شرح أنواع المبردات: من R-134a وHFOs إلى ثاني أكسيد الكربون الطبيعي والبروبان

أنت تقف خلف طاولة المخبز عندما يشير فني الخدمة إلى لوحة الألومنيوم الموجودة على الجزء الخلفي من خزانة عرض الكعك المبردة الجديدة. يقول: "ص-290، 120 جرامًا". إذا كنت قد اشتريت ثلاجة تجارية من قبل، فأنت تعلم أن هذا الخط المفرد يغير كيفية تركيب الوحدة وتهويتها وصيانتها. إذا لم تفكر في الأمر مطلقًا، فستساعدك الأقسام التالية على قراءة ملصق مادة التبريد بثقة.

محتوى

1 لماذا يهم نوع المبرد
2 عائلات المبردات الرئيسية
3 تصنيفات السلامة: أ1، A2L، وأ3
4 المبردات المشتركة مقارنة بالأرقام
5 ماذا يعني هذا بالنسبة لخزانة العرض التالية؟
6 حول شركة تشجيانغ فويرج للعلوم والتكنولوجيا الكهربائية المحدودة
7 الأسئلة المتداولة

لماذا يهم نوع المبرد

ببساطة، يقرر المبرد ثلاثة أشياء: مقدار الطاقة التي يستخدمها النظام، ومدى أمانه حول العملاء والموظفين، وما إذا كان لا يزال من الممكن بيع المعدات وتشغيلها وإعادة شحنها بشكل قانوني طوال فترة عملها. النقطة الأخيرة تدفع قرارات الشراء بشكل متزايد. يُلزم تعديل كيجالي لبروتوكول مونتريال كل دولة تقريبًا بخفض إنتاج واستهلاك مبردات الهيدروفلوروكربون (مركبات الكربون الهيدروفلورية)، وتعمل القوانين الإقليمية مثل لائحة الاتحاد الأوروبي للغاز المفلور 2024/573 وقانون AIM الأمريكي على تحويل هذه الالتزامات إلى مواعيد نهائية قابلة للتنفيذ. قد تكون المعدات المشحونة بمبردات ذات قدرة عالية على إحداث الاحترار العالمي اليوم مكلفة لإعادة شحنها خلال خمس سنوات.

عند مقارنة المبردات، هناك خمس عوامل مهمة:

استنفاد الأوزون (احتمال استنفاد الأوزون): تلف طبقة الأوزون؛ يُسمح فقط باستخدام مبردات خالية من المواد المستنفدة للأوزون (ODP) في المعدات الجديدة.
إحداث الاحترار العالمي (إمكانية الاحتباس الحراري): تأثير الاحترار بالنسبة لثاني أكسيد الكربون ₂ ، والمحفز الرئيسي لقوانين التخفيض التدريجي.
فئة السلامة (ASHRAE 34): تحدد السمية والقابلية للاشتعال، والتي تحدد المكان الذي يمكن تركيب المعدات فيه.
كفاءة الطاقة: نفس واجب التبريد يمكن أن يختلف بشكل ملحوظ في استهلاك الطاقة.
التوفر: ما إذا كان مهندس الخدمة لا يزال بإمكانه شراء المبرد، وبأي تكلفة.

عائلات المبردات الرئيسية

ينتمي كل مادة تبريد تقريبًا في التبريد التجاري إلى واحدة من خمس عائلات. تاريخهم هو تاريخ أنظمة التبريد.

مركبات الكربون الكلورية فلورية ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية: عصر الأوزون

تعمل مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) مثل R-12 على تشغيل الثلاجات ومكيفات هواء السيارات، ولكن الكلور الموجود فيها دمر الأوزون الستراتوسفيري، لذلك حظر بروتوكول مونتريال لعام 1987 إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية على مستوى العالم. وكانت مركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (مركبات الكربون الهيدروكلورية فلوريةs) مثل ص-22 بمثابة عملية انتقالية: فهي لا تزال تحتوي على الكلور ولكنها تتحلل بشكل أسرع في الغلاف الجوي السفلي. لا يزال ص-22 موجودًا في الأنظمة التجارية القديمة، ومع ذلك يتم التخلص التدريجي من إنتاجه واستيراده، وبحلول عام 2030، تسمح معظم البلدان المتقدمة بمعالجة R-22 فقط للصيانة.

مركبات الكربون الهيدروفلورية: القوى العاملة الحالية

حلت مركبات الهيدروفلوروكربون محل مركبات الكربون الكلورية فلورية ومركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وهي لا تحتوي على الكلور، وبالتالي فإن قدرة استنفاد الأوزون الخاصة بها صفر، ولكن أغلبها عبارة عن غازات دفيئة قوية: آر-134أ لديه قدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ 1430، وآر-410أ حوالي 2088، وآر-404أ حوالي 3922. وبموجب تعديل كيجالي، يتم خفض استهلاك مركبات الكربون الهيدروفلورية في خطوات ثابتة. ولا يعد التخفيض حظرًا بين عشية وضحاها، ولكن الحصص تجعل المبردات البكر أكثر ندرة وأكثر تكلفة كل عام، مما يعيد تشكيل الشركات المصنعة للمعدات الجديدة التي ترغب في بنائها.

HFOs: المبردات الاصطناعية ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي

الهيدروفلوروولفينات (HFOs) هي أحدث عائلة اصطناعية. وهي تتحلل بسرعة في الغلاف الجوي، مما يعطي قيم قدرة منخفضة جدًا على إحداث الاحترار العالمي: تبلغ قيمة R-1234yf حوالي 4، وتبلغ قيمة الخلطات مثل آر-454ب وR-454C 466 و148 على التوالي. إن الهيدروفلوروكربونات ليست خالية تماما من التأثير، ولكنها تتصرف مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية، لذلك يمكن للمصنعين تكييف التصاميم الحالية مع تغييرات أقل. والمقايضة هي القابلية للاشتعال المعتدل: يتم تصنيف معظم مركبات الوقود الثقيل (HFOs) على أنها A2L.

المبردات الطبيعية

المبردات الطبيعية موجودة بالفعل في البيئة. تُستخدم الأمونيا (R-717) في التخزين الصناعي البارد لأكثر من قرن من الزمن مع قدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ صفر وكفاءة ممتازة، ولكنها سامة وتحتاج إلى غرفة آلة جيدة التهوية. يعمل ثاني أكسيد الكربون (ص-744) تحت ضغط مرتفع للغاية مع قدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ 1 ويهيمن على أنظمة النقل الحرجة في السوبر ماركت. تتمتع الهيدروكربونات - البروبان (ص-290) والأيزوبيوتان (آر-600أ) - بقدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ حوالي 3 وتوفر أداءً ديناميكيًا حراريًا استثنائيًا. يعد نموها في الأنظمة الصغيرة المغلقة أحد أوضح الاتجاهات في مجال التبريد التجاري: فالشحن صغير بما يكفي ليكون آمنًا بموجب معايير المنتج مثل IEC 60335-2-89، على الرغم من أن الفئة قابلة للاشتعال.

تصنيفات السلامة: أ1، A2L، وأ3

يخصص معيار ASHRAE 34 لكل مبرد فئة مكونة من جزأين. يشير الحرف إلى السمية - A للسمية الأقل، B للسمية الأعلى - ويشير الرقم إلى القابلية للاشتعال: 1 لعدم انتشار اللهب، 2L للمواد القابلة للاشتعال بشكل معتدل مع سرعة احتراق منخفضة، 2 للمواد القابلة للاشتعال، و3 للمواد القابلة للاشتعال للغاية. سيطرت المبردات أ1 على السوق لعقود من الزمن. اليوم التحول نحو المواد الاصطناعية A2L والهيدروكربونات الطبيعية أ3.

ASHRAE 34 فئات السلامة وأمثلة على المبردات التجارية.
فئة	الوصف	أمثلة شائعة	تطبيقات نموذجية
أ1	سمية أقل، لا انتشار اللهب	آر-134أ، آر-410أ، آر-448أ	المبردات، وخزائن العرض القديمة، ووحدات التكييف
A2L	سمية أقل، قابلة للاشتعال أقل ما يقال	آر-454بي، آر-454سي، آر-1234يف	أنظمة تكييف جديدة، وبعض أجهزة التبريد بالتجزئة
أ3	سمية أقل، شديدة الاشتعال	آر-290، آر-600أ	خزائن العرض الحديثة المختومة ومبردات الزجاجات

بالنسبة لمشغل خدمة الطعام، تكون النتيجة بسيطة: يتم تركيب وحدات أ1 بجوار الفرن دون تهوية خاصة، وقد تحتاج وحدات A2L إلى حجرة ماكينة أكبر، وتعتمد وحدات A3 على نظام مغلق بشحنة محدودة. فئة الأمان هي في الواقع دليل التثبيت.

المبردات المشتركة مقارنة بالأرقام

بالنسبة لمعدات التبريد التجارية، يعد GWP هو الرقم الرئيسي الأكثر فائدة. يوضح الرسم البياني أدناه المبردات الشائعة على مقياس خطي؛ فالفجوة بين مزيج مركبات الكربون الهيدروفلورية القديم والهيدروكربون الطبيعي ليست خطوة بل انخفاض ألف مرة.

آر-404أ 3922

آر-410أ 2088

R-22 1810

آر-134أ 1430

ص-32 675

آر-454ب 466

آر-600أ 3

ص-290 3

الشكل 1. القدرة على إحداث الاحترار العالمي لغازات التبريد الشائعة (CO ₂ = 1)، قيم 100 عام المستخدمة في لائحة الاتحاد الأوروبي للغاز المفلور 2024/573.

المعلمات الرئيسية لغازات التبريد الشائعة.
المبرد	العائلة	GWP	ODP	السلامة	الاستخدام النموذجي
R-134a	مركبات الكربون الهيدروفلورية	1430	0	أ1	المبردات، وحالات العرض القديمة
آر-410أ	مزيج مركبات الكربون الهيدروفلورية	2088	0	أ1	مكيفات سكنية وتجارية خفيفة
R-22	HCFC	1810	0.05	أ1	أنظمة التكييف الأقدم وأنظمة درجة الحرارة المتوسطة
ص-32	مركبات الكربون الهيدروفلورية	675	0	A2L	وحدات تكييف جديدة، بعض حالات البيع بالتجزئة
آر-454ب	مزيج زيت الوقود الثقيل	466	0	A2L	وحدات تكييف وتكثيف من الجيل التالي
R-404A	مزيج مركبات الكربون الهيدروفلورية	3922	0	أ1	الفريزر الأقدم والمعدات ذات درجة الحرارة المنخفضة
R-290	الهيدروكربون الطبيعي	3	0	أ3	خزائن العرض الحديثة
R-600a	الهيدروكربون الطبيعي	3	0	أ3	ثلاجات منزلية، مبردات مشروبات صغيرة
R-744	شركة الطبيعية ₂	1	0	أ1	أنظمة السوبر ماركت العابرة للحدود

نظرًا لأن إجمالي الانبعاثات يعتمد على كمية الغاز ذات القدرة العالية على إحداث الاحترار العالمي التي يمكن لبلد ما طرحها في السوق، فإن الجدول أدناه يوضح ضغط الامتثال على أي شخص يشتري معدات التبريد في أوروبا.

الشكل 2. جدول التخفيض التدريجي لمركبات الكربون الهيدروفلورية 2024/573 من لائحة الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالغاز المفلور، النسبة المئوية لخط الأساس لعام 2015.

يجب أيضًا أن توازن المقارنة الكاملة بين البيئة والسلامة والتكلفة. يسجل الرادار أدناه ثلاثة خيارات واقعية لحالة عرض صغيرة؛ القيم نسبية وإرشادية.

الشكل 3. مقارنة إرشادية لثلاثة مبردات لنظام تجاري صغير.

لمعرفة كيفية انتقال مادة التبريد عبر الآلة، اتبع الدائرة الملونة في الرسم البياني المبسط أدناه: اللون الأحمر هو الغاز الساخن الصادر من الضاغط، والبرتقالي خط السائل، والأزرق خط الضغط المنخفض بعد صمام التمدد، والأخضر خط الشفط مرة أخرى إلى الضاغط.

الشكل 4. دائرة ضغط البخار المبسطة في خزانة العرض المبردة.

ماذا يعني هذا بالنسبة لخزانة العرض التالية؟

الوجبات الجاهزة العملية للمشتري بسيطة. قبل طلب أي خزانة عرض مبردة، تحقق من ثلاثة أسطر في ورقة المواصفات: نوع المبرد، وكمية الشحن، وفئة السلامة. في جميع أنحاء أوروبا والعديد من أسواق التصدير، تستخدم خزانات العرض الإضافية المصنعة حديثًا R-290 أو R-600a بشكل متزايد، لأن المبردات هذه تجمع بين قدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ حوالي 3 مع كفاءة جيدة في استخدام الطاقة بأحجام شحن صغيرة. تعمل شحنة البروبان المتواضعة داخل حلقة محكمة الغلق على إزالة معظم مخاطر الامتثال التي قد يخلقها مبرد HFC خلال السنوات العشر القادمة.

Self-contained cake display cabinet with low-GWP refrigerant

خزانة عرض الكعك المستقلة مع مبرد ذو قدرة منخفضة على إحداث الاحترار العالمي تستخدم وحدة عرض الكعك المبردة تقنية R-290 المختومة، مما يجعلها خيارًا مناسبًا للمحلات التجارية التي تحتاج إلى عرض طعام آمن وموفر للطاقة مع تلبية معايير التبريد الحديثة. عرض المنتج →

البروبان مادة قابلة للاشتعال، ولكن تتم إدارة المخاطر في مرحلة التصميم باستخدام ضواغط محكمة الغلق، ووصلات ملحومة، وحدود شحن محددة وفقًا لمعايير مثل IEC 60335-2-89 وEN 378. ولهذا السبب يمكن لخزانة عرض الكعك المستقلة استخدام R-290 بأمان بينما يقف العملاء على بعد متر واحد. ينطبق نفس المنطق على وحدات التبريد الموضوعة على سطح الطاولة، طالما أن المعدات معتمدة والتركيب يتبع دليل التعليمات.

Low-noise tabletop refrigerated display cabinet for retail food display

خزانة عرض مبردة منخفضة الضوضاء لعرض الأطعمة بالتجزئة توفر وحدة الطاولة المدمجة والفعالة هذه ضوضاء منخفضة وإضاءة وأبواب قابلة للتكوين، وهي مناسبة لأماكن البيع بالتجزئة أو تقديم الطعام حيث يكون استخدام المساحة والطاقة مهمًا. عرض المنتج →

إذا كانت الخزانة ستوضع في مكان مغلق أو سيئ التهوية، فقد يظل المبرد A1 هو الاختيار الأكثر أمانًا للكود المحلي. إذا كانت أسعار الطاقة أكثر أهمية، فإن وحدة A2L أو A3 ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي عادةً ما تسجل تكلفة تشغيل أقل على المدى الطويل. يتم اختيار مادة التبريد في مرحلة المواصفات، وليس بعد التثبيت. للحصول على مقارنة خطوة بخطوة لأبعاد العلبة وأداء درجة الحرارة، راجع دليلنا الخاص كيفية اختيار خزانة العرض المبردة التجارية .

Sushi display cabinet with GN-compliant horizontal refrigeration

خزانة عرض السوشي مع تبريد أفقي متوافق مع GN تدعم خزانة عرض السوشي الأفقية هذه أحواض GN المتعددة والتحكم الثابت في درجة الحرارة، وتناسب مطاعم السوشي، ومحلات السوبر ماركت، أو المتاجر الصغيرة التي تحتاج إلى تخزين مبرد مرن. عرض المنتج →

يرى مشغلو المأكولات البحرية نفس النمط في خزانة عرض السوشي: أنظمة محكمة الغلق، وتحكم محكم في درجة الحرارة، ومبردات مناسبة للسوق. إن قراءة لوحة الاسم قبل التوقيع على الطلب تتجنب مفاجآت الامتثال وارتفاع تكاليف الخدمة لاحقًا.

حول شركة تشجيانغ فويرج للعلوم والتكنولوجيا الكهربائية المحدودة

تأسست شركة Zhejiang Fuerj Electric Science And Technology Co., Ltd. في عام 1997 وتنتج بشكل رئيسي منتجات التدفئة الكهربائية ومنتجات التبريد مثل المجمدات وواجهات عرض الكعك. وتبلغ مساحة الشركة 110.000 متر مربع، ومساحة البناء 85.500 متر مربع. ويعمل بها 650 موظفًا، منهم 85 موظفًا هندسيًا وفنيًا؛ أكثر من 160 موظفًا حاصلون على شهادة جامعية أو أعلى، و35% من فريق القيادة العليا حاصلون على شهادة جامعية أو أعلى مع الألقاب المهنية المقابلة. يصل الإنتاج السنوي إلى 750,000 مجموعة من المنتجات المختلفة. تحمل المنتجات شهادات GS وCB وRoHS وUL وCOC وCCC ويتم تصديرها إلى أكثر من 20 دولة ومنطقة في أوروبا وأمريكا وآسيا وأفريقيا. يمكنك تصفح مجموعة المنتجات الكاملة على موقع الشركة.

الأسئلة المتداولة

س1. ما هو المبرد المستخدم في خزائن العرض التجارية الحديثة؟

تستخدم معظم خزائن العرض المدمجة حديثًا في الأسواق المنظمة R-290 (البروبان) أو R-600a (الأيزوبيوتان)، وكلاهما ذو قدرة على إحداث الاحترار العالمي تبلغ حوالي 3. وقد تعمل الوحدات القديمة على R-134a أو R-404A.

س2. هل يعتبر R-290 آمنًا في حالة التبريد؟

نعم، عندما يكون النظام محكم الإغلاق وتبقى الشحنة ضمن حدود المواصفة IEC 60335-2-89 وEN 378. يكون سائل التبريد قابلاً للاشتعال، لكن الحلقة المغلقة تبقيه بعيدًا عن مصادر الاشتعال.

س3. هل سيختفي R-134a؟

ليس على الفور، ولكن حصص كيغالي تتقلص كل عام، لذلك يصبح R-134a أكثر تكلفة ويصعب الحصول عليه. تنتقل المعدات الجديدة إلى البدائل ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي.

س 4. كيف يمكنني التحقق من مادة التبريد الموجودة في أجهزتي؟

تحقق من اللوحة التسلسلية الموجودة في الجزء الخلفي من الوحدة. وهو يسرد نوع مادة التبريد، ووزن الشحنة، وضغط التصميم، والتقييمات الكهربائية.

س5. هل يمكنني تحويل خزانة من R-134a إلى R-290؟

فقط بموافقة الشركة المصنعة. يحتاج R-134a وR-290 إلى ضواغط وأجهزة توسعة ومكونات أمان مختلفة.

س6. ما الذي يمثله GWP و ODP؟

ODP هو احتمال استنفاد الأوزون؛ يجب أن تحتوي المبردات الجديدة على صفر من المواد المستنفدة للأوزون. GWP هو احتمال الاحتباس الحراري نسبة إلى ثاني أكسيد الكربون ₂ ، القيمة التي تدفع قواعد التخفيض التدريجي.