❄️ مبرد R23: ستاره تبرید فوق‌سرد (ULT)، چالش‌های فشار بالا و پروتکل شارژ ISO 17025 در ثامن لب

۱. ساختار شیمیایی و خواص ترمودینامیکی R23

R23 که با نام شیمیایی تری‌فلوئورو‌متان (CHF₃) شناخته می‌شود، از خانواده مبردهای HFC (هیدروفلوئوروکربن) است و یکی از ساده‌ترین مبردهایی است که در تبرید فوق‌سرد کاربرد دارد. مبرد R508B نیز ترکیبی است که ۴۶٪ آن را R23 تشکیل می‌دهد.

۱.۱. مشخصات کلیدی تبرید فوق‌سرد

۱.۲. چالش GWP بسیار بالا (Global Warming Potential)

با وجود عملکرد عالی R23 در دماهای پایین، بزرگترین نقطه ضعف آن GWP بسیار بالا است:

• GWP R23: تقریباً ۱۴,۸۰۰. این بدان معناست که یک کیلوگرم R23 در جو، معادل انتشار ۱۴,۸۰۰ کیلوگرم CO₂ اثر گرمایشی دارد.
• تعهد EEAT: این GWP شدیداً بالا، لزوم رعایت بالاترین سطح تخصص و دقت را در نشت‌یابی (Leak Detection) و بازیابی مبرد (Recovery) توسط پروتکل‌های Low-GWP را برای ثامن لب اجباری می‌کند. هرگز نباید R23 در محیط رها شود.

۲. نقش R23 در سیستم‌های تبرید آبشاری (Cascade Systems)

R23 به دلیل دمای بحرانی پایین، نمی‌تواند با آب یا هوای معمولی کندانس شود. بنابراین، منحصراً به عنوان مبرد مرحله پایین در سیستمی دو مرحله‌ای استفاده می‌شود.

۲.۱. تحلیل تعامل سیکل HT و LT

در یک فریزر ULT، سیکل R23 (LT) برای تبخیر مبرد و سرمایش نهایی استفاده می‌شود، در حالی که سیکل HT (مانند R404A یا R134a) وظیفه خنک‌کاری کندانسور R23 را بر عهده دارد.

1. اگر سیکل HT ضعیف شود: دمای کندانسور R23 از دمای بحرانی ۲۵.۹°C فراتر می‌رود. در این شرایط، R23 دیگر تقطیر نمی‌شود و به صورت گاز باقی می‌ماند. نتیجه: کمپرسور LT به شدت تحت فشار قرار گرفته و سیستم نمی‌تواند به دمای نهایی -۸۰°C برسد.
2. اگر سیکل LT (R23) دچار مشکل شود: فشار رانش (Discharge Pressure) به شدت بالا می‌رود و احتمال تریپ (Trip) کمپرسور به دلیل فشار یا دمای بالای روغن وجود دارد.

۲.۲. چالش برگشت روغن در LT

به دلیل دمای تبخیر بسیار پایین R23 (در حدود -۸۰°C)، برگشت روغن به کمپرسور (Oil Return) می‌تواند مختل شود. روغن‌های تبرید (به خصوص POE که در R23 استفاده می‌شود) در دماهای بسیار پایین ویسکوزیته بسیار بالایی پیدا می‌کنند و ممکن است در اواپراتور حبس شوند. این امر می‌تواند به کمبود روغن و سایش جدی در کمپرسور LT منجر شود.

۳. پروتکل اورهال تخصصی R23 (استاندارد ISO 17025)

اورهال، نشت‌یابی و شارژ R23 نیازمند پروتکل‌هایی فراتر از استانداردهای تبرید معمولی است. ثامن لب با رعایت اصول ISO 17025 این فرآیندها را تضمین می‌کند.

۳.۱. نشت‌یابی و بازیابی مبرد (پروتکل GWP)

با توجه به GWP بالا، تمرکز اولیه بر تشخیص دقیق محل نشتی است:

• تست فشار با نیتروژن: قبل از هر چیز، سیستم باید با گاز نیتروژن خشک تا فشار کاری نرمال (حدود ۴۰ بار) تحت فشار قرار گیرد تا نشتی‌های بزرگ اولیه شناسایی شوند.
• نشت‌یابی با IR یا هالوژن‌های حساس: به دلیل حساسیت بالا، استفاده از نشت‌یاب‌های تخصصی فروسرخ (Infrared) یا هالوژنی با حساسیت کمتر از ۳ گرم در سال الزامی است. این ابزارها باید دارای گواهی کالیبراسیون ISO 17025 باشند.
• بازیابی مبرد: عملیات بازیابی R23 باید با استفاده از دستگاه‌های Recovery Unit پرفشار، و در شرایط دمایی خاص انجام شود تا مبرد به طور کامل در کپسول‌های مخصوص ذخیره شود.

۳.۲. پروتکل وکیوم عمیق (Deep Vacuum Protocol)

به دلیل استفاده از روغن POE که به شدت رطوبت‌دوست است، دستیابی به خلاء فوق‌العاده عمیق در سیکل R23 ضروری است. رطوبت باقی‌مانده منجر به اسیدی شدن روغن و سوختگی کمپرسور خواهد شد.

1. هدف میکرون: هدف ثامن لب در وکیوم سیکل R23، دستیابی و تثبیت فشار زیر ۲۵۰ میکرون است. این فشار، نقطه جوش آب را تا حدی پایین می‌آورد که رطوبت حبس شده در روغن و لوله‌ها کاملاً تبخیر و تخلیه شود.
2. وکیوم گیج کالیبره‌شده: اندازه‌گیری فشار نهایی وکیوم باید با استفاده از وکیوم گیج دیجیتال دارای گواهی ISO 17025 انجام و ثبت شود. این مستندسازی بخشی از تضمین کیفیت ما است.
3. زمان وکیوم: به دلیل لوله‌کشی طولانی و پیچیده اواپراتور ULT، فرآیند وکیوم ممکن است ساعت‌ها به طول انجامد. تست ماندگاری خلاء (Decay Test) برای تأیید عدم نشتی یا وجود رطوبت، اجباری است.

۳.۳. شارژ مبرد R23 با دقت وزنی (ISO 17025)

R23 یک مبرد خالص (Single Component) است، بنابراین مشکل تفکیک اجزا را مانند مبردهای ترکیبی (R404A یا R410A) ندارد. با این حال، به دلیل فشار کاری بالا و حجم شارژ حیاتی در سیستم‌های ULT، دقت وزنی مطلقاً ضروری است.

• شارژ دقیق: مبرد باید به صورت وزنی و دقیقاً مطابق با پلاک کمپرسور (Charge Plate) یا توصیه سازنده شارژ شود.
• ترازو و گواهی کالیبراسیون: استفاده از ترازوی دیجیتال کالیبره‌شده با گواهی ISO 17025 برای تضمین دقت شارژ (معمولاً با خطای زیر ±۵ گرم) اجباری است.
• شارژ در فاز بخار یا مایع: از آنجا که R23 یک مبرد خالص است، در تئوری می‌توان آن را به صورت مایع یا گاز شارژ کرد. اما به دلیل حجم کم و دقت مورد نیاز در ULT، معمولاً شارژ با دقت بالا و ترجیحاً به صورت مایع به خط مایع (در صورت وجود) توصیه می‌شود.

۴. ملاحظات روغن POE و چالش‌های فنی

به دلیل ماهیت شیمیایی و پایداری R23، مدیریت روغن و آلودگی‌ها بسیار مهم است.

۴.۱. انتخاب روغن و تخریب اسیدی

• روغن POE: این روغن تنها انتخاب سازگار با مبردهای HFC مانند R23 است. اما این روغن به شدت رطوبت‌دوست است.
• تخریب: رطوبت + R23 → اسید هیدروفلوئوریک (HF). اسید HF به عایق سیم‌پیچ کمپرسور LT (مرحله پایین) حمله می‌کند و منجر به سوختگی می‌شود. اورهال کمپرسور LT پس از سوختگی نیازمند پروتکل رسوب‌زدایی شیمیایی است.

۴.۲. مدیریت دمای دیسشارژ (Discharge Temperature)

در کمپرسورهای LT، دمای دیسشارژ به دلیل نسبت تراکم بالا می‌تواند بسیار زیاد باشد. دمای بالای دیسشارژ منجر به:

1. تجزیه روغن: روغن POE در دماهای بالا تجزیه شده و رسوبات کربنی و لجن ایجاد می‌کند.
2. کاهش طول عمر: سایش زودرس قطعات مکانیکی کمپرسور.

کنترل دماهای عملیاتی سیکل HT (برای کاهش دمای ورودی به کندانسور LT) و استفاده از روغن‌های با کیفیت بالا، کلید حفظ سلامت کمپرسور R23 است.

۵. نتیجه‌گیری

مبرد R23 یکی از تخصصی‌ترین و حساس‌ترین مبردهای موجود در صنعت برودت است که نقشی حیاتی در حفظ زنجیره سرد نمونه‌های آزمایشگاهی ایفا می‌کند. تخصص ثامن لب | samen lab در مدیریت GWP بالا، نشت‌یابی فوق‌حساس، و اجرای پروتکل‌های وکیوم و شارژ ISO 17025، تضمین‌کننده احیا و عملکرد پایدار فریزرهای فوق‌سرد (ULT) شما است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مبردها، پروتکل‌های فنی و استانداردهای مرتبط، می‌توانید به مقالات تخصصی ما مراجعه نمایید:

• تبرد فوق‌سرد و ترکیبی: مبرد R508B، ترکیبات ULT، کلیات مبردهای دمای پایین.
• HFCs و جایگزین‌ها: R134a، آنالیز R134a، R404A، خواص R404A، R410A، بررسی R410A.
• مبردهای طبیعی و Low GWP: R290 و CO2 (R744)، R290، R744، R717، R1234ze، R1234yf.
• مبردهای قدیمی و ترکیبی: فازبندی R22، R22، R11، R12، R123، R113، R141b.
• سایر مقالات: راهنمای رتروفیت Low GWP، مبردهای ترکیبی، صفحه اصلی مبردها.