تبرید

به هر تحولی که در آن حرارت گرفته می شود تبرید می گویند. بنابـر تعریفـی دیگـر بـه شاخه ای از علم که در آن به کاهش و ثابت نگه داشـتن دمـای یـک مـاده یـا فـضا، در دمـایی پایین تر از دمای محیط پرداخته می شود تبرید اطلاق می گردد. به بیان دیگر در تحـول تبریـد، حرارت از جسم سردشونده ای گرفته شده و به جسم دیگری که دمـایی کمتـر از جـسم سـردشونده دارد منتقل میگردد. چون در این تحول حرارت گرفته شده از جـسم سـردشـونده بـه جسم دیگری منتقل می گردد، لذا در تحول تبرید هم گرمـایش و هـم سـرمایش وجـود دارد و فقط نحوه استفاده از سیستم، آنها را از یکدیگر متمایز می سازد.

در تحولات برودتی، ماده جذب کننده حرارت یا عامل سرمایی را مبـرد یـا مـاده سـرمازا می نامند. بسته به تاثیری که حرارت جذب شده بر روی مبرد دارد، میتوان تحولات برودتـی را به صورت محسوس و نهان طبقه بندی نمود. در صورتی که جذب حرارت موجب افزایش دمـای سردکننده شود، تحول برودتی را محسوس و چنانچه موجب تغییر حالت فیزیکی مبـرد شـود (ذوب یا تبخیر) آن را نهان می نامند. در هر دو مورد بایستی دمای مبرد همواره از دمای فضا یا ماده سرد شونده کمتر باشد.

مبرد ها

به بیان کلی مبرد ماده ای است که با جذب حرارت از یک ماده به صورت عامل خنک کن عمل می ­نماید. برای اینکه مبردی برای استفاده مناسب باشد بایستی دارای خـواص شـیمیایی، فیزیکی و ترمودینامیکی ویژه ای باشد که استفاده از آن را مطمئن و اقتصادی سازد. باید توجـه شود که مبرد ایده ­آل وجود ندارد و بـه دلیـل اخـتلاف فـاحش شـرایط و نیازهـای کاربردهـای مختلف، مبردی وجود ندارد که بتواند برای همه کاربردها مناسـب باشـد. بنـابراین یـک مبـرد هنگامی ایده آل خواهد بود که بتواند شرایط و نیازهای یک کاربرد بخصوص را تامین نماید.

هنگامی که مبرد در سیستمی می چرخد از تعدادی تغییر حالت یا شرایط عبور می کنـد که هر یک را تحول می نامند. مبرد از یک حالت اولیه شروع مـی نمایـد و پـس از عبـور از یـک ســـری تحولات که سیکل نامیده می شود مجددًا به حالت اولیه بر می گردد. جهت ایجاد برودت چرخه های تبرید گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند.

خواص مبرد ها

ایمنی: معمولا خواص ایمنی اولین ملاحظات در انتخاب یک مبرد بـوده و بـه همـین دلیـل بعضی از مواد علیرغم اینکه مبرد خوبی هستند کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. مهم ترین این مبردها آمونیاک و بعضی از هیدروکربن های خالص هستند. اگر سیالی در حالت خاص و هنگامی که با قـسمتی از هـوا مخلـوط مـی شـود، غیرقابـل  اشتعال، غیرقابل انفجار، و غیر سمی باشد و با روغن روانکـاری و مـواد دیگـری کـه معمـولا در ساختمان تجهیزات تبرید به کار می رود و با رطوبت موجود در سیستم تبرید واکنش نـامطلوبی نداشته باشد می تواند به عنوان مبردی مناسب مورد استفاده قرار گیرد. به علاوه خواص مبرد باید چنان باشد که در صورت نشت از سیستم، موجب آلودگی مواد غذایی و یا سایر مواد موجود در سردخانه نشود.

سمی بودن: سمی بودن یک عبارت نسبی بوده وتنها موقعی مفهوم می یابد که میزان غلظت و زمان تماس لازم برای ایجاد اثرات زیان بار تعیین شده باشد. درجه سمی بودن مبردهای رایـج به وسیله آزمایشگاه هایی تست شده است. به لحاظ اینکه اثرات ناشی از برخی گروه ها بیشتر به دلیل کمبود اکـسیژن اسـت تـا مـضر بـودن خـود مبـرد، آنهـا را غیرسمی فرض می کنند. در حال حاضر آمونیاک تنها مبرد سمی است که تا حد زیـادی مـورداستفاده قرار می گیرد ولی استفاده از آن به واحدهای بسته بندی، یخسازی ها و سردخانه هایی که افراد مجربی در آنجا کار میکنند، محدود می­ شود.

قابلیت اشتعال و انفجار: اکثر مبردهای مورد استفاده در سیستم تبرید کلا غیر قابل اشـتعال و انفجار می باشند. از موارد اسـتثنا آمونیـاک و هیـدروکربن های خـالص هـستند. هنگـامی کـه آمونیاک با نسبت های بخصوصی از هوا مخلوط گردد بـه میـزان جزیـی قابـل اشـتعال و انفجـار می گردد ولی با اخذ تدابیر ویژه خطر استفاده از آمونیاک به عنوان مبرد قابـل اغمـاض خواهـد بود.

ملاحظات اقتصادی

طبعا از نظر اقتصادی مطلوب این است که خواص فیزیکی و حرارتی مبرد چنان باشد که به ازای ظرفیت تبرید واحد، حداقل توان را جذب نماید و ضریب عملکـرد سیـستم بـالا باشـد. مهم ترین خواص مبرد که ظرفیت و راندمان سیستم را تحت تأثیر قرار می دهند عبارتند از:

1. حرارت نهان تبخیر
2. حجم ویژه بخار
3. نسبت تراکم
4. گرمای ویژه مبرد در هر دو حالت مایع و بخار

چون توان لازم به ازای واحد ظرفیت تبرید، برای تمام مبرد های متـداول تقریبـًا برابرنـد و راندمان و مسائل اقتصادی سیستم، معمولا در تصمیم گیری برای انتخاب مبرد دخیـل نخواهـد بود. خواصی که اندازه، وزن و هزینه اولیه تجهیزات تبرید را کـاهش مـی دهنـد و امکـان کـار اتوماتیک با حداقل تعمیرات را فراهم می سازند. حائز اهمیت هستند.