إعادة التبريد إلى المستقبل

23 May 2023

Natural refrigerants to protect ozone layer

مع ذوبان القمم والأنهار الجليدية القطبية، وارتفاع مستويات سطح البحر، وتعرض السواحل بأكملها للتهديد نتيجة الاحتباس الحراري، تقدم وسائط التبريد الطبيعية حدًا أدنى من التأثير البيئي في التطبيقات الصناعية. ومع استعداد أوروبا إلى التخلي شبه الكامل عن الغازات المستخدمة تقليديًا، توفر وسائط التبريد، الأمونيا والهيدروكربون وثاني أكسيد الكربون، البدائل الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتوفير التكلفة مقارنةً بنظيراتها الاصطناعية.

معالجة تغير المناخ تُمثل تحديًا هائلًا. وسائط التبريد الاصطناعية مثل غازات الفلوروكربون (F-gases) - بما في ذلك مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون (HCFCs) ومركبات الهيدروفلوروكربون (HFCs) - كلها تضر بطبقة الأوزون ولها قدرة عالية على احتمالية التسبب بالاحترار العالمي (GWP). للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG)، يجب استبدال وسائط التبريد الاصطناعية، خاصةً تلك المُستخدَمة من قِبل الشركات في قطاعات الأغذية والمشروبات والأدوية التي تتطلب طاقة عالية. 

تُعد GEA متصدرةً للحلول التكنولوجية التي تستخدم بدائل وسائط التبريد الطبيعية لتلبية الأهداف البيئية بالتخلص التدريجي من الغازات المفلورة. من الجدير بالذكر أن البرلمان الأوروبي قد صوّت الآن على وضع المزيد من التعديلات على لوائح الغاز المفلور، والتي ستفرض حظرًا تامًا للغازات المفلورة في التبريد وتكييف الهواء ومعدات المضخات الحرارية في السنوات الخمس المقبلة.

تدل هذه الأهداف الطموحة للتخلص من الغازات المفلورة، بقيادة لجنة البيئة والصحة العامة والسلامة (ENVI)، على سعي أوروبا إلى أن تكون محايدة مناخيًا بحلول عام 2050. تحتاج الصناعات إلى اعتماد وسائط التبريد الطبيعية للامتثال لهذه اللوائح، خاصةً مع المبردات من الجيل التالي مثل مركبات الهيدروفلوروولفين (HFOs) التي تتحلل إلى مواد بيرفلوروألكيل وبوليفلوروألكيل (PFAS) المقرر حظرها أيضًا.1

ينطبق أحد أكثر أشكال الحظر الوشيكة على الثلاجات الثابتة والمجمدات المخصصة للاستخدام التجاري (المعدات القائمة بذاتها) - والذي من المقرر أن يدخل حيز التنفيذ في 1 كانون الثاني (يناير) 2024 - مع فئات أخرى من المعدات تليها في أشهر كانون الثاني (يناير) اللاحقة حتى عام 2028. تساعد GEA الشركات على التحول إلى وسائط التبريد الطبيعية لخفض انبعاثات الغازات الدفيئة (بروتوكول كيوتو) وحماية طبقة الأوزون (بروتوكول مونتريال) من خلال التوقف عن استخدام الغازات المفلورة والوفاء بالموعد النهائي في 1 يناير 2028. علَّق متحدث باسم الاتحاد الأوروبي: "لم يعد التبريد الثابت بحاجة إلى استخدام غازات الاحتباس الحراري المفلورة، حيث توجد وفرة من وسائط التبريد الطبيعية البديلة المتاحة."2

وسائط تبريد منخفضة الشحن تقدم قدرة تبريد منخفضة التكلفة

بالنسبة للتطبيقات المذكورة أعلاه، يتمثل حل وسيط التبريد الطبيعي في غاز الأمونيا؛ وفي الواقع، بدأ بالفعل في أن يحل محل وسائط التبريد التي يتم التخلص منها تدريجيًا. يمكن تحويل معظم أنظمة التبريد التي تستخدم وسائط التبريد الاصطناعية إلى استخدام وسائط التبريد الطبيعية الصديقة للبيئة عديمة التأثير على ظاهرة الاحتباس الحراري أو على استنفاد طبقة الأوزون.

"بدون أدنى شك، من الأفضل الاستثمار في أنظمة تعتمد على وسائط التبريد الطبيعية والتي ستستمر لعقود - وتتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي - بدلًا من الاعتماد على البدائل الاصطناعية قصيرة العمر." ديفيد بلانكلي، مدير إدارة التبريد المتقدم، تكنولوجيا التدفئة والتبريد في GEA.

ديفيد بلانكلي، مدير إدارة التبريد المتقدم، تكنولوجيا التدفئة والتبريد في GEA.

يمكن تهيئة تكنولوجيا التبريد والتدفئة المثبت فعاليتها لتوفير حلول مبتكرة قوية بما يكفي باستخدام الأمونيا لتناسب أي تطبيق، سواء كان ذلك للتبريد في مصانع الجعة أو لعملية البسترة في صناعة الألبان. الأمونيا هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة والفعالية لجميع أنواع المعدات الصناعية، ويُستخدم بالفعل كوسيط تبريد في كثير من مجالات التبريد الصناعي.

لماذا تجعل الأمونيا خيارك الأول من بين وسائط التبريد الطبيعية؟

يمكن وصف الأمونيا بأنه عودة من المستقبل إلى الغاز القديم. فهو ليس شيئًا جديدًا وكان موجودًا منذ فترة طويلة جدًا، ولكنه مع ذلك حل حديث للغاية. الأمونيا منخفض الشحنة هو المصطلح الحديث لتكنولوجيا الضغط المنخفض بتكلفة إجمالية أقل بكثير على الملكية، والتي تطورت لتلبية متطلبات القرن الحادي والعشرين. 

غاز الأمونيا محايد تمامًا للكربون، وعلى هذا النحو، فهو البديل المثالي - والمستدام - لوسائط التبريد الأخرى. كما أنه أكثر كفاءة بنسبة تصل إلى 40 في المائة من حيث الديناميكا الحرارية، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات المضخات الحرارية بشكل خاص (تقنية مستدامة أخرى تبحث فيها GEA). علاوةً على ذلك، يساهم الأمونيا في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في مجموعة واسعة من العمليات مع تقديم حلول تبريد وتدفئة عالية الأداء وموفرة للطاقة.


وسيط التبريداحتمال استنفاد الأوزوناحتمالية الاحترار العالمي
الأمونيا (R717، NH3)00
ثاني أكسيد الكربون (R744، CO2)01
الهيدروكربونات، مثل البروبان (R290) أو الأيزوبيوتان (R600a)03
للمقارنة: R134a01430

تُعتبر تركيبات الأمونيا التقليدية حلًّا واضحًا في المناطق الرئيسية مثل أوروبا والشرق الأقصى والولايات المتحدة حيث ينضم المزيد من مصنعي المواد الغذائية ومراكز التوزيع وتجار التجزئة الممتلكين لأنظمة التبريد إلى هذا الاتجاه. الأرقام الأخيرة لتركيبات الأمونيا منخفض الشحنة في عام 2021 أظهرت معدلات نمو سنوية بلغت 11 بالمائة و 13 بالمائة و 24 بالمائة في أوروبا والولايات المتحدة واليابان، على التوالي (المصدر، تقرير ATMO).

السلامة عامل رئيسي لـ GEA

تعمل GEA مع الأنظمة القائمة على الأمونيا لأكثر من مائة عام. ورغم أنه قد يكون لدى بعض المستخدمين مخاوفاً بشأن استخدام وسائط التبريد البديلة هذه، إلا أنهم يمكنهم الاطمئنان إلى أن الشركات ذات الخبرة مثل GEA يمكنها بخبرة تركيب جميع معدات السلامة والتهوية اللازمة للامتثال للوائح المحلية. إضافةً إلى ذلك، ستضمن فِرق الخدمة المؤهلة والمدربة بالكامل الحفاظ على معداتك عند أعلى المعايير الممكنة.

شرح النمو الإيجابي في الأمونيا

يشرح باتريك أكينز، نائب الرئيس الأول للمبيعات في GEA، السبب الذي يجعل الأمونيا أفضل حل للتبريد الصناعي، ولماذا يجب على الشركات استخدامه كبديل طبيعي وفعال لوسائط التبريد الاصطناعية. "يمكن العثور على الأمونيا في الطبيعة، وهو واحد من أرخص وسائط التبريد المتاحة. فهو ليس منتجًا صناعيًا أو منتجًا ثانويًا للعملية، كما أنه أيضًا بدون تأثير على الأوزون والمناخ مع صفر تأثير على احتمالية الاحترار العالمي. كوسيط تبريد طبيعي معتمد للمستقبل، يتمتع الأمونيا أيضًا بعمر طويل؛ وعلى هذا النحو، يمثل استثمار كبير مقارنةً بوسائط تبريد أخرى قد تستمر لمدة 10 سنوات فقط أو نحو ذلك. إذا استثمرت في الأمونيا، فسيكون إنفاقك آمنًا لمدة 30 إلى -40 عامًا أو أكثر."

الأمونيا: أفضل رهان للوفاء بالالتزامات البيئية

من الأرض إلى البحر ومن المصانع إلى أنظمة التدفئة المركزية في المناطق، يمكن استخدام أنظمة التدفئة والتبريد القائمة على الأمونيا في أي مكان تقريبًا. على سبيل المثال، قامت GEA بتنفيذ العديد من المشاريع التي تتضمن وسائط التبريد الطبيعية لتجميد وحفظ وتخزين المأكولات البحرية على متن سفن الصيد! في القطاعات، التي تشمل الأغذية والنقل البحري والمنتجات الصيدلانية، تقدم GEA أنظمة موفرة للطاقة توفر أداءً أفضل بنسبة تصل إلى رقمين في المائة عن وسائط التبريد الاصطناعية الأخرى، مما يؤدي أيضًا إلى خفض فاتورة الطاقة بشكل كبير - والطاقة هي أحد المحركات الأعلى تكلفةً لعمليات التشغيل. 

علاوةً على ذلك، تعدد استخدامات الأمونيا في نطاق واسع من درجات الحرارة يفتح الآن فرصًا جديدةً تتجاوز أسواقه التقليدية. فهو يعمل بشكل أفضل من وسائط التبريد الأخرى لأنه يوفر نفس التبريد مع استهلاك طاقة وتكاليف أقل على النظام.

بالتفكير في أهداف الاتحاد الأوروبي الجديدة الطموحة، كل أنواع المنظمات ليس لديها ما تخسره وستربح كل شيء من اعتماد تكنولوجيات التبريد الطبيعي المتقدمة. الأمونيا ليس رخيصًا وآمنًا فحسب، بل هو أيضًا الخيار الأفضل لتقليل تكاليف التشغيل والانبعاثات. في النهاية، يمكن أن تساعد GEA أي شركة في تحقيق أهداف الاستدامة الخاصة بها كجزء من مهمتها: الهندسة من أجل عالم أفضل.

الأمونيا

ما هو الأمونيا؟

كان غاز الأمونيا (NH3) مُهمَّشًا في القرن الثامن عشر، ولكنه معروف منذ العصور اليونانية القديمة، وقد ارتبط منذ فترة طويلة برائحته النفاذة المميزة. هذا الغاز الطبيعي عديم اللون وسام وينتج عامةً من خلال التحلل اللاهوائي للمواد النباتية والحيوانية. ومع ذلك، تم العثور عليه في الفضاء الخارجي أيضًا. تم تحديد تركيبته الكيميائية كمركب غير عضوي من النيتروجين والهيدروجين في عام 1785، وفي عام 1807، تم إنتاج الأمونيا لأول مرة من عناصره من قِبل همفري ديفي. تم استخدام الأمونيا لأول مرة كوسيط تبريد في خمسينيات القرن التاسع عشر في فرنسا، وتم استخدامه في الولايات المتحدة خلال ستينيات القرن التاسع عشر لإنتاج الثلج الاصطناعي. تم تقديم براءات الاختراع الأولى لآلات التبريد التي تستخدم الأمونيا في سبعينيات القرن التاسع عشر.

حلول GEA لوسائط التبريد الطبيعية

تواصل معنا

تلقَّ الأخبار من GEA

ابق على اتصال مع ابتكارات وقصص GEA من خلال الاشتراك في النشرات المقدمة من GEA.

تواصل معنا

نحن هنا لمساعدتك! مع تفاصيل قليلة فقط سوف نكون قادرين على الرد على استفساراتك.