امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از مخلوط هیدروکربن ها به عنوان مبرد در یک یخچال خانگی

چکیده مبرد r134a که در دو دهه گذشته معمول ترین مبرد در یخچال های خانگی بوده است، به دلیل اثرات گلخانه ای شدید آن طبق پروتکل کیوتو باید تولید و مصرف آن کاهش یابد لذا در چند سال گذشته تحقیقات فراوانی در مورد جایگزینی این مبرد با هیدروکربن های پروپان، نرمال بوتان و ایزوبوتان به عمل آمده است. در این تحقیق عملکرد دو نوع مبرد هیدروکربنی با میزان شارژهای متفاوت در یک یخچال فریزر خانگی بررسی شد تا معلوم شود آیا می توان بدون هیچ گونه تغییری در چرخه تبریدی که برای کار با مبرد r134a ساخته شده از مبرد هیدروکربنی استفاده نمود؟ سپس اثر مبردهای هیدروکربنی با میزان شارژهای متفاوت را بر روی کمپرسوری که برای کار با مبرد r600a طراحی و ساخته شده بود بررسی و میزان مصرف انرژی اندازه گیری شد. طبق تعریف بهترین میزان شارژ هنگامی بدست می آید که دمای میانگین محفظه نگه داری مواد غذایی تازه کم تر از ?c5 و گرم ترین دمای محفظه نگه داری مواد غذایی منجمد کم تر از ?c18- شود به نحوی که مصرف انرژی الکتریکی در این شرایط کمینه باشد. آزمایش ها بر روی یک یخچال فریزر خانگی ساخت گروه صنعتی انتخاب که برای کار با 105 گرم مبرد r134a طراحی و ساخته شده بود انجام شد و تاثیر عوامل نوع مبرد، میزان شارژ مبرد و نوع کمپرسور بررسی شدند. در این بررسی آزمایشگاهی از مبردهای r436a (مخلوط 46% ایزوبوتان و 54% پروپان) و r600a (ایزوبوتان خالص)، کمپرسورهای مدل hfc که برای کار با مبرد r134a و مدل hc که برای کار با مبرد r600a طراحی و ساخته شده اند استفاده شد. میزان شارژ مبردهای r600a و r436a در محدوده 45 تا 80 گرم قرار داشتند. مبرد r134a تنها با 105 گرم و بر روی کمپرسور مدل hfc آزمایش شد. برای هر یک از آزمایش ها انرژی مصرفی یخچال فریزر در 24 ساعت محاسبه شد و با نتایج آزمایش یخچال فریزر مبنا، مقایسه شد. تمامی آزمایش ها مطابق با استانداردهای ملی ایران به شماره 2-4853 و 13700 در دمای محیط ?c32 و رطوبت نسبی 50% انجام شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که درصورت استفاده از کمپرسور مدل hfc میزان شارژ بهینه مبرد r436a برابر 60 گرم و میزان شارژ بهینه مبرد r600a برابر 55 گرم می باشد و میزان مصرف انرژی مبرد r436a و r600a در حالت شارژ بهینه در مقایسه با یخچال فریزر مبنا به ترتیب 14% و 7% کاهش می یابد. درصورت استفاده از کمپرسور مدل hc میزان شارژ بهینه مبرد r436a برابر 50 گرم و میزان شارژ بهینه مبرد r600a برابر 50 گرم می باشد و میزان مصرف انرژی مبرد r436a و r600a در حالت شارژ بهینه در مقایسه با یخچال فریزر مبنا به ترتیب 6/14% و 7/18% کاهش می یابد. کلمات کلیدی : مبرد، سیکل یخچال فریزر، r600a، r134a،r436a