أنواع المبردات: دليل شامل للمشترين

أنواع المبردات

تلعب المبردات دورًا حاسمًا في التطبيقات المختلفة مثل تكييف الهواء والتبريد والمضخات الحرارية من خلال تمكين نقل الحرارة من مكان إلى آخر. مع توفر العديد من الأنواع، من الضروري فهم الاختلافات في خصائصها وتطبيقاتها وتأثيراتها البيئية لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن أنظمتك.

تشمل الأنواع الشائعة من المبردات الهيدروكربونات والهالوكربونات ومركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs). في حين أن الهيدروكربونات تستخدم غالبًا في التطبيقات الصناعية والتجارية والمحلية، تشمل الأمثلة R290 (البروبان) وR600a (أيزو البيوتان). (الوحدات الهندسية). ومن ناحية أخرى، فإن مركبات الكلوروفلوروكربون هي عبارة عن هيدروكربونات برافين مهلجنة كليًا أو جزئيًا، ومن المعروف أن لها تأثيرًا بيئيًا كبيرًا بسبب قدرتها على استنفاد طبقة الأوزون. (سيدز كول كير).

تاريخ المبردات

لقد مر تطوير المبردات بعدة مراحل يعود تاريخها إلى منتصف القرن الثامن عشر. تم اختراع أول شكل معروف للتبريد الاصطناعي من قبل الأكاديميين في جامعة جلاسكو في عام 1748 (دارمينت).

في أواخر القرن التاسع عشر وحتى عام 1929، تم استخدام الجيل الأول من المبردات، مثل الأمونيا، وكلوريد الميثيل، وثاني أكسيد الكبريت، في الثلاجات. وكانت هذه المواد فعالة في إزالة الحرارة. ومع ذلك، فإنها تشكل مخاطر على السلامة والبيئة بسبب خصائصها السامة والتآكل.

مع إدخال مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) في ثلاثينيات القرن العشرين، تحولت صناعة المبردات نحو المواد الكيميائية التي كانت أكثر استقرارًا وغير سامة وغير قابلة للاشتعال. تم اعتماد مركبات الكربون الكلورية فلورية مثل R-12 على نطاق واسع في أنظمة التبريد وتكييف الهواء. ومع ذلك، اكتشف لاحقًا أن مركبات الكربون الكلورية فلورية تستنزف طبقة الأوزون، مما يؤدي إلى زيادة الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تصل إلى سطح الأرض.

ونتيجة لذلك، انتقلت الصناعة إلى استخدام مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (HCFCs) مثل مركب R-22، الذي يتمتع بقدرة أقل على استنفاد الأوزون. ومع ذلك، ظلت مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية ضارة بطبقة الأوزون، وتم التخلص التدريجي من استخدامها بموجب بروتوكول مونتريال بشأن المواد المستنفدة لطبقة الأوزون. في السنوات الأخيرة، تم تطوير واعتماد المزيد من مواد التبريد الصديقة للبيئة مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCs) مثل R-410A (جودمان إم إف جي).

مركبات الكلوروفلوروكربون (مركبات الكربون الكلورية فلورية)

مركبات الكلوروفلوروكربون، المعروفة أيضًا باسم مركبات الكربون الكلورية فلورية، هي نوع من المبردات التي تتكون من ذرات الكربون والكلور والفلور. كانت تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التبريد وبخاخات الأيروسول بسبب خصائصها غير السامة وغير القابلة للاشتعال. ومع ذلك، أدى تأثيرها البيئي السلبي إلى التخلص التدريجي منها.

تأثير بيئي

تم تحديد مركبات الكربون الكلورية فلورية كمساهم كبير في استنفاد طبقة الأوزون. فهي تطلق ذرات الكلور التي تتفاعل مع جزيئات الأوزون، مما يؤدي إلى تدميرها في هذه العملية. ويزيد هذا الاستنفاد من كمية الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تصل إلى سطح الأرض، مما يؤدي إلى زيادة مخاطر الإصابة بسرطان الجلد وغيره من المشاكل الصحية للإنسان، فضلا عن عواقب سلبية على النظم البيئية والزراعة.

وبصرف النظر عن خصائصها المستنفدة للأوزون، فإن مركبات الكربون الكلورية فلورية هي أيضًا غازات دفيئة قوية، حيث تحبس الحرارة في الغلاف الجوي للأرض وتؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري. يمكن أن يكون لبعض مركبات الكربون الكلورية فلورية الشائعة، مثل ثلاثي كلوروفلوروميثان (CFC-11) وثنائي كلورو ثنائي فلورو الميثان (CFC-12)، قدرة على إحداث الاحتباس الحراري أعلى بآلاف المرات من ثاني أكسيد الكربون.

تخلص من

واستجابة للمخاوف المتزايدة بشأن تأثيرها البيئي، تم تقييد إنتاج واستخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية على نطاق واسع والتخلص منها تدريجياً منذ أوائل التسعينيات. ال بروتوكول مونتريالوهي معاهدة دولية تم توقيعها في عام 1987، وتهدف إلى حماية طبقة الأوزون من خلال التحكم في إنتاج واستهلاك المواد المستنفدة للأوزون، بما في ذلك مركبات الكربون الكلورية فلورية.

ونتيجة لهذه الجهود، انخفض استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية بشكل كبير، مع استبدالها ببدائل مثل مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (HCFCs) ومركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCs) في مختلف التطبيقات. ومع ذلك، فإن التخلص التدريجي من مركبات الكربون الكلورية فلورية لا يزال عملية مستمرة، والمراقبة المستمرة مطلوبة لضمان الامتثال وتتبع التقدم المحرز في حماية طبقة الأوزون.

4. مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs)

مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون، أو مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية، هي مجموعة من المبردات التي تم تقديمها كبديل لمركبات الكربون الكلورية فلورية (مركبات الكربون الكلورية فلورية) بسبب انخفاض قدرتها على استنفاد الأوزون (ODP).

ملكيات

تتكون مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية من الكربون والكلور والفلور والهيدروجين. لديهم خصائص فيزيائية حرارية مماثلة لمركبات الكربون الكلورية فلورية ولكن مع احتمالية أقل لإلحاق الضرر بطبقة الأوزون بسبب وجود الهيدروجين. تتضمن بعض الأمثلة الشائعة لمبردات مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية R-22، وR-123، وR-124، وR-401، وR-402، وR-403، وR-408 (سويب, ساينس دايركت).

مخاوف بيئية

في حين أن مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية تمثل تحسنا كبيرا مقارنة بمركبات الكربون الكلورية فلورية من حيث إمكانية استنفاد الأوزون، إلا أنها لا تزال لديها بعض الآثار البيئية السلبية. من بينها، تساهم مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية في ظاهرة الاحتباس الحراري بسبب قدرتها العالية على الاحتباس الحراري (GWP)، مما يعني أنها تحبس الحرارة في الغلاف الجوي.

تم تنظيم إنتاج واستهلاك غازات التبريد الهيدروكلوروفلوروكربونية بموجب بروتوكول مونتريال، وهو اتفاق عالمي يهدف إلى التخلص التدريجي من المواد التي تساهم في استنفاد طبقة الأوزون. وبموجب هذا البروتوكول، قامت البلدان المتقدمة بالفعل بالتخلص التدريجي من مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية، وتقوم البلدان النامية حالياً بعملية القيام بذلك (وكالة حماية البيئة).

5. مركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs)

مركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs) هي فئة من المركبات العضوية التي يصنعها الإنسان والتي تحتوي على ذرات الفلور والهيدروجين. برزت مركبات الكربون الهيدروفلورية كمجموعة مهمة من مواد التبريد بسبب قدرتها المنخفضة نسبياً على استنفاد الأوزون (ODP) وتوافقها مع أنظمة التبريد المختلفة على مستوى العالم.

الاستخدامات والتطبيقات

تُستخدم مبردات مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFC) بشكل شائع في مجموعة واسعة من وحدات التبريد في جميع أنحاء العالم. توجد في أنظمة تكييف الهواء والثلاجات والمبردات والمضخات الحرارية. تشمل بعض مبردات مركبات الكربون الهيدروفلورية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع R-134a وR-410a وR-407c. تعتبر مركبات الكربون الهيدروفلورية الجيل الثالث من المبردات المفلورة وقد حلت محل المبردات الأكثر ضررًا بيئيًا مركبات الكربون الكلورية فلورية (الكلوروفلوروكربون) ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (الهيدروكلوروفلوروكربون) في العديد من التطبيقات.

إحداث الاحترار العالمي وتأثير المناخ

على الرغم من أن مركبات الكربون الهيدروفلورية لا تساهم بشكل كبير في استنفاد الأوزون، إلا أنها ذات قدرة عالية نسبياً على إحداث الاحترار العالمي (GWP). تشير القدرة على إحداث الاحترار العالمي للمبرد إلى إمكانية مساهمته في تغير المناخ عن طريق حبس الحرارة في الغلاف الجوي للأرض. في حين أن القدرة على إحداث الاحترار العالمي لمبردات مركبات الكربون الهيدروفلورية أقل عمومًا من نظيراتها من مركبات الكربون الكلورية فلورية ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية، إلا أنها لا تزال مصدر قلق كبير للبيئة.

تُبذل الجهود حاليًا للحد من استخدام وانبعاثات مركبات الكربون الهيدروفلورية من خلال التدابير التنظيمية ومن خلال الترويج للبدائل ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي. على سبيل المثال، سياسة البدائل الجديدة المهمة لوكالة حماية البيئة (SNAP) ويعمل البرنامج على تحديد وتقييم بدائل مركبات الكربون الهيدروفلورية الصديقة للمناخ.

المبردات الطبيعية

المبردات الطبيعية هي مواد تحدث مباشرة في الطبيعة وتكون بمثابة بديل صديق للبيئة للمبردات الاصطناعية مثل الكلوروفلوروكربون (CFC)، والهيدروكلوروفلوروكربون (HCFC)، والمبردات المعتمدة على الهيدروفلوروكربون (HFC). بعض الأمثلة على المبردات الطبيعية تشمل الأمونيا وثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات.

الأمونيا

الأمونيا (NH3)، والمعروفة أيضًا باسم R-717، هي مادة تبريد طبيعية تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التبريد الصناعية والتجارية. إنه يوفر العديد من الفوائد، مثل كفاءة الطاقة العالية، وإمكانية الاحتباس الحراري المنخفض (GWP)، وإمكانية استنفاد الأوزون (ODP) البالغة صفر. ومع ذلك، الأمونيا سامة وقابلة للاشتعال بتركيزات عالية، لذلك يجب اتخاذ تدابير السلامة المناسبة أثناء تركيب وصيانة الأنظمة القائمة على الأمونيا.

ثاني أكسيد الكربون

ثاني أكسيد الكربون (CO2)، أو R-744، هو مبرد طبيعي آخر اكتسب شعبية في السنوات الأخيرة بسبب انخفاض القدرة على إحداث الاحترار العالمي، وخصائصه غير السامة وغير القابلة للاشتعال. تُستخدم أنظمة التبريد المعتمدة على ثاني أكسيد الكربون في تطبيقات مختلفة مثل محلات السوبر ماركت ومرافق التخزين البارد والمضخات الحرارية. أحد التحديات التي تواجه أنظمة التبريد بثاني أكسيد الكربون هو ضغط التشغيل العالي مقارنة بوسائل التبريد الأخرى، مما يتطلب مكونات نظام أقوى وأكثر قوة.

الهيدروكربونات

الهيدروكربونات، مثل البروبان (R-290) والأيزوبيوتان (R-600a)، هي مجموعة من المبردات الطبيعية ذات التأثير البيئي المنخفض. تتمتع هذه المبردات بقدرة منخفضة على إحداث الاحترار العالمي، وصفر من المواد المستنفدة للأوزون، وكفاءة عالية في استخدام الطاقة. يتم استخدامها بشكل شائع في التطبيقات صغيرة الحجم مثل تكييف الهواء السكني والتبريد التجاري. ومع ذلك، فإن الهيدروكربونات قابلة للاشتعال، لذا فإن استخدامها محدود بموجب لوائح السلامة في العديد من المناطق.

الاتجاهات المستقبلية والبدائل

مع تزايد المخاوف بشأن التأثير البيئي لغازات التبريد التقليدية، تتجه الصناعة نحو بدائل أكثر استدامة وصديقة للمناخ. في هذا الاتجاه، تكتسب المبردات ذات القدرة المنخفضة على الاحتباس الحراري (GWP) شعبية وتستحوذ بالفعل على حصة سوقية كبيرة في بعض القطاعات، مثل الثلاجات/المجمدات المنزلية (مصدر).

ومن بين البدائل ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي، يتزايد استخدام الهيدروكربونات مثل البروبان (R-290) والأيزوبيوتان (R-600a). (مصدر). لا تتمتع الهيدروكربونات بقيم أقل في القدرة على إحداث الاحترار العالمي فحسب، بل تتميز أيضًا بكفاءة استخدام الطاقة، مما يساهم في زيادة خفض انبعاثات غازات الدفيئة.

مجموعة المبردات البديلة الأخرى هي المبردات الطبيعية، والتي تشمل الأمونيا (NH3 أو R-717)، وثاني أكسيد الكربون (CO2 أو R-744)، والهيدروفلورولفينات (HFOs). تحظى المبردات هذه بالاهتمام نظرًا لتأثيرها البيئي المنخفض ويتم استخدامها في تطبيقات مختلفة مثل محلات السوبر ماركت والتبريد الصناعي والمضخات الحرارية.

باختصار، ستكون الاتجاهات المستقبلية في تكنولوجيا التبريد مدفوعة بالحاجة إلى تقليل التأثير البيئي وتحسين كفاءة استخدام الطاقة. إن تبني مواد التبريد ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي والمبردات الطبيعية، بالإضافة إلى التطبيقات المبتكرة لوسائل التبريد البديلة، سيقود الصناعة نحو مستقبل أكثر استدامة.

أرسل استفسارك الآن

يشارك:

فيسبوك
تويتر
ينكدين
علامة

علامة

متخصص في ماكينات اللحام الأوتوماتيكية ومستلزمات التبريد

المنشورات ذات الصلة

أرسل استفسارك الآن