تعد أنواع مركبات التبريد من العناصر الأساسية في أنظمة التبريد والتكييف، إذ تختلف خصائص كل مركب من حيث الأمان والتكلفة وضغوط التشغيل والتوافق مع مكونات الدائرة. لذلك لا يمكن الاعتماد على مركب واحد في جميع الأجهزة، بل يتم اختيار المركب المناسب وفقاً لطبيعة الاستخدام ومتطلبات التصميم.
في هذا المقال نستعرض أهم أنواع مركبات التبريد والعوامل التي تحدد استخدام كل نوع، بالإضافة إلى أسباب عدم إمكانية استبدال الفريون بآخر بشكل عشوائي.
أنواع مركبات التبريد وأسباب اختلافها
تختلف أنواع مركبات التبريد عن بعضها في أكثر من ناحية، ومن أبرزها ما يلي:
الأمان
قد يتم اختيار مركب تبريد معين واستبعاد مركب آخر بسبب عوامل الأمان. فبعض المركبات تكون أكثر سمية أو أكثر قابلية للاشتعال والانفجار. وتزداد أهمية هذه النقطة في الأجهزة المنزلية، لذلك لا يُفضل استخدام غاز البيوتين (البوتاجاز بالعامية المصرية) لأنه سام وقابل للاشتعال.
التفاعل مع الخامات المستخدمة
تُصنع دوائر التبريد عادة من الحديد أو النحاس أو الألومنيوم. ومع ذلك، فإن بعض مركبات التبريد تتفاعل مع هذه الخامات بدرجات مختلفة. لذلك يُفضل مثلاً استخدام غاز النشادر (الأمونيا) في بعض التطبيقات، لكنه يتفاعل مع النحاس، ولهذا يجب تصنيع الدائرة الخاصة به بالكامل من الحديد.
ضغوط التشغيل ودرجات التبخر والتكثف
تختلف مركبات التبريد من حيث ضغوط التشغيل. فبعضها ينتج فرق ضغط كبيراً بين المكثف والمبخر، مما يؤدي إلى ضغوط تشغيل مرتفعة تحتاج إلى تصميم أقوى لتحملها.
كذلك تتميز بعض المركبات بانخفاض ضغط التبخر إلى مستوى أقل من الضغط الجوي، وهو أمر غير مستحب. ففي حالة حدوث ثقب في الدائرة لن يتسرب الغاز إلى الخارج، بل سيدخل الهواء إلى داخل الدائرة، مما قد يسبب مشكلات تشغيلية.
التكلفة
تعد تكلفة مركب التبريد من العوامل المهمة عند الاختيار. فإذا كان المركب صعب الحصول عليه أو مرتفع الثمن، فإنه يصبح أقل تفضيلاً مقارنة بالبدائل الأخرى التي تحقق الغرض نفسه بتكلفة أقل.
لماذا لا يستخدم مركب تبريد واحد في جميع الأجهزة؟
قد يبدو من المنطقي استخدام مركب تبريد واحد إذا كان يمتلك معظم المواصفات المطلوبة، ولكن الأمر يشبه اختلاف أنواع المعادن المستخدمة في الصناعة.
فعلى سبيل المثال، لا يتم تصنيع جميع الأجزاء من الذهب أو الفضة أو النحاس فقط، بل يتم اختيار المعدن المناسب بحسب المواصفات المطلوبة والتكلفة وطبيعة الاستخدام.
وينطبق الأمر نفسه على مركبات التبريد. فبعض المركبات تحتاج إلى مكثف أكبر أو ضاغط أعلى قدرة، وبالتالي تكون تكلفة الدائرة أعلى. وقد توفر هذه المركبات كفاءة تبريد أفضل، لكن هذه الكفاءة الإضافية قد لا تكون ضرورية لجميع الأجهزة.
لذلك يختار المصمم مركب التبريد الذي يحقق الأداء المطلوب بأقل تكلفة ممكنة مع المحافظة على كفاءة التشغيل المناسبة.
مقال ذو صلة: كم يدوم غاز التبريد في المكيف؟ وهل يحتاج إلى تعبئة؟
الفرق بين فريون R22 وR134a
لتوضيح الفكرة بصورة أفضل، يمكن مقارنة فريون R22 بفريون R134a.
يتميز فريون R22 بكفاءة تبريد أعلى من R134a. ومع ذلك، فإن ضغوط التكثف والتبخر الخاصة به أعلى أيضاً. ونتيجة لذلك ترتفع درجة حرارة المكثف عند استخدامه.
لذلك نجد أن أغلب الثلاجات المنزلية تعمل بفريون R134a، بينما تعمل أغلب أجهزة التكييف المنزلية بفريون R22.
في حالة الثلاجات المنزلية، يكفي فريون R134a للعمل مع المكثف الشبكي الطبيعي. أما إذا صممت الثلاجة بفريون R22 فإنها ستوفر كفاءة تبريد أعلى، لكنها ستكون أكثر تكلفة، كما سيزداد استهلاكها للتيار الكهربائي، وقد تحتاج إلى مروحة للمكثف بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
لذلك فإن استخدام R134a في الثلاجات المنزلية يحقق كفاءة تبريد مقبولة دون الحاجة إلى هذه المتطلبات الإضافية.
أما الثلاجات التجارية أو الصناعية وبعض ثلاجات حفظ الأغذية، فقد تعمل بفريون R22. وفي المقابل، إذا صمم الجهاز ليعمل بفريون R134a فقد يحتاج إلى ضاغط أكبر وقدرة دائرة أعلى.
هل يمكن استبدال أنواع مركبات التبريد ببعضها؟
لا يمكن ذلك، إذ يجب شحن دائرة التبريد بالمركب الذي صُممت للعمل به. واستخدام مركب مختلف قد يؤدي إلى عدد من المشكلات.
انخفاض كفاءة التبريد
كل دائرة تبريد مصممة للعمل ضمن ضغوط تكثف وتبخر محددة. لذلك قد يؤدي استخدام مركب مختلف إلى انخفاض كفاءة التبريد بسبب اختلاف ظروف التشغيل.
احتمال تلف الضاغط
قد تكون ضغوط الغاز الجديد أعلى من الحدود التي صُمم الضاغط للعمل ضمنها. وفي هذه الحالة قد ترتفع درجة حرارة الضاغط بشكل كبير، مما يزيد احتمالية تعرضه للتلف.
كذلك قد يكون زيت الضاغط غير متوافق مع مركب التبريد المستخدم. ونتيجة لذلك قد لا تتم عملية التزييت بالشكل المطلوب، وقد لا يعود الزيت إلى الضاغط مرة أخرى، مما يؤدي إلى تلفه بسبب نقص التزييت.
احتمال حدوث سدد للزيت
في حال عدم توافق الزيت مع مركب التبريد المستخدم، قد تحدث مشكلات في حركة الزيت داخل الدائرة، مما يؤثر في أداء النظام ويمنع عودة الزيت إلى الضاغط.
مقال ذو صلة: هل نقص الفريون يسبب ضعف التبريد؟ إليك الحقيقة كاملة
الأسئلة الشائعة حول الفريونات المستخدمة في دوائر التبريد
توجد أنواع مختلفة من مركبات التبريد بسبب اختلاف خصائصها من حيث الأمان، والتفاعل مع الخامات المستخدمة، وضغوط التشغيل، ودرجات التبخر والتكثف، بالإضافة إلى التكلفة.
نعم، تختلف مركبات التبريد من حيث السمية وقابلية الاشتعال أو الانفجار، لذلك يتم اختيار المركب المناسب وفقاً لطبيعة الاستخدام.
قد تتفاعل بعض مركبات التبريد مع مواد مثل النحاس أو الحديد، لذلك يتم اختيار المركب المناسب بما يتوافق مع الخامات المستخدمة في دائرة التبريد.
تؤثر ضغوط التشغيل على تصميم دائرة التبريد وقدرة مكوناتها على تحمل الضغوط الناتجة أثناء التشغيل.
لأن لكل جهاز متطلبات مختلفة من حيث الكفاءة والتكلفة والتصميم، لذلك يتم اختيار مركب التبريد الأنسب لكل تطبيق.
لا، يجب استخدام مركب التبريد الذي صممت الدائرة للعمل به.
الخاتمة
في النهاية، تختلف أنواع مركبات التبريد من حيث الأمان والتكلفة وضغوط التشغيل والتوافق مع مكونات الدائرة. لذلك لا يمكن الاعتماد على مركب واحد في جميع التطبيقات. كما يجب الالتزام بمركب التبريد الذي صممت عليه الدائرة، لأن استبداله بمركب آخر قد يؤدي إلى انخفاض الكفاءة أو حدوث أعطال في مكونات نظام التبريد.
مقال ذو صلة: التسريب الخبيث في التبريد: أسبابه وأعراضه وكيفية اكتشاف تسريب الفريون مبكراً
المصدر: كاريير، شركات تكييف في السعودية
