همه چیز درباره مبرد‌ها (گذشته، حال و آینده) 2

در شماره قبل تخریب ازن در جو و پدیده گلخانه ای و همچنین نقش موثر مبردهای CFC در این فرآیند ها و ضرورت جایگزینی آنها به تفضیل مورد بررسی قرار گرفتند.

از چه موادی میتوان برای جاگزنی CFC ها استفاده نمود؟

آزمایش های بسیاری بر روی سه گروه مبرد جایگزین انجام گرفته و همه آنها در سطح جهانی در دسترس قرار دارند.

آیا  مبردهای جایگزین ایمن هستند؟

صنایع تهویه مطبوع و تبرید امروزه به پیشرفت های شایان توجهی از لحاظ ایمنی مبردهای جایگزین دست یافته اند. ایمنی کاربردی این مبردها در اوایل دهه نود  میلادی توسط بسیاری از کارشناسان و اهل فن مورد پرسش قرار میگرفت اما امروزه پس از سال ها تجربه و آزمایش مشخص شده که مبرد های جایگزین و حداقل برای صنایع تهویه مطبوع و تبرید به اندازه مبرد های قدیمی ایمن و مطمعن هستند. البته شاید در اینجا لازم باشد که منظور و مفهوم ایمن بودن مبرد های جایگزین تعریف و تشریح گردد. کلیه سازمان ها و مجامع فنی و مهندسی بین المللی دو معیار کلی را برای تضمین ایمنی استفاده از کلیه مبرد های سنتی و مبرد های جایگزین مطرح می سازند:

1- روال هایی ایمن جهت نقل و انتقال مبرد ها وجود داشته باشد.

2- موتورخانه هایی که تجهیزات دارای مبرد در آنها قرار داده میشوند باید کاملا با شرایط استاندارد اشری 15-1994 تطابق و همخونی داشته باشند. البته اسن معیار بیشتر برای موتورخانه هایی مطرح میشود که دارای چیلر های بزرگ هستند.

این معیار ها به قدری سهل و ممتنع به نظر میرسند که شاید سوال کنید اصولا چه مشکلی وجود داشته است به خصوص برای مبرد هایی مانند HCFC-123 یا HFC-134 حیوانات آزمایشگاهی پس از این که در تمام طول عمر خود در معرض غلضت های بسیار زیاد مبرد های HCFC-123 یا HFC-134 قرار گرفتند در مراحل پایانی عمر خود درصد ابتلای بالاتری به موتورهای خوش خیم نشان دادند. البته ما وقتی عبارت تومور خوش خیم را میشنویم سریعا بر بخش تومور آن تکیه کرده و به یاد سرطان می افتیم در صورتی که اصلا چنین چیزی حقیقت ندارد. خوش خیم به مفهوم غیر سرطانی و غیر خطرناک به کار می رود و این خبر خوشی برای صنایع تهویه مطبوع و تبرید است.

از سوی دیگر موتور های کشف شده تنها مختص جانوران آزمایشگاهی بوده و ارتباطی با انسان ندارند. دکتر ویلیام برای متخصص ارشد زهرشرتباطی با انسان نداشته و در او ایجاد نمیشوند. شرکت یاد شده که یکی از پیشگامان تولید مبردهای جایگزین در جهان است بر همین اساس حدمجاز در معرض قرارگیری (Aناسی در کارنجات دوپونت در شماره آگوست 1997 نشریه Bulding Operation Management اعلام داشت: تومورهای ناشی از HCFC-123 اEL) انسان در برابر HCFC-123 را به 50 افزایش داد. البته شرکت دوپونت غیر از این به توصیه های منتشر شده انجمن متخصصان بهداشت صنعتی آمریکا که گروهی کاملا مستقل است مبنی بر تعیین حد در معرض قرارگیری در محیط کار مبردHCFC-123 به میزان 50 نیز اتکا دارد. اهمیت این تصمیم زمانی مشخص میشود که بدانیم AEL برای مبرد مذکور تنها 10 بوده است. این رقم با انجام آزمایشاتی ابتدا به 30 و اینک به 50 افزایش داده شده است. البته با تحقیقاتی که در بیش از بیست هزار موتورخانه انجام شد مشخص گردید که تجهیزات تنها0.5 از مبرد را در فضای موتورخانه منتشر میسازند. به عبارتی میزان واقعی در معرض قرارگیری HCFC-123 کمتر از یک صدم میزان مجاز است. این ها همه اخبار مثبتی هستند اما نباید باعث شوند تا مهم ترین نکته را فراموش کنیم کلیه آمار و ارقامی که عنوان شد بر مبنای در معرض قرارگیری در طول عمر تهیه شده اند و چنین شرایطی شاید تنها برای کارگرانی که در کارخانجات مواد شیمیایی کار میکنند مصداق عینی داشته باشند و مسلما برای صنایع تهویه مطبوع و تبرید چندان مهم تلقی نمیشوند. یک تکنسین و یا مسئول راهبری تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید هرگز به طور کامل و در تمام عمر خود در معرض مبردها قرار نمیگیرد چون اصولا آنقدر مبرد در تجهیزاتی که با آنها کار میکند وجود ندارد که برای در معرض قرار دادن کل دوره عمر با مقدار مجاز مشخص شده AEL کافی باشد. بنابراین عامل مهم برای صنایع تهویه مطبوع و تبرید در معرض قرارگیری طولانی مدت نیست بلکه دقیقا برعکس در معرض قرارگیری کوتاه مدت اهمیت بیشتری دارد.

اگر یک تکنسین و یا مسئول راهبری طبق مقررات موجود کار کند در حین بازیابی مبردها هرگز بیش از چنج دقیقه در معرض مبرد قرار نمیگیرد. مبردهای جایگزین از این منظر کمتر از مبرد هایی که جایگزین آنها میشوند خطرناک هستند. این موضوع در مدارک و مستندات صنعتی و بین المللی فراوانی به کرات مورد تایید قرار گرفته است.

نشانه های اصلی در مععرض قرارگیری کوتاه مدت به سه گروه عمده زیر تقسیم میشوند:

• اثرات بیهوش کنندگی
• LC50
• ایجاد حساسیت های قلبی

مبرد HCFC-123 در کلیه موارد نتایج بسیار بهتری از CFC-11 که قرار است با آن جایگزین شود به دست میدهد.

اثرات بیهوش کنندگی به قدرت ماده در ایجاد حالت رخوت و خواب آلودگی در جانوران آزمایشگاهی اطلاق میگردد.

غلظت بیهوش کنندگی ده دقیقه قرار گرفتن در معرض HCFC-123 ده درصد بیشتر از مبرد CFC-11 است. LC50 معرف غلظت کشنده ای است که در آن 50 درصد از حیوانات آزمایشگاهی پس از مدت زمان مشخصی از بین میروند که در این حالت خاص معادل 40 ساعت در نظر گرفته شده است. مقدارLC50 مبرد HCFC-123 حدودا 25 درصد بالاتر از CPC-11 است.

ایجاد حساسیت های قلبی: از هر سه متخصص بهداشت صنعتی یک نفر معتقد است که حساسیت های قلبی که موجب بروز آریتمی قلب در شرایط پر استرس میشود مهم ترین عامل از میان سه عامل ذکر شده میباشد خطر ایجاد حساسیت های قلبی توسط HCFC-123 به نسبت CFC-11 چهار برابر کمتر است. حال اگر این ارقام را با مبرد HCFC-123 مقایسه کنیم به نتایج بهتری میرسیم بدین معنی که خطر HCFC-123 از این لحاظ در کوتاه مدت حتی از HCFC-123 هم کمتر است.

البته یک نکته مهم را نباید از نظر دور داشت مبرد HCFC-123 اساسا یک مبرد کم فشار است در حالی که مبرد HCFC-123 پر فشار است. بدین معنی که اگر در سیستم ها و تجهیزاتی که از HCFC-123 استفاده میکنند سوراخ شدگی ایجاد شود به جای این که مبرد به بیرون نشت نماید معمولا هوا به درون سیستم رخنه میکند درحالی که در سیستم های مبتنی بر HCFC-123 مبرد با فشار بیرون خواهد آمد. به عنوان مثال چیلری با ظرفیت 500 تن برودتی را در نظر بگیرید که از مبرد HCFC-123 استفاده میکند. چنین چیلری معمولا بین سه تا پنج پوند مبرد به ازای هر تن برودتی خواهد داشت پس 1500 پوند مبرد میتواند ظرف مدتی کمتر از 7 دقیقه از سوراخی به اندازه 1 و یک دوم اینچ بیرون آمده و بدون وجود هیچگونه تهویه مکانیکی فضایی به ابعاد 25 در 30 ذر7 فوت را با غلظت 100000 اشغال کند. پس اگر زمان مورد نیاز برای رسیدن به غلظت یک میلیون واحد در یک میلیون کمتر از 7 دقیقه باشد رسیدن به حد مجاز اعلام شده 75 هزار واحد در یک میلیون به چه مقدار زمان احتیاج خواهد داشت؟

بسیار کم به همین دلیل تهویه مکانیکی کلیه مبردها امیت فراوانی دارد.

آینده مبرد های نسل سوم چگونه خواهد بود؟

تا اینجا تنها مبرد های نسل اول و دوم سخن گفتیم اینک نوبت بررسی وضعیت مبردهای نسل سوم است.

آن گروه از مبردهای نسل سوم که به دلیل برخورداری از مشخصات فیزیکی مطلوب برای جایگزینی ترجیح داده میشوند یعنی HFC-245ca و HFC-245fa وHFC-245a با ذکر برخی از فاکتورهای وابسته نشان داده شده اند. میزان ODP مبرد HCFC-123 برابر0/0014 است درحالی که این مقدار برای مبردهای نسل سوم صفر میباشد. علاوه بر این مقدار GWP یا پتانسیل دخالت در گرم شدن کوره زمین برای مبرد HCFC-152 تقریبا نه بار کمتر از HCFC-123 است. پس شاید در نگاه اول این مبردهای نسل سوم برتری های غیرقابل انکاری داشته باشند. اما این مبردها چه موقع در بازار های فروش عرضه خواهند شد؟ هیچکس نمیتواند از آینده خبر دهد ولی پاسخ این سوال به احتمال بسیار زیاد هیچوقت خواهد بود.

مبرد های HCFC-245 و HCFC-152 با شیوه های تست امروزی جزو مبرد های قابل اشتعال کلاس 2 طبقه بندی میشوند که بر اساس مقررات و استاندارد های فنی و مهندسی نیازمند ساختار ویژه مخازن و تجهیزات استفاده کنند و نیز طراحی های خاص موتورخانه های دربرگیرنده این دسته تجهیزات هستند. علاوه بر این بسیاری از شرکت های شیمیایی سازندگان تجهیزات تهویه مطبوع و مصرف کنندگان نهایی حاضر نخواهند بود که مخاطرات استفاده از مبردهای قابل اشتعال را بپذیرند. بنابراین تصور نمیشود که این مبرد ها جایگزین مبردهای نسل دوم شوند.

از سوی دیگر مبرد HCFC-245 در ظرفیت های بالاتر معمولا بین 1250 تا 2500 تن برودتی-مبردی مناسب و کم فشار است که بر خلاف مبرد HCFC-245 قابل اشتعال نیست. البته این مبرد به دلیل مقتضیات خاص فشار کارکرد نیازمند رعایت استاندارد های ASME برای مخازن تحت فشار است. درمورد مبرد HCFC-123 باید گفت که مسئله به متعادل سازی پارامتر ها باز میگردد و این که آیا مبرد HCFC-245 در مجموع از لحاظ زیست محیطی برتری دارد یا خیر.

مقدار ODP مبرد HCFC-245 برابر صفر است اما GWP آن 9 برابر بیشتر از HCFC-123 بوده و از لحاظ تئوری نیز راندمان آن در سیکل های سرمایش کمتر از HCFC-123 میباشد. از آنجا که راندمان چیلر ها تاثیری بسیار مهم بر تولید گازهای گلخانه ای دارد استفاده از HCFC-245 شاید در مقایسه با HCFC-123 موجب شود که مقدار بیشتری از گاز های دی اکسیدکربن اکسیدگوگرد و اکسید های نیتروژن به جو راه یابد.

در مجموع میتوان گفت که کلید نشانه ها حاکی از آن اند که مبرد های مقبول و جا افتاده صنعت تهویه مطبوع و تبرید جهت جایگزینی مبردهای CFC در چیلر ها و سردخانه های کم فشار و فشار متوسط به ترتیب عبارت خواهند بود از HCFC-123 و HCFC-134.

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 58

قسمت اول مقاله: همه چیز درباره مبرد‌ها (گذشته، حال و آینده) 1

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره کارگاه عملی ساختمان، تعمیر عیب‌یابی چیلر‌های تراکمی شرکت کنید.