مقایسه R421 و R22؛ کدام مبرد انتخاب بهتری است؟

مقایسه R421 و R22 یک پرسش مهم درباره محیط‌زیست مطرح می‌کند: آیا گازی که از لایه ازن محافظت می‌کند، الزاماً برای اقلیم هم بهتر است؟ پاسخ کوتاه، خیر است. R-22 به ازن آسیب می‌زند. در مقابل، R-421A و R-421B ازن را تخریب نمی‌کنند، اما گرمایش‌زایی بالایی دارند. برای انتخاب آگاهانه، باید این دو اثر را جداگانه بررسی کنیم (با استناد به راهنماهای فنی آژانس حفاظت محیط‌زیست EPA).

لایه ازن چیست و گازهای مبرد چگونه به آن آسیب می‌زنند؟

لایه ازن در بخش بالایی جو، بخشی از پرتو فرابنفش خورشید را جذب می‌کند. بنابراین، این لایه از سلامت انسان و بسیاری از جانداران محافظت می‌کند. وقتی مواد حاوی کلر یا برم به جو راه پیدا می‌کنند، می‌توانند در استراتوسفر این عناصر را آزاد کنند. سپس، واکنش‌های شیمیایی مولکول‌های ازن را از بین می‌برند. کاهش ازن، خطر مواجهه با پرتو UV-B را افزایش می‌دهد.

بااین‌حال، تخریب ازن با گرمایش جهانی یکسان نیست. متخصصان برای سنجش اثر نخست از شاخص ODP استفاده می‌کنند. این شاخص، توان تخریب ازن را نسبت به ماده مرجع CFC-11 نشان می‌دهد. در مقابل، شاخص GWP اثر گرمایشی گاز را نسبت به دی‌اکسیدکربن می‌سنجد. اعداد این مقاله برای GWP، افق زمانی ۱۰۰ساله دارند.

تفاوت گاز R22 و R421 در تخریب لایه ازن

R-22 یک مبرد از خانواده HCFC است و در ساختار خود کلر دارد. طبق داده‌های استاندارد مبردهای EPA، ODP آن در مبنای پروتکل مونترال ۰٫۰۵۵ است. بنابراین، رهاسازی R-22 در هوا به مسئله تخریب ازن کمک می‌کند. مقدار GWP صدساله آن نیز در داده‌های مبتنی بر گزارش چهارم IPCC، ۱۸۱۰ است.

اما عبارت «گاز ۴۲۱» به‌تنهایی دقیق نیست. استانداردهای جهانی ASHRAE دو ترکیب متفاوت، یعنی R-421A و R-421B، را معرفی می‌کند. هر دو از مخلوط R-125 و R-134a تشکیل می‌شوند، ولی نسبت اجزای آن‌ها فرق دارد. این تفاوت، عدد GWP آن‌ها را نیز تغییر می‌دهد.

بررسی ترکیبات R-421A و R-421B

• ترکیب R-421A:

  این مبرد شامل ۵۸ درصد R-125 و ۴۲ درصد R-134a است. این ترکیب از خانواده HFCها می‌آید و کلر ندارد. در نتیجه، سازمان EPA برای آن ODP برابر صفر ثبت می‌کند. بااین‌حال، GWP صدساله آن حدود ۲۶۳۰ است؛ یعنی از مقدار یادشده برای R-22 بالاتر است.

• ترکیب R-421B:

  این نوع شامل ۸۵ درصد R-125 و ۱۵ درصد R-134a است. این مدل نیز ODP برابر صفر دارد. اما مقدار GWP آن حدود ۳۱۹۰ اعلام می‌شود. بنابراین، هنگام مقایسه یا خرید، باید پسوند A یا B را روی مشخصات محصول بررسی کرد.

کدام گاز برای محیط‌زیست بهتر است؟

اگر فقط لایه ازن را معیار قرار دهیم، R-421A و R-421B از R-22 بهترند. هر دو ODP صفر دارند، ولی R-22 این ویژگی را ندارد. اما اگر فقط اثر مستقیم نشت گاز بر گرمایش جهانی را بسنجیم، نتیجه برعکس می‌شود: GWP هر دو نوع R-421 از R-22 بیشتر است. همچنین، R-421A از این نظر نسبت به R-421B اثر کمتری دارد.

پس هیچ‌کدام از این اعداد به‌تنهایی «بهترین مبرد» را تعیین نمی‌کنند. برای ارزیابی کامل‌تر، باید میزان نشت، مقدار شارژ مبرد و مصرف برق دستگاه را نیز سنجید. برای مثال، یک سیستم کم‌نشت و پربازده می‌تواند اثر کل متفاوتی از یک سیستم پرنشت داشته باشد. ارزیابی TEWI به همین دلیل، انتشار مستقیم مبرد و انتشار غیرمستقیم ناشی از انرژی را کنار هم قرار می‌دهد.

در طراحی سامانه‌های جدید، گزینه‌های کم‌GWP مانند آمونیاک R-717، دی‌اکسیدکربن R-744 و برخی هیدروکربن‌ها نیز مطرح‌اند. بااین‌حال، هیچ‌کدام جایگزین خودکار R-22 در هر دستگاهی نیستند. طراح باید ایمنی، قابلیت اشتعال، فشار کاری، بازده و سازگاری تجهیزات را برای کاربرد مشخص بررسی کند (گزارش‌های تخصصی UNEP).

آیا می‌توان R421 را مستقیم جایگزین R22 کرد؟

نباید صرفاً بر اساس ODP صفر، R-421 را داخل سیستم حاوی R-22 شارژ کرد. هنگام تبدیل مبرد، تکنسین باید گاز قبلی را بازیابی کند. همچنین، او باید سازگاری کمپرسور، روغن، آب‌بندها، شیر انبساط و کنترل‌های فشار را بررسی کند. در پایان نیز باید عملکرد و نشتی سیستم را آزمایش کند. راهنمای فنی EPA از مخلوط‌کردن مبردهایی با شماره ASHRAE متفاوت پرهیز می‌دهد.

علاوه‌براین، R-421A و R-421B مبردهای ترکیبی سری ۴۰۰ هستند. بنابراین، هنگام شارژ باید دستورالعمل فنی مربوط به مبرد ترکیبی را رعایت کرد. راهنمای EPA بر برداشت مبرد ترکیبی از سیلندر به شکل مایع تأکید می‌کند؛ تکنسین نیز باید مانع ورود مایع به کمپرسور شود. پس عبارت تبلیغاتی «جایگزینی بدون بررسی و تغییر» مبنای مطمئنی برای تصمیم فنی نیست.

چرا قوانین جهانی به سمت مبردهای کم‌GWP می‌روند؟

پروتکل مونترال بر کاهش موادی تمرکز دارد که لایه ازن را تخریب می‌کنند. ازاین‌رو، کشورها مصرف HCFCهایی مانند R-22 را محدود کرده‌اند. سپس، اصلاحیه کیگالی کاهش تدریجی HFCها را نیز دنبال کرد. دلیل این تغییر روشن است: HFCها به ازن آسیب نمی‌زنند، اما برخی از آن‌ها گرمایش‌زایی بسیار بالایی دارند. البته، قواعد مجازبودن هر مبرد به کشور، نوع دستگاه و کاربرد آن بستگی دارد.

این اقدامات نتیجه علمی نیز دارند. ارزیابی‌های علمی پایگاه داده اوزون UNEP و سازمان جهانی هواشناسی، نشانه‌های بهبود لایه ازن را گزارش می‌کنند. بااین‌حال، بازگشت کامل آن زمان می‌برد. بنابراین، جلوگیری از نشت مبردها و انتخاب فناوری مناسب همچنان اهمیت دارد.

پرسش‌های رایج درباره R421، R22 و لایه ازن

• آیا گاز R421 لایه ازن را تخریب می‌کند؟

  خیر؛ R-421A و R-421B هر دو ODP صفر دارند. بااین‌حال، این ویژگی به معنی نداشتن اثر اقلیمی نیست. هر دو گاز GWP بالایی دارند و نباید در هوا رها شوند.

• آیا گاز R22 از R421 برای محیط‌زیست بهتر است؟

  برای لایه ازن، خیر؛ R-22 آن را تخریب می‌کند. اما در مقایسه عدد GWP صدساله یادشده، اثر گرمایشی مستقیم هر کیلوگرم R-22 از هر دو نوع R-421 کمتر است. انتخاب نهایی باید مصرف انرژی و احتمال نشت سیستم را هم دربرگیرد.

• بهترین اقدام برای دستگاه فعلی چیست؟

  ابتدا نوع مبرد درج‌شده روی پلاک دستگاه را بررسی کنید. سپس، نشتی‌ها را برطرف کنید و از تکنسین متخصص بخواهید سازگاری گزینه جایگزین را ارزیابی کند. گاز موجود را با مبرد دیگر مخلوط نکنید. اگر دستگاه به پایان عمر مفید نزدیک است، بازده و اثر زیست‌محیطی سیستم جدید را نیز مقایسه کنید.

جمع‌بندی: محافظت از ازن، همراه با کاهش گرمایش

R-22 به لایه ازن آسیب می‌زند؛ R-421A و R-421B چنین اثری ندارند. در عوض، هر دو نوع R-421 در صورت نشت، گرمایش‌زایی بیشتری نسبت به R-22 نشان می‌دهند. بنابراین، تصمیم مسئولانه فقط با خواندن برچسب «بدون تخریب ازن» شکل نمی‌گیرد. میتاکول به‌عنوان فروشگاه و تأمین‌کننده تجهیزات برودتی، می‌تواند اطلاعات محصول را برای بررسی در اختیار خریدار بگذارد؛ اما انتخاب مبرد باید با مشخصات فنی دستگاه و نظر متخصص هماهنگ باشد.