرد عبارت‌اند از:
ASTM D7606: روش استاندارد برای آنالیز مبردهای هیدروفلوئوروکربنی توسط GC
ASHRAE 34: تعیین شماره و ویژگی‌های فریون‌ها
EN 14687 و ISO 17025: استانداردهای عمومی برای اعتبارسنجی آزمایشگاه‌ها و صحت داده‌های آنالیزی
آزمایشگاه سپهر گاز کاویان مطابق با این استانداردها فعالیت می‌کند و گواهی‌نامه‌های مرتبط را در زمینه‌ی آزمون‌های گازی داراست.
خطاهای رایج در استفاده و شناسایی گازهای سردکننده
در صنعت تهویه و تبرید، بسیاری از مشکلات ناشی از استفاده نادرست از فریون‌ها و عدم شناسایی صحیح آن‌هاست. برخی از خطاهای متداول عبارت‌اند از:
استفاده از گاز نامناسب در سیستم‌های طراحی‌شده برای فریون دیگر
ترکیب تصادفی چند نوع مبرد در یک سیستم
شارژ گاز بدون اطمینان از خلوص یا نوع دقیق آن
استفاده از سیلندرهای فاقد برچسب و شماره شناسایی
تمامی این موارد می‌تواند موجب کاهش راندمان سیستم، افزایش فشار، خرابی کمپرسور و حتی خطر انفجار شود.
تحلیل اثرات زیست‌محیطی گازهای فریونی
فریون‌های قدیمی مانند R12 و R22 به دلیل داشتن کلر در ساختار مولکولی، باعث تخریب لایه اوزون می‌شوند. از این‌رو، در پروتکل مونترال (Montreal Protocol) استفاده از آن‌ها ممنوع یا محدود شده است.
امروزه گازهای نسل جدید مانند R134a، R407C، R410A و R32 که فاقد کلر هستند، جایگزین شده‌اند.
در آنالیز این گازها علاوه بر خلوص، میزان GWP (Global Warming Potential) و ODP (Ozone Depletion Potential) نیز ارزیابی می‌شود تا مصرف‌کنندگان بتوانند انتخابی سازگار با محیط‌زیست داشته باشند.
| نوع فریون | گروه شیمیایی | ترکیب اصلی | فشار کاری | GWP | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|---|
| R22 | HCFC | CHClF₂ | متوسط | 1810 | کولر گازی قدیمی |
| R134a | HFC | C₂H₂F₄ | پایین | 1430 | خودرو، یخچال |
| R410A | HFC Blend | R32 + R125 | بالا | 2088 | کولرهای جدید |
| R32 | HFC | CH₂F₂ | بالا | 675 | کولرهای اینورتر |
| R290 | HC | پروپان | پایین | 3 | مبرد طبیعی |
آنالیز دقیق هر یک از این گازها برای اطمینان از مطابقت با نوع واقعی ضروری است؛ زیرا حتی تغییر جزئی در نسبت ترکیب، می‌تواند عملکرد سیستم را کاملاً تغییر دهد.
تجهیزات مورد استفاده در آنالیز گاز فریون
برای انجام آنالیز دقیق، مجموعه‌ای از تجهیزات آزمایشگاهی به کار می‌رود که شامل موارد زیر است:
کروماتوگراف گازی (GC) با ستون مویینه مخصوص فریون‌ها
دتکتور TCD یا FID
سیستم تزریق نمونه گازی با کنترل دما و فشار
نرم‌افزار پردازش داده برای تحلیل پیک‌های GC
سیستم خلأ و رطوبت‌زدایی جهت جلوگیری از آلودگی نمونه‌ها
سپهر گاز کاویان با بهره‌گیری از تجهیزات مدرن و کارشناسان آموزش‌دیده، نتایجی با دقت بالا و خطای کمتر از ۰٫۱٪ ارائه می‌دهد.
خدمات تخصصی سپهر گاز کاویان در زمینه گازهای سردکننده
این شرکت با تکیه بر تجربه چندین ساله در حوزه گازهای صنعتی، آزمایشگاهی و مبرد، خدمات زیر را ارائه می‌دهد:
آنالیز و تعیین ماهیت فریون‌های خالص و ترکیبی
آزمون خلوص و درصد ترکیب اجزاء در گازهای R410A، R407C و R404A
صدور گواهی آنالیز با فرمت بین‌المللی
فروش، شارژ و بازیافت گازهای سردکننده
تأمین گازهای مرجع برای کالیبراسیون دستگاه‌های GC
آدرس شرکت سپهر گاز کاویان:
دفتر فروش: تهران، شهرستان قدس، شهرک ابریشم، بلوار تولیدگران، ساختمان یاس، واحد ۳
کارخانه: استان البرز، شهرستان نظرآباد، شهرک صنعتی سپهر، بلوار کارآفرین، خیابان آذر غربی، پلاک ۱۱
تلفن تماس: ۰۲۱-۴۶۸۳۵۹۸۰ | ۰۲۱-۴۶۸۳۷۰۷۲
ایمیل: info@kaviangas.com
وب‌سایت: www.kaviangas.com
بدون شرح