تاریخچه
در اواسط دهه ۹۰ میلادی با بحرانی شدن شرایط لایه ازون، جهان طی قراردادهای بین‌المللی تصمیم به عبور از گازهای مخرب محیط زیست گرفت .این تصمیم سر منشا تولید گازهای مبرد جدید شد که تخریب کمتری در محیط ایجاد می‌کردند. به دلیل نیاز به وجود جایگزینی برای گاز R502 (یک مبرد تخریب کننده لایه ازون) که معمولاً در سیستم‌های تبرید تجاری استفاده می شد، تولید گاز R404a در دستور کار قرار داده شد. این مبرد صنعتی برای اولین بار در جهان در دهه ۱۹۹۰ توسط شرکت هانیول اینترنشنال، جهت افزایش ظرفیت حرارتی گازهای مبرد موجود و رسیدن به دماهای پایین تر از گاز R134a توسعه داده شد.
مبرد R404a یک ترکیب هیدروفلوئوروکربن (HFC) از سه گاز مبرد شامل R125 ،R143a و R134a است.
هانیول اینترنشنال R404a را به عنوان جایگزینی برای R502 در سیستم های سرمایش صنعتی(ظرفیت بالا) معرفی کرد. R404a به گونه‌ای طراحی شده است که ویژگی‌های عملکردی مشابه R502 دارد. و آن را جایگزین مناسبی برای سیستم‌های تبرید تجاری مانند: انواع یخچال و فریزر صنعتی، سردخانه‌های قابل حمل، کامیون و تریلرهای یخچال‌دار می‌کند. طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA)، مصرف جهانی این گاز در سال ۲۰۱۷ تقریباً ۳۶۵۰۰۰ تن بود.
تاثیر R404a بر گرمایش جهانی
R404a در اوایل تولید خود، به سرعت به عنوان یک مبرد برای تبرید تجاری، تهویه مطبوع و سیستم‌های خنک‌کننده فرآیندهای صنعتی محبوبیت پیدا کرد. زیرا در دسترس بودن، سازگاری و هزینه نسبتا پایین، آن را به گزینه‌ای جذاب برای تولیدکنندگان و کاربران تجهیزات برودتی و تهویه مطبوع تبدیل کرده بود. با این حال، در اوایل دهه ۲۰۰۰، نگرانی‌هایی در مورد اثرات زیست‌محیطی مبردهای بالقوه در گرمایش جهانی (GWP) مانند R404a مطرح شد. GWP اندازه‌گیری انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با مبرد است و مبردهای با GWP بالاتر تأثیر بیشتری بر تغییرات آب و هوا دارند.
طبق گفته هیئت بین دولتی تغییر اقلیم (IPCC)، مبردهایی که GWP را افزایش می‌دهند، برای دهه‌ها در جو باقی می‌مانند و باعث ایجاد اثر گلخانه‌ای و گرم شدن کره زمین می‌شوند. طبق گزارش EPA، انتظار می‌رود مصرف HFC تا سال ۲۰۲۹ نسبت به سال‌های ۲۰۱۳-۲۰۱۱ ، هفتاد درصد کاهش یابد. جایگزین‌های در حال تولید نیز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که ویژگی‌های عملکردی مشابه R404a داشته باشند، در حالی که سازگارتر با محیط زیست هستند.
از نظر آماری، تقاضا برای R404a پس از معرفی آن در دهه ۱۹۹۰، به ویژه در سیستم‌های تبرید تجاری، تهویه مطبوع و سیستم‌های خنک کننده فرآیندهای صنعتی به سرعت افزایش یافت. طبق گزارش Global Market Insights، اندازه بازار جهانی R404a در سال ۲۰۱۹ بیش از ۳ میلیارد دلار ارزش داشت. انتظار می‌رود این مقدار تا سال ۲۰۲۶ به حدود ۴ میلیارد دلار برسد.
مقایسه گاز R404a با R502
از نظر فنی، R404a ظرفیت تبرید کمی کمتر از R502 دارد. به این معنی که برخی از سیستم‌ها ممکن است برای جبران این تفاوت نیاز به اصلاح داشته باشند. علاوه بر این، R404a در فشار بالاتری نسبت به R502 کار می‌کند، که می‌تواند بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد و ممکن است نیاز به تغییرات در اجزای سیستم مانند کمپرسورها و شیرهای انبساط داشته باشد. علی‌رغم این تفاوت‌ها، R404a به دلیل ویژگی‌های عملکردی مشابه و اثرات زیست‌محیطی کمتر، به‌طور گسترده به عنوان جایگزینی برای R502 مورد استفاده قرار گرفته است.
همچنین برخی از جزئیات فنی در مورد R502 و R404a به شرح ذیل است:
- نقطه جوش R502 برابر با ۴۵.۵- درجه سانتیگراد (۵۰-درجه فارنهایت) و دمای بحرانی آن ۹۱ درجه سانتیگراد (۱۹۶ درجه فارنهایت) است.
- نقطه جوش R404a برابر با ۴۶.۵- درجه سانتیگراد (۵۱.۷- درجه فارنهایت) و دمای بحرانی آن ۷۲.۱ درجه سانتیگراد (۱۶۱.۸درجه فارنهایت) است.
- R502 در مقایسه با R404a ظرفیت تبرید تقریبا کمتری دارد. دلیل این امر این است که R502 به ازای هر واحد مبرد در گردش، اثر تبرید کمتری دارد.
- ظرفیت گرمای ویژه R502 برابر با ۰.۲۳۸ kJ/kg-K است، در حالی که ظرفیت گرمای ویژه R404a برابر با ۰.۲۱ kJ/kg-K است.( این امر نشان میدهد راندمان حرارتی سیکل هایی با گاز a404 می‌تواند در صورت عدم تغییر در تجهیزات اندکی پایین تر باشد. ولی نقطه جوش پایین تر می‌تواند به بهبود این شرایط به نفع 404 کمک کند )
