بغيت مساعدتكم لا تردوني


(oli) #1

السلام عليكم

كيف الحال ؟؟!!

بغيت مساعدتكم في تقرير الفيزيا ء و ان شاء الله اتساعدوني :


تحدث إلى شخص شخص يعمل في مجال التكييف أو الثلاجات. و اسأله عن الموائع المستخدمة في هذه الاجهزة . مالخصائص التي يجب أن تتوفر في مائع التبريد؟؟! … ابحث عن استخدامات الفريون و مكوناته ؟! و لماذا يحضر استخدام الفريون في المعدات الدولية ؟! ما الموائع المستخدمة اليوم في الثلاجات و في مكيفات السيارات ؟ و إلى اي مدى من درجات الحرارة يمكن استخدام هذه الموائع ؟؟ّ ما ايجابيات و السلبيات استخدام كل من هذه الموائع ؟؟!!



و السموحه …


(oli) #2



وييييييييييييييييييييييييييينكم ؟؟!!!




(م.محمد عبد الفتاح سيد) #3

موائـع التبريـد الأوليــة :
أهم موائع التبريد الأولية هى :-
أ - الهــواء (Air)
الهواء عبارة عن مائع التبريد لنظام التبريد الهوائى الذى سبق استخدامه مع السفن التجارية ولا يزال يستخدم مع الطائرات.

ب - المــاء (Water)
الماء عبارة عن مائع التبريد لنظام التبريد بالأبواق البخارية، الذى سبق استخدامه فى المستشفيات والمصانع، ولنظام التبريد الامتصاصى (ماء + بروميد الليثيوم).

ج - ثانى أكسيد الكربون (Carbon dioxide)
استخدم ثانى أكسيد الكربون كمائع تبريد لنظام التبريد الأنضغاطى للسفن والمسارح فى أوروبا. وحالياً يستخدم ثانى أكسيد الكربون لانتاج الثلج الجاف.
وثانى أكسيد الكربون عبارة عن غاز عديم الرائحة، غير سام، غير قابل للأشتعال والأنفجار، لا يذيب الزيوت ولا يصيب المعادن بالصدأ ولكن فى وجود الهواء والماء معا يعمل على تآكل الحديد والنحاس.

د - ثانى أكسيد الكبريت (Sulpher dioxide)
استخدم ثانى أكسيد الكبريت مع الثلاجات المنزلية والتجارية. وثانى أكسيد الكبريت عبارة عن غاز سام جداً، غير قابل للألتهاب والأنفجار، لا يذيب الزيوت، لا يصيب المعادن بالصدأ ولكن فى تواجد بخار الماء يعمل على تآكل الزنك وسبائك الألومنيوم.

هـ - كلوريد الميثيل (Methyle chloride)
استخدم كلوريد الميثيل مع الثلاجات المنزلية والتجارية. وكلوريد الميثيل عبارة عن غاز غير خانق، قابل للالتهاب عند خلطه بالهواء، يذيب الزيوت، لا يسبب الصدأ للمعادن ولكن فى تواجد بخار الماء يعمل على تآكل الألومنيوم والزنك.

و - الأمونيــا (Ammonia)
كانت الأمونيا ولازالت تستخدم بكثرة فى المجالات الصناعية والتجارية مثل مصانع الثلج، مصانع التغليف ومخازن التبريد.
ولا تستخدم الأمونيا مع الثلاجات المنزلية والتجارية لأنها غاز خانق، قابل للألتهاب والأنفجار, والأمونيا لا تذيب الزيوت وتعمل على تآكل النحاس.
ومن مزايا الأمونيا أنها لا تؤثر علىالبيئة، وذات أكبر طاقة كامنة للتبخير، ولها ضغط متوسط عند التكثيف، متوافرة، ورخيصة وتحتاج إلى أزاحة صغيرة للضواغط. هذا وتستخدم الأمونيا مع كل أنواع الضواغط الترددية، الدوارة والحلزونية.

موائـع التبريـد الحاليـة :
بدأ أنتاج الفريون فى عام 1920 والذى يعتبر مائع تبريد مثالى، غير قابل للأشتعال، أو الأنفجار أوالأختناق ويعتبر أكثر أمانا من موائع التبريد الأولية الأخرى (الأمونيا، ثانى أكسيد الكربون، ثانى أكسيد الكبريت وكلوريد الميثيل.
والفريون عبارة عن مركب هيدروكربونى، يحضر عن طريق أحلال ذرات الهيدروجين فى الميثان (C H4)، الأيثان (C2 H6) والبروبان (C3 H8) بذرات الكلور ثم أحلال ذرات الكلوريدات الفلور. وأمثلة للفريونات المستحدثة هى :-

أ - فى حالة عدم وجود ذرات هيدروجين :
لمجموعة الميثان : R - 11, R - 12, R - 13, R - 14
لمجموعة الأيثان : R - 113, R - 114, R - 13, R - 115
ولمجموعة البروبان : R - 218
ويلاحظ أن العدد الأول على اليمين يرمز لعدد ذرات الفلور والباقى يرمز لمجموعة الميثان (1)، لمجموعة الأيثان (11) ولمجموعة البروبان (21) :

ب - فى حالة وجود ذرات هيدروجين :
لمجموعة الميثان : R - 21, R - 22, R - 23, R - 40
لمجموعة الأيثان : R - 143
ويلاحظ أن عدد ذرات الهيدروكين أضيفت إلى العدد الأول على الشمال لمجموعة الميثان وللعدد الثانى لمجموعة الأيثان.

بعض الفريونات الشائعة الأستخدام فى الوقت الحاضر هى :-
أ - فريون - 11
يستخدم فريون (CF CL3) 11- مع ضواغط الطرد المركزى، نظراً لأنخفاض ضغطه الفعال ولكبر أزاحة الضاغط المطلوبة، ولتكييف هواء المصانع، المخازن والمسارح لأن درجة غليانه عند الضغط الجوى 23.7°م.

ب - فريون - 12
يستخدم فريون (CF2 CL2) 12- كمائع تبريد مفضل لأمانه وخواصه الممتازة ومنها عدم إذابته للزيوت. درجة غليان فريون - 12 عند الضغط الجوى هى - 29.8°م لذا يستخدم فريون - 12 للحصول على درجات الحرارة المتوسطة فى الثلاجات المنزلية والتجارية.

ج - فريون - 13
يستخدم فريون (CF3 CL) 13- حيث له درجة تبخر - 81.5°م عند الضغط الجوى وبالتالى يستخدم للحصول على درجات الحرارة المنخفضة بواسطة أنظمة التبريد التعاقبية لأن درجته الحرجة 28.78°م.

د - فريون - 22
خواص فريون (CHF2 CL) 22- أحسن من خواص فريون - 12، درجة حرارة غليانه عند الضغط الجوى - 40.8°م وحجمه النوعى أقل من نظيره لفريون - 12 عند درجات الحرارة المنخفضة، لذا يستخدم فريون - 22 حالياً بدلا من فريون - 12 (للمبردات العميقة)، وللأغراض الصناعية ولمخازن التبريد للحصول على درجات حرارة منخفضة.
والفريون - 22 يذوب فى الزيت عند درجة حرارة التكثيف وينفصل عن الزيت عند درجة حرارة التبخير. يفضل استخدام فريون - 22 بدلا من فريون - 12 لأن سعته التبريدية أكبر بنسبة 60% لنفس الضاغط.

هـ - فريـون - 114
والفريون - 114 (C2 F4 CL2) له درجة غليان 3.6°م عند الضغط الجوى، لذا فأنه يستخدم مع الثلاجات المنزلية ومبردات مياه الشرب ذات الضواغط الدوارة.

و - فريـون - 502
فريون - 502 عبارة عن مخلوط فريون - 22 وفريون - 115 بنسبة مئوية للكتلة 48.8% و 51.2% على التوالى. وقد أستحدث فريون - 502 ليحل محل فريون - 22 فى بعض استخدامات درجات الحرارة المنخفضة مثل مخازن التبريد. ويمتاز فريون - 502 عن فريـون - 22 بأن درجة حرارة الطـرد الأديابانى (37.2°م) أقـل مـن نظيرتها لفريون - 22 (53.3°م) مع أن أزاحة الضاغط والقدرة المطلوبة لنفس سعة التبريد أكبر من نظيرتها لفريون - 22.

موائع التبريـد الحديثـة :
أكتشف عام 1974 وجودخفض فى نسبه غاز الأوزون الموجود بطبقه التروبيسمح بنفاذ الأشعة فوق البنفسيجية. وتبين عام 1985 أن سبب الثقب أنبعاث موائع التبريد الكلوروفلورو كاربون (CFC). وانتشارها لأعلى نحو طبقات الغلاف الجوى العليا.
ولاعتبارات بيئية تم توقيع بروتوكول مونتريال عام 1987 والذى ينص على خفض انتاج (CFC) وتوقفه عام 2000 بعد استحداث موائع بديلة غير مؤثرة على طبقة الأوزون. وقد تم تأكيد توقيع بروتوكول مونتريال فى لندن عام 1990 وأتفق على تداول الموائع (CFC) فى الدول النامية حتى عام 2010
والموائع (CFC) الواسعة الاستخدامات فى الوقـت الحالي هي : R-11, R-12, R-114, R-502. حيث يستخدم المائع R-502 مع مخازن التبريد. كما يستخدم المائع R-11 مع مبردات المياه ويدخل فى صناعة العوازل الحرارية كعامل رغاوى. ويعتبر المائع R-12 الأوسع استخداماً فى المجالات : المنزلية، التجارية، مخازن التبريد، تكييف السيارات ومثلجات المياه.
ومنذ توقيع أتفاقية مونتريال والأبحاث تجرى لاستخدامات موائع بديلة لموائع (CFC)، تتمشى مع معدات التبريد الجديدة وتصلح عند احلال وتجديد معدات التبريد الحالية حتى تصل إلى نهاية عمرها الافتراضى وذلك لمدى التبخير من - 40 إلى 4°م ولمدى التكثيف من 21 إلى 55°م. والاتجاه العلمى هو احلال الموائع الهيدروكلوروفلوروكاربونية (HFC)بدل الموائع (HCFC).

وتأثير طبقة الأوزون يعبر عنه بدلالة جهد تآكل الأوزون (Ozone depletion potential) ويرمز له بالرمز (ODP). وتعمل الموائع المنبعثة إلى الغلاف الجوى على تسخين غلاف الكرة الأرضية (ظاهره الأحتباس الحرارى) ويعبر عن تأثيرها بدلالة جهد تدفئة الغلاف الجوى (Global warming potential) ويرمز لها بالرمز (GWP).
و مما سبق يتضح أن :-
أ - تأثير الموائع (HCFC) على الغلاف الجوى بسيط بالنسبة إلى تأثير الموائع (CFC) وبالتالى سمح باستمرار أنتاجها حتى عام 2010 وإيقاف تداولها بعد عام 2030.
ب - عدم تأثير الغلاف الجوى لكل من الأمونيا والموائع (HFC).
ج - تأثير المائع R-502 لم يذكر فى الجدول السابق وتأثيره هو نفس تأثير المكونات الأساسية له أى R-22 و R-115.
مما سبق يتضح أن الموائع البديلة هى :-
أ - للفريون R-11 : البديل HCFC - 123 ثم HFC - 125.
ب - للفريون R-502 : البديل HCFC - 22 ثم HFC – 134A ، HP 52.
ج - للفريون R-12 : البديل هو HCFC - 22 ، HFC - 134A ، HFC - 152 A والمخاليط المتوالفة من HCFC - 124 ، HFC - 152 A و HCFC - 22 مثل MP 33 و MP 39 خاصة مع وحدات التبريد القديمة التى تحتاج لاعادة شحن.
د - للفريون R-22 : البديل هو MP 39 لدرجات الحرارة المتوسطة والعالية و MP- 66 لدرجات الحرارة المنخفضة.
وبعض الموائع البديلة.
و هناك تقارب لخواص كل من الفريون R -12 والموائع البديلة HFC - 134A و HFC - 152A وقد تلاحظ عيب فى المائع HFC - 152A وهو قابليته للأشتعال فى المدى من 5.1% إلى 17.1% من حجم هواء الحيز.
ومنذ اكتشاف ثقب طبقة الأوزون وحتى الآن تجرى الأبحاث والدراسات لاستحداث موائع بديلة ونوعيات من الزيوت ملائمة لهاو سنوضح نتائج الدورة النظرية لبعض الموائع البديلة والفريون - 12 عند : درجة تكثيف 54.5°م ، درجة تبخير - 23°م ودرجة سحب 32°م قبل صمام التمدد. ومن هذا الجدول يتضح أن المائع البديل HFC - 134A له سعة ومعامل أداء أقل من نظيره للفريون CFC - 12.
وقد قام مركز الأبحاث القومى الكندى باختبار وحدة تبريد تعمل بالموائع CFC - 12 ، HFC - 134A و HFC - 152A عند الظروف التالية : درجة التكثيف 51.5°م، درجة التبخير من - 17.3°م إلى 7.9°م، درجة السحب 7.4°م والتبريد الدونى للسائل 12°م.
و من هنا يتضح أن المائع البديل HFC - 152A يعطى نتائج أحسن من المائع البديل HFC - 134 A وحيث أن HFC - 152A له قابلية الاشتعال فإنه لا يمكن استخدامه إلا إذا تغاضينا عن هذا العيب، وعليه فإن المائع HFC - 134A يعتبر المائع البديل الممكن استخدامه لكل استخدامات الفريون - 12 مع استخدام زيوت من النوع الأيستر (Ester) بدلاً من النوع المعدنى (Mineral) المستخدم مع الفريون - 12 حالياً.
منقووول


(م.محمد عبد الفتاح سيد) #4

فريونات أجهزة تكييف الهواء ومشكلة عام 2010
1- مقدمة عن الكلوروفلور كاربونات :

تستخدم دائرة التبريد بضغط الغاز بكثرة في العديد من تطبيقات التبريد أو التثليج الصناعي والتجاري والسكني ، وهذه الدائرة توظف العديد من المواقع الصالحة للاستخدام كوسيط تثليج ، مثل ثاني اكسيد الكربون CO2 وثاني اكسيد الكبريت SO2 ، ولكن اكثر المواقع نفعا هي مجموعة الهيدروكربونات المهلجنة المعروفة بأسم الفريون Freon أو الكلوروفلور كاربون ( ك ف ك CHLORD FLUORO CARBONS : CFC يحتوي هيكل كل مركب في هذه المجموعة على عدد مختلف من ذرات الكلور والفلور والكربون .

تعرف مركبات ك ف ك CFC بأنها من ضمن المركبات الكيميائية الأكثر نفعا في الصناعة التي تم تطويرها حتى يومنا هذا . تستخدم هذه المركبات في تثليج الطعام والتموينات الطبية ، وفي تكييف هواء السيارات والمباني وحاويات الأطعمة المثلجة ، وفي تنظيف أجهزة القياس الدقيقة والمكونات الإكترونية الحساسة ، وفي توفير عوازل رطوبة وحرارة لتطبيقات متنوعة ومختلفة ، وفي تعقيم المعدات الطبية وغيرها من الاجهزة الحساسة . إجمالا ، من الصعب أن نجد تطبيقا أو صناعة على وحه الأرض لا تستخدم الفريونات فيه غما مباشرة أو بشكل غير مباشر . لذلك نجد أن حجم الكلوروفلورو كاربونات المستخدم عالميا لايمكن تخليله ، فمثلا في منتصف الستينات بلغ الحجم المتداول عالميا من هذه المركبات 300000 طن في السنة الواحدة ( 2،3 ) .

إن مركبات الكلوروفلورو كاربون ( ك ف ك ) الاكثر استخداما في التطبيقات التجارية والسكنية هي :

  1. فريون – 11 CCI3F أو ثلاثي الكور وأحادي الفلور والميثان ، وهذا المركب شائع الاستخدام في الثلاجات المنزلية والعزل البلاستيكي .

  2. فريون – 12 CCI2F2 أو ثنائي الكلور والفلور وأحادي الميثان ، ويستخدم في تكييف هواء وسائل النقل الى ما قبل عام 1994م وفي أجهزة التكييف كبيرة السعة .

  3. فريون 113C2CI3F3 أو ثلاثي الكلور والفلور والأيثان ، ويستخدم في تنظيف الالكترونيات .

تتصف جميع الفريونات بأنها ذات خصائص كيميائية وفيزيائية ضرورية للقيام بوظائف وسيط التثليج بالاضافة الى كونها ليست تأكلية أو سامة (4) . تستخدم العديد من أنظمة التثليج الصناعي مركبي الأمونياا والفريون 22 كوسيط تثليج بالرغم من وجود بعض العيوب في مركب الأمونيا وأهمها كونه مسببا للتسمم . تستخدم التقنيات الحدثة فريون 11 وفريون 12 في مواد العزل الحراري الرغوية مثل البواي يوروثين والبوليستارين (5) ، وكذلك في التطبيقات التي تتطلب وسيط تثليج غير سام ، مثل تكييف هواء المباني ، حيث يستخدم كلا المركبيب بدرجة واسعة وفائدة كبيرة ( 6 ) . تم تطوير فريون – 12 لأول مرة في خلال العشرينات من هذا القرن (7 ) وهو غير سام وليس له رائحة ويمكن أن يصل حجم تركيزه في الهواء الى 18 % حجما بدون التسبب في آثار سامة ، ومنذ ذلك الحين تطورات صناعات مركبات ك .ف . ك . مع ظهور العديد من التطبيقات (8) .

2- خطر مركبات الكلوروفلورو كاربون على طبقة الأوزون :

يتكون جزيء غاز الأوزون من ثلاث ذرات من الأكسجين O3 وهو غاز مهيج لونه أزرق شاحب وقابل للانفجار وسام حتى عند درجات تركيز منخفضة . تزيد كثافة الأوزان على كثافة الاكسجين بمرة ونصف ، كما أنه يتكقف عند درجة حرارة 112م فيتحول الى سائل لونه أزرق داكن ثم يتجمد عند درجة حرارة 251م (3) . يتحلل هذا الغاز بسرعة عند درجات حرارة أعلى من 100 م أو عند درجة الحرارة الداخلية للمباني إذا وجد معجل تفاعل . إن نسبة وجود غاز الأوزون في الغلاف الهوائي مقارنة مع الغازات الأخرى صغيرة جدا ولكن وجودة له أهمية قصوى للحياة على وجه الأرض . ينتج الأوزون أساسا من تأثير الإشعاع الشمسي فوق البنفسجي القصير الموجة على جزيء الأكسجين المكون من ذرتي أكسجين O2 فيلحلله الى ذرتي الأكسجين المكونتينن له ، تتحد هاتان الذرتان فيما بعد مع جزىء اكسجين آ خر غير متحلل لينتج من هذا الاتحاد جزىء اكسجين آخر غير متحلل لينتج من هذا الاتحاد جزيء أوزون . تحدث هذه العملية حسب التفاعلينن الموضحين أدناه :

O2 + Light 20

20 + O2 O3

يحدث هذا التفاعل في طبقات الجو العليا ، وبالتحديد في طبقة الستر اتوسفير الغنية بغاز الأوزون والتي تمتد الى ارتفاع 90 كيلومترا فوق سطح الأرض . تحيط بالكرة الارضية اربع طبقات من الغازات ، كما هو موضح في شكل (1) ، وتتميز كل طبقة منها بمجموعة مختلفة من الغازات . تمتد الطبقة الداخلية ، والمسماة تروبو سفير من سطح الكرة الارضية وحتى ارتفاع 10 كيلو متر . تأتي بعدها طبقة ستراتو سفير ثم تليها طبقة أينوسفير وتمتد من 90 كم وحتى ارتفاع 50 كم عن سطح الارض ، أما الطبقة الأخيرة فهي طبقة اكسوسفير التي تمتد الى ما لانهاية . يزداد تركيز الأوزون بين طبقتي تروبو سفير وستراتوسفير في غلاف غازي يطلق عليه تروبوبوز . بالرغم من أن كمية الأوزون الموجود في هذا الغلاف ليست كبيرة ولكنها كافية لتحجز بفعالية محكمة تقريبا كل الإشعاع الشمسي الذي له أطوال موجهة أقل من 2.900x10-8CM ومعظم الإشعاع فوق البنفسجي الذي لو قدر له أن يصل الأرض لتسبب في تلف كبير للكائنات التي تعيش على سطحها (9) .

بدأ اهتمام العالم بطبقة الأوزون منذ أن تقدم العالمان س . رولاندوم . مولينا، واللذان يعملان في قسم الكيمياء من جامعة كاليفورنيا في بركلي ، في عام 1974م بنظرية مفاجها أن مركبات الكوروفلورميثان المهجنة ، وخاصة مركبي CFC-11& CFC-12 يمكن أن تشكل تهديدا على طبقة الأوزون بسبب اطلاق ذرات الكوروالبرومين القابلين للتفاعل مع جزيء ك.ف.ك واللذان يؤثران على التوازن الطبيعي بين وجود الأوزان وبين فنائه . (10) .

تتصف مركبات الكوروفلوروكاربون بأنها مستقرة جدا بحيث يدوم بقاؤها في الجو من 80 الى 120 سنة منذ وقت تسربها الى الجو . تتحلل هذه المركبات (ك.ف.ك) في طبقات الجو العليا فقط عندما تلاقي هذه المركبات الضوء الشمسي فوق البنفسجي الشديد الطاقة . يحدث هذا التلاقي في طبقة الستراتوسفير حيث تمتص مركبات ك.ف.ك ضوء الشمس هذا مما يودي الى عناصر الكوروالفوروالكربون ، تتفاعل ذرة الكلور مباشرة بعد إطلاقها مع جزيء أوزون وينتج من التفاعل جزيء اكسجين وأول أكسيد الكلور حسب التفاعل التالي :

CIO+O2 CI + O3

ثم يتحد أول أكسيد الكور مع ذرة اكسجين لينفصل بعد الاكسجين والكلور حسب التفاعل التالي

CI+O2 CIO + O

إن محصلة هذين التفاعلين هي القضاء على جزىء أوزون واستمرار وجود الكلور ليقوم بتفاعل آخر شبيه . إن تكرار هذا التفاعل يؤدي في النهاية ومع مرور الزمن الى انقراض جزيئات الأوزان وتركز ذرات الكور مما يؤدي الى السماح لمزيد من الأشعة فوق البنفسجية من الوصول الى سطح الأرض وبمقادير قد تكون ضارة بالكائنات والنباتات . ظهر هذا الخطر جليا وواضحا في عام 1985م عندما أفاد باحثون بوجود ثقوب في طبقة الأوزون فوق القطب المتجمد الجنوبي بمقادير وصلت الى 50 % في بعض النقاط ، اعتماداً على الفصول المناخية وطبيعة الطقس ( 9) .

يضاف الى مشكلة تضاؤل الأوزون مشكلة اخرى هي معضلة الدف العالمي ، أو قضية تغير المناخ ( المسماة بأثر البيت الزجاجي أو البيت الأخضر ) تساهم بعض الغازات في التأثير المشترك على ملتا التظاهرتين المتصلتين بالبيئة ، ولكن سبب التركيز على غازات الكلوروفلورو كاربون هو توسع استخدامها وتميزها بامكانية التحكم في إنتاجها والحصول على بدائل عنها غير ضارة بالبيئة .إن مركبات ك.ف.ك الأكثر استهدافا من عملية المنع هذه بسبب البطء الشديد لتحللها في الجو هي : CFC- 11, CFC-12 & CFC-113 ( 11) .

  1. ما مدى خطورة المشكلة ؟

قدر مجموعة من الباحثين حجم الاستهلاك السنوي في اميركا من فريون –11 بأنه 1,7 مليون كليوغرام ومن فريون –12ربانه 95, مليون كيوغرام ، هذا مع العلم بأن هذه الكمية تستخدم في صيانة المعدات القائمة ، والحديثة ( 12) . لو أمكن تعميم هذه النتائج على مستوى العالم كله فان النتائج سوف تكون مذهلة ومخيفة . لا يزال هنالك خلاف بين العلماء والمتخصصين عن البعد الحقيقي والواقعي للمشكلة وذلك لتغير مقدار الثقب حسب تباين أحجام الغازات المنبعثة في الجو بالرغم من أن بعض صور الأقمار الصناعية وبعض القياسات الارضية لعام 1987 تفيد بأن مستويات الأوزون عالميا قد قل بمقدار 4 الى 5 % خلال ست الى ثمان سنوات (13,14) . تتفاوت التوقعات عن الاضمحلال العالمي لطبعة الأوزون مع حلول عام 2065م بأنه سوف يتفاوت من 2 الى 10 % ولكن حتى مع اتفراض الرقم الأقل فان الزيادة المتوقعة في عدد المصابين بمرض سرطان الجلد سوف تتراوح من 55 الى 2,8 مليون حالة في الولايات المتحدة الامريكية فقط (15) . يضعف الاشعاع فوق البنفسجي كذلك تفاعلات الحساسية في الجلد والدفاع المناعي ضد أورام الجلد ، كما تتأثر مقاومة الجلد ضد بعض أنواع العدوى . إن لهذه الأشعة تأثير ضار وفتاك على الأسماك والطحالب والنباتات والأشجار ، كما يمتد هذا التأثير على إطارات السيارات والمواد البلاستيكية والملابس المصنعة من البتروكيماويات فيسبب تلفها.

ليس من السهل الحصول على معطيات دقيقة عن مقدار الدمار الحالي في طبقة الأوزون . إن مراقبة كمية الأوزون في طبقات الجو العليا على مستوى الكرة الأرضية بأجمعها وبشكل مستمر أمر مستحيل نظرا التأثر الأوزون بأوقات السنة وبارتفاع وموقع مكان القياس عن سطح الأرض . إن الدراسات والبحوث تشير الى أن تدمير طبقة الأوزون يزيد فوق القطبين المتجمدين الشمالي والجنوبي بسبب توفر ظروف مواتية من درجات الحرارة والرطوبة ويصبح واضحاً بدرجة كبيرة خلال شهر سبتمبر فوق القطب المتجمد الشمالي وخلال شهر مارس فوق القطب المتجمد الجنوبي .

  1. علاج المشكلة والبدائل

يوجد حاليا قلق عالمي متزايد في أوساط صناعية وتطبيقات التكييف والتثليج بسب بمقدار الوفرة المستقبلية المركبات ك.ف.ك وعن وسائط التثليج المقبولة والمباسبة للتطبيقات المختلفة ، وهذا القلق هو محصلة المواثيق الموقعة من معظم دول العالم حول مشكلة الأوزون . لقد كانت أول مبادرة من المجتمع الدولي تجاه هذه المشكلة هي الاجتماعالذي عقده في فيينا بالنمسا في مارس من عام 1985 برنامج الأمم المتحدة للبيئة ( يونيب United Nations Environment Progeram, UNEP ) وتمخض عنه ( ميثاق فيينا Vinna لحماية طبقة الأوزون ) أثمر هذا الميثاق في التعريف عالميا بمشكلة تأثير غازات ك.ف.ك على طبقة الأوزون ولكن بدون التوصية بأي حلول أو قيود على الاستهلاك .

لقد فرض بروتوكول مونتريال الأولى ( Original Montreal Protocol ) المقر عليه في تاريخ سبتمر16، 1987م من قبل ما يقارب من مائة دولة من دول العالم تحت رعاية برنامج الأمم المتحدة للبيئة ( يونيب UNEP ) تجميداً فوريا على إنتاج واستخدام مركبات ك.ف.ك المهلجنة عند مستوى استهلاك وانتاج عام 1986م حسب مقدار خطورة تأثير كل منها على الأوزون (16،17) أصبح هذا البروتوكول جزءاً من ميثاق فيينا لحماية طبقة الأوزون والذي أقر في مارس من عام 1985 ضمن برنامج الأمم المتحدة للبيئة UNEP . تم بعد ذلك في اللقاء الثاني لبرامج الأمم المتحدة للبيئة ، والذي عقد في لندن عام 1990م ( 18) تعديل بروتوكول منتريال ففرض حظر كامل على جميع مركبات ك.ف.ك بنهاية عام 2000م على أن تسبتبدل بمركبات هيدروكلوروفلوروكاربونات HFC الخالية تماما من ذرات الكلور ، أو بمركبات هيدروكلوروفلوروكاربونات HCFC الانتقالية المحتوية على عدد أقل من ذرات الكلور . وأوصت بمتابعة ومراجعة استخدام وسائط التبريد الانتقالية ، على أن يتم إحلالها بمركبات لاتشكل ضررا البتة على الأوزون بنهاية عام 2040 أو عام 2020م إن أمكنن . أما الاتحاد الاوروبي فقد اقتراح موعدا نهائيا أقرب للإنتاج الأخير من مركبات HCFCs ، أي من 2030م الى 2015م (19) . ولكن في الاجتماع المخصص لتعديل بروتوكول مونتريال (12) والذي عقد في كوبنهاغن عام 1992 ، تغير تاريخ منع مركبات ك.ف.كفأصبح 1 يناير 1996م للدول المتقدمة ، أما الدولة المتطورة فقد ألزمت بجدول إلغاء تدريجي لاستخدام وتصنيع مركبات ك.ف.ك بناءاً علىمدى خطورة المركب على مدى خطورة المركب على الأوزون بحيث يتم الاستغناء التام والكامل لجميع المركبات بنهاية عام 2010م ( كما هو موضح في هذا جدول ) .

سيتم عرض الجدول في المشاركة القادمة

بلغ عدد الدول الموقعة على هذا البروتوكول ، ومن ضمنها المملكة العربية العربية السعودية ، اكثرمن 123 دولة . وقد أثمرت بنود هذا البروتوكول ، وبعض مضي عقد من الزمن ، في التخفيف من الخطر وخاصة في البلدان المتقدمة حيث يتم التخلص من مركبات ك.ف.ك بسرعة أكبرمنها في الدول المتطورة .

إن المركبات الانتقالية من CFC الى HFC هي اليدروكلوروفلورو كاربونات ( هـ ك ف ك HCFCs ) وهي التي يحل فيها جزيء هيدروجين مكان جزيء كلور فتقل فترة بقاء المركب في الجو الى حوالي 15 سنة ، مما يقتصر بدرجة كبيرة الفترة الحياتية للمركب الكيميائي ومن يقلل كثيرا من الضرر على البيئة . تتصف هذه المركبات بان عمرها الافتراضي في الجو أقل من عمر مواد ك ف ك ، ولكنها كذلك يمكن أن تسبب ضررا على الأوزون بسبب وجود بقايا الكلور ولذلك سوف تحظر مستقبلا . إن الهدف النهائي في معركة ثقب الأوزون هي الإحلال التام لمركبات الهيدروفلوروكاروكاربونات التي تتحلل خلال وقت قصير ( من سنتين الى 15 سنة )الى مكوناتها الأصلية في الطبقات الدنيا من الغلاف الجوي ، مكان مركبات الكلوروفلوروكاربونات . إن المعيار المستخدم للدلالة على القدرة النسبية ( نسبة الى R-11 ) لوسيط التثليج أو أي مادة كيميائية أخرى على تدمير الأوزون هو Ozone Depletion Potential (ODP) بينما يستخدم معيار Global Warming Potential ( GWP ) في الدلالة على القدرة النسبية ( نسبة الى CO2 ) على حبس الطاقة الاشعاعية . لذلك يجب أن يتخلى وسيط التبريد الملائم للأوزون بقيمتي ODP و GWP منخفضتين مع توفير فعالية جيدة لنظام التثليج . يبدو أن وسيطي التبريد غير الضارين بالأوزون واللذان يحتلان الصدارة كبديلين لوسيط التبريد فريون –11 في المثلجات المركزية هما R-123&R123a (13) ، ولكن يمكن أن يؤدي استخدام هذين الوسيطين غير القابلين للاشتعال الى انخفاض في الفعالية وسعة التبريد قدرة 8-2 % إن البديل الأكثر أمنا للفريون R-12 هو الفريون R-134 بسبب التحسن الطفيف في كل من السعة والفعالية ( جدول 2 ) ولكن يمكن استخدام R-22 و R-134a كبدائل إذا كان من الممكن القبول بانخفاض محدود في السعة والفعالية ( 14) . من الممكن ايضا استخدام R-134a و R-152a كبدائل محتملة للفريون R-12 إذا أمكن القبول بوسيط تبريد قابل للاشتعال . أن إنتاج الفريونات الجديدة فيه شئ من التعقيد أكثر من إنتاج الفريونات القديمة مما يتطلب مبالغ استثمارية ضخمة . إن رأس المال الضروري لكل منتجي مركبات الكلوروفلوروكابونات عالميا لإعادة هيكلة المصانع وتدريب العمالة يقدر بعشرة بليون دولر ، كما توجد حاجة لمزيد من المبالغ من أجل تبديل الأجهزة القائمة بأخرى حديثة تستخدم الفريونات الجديدة .

يمكن بعض علاج المشكلة في المحافظة على المخزون الحالي من مركبات ك.ف.ك من التبذير في الاستهلاك أو التسرب . يجب الحرص التام على تدوير RECYCLE أو استصلاح Reclaim أو استرداد recover الفريونات المستخدمة منعا لتسريبها الى الجو سواء كان عنوة أو بدون قصد ، كما يجب منع استخدام مركبات ك.ف.ك في التنظيف أو التعقيم . يوجد لدى مستخدمي أجهزة التكييف التي تعمل على الفريونات المحظورة خيارين هما التبديل retrofit أو الإحلال replace . يقصد بالتبديل تغيير الفريون المحظور بفريون غير ضار بالاوزان مع استمرار استخدام جهاز التكييف القديم ، بينما يقصد بالإحلال تغيير الجهاز كله . يجب النظر في العلوامل التالية قبل اتخاذ القرار النهائي ؟

  1. تكلفة رفع كفاءة غرفة الأجهزة الميكانيكية .

  2. تكلفة الصيانة الاضافية من اجل تدوير وسيط التبريد .

  3. العمر المتبقي المفيد وأثر مستوى الصيانة القائمة على فترة حياة جهاز التكييف .

5- مدى تأثير المشكلة على المملكة

أصبحت المملكة العربية السعودية ملزمة بتنفيذ جميع بنود بروتوكول مونتريال وتعديلاته بعد التوقيع عليه وخاصة النود المتعلقة بالأوزون . نظراً لقلة المصانع ووسائل النقل وتعداد السكان في المملكة العربية السعودية بالقياس مع دول العالم المتقدم فان استهلاك مركبات ك.ف.ك قليل وذلك صنفت المملكة ضمن الدول التي تستطيع الاسمرار في هذا الاستهلاك حتى نهاية عام 2009م .

سيتم عرض الجدول في المشاركة القادمة

جدول 2 : البدائل المقترحة لبعض مركبات ك.ف.ك(20)

إن فترة التسع سنوات المتبقية على حلول هذا الأجل تصنع جميع المرافق العامة والخاصة في كل المملكة أمام مشكلة يجب التصرف تجاهها بكل حكمة وروية حتى لا يفاجأالبعض بندرة توفر الفريونات المحظورة عند ما يحين الموعد النهائي لمنع التداول خاصة وأن المملكة تستورد جميع احتياجاتها من المركبات ك.ف.ك من الهند والسويد وهولندا وبعض الدول الأخرى مما يضععنا تحت رحمة هذه الدول المصدرة سعرا وتوفيراً . إن منع تداول وتصنيع وتجارة مركبات ك.ف.ك عالميا سوف يؤدي الى ارتفاع أسعارها الى الحد الذي قد يصعب على البعض دفع تكاليف توفيرها ولذلك من الضروري أن تتبنى جميع المرافق الحكومية والمؤسسات والشركات برنامجا متقنا محكما لإدارة وسائط التثليج Progtam (21) على أن يشمل هذا البرنامج العناصر التالية كحد أدنى .

  1. صيانة التمين المتوفر من وسائط التثليج المحظورة عن طريق الاسترجاع الأمن والفعال لها في أنظمة التثليج وتكييف الهواء .

  2. تدريب مناسب للتقنيين العاملين في مجال استرجاع ومناولة وسائط التثليج .

  3. صيانة أنظمة التثليج وتكييف الهواء بشكل دوري .

  4. إجراء اختبار تحليل دوري لوسائط التثليج والزيوت المدورة في انظمة التشغيل .

  5. تنقية وسائط التثليج المعاد استخدامها حسب المعايير الدولية .

  6. تدوير دقيق ومحكم لوسائط التثليج المعاد استخدامها واالمستصلحة ( Reclaimed ) .

يجب أن نتذكر في هذا المقام أن التخطيط جيد دائما ولكن توقيت التنفيذ غالبا سيىء بسبب مخالفة الخطة للواقع ولذلك يجب العمل بسرعة على وضع خطة وطنية محدودة بتواريخ نهائية لإحلال الفريونات الممنوعة مع ترك فترة زمنية كافية لتلافي الاخطاء وتصحيحها . يجب أن تشمل هذه الخطة الوطنية خطوات علمية سليمة للتخلص من الفريونات المحظورة ، أما بالتخزين الصحيح أو بالتدوير أو بالتحوير ، مما يستوجب تكوين شركات للتعامل مع الفريونات امحظورة . إن من أهم الخطوات العلمية الواجب اتخاذها هي عقد مؤتمر وطني لدراسة المستجدات في هذا الصدد من أجل تحديد حجم وابعاد المشكلة والخروج بالحلول المناسبة . لقد نظمت الغرفة التجارية الصناعية بالمنطقة الشرقية والكلية التقنية بالدمام ندوة (أضواء على اتفاقية حماية الأوزون والآثار المترتبة عليها ) في عالم 1413هـ ، كما عقدت جامعة الملك فهد للبترول والمعادن بالظهران في العام الذي قبله حلقة دراسية بعنوان بدائل مركبات الكلوروفلوروكاربون واستخدامها في انظمة التثليج وتكييف الهواء مما يدل على وجود الإحساس بالمشكلة منذ فترة الأمر الذي قد يسهل خطوات عقد مثل هذا المؤتمر .

  1. توصيات عامة لعلاج المشكلة

1- التركيز على أهمية الوعي والحيطة بمدى خطورة التهاون في التعامل مع مركبات ك.ف.ك بين التقنيين والمشغلين ذوي الصلة مع أجهزة التكييف وكذلك المقاولين .

2- استخدام أحدث الأجهزة للكشف عن تسرب وسيط التثليج من الاجهزة والمكائن وأوعية التخزين على أن يكون اختبار التسرب دوريا ولايقل عن أربع مرات في السنة .

3- تجميع كافة المعطيات عن كمية وكيفية استهلاك مركبات ك.ف.ك من قبل أجهزة التكييف لتحديد مصادر التسرب ضمن كل شركة أو مؤسسة أو مرفق حكومي ، بالاضافة الى قياس حجم استهلاك الكهرباء للتأكد من عدم وجود خلل في مكان ما .

4- الحرص الكامل على تدوير RECYCLE أو استصلاح RECLAIM أو استرداد recover جميع الفريونات المستخدمة منعا لتسربها الى الجو .

5- تشكيل لجنة تنسيق مركبات ك.ف.ك لتنظيم الجهود بين الاقسام المعنية خلال فترة الاحلال التدريجي والتي سوف تنتهي مع بداية عام 2010م .

6- إلزام الشركات والمؤسسات بوضع برنامج تثقيفي للعاملين عن المستجدات في هذا الموضوع .

من مجلة المهندس

إعداد م/عارف سمان - موقع مركز المدينة للعلم والهندسة ©</


(oli) #5

مشكور استاذ ما قصرت … يزاك الله الف خير


(م. عبد المنعم) #6

أما الوسائط التي تكون بديلة عن الفريونات فهي :


(م. عبد المنعم) #7

وعقد المؤتمر الثاني في ايلول عام 1987 في مونتريال Montreal Protocol ، وناقش عدة مقترحات ، من أهمها تخفيض انتاج الفريونات ، وتم تصنيف الفريونات حسب قوة تأثيرها على تآكل طبقة الأوزون ( Ozone Depletion Potential ( ODP بالشكل التالي :

[SIZE=3]وتعمل وسائط التبريد المنبعثة إلى الغلاف الجوى على تسخين غلاف الكرة الأرضية (ظاهره الأحتباس الحرارى) ويعبر عن تأثيرها بدلالة الجهد الحراري العالمي (Global warming potential) ويرمز لها بالرمز (GWP) ، وهذه تساوي :

GWP= 1 for CO2 & GWP=0.05 for CFCs

[/size]


(oli) #8

مشكور استاذ م. عبد المنعم


(system) #9

ارجو المساعدة فى الحصول عن بحث حول المواد العازلة للرطوبة المستخدمة فى مخازن التبريد


(czar111) #10

مشكور م/عبد المنعم