ما هي المبردات؟ هذه سوائل خاصة. يتم استخدامها في مكيفات الهواء والثلاجات. يخضع المبرد لتغيير الطور من سائل إلى غاز عندما يمتص الحرارة ويعود إلى السائل عندما يضغط الضاغط على الغاز. يعتمد اختيار المبرد المثالي على الخصائص الديناميكية الحرارية. يجب أن تكون غير قابلة للتآكل وآمنة وغير سامة وغير قابلة للاشتعال.
تاريخ موجز للمبردات
كان العالم البلجيكي فريدريك سورثز رائدًا في تصنيع مركبات الكربون الكلورية فلورية في أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر. حدث اكتشافه بعد استبدال الكلوريد في رابع كلوريد الكربون بواسطة Futuride لتخليق CFC-11 و CFC-12. في أواخر العشرينيات من القرن الماضي ، قام توماس ميدجلي جونيور بتحسين عملية التوليف وتحدى استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية كمبرد لاستبدال الأمونيا والكلوروميثان وثاني أكسيد الكبريت التي كانت شائعة الاستخدام في ذلك الوقت.
كانت ضارة وقابلة للاشتعال وحتى بعضها سام. الأكثر شيوعاكان المبرد عبارة عن CFC يسمى Freon - الاسم التجاري لشركة DuPont للثلاجة "R-12". وفقًا لمتطلبات الثلاثينيات من القرن الماضي ، بدت هذه المبردات غازات مثالية وقائمة على أسس علمية وأكثر أمانًا وغير قابلة للتآكل ورخيصة التصنيع.
لم يتم العثور على جزيئات الكلور حتى السبعينيات لتدمير طبقة الأوزون تمامًا وتم حظرها. في سبعينيات القرن الماضي اكتشف العلماء أن غاز التبريد يتداخل مع تغلغل الأشعة تحت الحمراء فيها ، حيث تتراكم في الغلاف الجوي وتتسبب في انتقال الحرارة مما يؤدي إلى تغير المناخ ، لذلك تم حظر هذا المركب.
في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، تم استبدال مركبات الكربون الكلورية فلورية بمركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية) وكان أكثر مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية شيوعًا هو "R-22" الذي كان له تأثيرات أقل تدميراً على الأوزون ، إلا أنه لا يزال خطيراً. لحل مشكلة استنفاد طبقة الأوزون ، توصل العلماء إلى مركبات الكربون الهيدروفلورية التي لا تحتوي على الكلور. ومع ذلك ، أدركوا لاحقًا أن مركبات الكربون الهيدروفلورية لا تزال تلحق الضرر بالبيئة من خلال غازات الاحتباس الحراري.
الأنواع الحديثة لوسائط التبريد
فرضت المفوضية الأوروبية عدم استخدام المبرد R134A في سيارات الركاب المعتمدة المباعة في الاتحاد الأوروبي. كان هذا التفويض في الأصل ليوم 1 يناير 2011. ومع ذلك ، نظرًا لأن المبرد الجديد لم يكن متاحًا بعد للسوق العام ، فقد تم تمديد هذا الموعد النهائي حتى 1 يناير 2013.
بدءًا من يناير 2017 ، جميعهم مسجلون حديثًاكانت هناك حاجة للمركبات لاستخدام مبرد بديل. في عام 2018 ، تستخدم 60٪ فقط من سيارات الركاب الأوروبية الصنع المبردات الآمنة. تستمر المركبات المباعة خارج الاتحاد الأوروبي في استخدام R134A أو حتى مبرد أكثر خطورة.
الأنواع الرئيسية من المبردات:
- CFCs - مركبات الكربون الكلورية فلورية.
- HCFC - HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC - HydroFluoroCarbons.
ومع ذلك ، فقد تم استبدالها جميعًا أو سيتم استبدالها في المستقبل القريب بسبب التأثيرات البيئية. بدأ مبرد زيت الوقود الثقيل الآن في استبدال مركبات الكربون الكلورية فلورية حيث أن لديها إمكانات أقل بكثير للاحترار العالمي ولا تستنفد الأوزون ، على الرغم من أن بعضها شديد الاشتعال. حاليًا ، يدخل الجيل الرابع من المبردات إلى السوق ، والتي تتمتع بخصائص ديناميكية حرارية رائعة وصديقة للبيئة.
اختيار بديل لـ R12
لا يزال المبرد
R12 مستخدمًا على نطاق واسع في تطبيقات التبريد. في الواقع ، كان من الصعب جدًا العثور على مبرد يمكن أن يحل محل هذا المبرد العالمي في ظروف التشغيل. R134A هو الأنسب لهذه الأغراض.
مقارنة بين R134A و R12:
- السعة عند درجة حرارة المبخر -7 درجة مئوية هي نفسها لكل من المبردات ، وأقل من -7 درجة مئوية ، إذا تم استبدال R12 بمبرد r134A ، سيكون هناك خسارة كبيرة في تأثير التبريد. في مثل هذه الحالات ، يوصى باستخدام خليط من المبردات بدلاً من استبدال R134A. يمكن أيضًا استخدام الفريون 134 لدرجات الحرارة المنخفضة
- معاملات نقل الحرارة لـ R134A أعلى من R12. إذا كانت موجودة في نفس المرحلة السائلة ، يكون معامل نقل الحرارة لغاز التبريد R134A أعلى بنسبة 27-37٪ ، وفي الطور الغازي يكون 37-45٪ أعلى. إذا كانت موجودة في مرحلتين ، سائلة وغازية ، فإن معامل نقل الحرارة لـ R134A أعلى بنسبة 28٪ إلى 34٪ في المبخر و 35 إلى 41٪ أعلى في المكثف.
- تأثير التبريد لـ R134A أكبر بحوالي 22٪ من تأثير R12. وبالتالي ، فإن معدل التدفق الكتلي لـ R134A المطلوب لكل طن من التبريد يكون حوالي 18٪ أقل من R12. هذا يعني أنه بالنسبة لسعة معينة لنظام التبريد ، تكون الكمية المطلوبة منه أقل بنسبة 18٪ من عند استخدام R12. أي أنه في جميع المعدات التي يتم فيها استبدال R12 بالفريون 134 ، تكون كمية مادة التبريد التي يجب شحنها أقل من R12. ومع ذلك ، فإن الحجم المحدد لـ R134A أكبر قليلاً من R12 ، لذلك بالنسبة لنفس الكمية من المبرد ، يكون الحجم المشغول بواسطة R134A أكبر من R12.
- الزيادة في تأثير التبريد لـ R134A يقابلها زيادة في حجمها المحدد. وبالتالي ، يجب أن يكون R134a المشحون في الأنظمة المعدلة أقل بنسبة 5-10٪ من R12.
تحويل R12 إلى R134A
استخدمت بعض التركيبات المبكرة الأمونيا كمبرد. ومع ذلك ، فإن معظم السيارات الحديثة التي تم بناؤها قبل عام 1995 تستخدم R12. كان R12 عبارة عن مبرد ic2 متقدم تقنيًا وفعالًا ، ولكن تم اكتشافه لاحقًا على أنه غاز مستنفد للأوزون وتم تقييد إنتاجه واستخدامه.
بعد عام 1995 ، تم استبدالها بـ R134A ، ولا تزال كذلكتستخدم في العديد من السيارات. إذا كان لدى المنزل سيارة قديمة مزودة بنظام تكييف هواء R12 ، فإن سائقي السيارات يواجهون مشاكل كبيرة في تجديد مثل هذا النظام في حالة حدوث تسرب أو صيانة. بدأت الصناعة في إنتاج محولات خاصة ، وبعد ذلك أصبحت عملية تحويل النظام إلى R134A بسيطة.
التغييرات في نظام التبريد
لتحويل R12 إلى R134A ، يلزم إجراء بعض التغييرات الصغيرة فقط على النظام. لحسن الحظ ، سيظل الضاغط المستخدم في نظام R12 القديم يعمل مع المبرد R134A وسيكون بنفس الكفاءة. المكثف والمبخر مجرد مبادلات حرارية ، لذلك لا يحتاجان أيضًا إلى التغيير لتشغيل مبرد آخر.
أحد المكونات التي يجب تغييرها هو المجفف. العنصر الأخير في النظام الذي يجب تغييره هو منافذ الضغط. يستخدم R134A منافذ مختلفة لشحن النظام وقياس الضغط ، لذلك يجب إزالة منافذ R12 القديمة واستبدالها أو استكمالها بمحولات. بعد شراء المعدات اللازمة ، قم بإزالة المبرد القديم والزيت. عند تركيب مبرد ic2 جديد ، يجب أيضًا إضافة زيت PAG متوافق مع R134A للحفاظ على تزييت الضاغط.
بعد تحويل نظام من R12 إلى R134A ، من المهم فحص ضغط النظام لبضعة أيام للتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح. في حالة ملاحظة أي تسريبات صغيرة في النظام ، قم بتطبيق Red Angel A / C Stop Leak لإغلاقهالنظام
المبردات أكثر أمانًا من الفريون
مركب HCFC R-22 المشترك ، الذي تم استخدامه منذ عقود ، ليس جيدًا للبيئة كما كان يعتقد الخبراء ذات مرة. عملت وكالة حماية البيئة على التخلص التدريجي من المبرد وفي النهاية حظرته تمامًا. بدأ التخلص التدريجي من R-22 في عام 2010. بحلول عام 2020 ، سيتم تقييد استخدام المبرد بشدة ، وسيتم حظره تمامًا بحلول عام 2030.
المبردات الأكثر ملاءمة للبيئة المتوفرة حاليًا في السوق هي "R-290" و "R-600A". هم HCs ، أو الهيدروكربونات ، وأسمائهم الكيميائية هي "البروبان" لـ R-290 و "Isobutane" لـ R-600A. إنها خالية من الهالوجين بنسبة 100٪ ، ولا تحتوي على إمكانية لاستنفاد طبقة الأوزون وهي الأقل خطورة من حيث الاحترار العالمي المحتمل. كما أنها عالية الكفاءة في استخدام الطاقة ، ولكنها شديدة الاشتعال لأنها هيدروكربونات. حاليًا ، أكثر أنواع المبردات "صديقة للبيئة" هي R134A و R-407C و R-410A. يدعي المصنعون الذين ينتجون هذه المبردات أن المواد آمنة تمامًا.
اسطوانة مع الفريون R134A
مع اكتشاف الآثار الضارة لمبردات مركبات الكربون الكلورية فلورية ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية على طبقة الأوزون ، تم استخدام هذه المجموعة على نطاق واسع كبديل. المبرد الموجود في الثلاجة R134A هو الهيدروفلوروكربون (HFC) ، والذي له احتمالية عدم استنفاد طبقة الأوزون وتأثير ضئيل أو معدوم في الاحتباس الحراري.
المبردات R134Aهو مركب كيميائي رباعي فلورو الإيثان ، يتكون من ذرتين من الكربون ، واثنين من ذرات الهيدروجين وأربع ذرات فلور. صيغته الكيميائية هي CF3CH2F. الوزن الجزيئي لمبرد R134A هو 133.4 ونقطة غليانه 26.1 درجة مئوية. R134A غير قابل للاشتعال وغير قابل للانفجار ، له سمية طبيعية واستقرار كيميائي جيد ، تقارب عالي إلى حد ما للرطوبة.
R134A مشابه جدًا لـ R12 في الخصائص الفيزيائية والديناميكية الحرارية العامة. لذلك ، يعتبر بديلاً ممتازًا. خصائص المبردات R134 هي كما يلي:
- درجة حرارة الاشتعال الذاتي - 770 درجة مئوية
- معدل استنفاد الأوزون - 04.
- الذوبان في الماء 0.11 بالوزن٪ 25 ج.
- درجة الحرارة الحرجة - 122 درجة مئوية
- رمز اللون: أزرق فاتح.
- إمكانية الاحترار العالمي (GWP) 1200.
- درجة حرارة المبرد ، نقطة الغليان -26.1 درجة مئوية.
الخصائص الديناميكية الحرارية لـ R-407C
من حيث خصائصه ، فهو يتوافق مع الخصائص المتوفرة في R-22. R-407C هو بديل مبرد شائع لأولئك الذين يتطلعون إلى ترقية معدات R-22. يشتمل خليط مركبات الكربون الهيدروفلورية على خماسي فلورو الإيثان ، وديفلورو ميثان و 1 ، 1 ، 1 ، 2-رباعي فلورو الإيثان. مبرد بديل شائع الاستخدام في مكيفات الهواء المعبأة وأنظمة الفصل بدون فرش ، بالإضافة إلى تكييف الهواء الخفيف وأنظمة التمدد المباشر الموجودة في التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية. يعمل R-407C أيضًا في أنظمة التبريد ذات درجة الحرارة المتوسطة وفي العديد من الأنظمةأجهزة جديدة.
المعدات الجديدة التي تستخدم النيتروجين كشحنة قابضة تعمل بشكل أفضل مع R-407C بسبب استخدام زيت البوليول العطري. في حين أن الأجهزة وأنظمة التبريد الجديدة هي الأكثر شيوعًا ، يمكن ترقية R-407C في بعض أنظمة R-22 إذا تم تضمين تغيير الزيت في الإجراء. يعتبر هذا البديل للفريون صديقًا للبيئة نظرًا لإمكانية استنفاد طبقة الأوزون الصفرية.
قدرة استنفاد الأوزون R-404A
إنه 0 في هذا المبرد ، تمامًا مثل R-407C و R-134A. غالبًا ما يستخدم لأنظمة التبريد التي تتطلب -45 درجة مئوية إلى 15 درجة مئوية. إنها مفيدة للغاية في تطبيقات النقل التجاري والصناعي نظرًا لنطاق درجة حرارة التشغيل الواسع. إنه مشابه جدًا لـ R-22 ويقدم أداءً أفضل. نظرًا لأن R-404A لا يتفاعل بسرعة مع الهواء أو الماء ، فإنه يعتبر آمنًا للعديد من الاستخدامات. كما أنه غير قابل للاشتعال وعديم اللون والرائحة.
ومع ذلك ، كما هو الحال مع أي مبرد ، يجب على المستخدمين دائمًا اتخاذ الاحتياطات المناسبة لحماية أنفسهم. قد يؤدي التلامس المباشر مع R-404A إلى قضمة الصقيع ، وقد يؤدي التعرض المفرط للنار أو الحرارة إلى تمزق الخزان. يعتبر R-404A شائعًا ومتاحًا للشراء في المتاجر المتخصصة في توفير منتجات التدفئة والتبريد.
خليط من اثنين من مبردات الهيدروفلوروكربون ، ثنائي فلورو ميثان وخماسي فلورو الإيثان ، هومبرد مستنفد للمناطق الجديدة يوفر كفاءة طاقة أفضل من R-22 و R-407C ولا يستخدم الكلور في تركيبته. يعتبر أكثر ملاءمة كبديل لـ R-22 نظرًا لارتفاع ضغطه وقدرته على التبريد.
الميزة R-410A
إذا قرر المستخدمون شراء أجهزة تستخدم R-410A ، فعادة ما تكون العملية بسيطة للغاية. في الواقع ، تصنع العديد من شركات تكييف الهواء والتبريد وحدات مخصصة للاستخدام مع R-410A. على الرغم من أنه الأكثر شيوعًا في التبريد التجاري ومكيفات الهواء والثلاجات ، من المهم ملاحظة أن بديل الفريون هذا لن يعمل في وحدات A / CR-22.
المبردات R-410A لديها تصنيف ضغط أعلى ، لذلك مطلوب مقياس متشعب مختلف عن ذلك المستخدم عادة مع R-22. يجب شحن المبرد في شكل سائل وفقط على دفعات قصيرة. يُباع R-410A تحت عدة أسماء تجارية: AZ-20 و Suva410A و GenetronR410A و Forane410A و EcoFluo rR410 و Puron. من السهل جدًا الشراء عبر الإنترنت وفي المتاجر المتخصصة.
تكييف هواء السيارة
توجيهات الاتحاد الأوروبي لعام 2006 تتطلب أن تكون جميع المركبات الجديدة المباعة في الاتحاد الأوروبي مجهزة بمبردات منخفضة الاحترار العالمي (GWP). تم تعيين الحد على GWP 150 الذي يمكن لـ YF توفيره حاليًا. ميزتها هي خاصية التخلص الذاتي - تتحلل تمامًا في الغلاف الجوي في حواليأحد عشر يومًا.
على الرغم من قبول HFO1234yf كمبرد جديد ، كانت لدى ألمانيا شكوك. تعتقد شركة Daimler وبعض الشركات المصنعة الألمانية الأخرى وكذلك السلطات التنظيمية أن YF خطير نظرًا لقابليته العالية للاشتعال. رداً على ذلك ، وافقت ألمانيا على استمرار تشغيل بعض مركبات دايملر على R134A ، خلافًا لتوجيهات الاتحاد الأوروبي.
هددت المفوضية الأوروبية باتخاذ إجراء قانوني ضد ألمانيا لفشلها في التنفيذ الكامل للوائح انبعاثات غازات التبريد الجديدة. عبّرت جنرال موتورز وتويوتا علنًا عن دعمهما لـ YF وذكروا أنهما يعتبران المادة آمنة.
تكلفة الأنظمة الجديدة
التكلفة الإضافية لمبرد YF الجديد في حدود EUR30-50. أنظمة YF أقل كفاءة وتتطلب استخدامًا إضافيًا لمبادل حراري داخلي.
نظرًا لأن تكلفة عملية التصنيع لـ YF أعلى من R134A ، فمن المتوقع تعريفة تغذية على هذا المنتج لسنوات عديدة ، خاصة من 2018 عندما تكون جميع المركبات المسجلة حديثًا في الاتحاد الأوروبي مطلوبة لاستخدام غاز التبريد بخلاف R134A. من R134A.
زيادة الأسعار من 1 فبراير 2018:
- R452a + 20٪.
- R410a + 20٪.
- R448a + 15٪.
- R449a + 15٪.
تحديث نظام R-22
استبدال R22 بـ R134A عملية بسيطة إلى حد ما. بادئ ذي بدء ، يجب إزالة R22 الكامل من النظام. ثم من الضروري إزالة كل زيوت التشحيم من النظام(الحد الأقصى لمقدار الزيت المتبقي داخل النظام هو 5٪ من إجمالي الكمية الموجودة فيه). يجب استبدال الزيت المعدني بزيت الإستر الصناعي. يجب أيضًا استبدال المجفف وفلتر الزيت.
كمية R134A المطلوبة في النظام هي 90 إلى 95٪ R22. يجب وضع الملصقات على الأنظمة التي تمت ترقيتها بـ R134A والتي تصف المبرد الجديد وزيت التشحيم. على الرغم من أن العملية سهلة ، إلا أنه من المهم القيام بها بعناية. يمكن أن تؤدي بقايا R-22 في النظام إلى انتقال التلوث. يمكن أن تجعل R-22 و R-134A نظام تبريد السيارة أقل موثوقية ويرفع ضغط رأس الضاغط إلى مستويات خطيرة ، مما يؤدي إلى فشل كامل في النظام. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب R-134A مزيج زيت خاص - بولياريلين.
في عام 1987 ، تم الإعلان عن بروتوكول مونتريال ، وهو معاهدة دولية في العديد من البلدان للمساعدة في مكافحة الطبقة المتضررة من المنطقة O. كانت إحدى مبادراته التخلص التدريجي من مركبات الكربون الكلورية فلورية في جميع أنحاء العالم. في عام 1994 ، أنهت الولايات المتحدة استخدام R-12 في صناعة السيارات. تم استبدال R-12 بمركب الكربون الهيدروفلوري البديل R-134a. في عام 2010 ، بموجب بروتوكول مونتريال ، أعلنت الولايات المتحدة أنها ستتوقف تدريجياً عن استخدام R-22 في التطبيقات المستقبلية. تستهدف جميع الآلات الجديدة مركب الكربون الهيدروفلوري R-410A الذي لا يحتوي على الكلور.
