مبردهای طبیعی R-290 (پروپان) و R-744 (CO2): انقلاب Low-GWP در چیلرهای صنعتی و فریزرهای فوق‌سرد
تحلیل تخصصی ثامن لب | samen lab بر اورهال کمپرسورها در سیستم‌های R-290 و R-744 (سیکل Transcritical). پروتکل‌های دقیق ایمنی A3، لزوم رعایت Critical Charge و الزامات ISO 17025 برای تضمین عملکرد تجهیزات برودتی حساس.
چرا مبردهای طبیعی؟ الزامات زیست‌محیطی و فنی
با اجرای فاز نهایی پروتکل‌های بین‌المللی مانند تعدیل کیگالی، نیاز به حذف تدریجی مبردهای با GWP (پتانسیل گرمایش جهانی) بالا (مانند R-404A با GWP 3922) و R-23 با GWP 14800 بیش از هر زمان دیگری حیاتی شده است. مبردهای طبیعی، از جمله R-290 (پروپان، GWP=3) و R-744 (دی‌اکسید کربن، GWP=1)، به‌عنوان تنها راه‌حل‌های پایدار و بلندمدت در این بخش ظاهر شده‌اند.
بسیاری از تجهیزات حساس مانند چیلرهای صنعتی، هیت پمپ‌ها و نسل جدید فریزرهای فوق‌سرد (ULT) در حال حاضر بر اساس این مبردها طراحی می‌شوند. ثامن لب | samen lab با تخصص در اورهال و نگهداری این سیستم‌های پیشرفته، آمادگی فنی لازم برای این گذار را دارد.
بخش اول: R-290 (پروپان) و چالش ایمنی A3
R-290 یک مبرد هیدروکربنی (HC) است که از نظر ترمودینامیکی عملکردی مشابه با R-22 دارد اما با یک تفاوت حیاتی: دارای GWP نزدیک به صفر (۳) است. این مبرد به دلیل بازدهی بالا، در سیکل‌های HTS (High-Temperature Stage) سیستم‌های Cascade و همچنین در چیلرهای کوچک و متوسط و چمبرهای محیطی بسیار پرکاربرد است.
پروتکل ایمنی A3: الزامی برای اورهال R-290
مهم‌ترین چالش R-290، رده ایمنی A3 (قابل اشتعال بالا) است. در حین اورهال کمپرسور یا تعمیرات، کوچک‌ترین خطا می‌تواند منجر به حادثه شود. بنابراین، رعایت پروتکل‌های ایمنی IEC 60335-2-89 برای سیستم‌های تبرید تجاری و ASHRAE 15 ضروری است.
- Critical Charge (شارژ بحرانی): در فریزرهای کوچک‌تر، میزان مبرد R-290 محدود به مقادیر بسیار کم (معمولاً کمتر از ۱۵۰ گرم) است تا خطر اشتعال را کاهش دهد. ثامن لب در فرآیند شارژ مبرد از ترازوهای دیجیتال با دقت بالا تحت استاندارد ISO 17025 استفاده می‌کند.
- تهویه تخصصی و ابزار ضدجرقه (Explosion-Proof): کلیه عملیات بازیافت، برش خطوط لوله و اورهال کمپرسور R-290 باید در محیط‌های کاملاً تهویه شده و با استفاده از تجهیزات الکتریکی ضدجرقه (مانند پمپ وکیوم و گیج‌های الکترونیکی Ex-Proof) انجام پذیرد.
- فرایند بازیافت و تخلیه (Purging): قبل از هرگونه تعمیر، مبرد باید به طور کامل از سیستم خارج و با گاز بی‌اثر (مانند نیتروژن) جایگزین شود تا غلظت R-290 به زیر LFL (حد پایین اشتعال) برسد.
بخش دوم: R-744 (دی‌اکسید کربن) و فناوری Transcritical
R-744 (CO2) یک مبرد طبیعی با GWP=1 و غیرقابل اشتعال است. ویژگی ترمودینامیکی آن که باعث تمایز و پیچیدگی آن شده، نقطه بحرانی پایین (۳۱.۱ درجه سانتی‌گراد) است. این امر باعث می‌شود که در اکثر شرایط آب و هوایی، R-744 در سیکل فوق بحرانی (Transcritical) کار کند نه سیکل‌های سنتی کندانسور.
اورهال در سیستم‌های Transcritical
سیستم‌های Transcritical CO2 در چیلرهای صنعتی بزرگ و سیستم‌های برودتی مرکزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. چالش‌های تعمیر و اورهال در این سیستم‌ها به دلیل فشار فوق‌العاده بالا است:
- فشارهای فوق‌العاده بالا: فشار کاری در بخش High-Side (Gas Cooler) سیستم‌های R-744 می‌تواند به ۱۲۰ تا ۱۳۰ بار (۱۸۰۰ psi) برسد. اورهال کمپرسور در این سیستم‌ها مستلزم تخصص در مدیریت این فشارها و بازرسی قطعات با تحمل مکانیکی بالا است.
- انتخاب روغن (POE/PAG): R-744 با روغن‌های سنتی سازگار نیست. استفاده از روغن‌های تخصصی PAG (پلی‌آلکیلن گلیکول) یا POE با فرمولاسیون ویژه ضروری است. هرگونه آلودگی در طول اورهال بر کارایی سیستم و عمر کمپرسور CO2 تأثیر مستقیم می‌گذارد.
- کمپرسورهای تخصصی: کمپرسورهای R-744 (اغلب Scroll یا Semi-hermetic) برای تحمل نسبت تراکم و فشار بالا، نیازمند متریال و طراحی بسیار خاص هستند. ثامن لب دانش عمیقی در پروتکل‌های اورهال این یونیت‌های تخصصی دارد.
اورهال تخصصی: R-290/CO2 و الزامات فنی کمپرسور
فرآیند اورهال کمپرسور در سیستم‌های مبرد طبیعی فراتر از تعویض ساده قطعات است؛ این فرآیند مستلزم دانش شیمیایی و مکانیکی عمیق است که مطابق با تعهد ثامن لب | samen lab به EEAT ارائه می‌شود.
پروتکل اورهال در ثامن لب
- آلودگی‌زدایی و خشک‌سازی: به‌خصوص در سیستم‌های R-744 (به دلیل حساسیت شدید CO2 به رطوبت)، فرآیند وکیوم عمیق و استفاده از فیلتر درایرهای Molecular Sieve باید سخت‌گیرانه‌ترین حالت ممکن اجرا شود.
- بازرسی متریال: بررسی دقیق سلامت مکانیکی کمپرسور (به‌ویژه شیرها و شاتون‌ها در فشار بالای R-744) برای جلوگیری از شکست مکانیکی تحت فشارهای عملیاتی شدید.
- جایگزینی روغن تخصصی: شارژ مجدد سیستم فقط با روغن‌های تأییدشده توسط سازنده (OEM) و با استفاده از پمپ‌های شارژ تخصصی برای جلوگیری از آلودگی متقابل.
- تست نشتی هیدروژن (در R-290): استفاده از دتکتورهای تخصصی برای تأیید نشتی صفر (Leak Test) در سیستم‌های R-290 به دلیل خطرات ایمنی A3.
استانداردها: IEC 60335، ISO 17025 و شارژ دقیق
تعهد به اورهال سیستم‌های مبرد طبیعی مستلزم پایبندی به بالاترین استانداردها است تا هم ایمنی حفظ شود و هم دقت عملکرد تضمین گردد. ثامن لب در این زمینه پیشرو است:
- ISO 17025 (استاندارد اندازه‌گیری): برای مبردهای طبیعی، اندازه‌گیری دقیق Critical Charge بسیار حیاتی است. استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری کالیبره‌شده مطابق با ISO 17025 تضمین می‌کند که مقدار مبرد در محدوده ایمنی و عملکرد تعریف‌شده توسط سازنده قرار گیرد.
- IEC 60335 (ایمنی لوازم خانگی و تجاری): این استاندارد به‌خصوص برای R-290، محدودیت‌های طراحی، نصب و تعمیر تجهیزات را با هدف مدیریت ریسک اشتعال مشخص می‌کند.
ثامن لب | samen lab با تخصص عمیق در اورهال کمپرسورهای R-290 و R-744 و رعایت دقیق پروتکل‌های ایمنی A3 و Transcritical، عملکرد بهینه و پایدار تجهیزات برودتی حساس شما را تضمین می‌کند.