مبرد R123 (HCFC): راهنمای تخصصی Retrofit چیلر سانتریفیوژ فشار پایین و پروتکل اورهال
تحلیل فنی ثامن لب | samen lab درباره دی‌کلروتری‌فلوئورواتان: بررسی عملکرد در خلاء، الزامات سرویس واحد تخلیه (Purge Unit) و مسیر نهایی تبدیل به مبرد HFO (مانند R-1233zd(E)) برای چیلرهای صنعتی و آزمایشگاهی.
R123: HCFC جایگزین R-11 در چیلرهای بزرگ
R-123 (دی‌کلروتری‌فلوئورواتان) یک مبرد تک‌جزئی از خانواده هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها (HCFC) است که در اوایل دهه ۱۹۹۰ به‌عنوان یک جایگزین ایده‌آل برای مبرد منسوخ‌شده و بسیار مخرب R-11 (CFC) در چیلرهای سانتریفیوژ (Centrifugal Chillers) طراحی شد. هدف اصلی از معرفی R123، کاهش پتانسیل تخریب لایه اوزون (ODP) بود.
مقایسه ODP و GWP با نسل قبل و بعد
مهم‌ترین دلیل کاربرد R123، سازگاری آن با طراحی‌های چیلر سانتریفیوژ فشار پایین بود که پیش از این برای R-11 ساخته شده بودند. این امر، فرآیند Retrofit و جایگزینی را بسیار ساده کرد.
| ویژگی فنی | R123 (HCFC) | R-11 (CFC) – جایگزین شده | R-1233zd(E) (HFO) – جایگزین نهایی |
|---|---|---|---|
| ODP (تخریب ازن) | ۰.۰۱۲ | ۱.۰ | صفر |
| GWP (گرمایش جهانی) | ۷۷ | ۴۷۵۰ | ۴.۷ |
| فشار اواپراتور (حدود ۵°C) | خلاء (زیر اتمسفر) | خلاء | خلاء |
اگرچه R123 دارای ODP بسیار پایین‌تری نسبت به R-11 است، اما به دلیل وجود اتم کلر، همچنان به‌عنوان یک ماده تخریب‌کننده لایه اوزون (ODS) در نظر گرفته می‌شود و طبق پروتکل مونترال و تعدیل کیگالی باید به‌طور کامل منسوخ شود. این امر، نیاز به Retrofit نهایی این چیلرها به مبردهای HFO را اجتناب‌ناپذیر می‌سازد.
ملاحظات فنی: عملکرد در فشار زیر جو (وکیوم)
مشخصه کلیدی چیلرهای R123 این است که در دماهای کاری استاندارد (اواپراتور و کندانسور)، مبرد در فشار زیر فشار اتمسفر کار می‌کند. این طراحی فشار پایین دارای پیامدهای مهمی برای تعمیر و اورهال است:
۱. چالش‌های نشت‌یابی و اورهال
- نشت به داخل سیستم: برخلاف سیستم‌های فشار بالا (مانند R-134a)، هرگونه نشت در چیلر R123 باعث ورود هوا و رطوبت به سیکل می‌شود، نه خروج مبرد. ورود گازهای غیرقابل تراکم (Non-Condensables) به شدت بازدهی چیلر را کاهش می‌دهد.
- نشت‌یابی با خلاء (Vacuum Leak Detection): نشت‌یابی در این سیستم‌ها باید در شرایط خلاء و با روش‌های تخصصی انجام شود. ثامن لب از پروتکل‌های دقیق خلاء عمیق و تست پایداری خلاء برای تضمین آب‌بندی کامل سیستم استفاده می‌کند.
۲. سازگاری با روغن و مواد
R123 معمولاً با روغن آلکیل بنزن (AB) یا روغن معدنی (MO) سازگار است، نه POE که در HFCها استفاده می‌شود. این موضوع، مدیریت روغن در هنگام Retrofit نهایی به HFOها را حیاتی می‌سازد (رجوع به بخش Retrofit).
الزامات زیست‌محیطی: انقراض HCFCها طبق پروتکل مونترال
به‌عنوان یک مبرد HCFC، R123 در برنامه انقراض جهانی قرار دارد. هرچند ODP آن پایین است، اما تعهدات جهانی ایجاب می‌کند که ثامن لب در فرآیندهای تعمیر و نگهداری، بالاترین استانداردهای زیست‌محیطی را رعایت کند:
پروتکل‌های ریکاوری در چیلرهای بزرگ
به دلیل حجم شارژ بسیار بالای چیلرهای سانتریفیوژ (که می‌تواند به هزاران کیلوگرم برسد)، ریکاوری مبرد R123 نیاز به تجهیزات تخصصی با دبی بالا و تکنیک‌های زیر دارد:
- ریکاوری با بازدهی بالا: استفاده از دستگاه‌های ریکاوری Liquid-Recovery (بازیابی فاز مایع) برای کاهش زمان و افزایش بازدهی، به‌خصوص در شرایط فشار پایین.
- تست خلوص: مبرد ریکاوری شده R123 باید از نظر خلوص تست شود و در صورت آلودگی، برای انهدام ایمن (Destruction) به مراکز مجاز ارسال گردد.
- مستندسازی (ISO 17025): مستندسازی دقیق میزان مبرد ریکاوری شده و فرآیند انهدام یا ذخیره‌سازی برای هر پروژه، تضمین‌کننده انطباق با الزامات ISO 17025 و قوانین بین‌المللی است.
اورهال تخصصی: قلب سیستم R123، واحد تخلیه (Purge Unit)
مهم‌ترین بخش سرویس و اورهال یک چیلر فشار پایین، واحد تخلیه یا Purge Unit است. این واحد، سیستم را از شر هوا، رطوبت و سایر گازهای غیرقابل تراکم که از طریق نشت وارد می‌شوند، نجات می‌دهد.
نقش و مکانیزم واحد تخلیه
- مکانیزم: Purge Unit گازهای غیرقابل تراکم (شامل هوا و بخار آب) را از بالای کندانسور یا اویل سپراتور سیستم جمع‌آوری کرده و پس از جدا کردن مبرد اصلی (R123) از طریق تقطیر یا جذب، تنها گازهای غیرقابل تراکم را به اتمسفر (یا به مخزن بازیافت) دفع می‌کند.
- اورهال حیاتی: عملکرد ضعیف واحد تخلیه، باعث افزایش فشار تراکم، کاهش شدید بازدهی چیلر، و مصرف بالای انرژی می‌شود. اورهال ثامن لب شامل بررسی دقیق و کالیبراسیون سنسورهای دمایی، تست عملکرد پمپ‌های وکیوم کوچک و اطمینان از صحت عملکرد شیرهای سرویس و فیلترهای کربن (در صورت استفاده) است.
- نکته مصرف مبرد: افزایش مصرف مبرد R123 اغلب نشان‌دهنده نقص در عملکرد Purge Unit است که مبرد را همراه با هوا به بیرون دفع می‌کند. این مشکل باید فوراً در فرآیند اورهال برطرف شود.
پروتکل Retrofit: گذار از R123 به R-1233zd(E) (HFO)
با انقراض نهایی R123، تبدیل چیلرهای موجود به مبردهای نسل جدید با GWP و ODP نزدیک به صفر، یک ضرورت فنی و اقتصادی است. R-1233zd(E) به‌عنوان یک مبرد HFO، بهترین گزینه بلندمدت برای Retrofit چیلرهای سانتریفیوژ فشار پایین است.
مراحل Retrofit تخصصی ثامن لب
- ریکاوری و پاکسازی کامل R123: تخلیه کامل R123 و شستشوی سیستم با نیتروژن خشک برای حذف کامل مبرد و آلودگی‌ها.
- بررسی و سازگاری مواد: بررسی تمام کاسه‌نمدها (Seals)، اورینگ‌ها، واشرهای آب‌بندی و مواد عایق سیم‌پیچ موتور برای سازگاری با R-1233zd(E). هرگونه آب‌بندی الاستومری قدیمی باید با مواد مقاوم‌تر (مانند PTFE یا HNBR) جایگزین شود.
- تنظیمات نرم‌افزاری و کنترلی: R-1233zd(E) دارای خواص ترمودینامیکی بسیار مشابه R123 است، اما تغییرات جزئی در فشار کاری و ظرفیت تبرید نیاز به کالیبراسیون مجدد سنسورها، تنظیم پره‌های راهنمای ورودی (Inlet Guide Vanes) و پارامترهای کنترلر چیلر دارد.
- تست عملکرد و اعتبارسنجی (ISO 17025): پس از Retrofit و اورهال کمپرسور، چیلر باید تحت تست‌های عملکردی کامل قرار گیرد و بازدهی آن (COP) با شرایط اصلی مقایسه و مستند شود تا انطباق با استانداردهای کیفی ISO 17025 تضمین گردد.
مدیریت روغن، نشت‌یابی خلاء و ملاحظات ایمنی
تخصص ثامن لب در اورهال کمپرسورها برای مبرد R123 شامل مدیریت دقیق روغن، نشت‌یابی حساس و ملاحظات ایمنی خاص است.
۱. مدیریت روغن (Lubrication Management)
R123 با روغن‌های معدنی و آلکیل بنزن سازگار است. جایگزین HFO آن (R-1233zd(E)) نیز با همین روغن‌ها کار می‌کند. با این حال، در فرآیند اورهال و Retrofit، کیفیت روغن موجود باید به دقت بررسی شود. وجود رطوبت در روغن، به‌ویژه در سیستم‌های فشار پایین که مستعد ورود هوا هستند، می‌تواند باعث تشکیل اسید و آسیب به موتور و قطعات کمپرسور سانتریفیوژ شود. تست اسیدیته روغن یک پروتکل اجباری است.
۲. نشت‌یابی خلاء (Vacuum Leak Detection)
تعمیر و نگهداری این چیلرها مستلزم تخصص در نشت‌یابی تحت خلاء است. نشت‌یابی باید با استفاده از روش‌های پیشرفته مانند هلیوم (Helium) یا گاز فرمینگ (Forming Gas) انجام شود، به دلیل اینکه این گازها در شرایط خلاء قابلیت تشخیص نشت‌های ریز را دارند.
۳. ملاحظات ایمنی بهداشتی
R123 دارای خواص شیمیایی خاصی است. این مبرد در غلظت‌های بالا می‌تواند اثرات سمی داشته باشد. همچنین، تماس طولانی‌مدت آن با پوست (مانند R11) باید با دقت مدیریت شود. در فرآیند اورهال، تهویه مناسب و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی (PPE) مناسب الزامی است.
ثامن لب با به‌کارگیری تکنولوژی و دانش تخصصی در زمینه چیلرهای سانتریفیوژ فشار پایین و مبردهای HFO، تضمین می‌کند که تجهیزات برودتی حساس شما (مانند چیلرهای آزمایشگاهی) با بالاترین استانداردهای فنی و زیست‌محیطی ISO 17025 و پروتکل مونترال سرویس و اورهال شوند.