
حلقات O في أنظمة التبريد، تتعرَّض هذه الحلقات لثلاثة تأثيرات في آنٍ واحد.
أوَّلاً: الانتفاخ أو الاستخلاص الناجم عن الوسط. تدخل جزيئات المبرِّد الصغيرة إلى الشبكة المطاطية، مسببةً تغيُّرات في الوزن والحجم والصلادة ومقاومة الشد والمدى المُطَالِ. كما يمكن لزيت التبريد أيضاً أن يدخل المطاط ويستخلص المُليِّنات والمواد المضافة، ما يؤدي إلى أن يصبح المادة أولاً أكثر ليونة ثم أكثر صلابة، أو تنكمش بعد توقُّف المبرِّد عن العمل. وتوضح بيانات شركة كيمورز الخاصة بمركب R134a صراحةً أنَّ الانتفاخ وفقدان المُليِّنات والتغيُّرات في الخصائص الميكانيكية لا ينبغي تقييمها استناداً إلى مبرِّد وحيد، لأنَّ عائلة مطاطية واحدة لا تغطي جميع المبرِّدات البديلة.
ثانياً: سوء الأداء عند التمدد والانكماش الحراري، وضعف الارتداد عند درجات الحرارة المنخفضة، وفشل خاصية الانضغاط الدائم. تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة — مثل المبخر وجانب السحب — تتطلّب انضغاطاً دائماً منخفضاً؛ وكذلك الحال في ظروف درجات الحرارة المرتفعة — مثل الضواغط وجانب العادم ومضخات الحرارة — التي تتطلّب انضغاطاً دائماً منخفضاً أيضاً. ومدى حلقة O-ring لا يمكن استعادة قوة الإغلاق جذريًّا بعد الانضغاط الطويل الأمد؛ وكلما زادت القيمة، زاد احتمال فقدان قوة الإغلاق.
ثالثًا: مخاطر تكرار التغير في الضغط والانفراج السريع للضغط. تركِّز أنظمة HFC/HFO أساسًا على الذوبانية ونفاذية المادة وانضغاطها الدائم؛ أما أنظمة CO₂/R744 فيجب أن تولي اهتمامًا خاصًّا أيضًا للتلف الناتج عن الانفراج السريع للضغط — فجزيئات CO₂ تتخلل المطاط تحت ضغطٍ عالٍ، وقد يؤدي الانفراج السريع للضغط إلى تكوُّن فقاعات داخلية في المطاط أو تشقُّقه أو حتى انفجار الحلقة الدائرية (O-ring).
يُستخدم مركب R134a عادةً مع زيت PAG في أنظمة تكييف السيارات، ومع زيت POE في الثلاجات والمضخّات والتجهيزات التي تعمل عند أحمال جزئية. أما بالنسبة لحلقات الأختام (O-rings)، فيجب التحقق من مادتها بشكل مشترك أمام مبردات HFC وزيوت PAG/POE والتقدم الحراري وتغير الشكل تحت الضغط وفقدان الكفاءة أثناء التركيب. وتبيّن بيانات شركة Chemours أن توافق مركب R134a مع المطاط والمعادن والمطاطيات يقتضي التحقق منه في كل مشروع على حدة؛ كما أن قابلية ذوبان زيت POE في مبرد HFC-134a تُحدَّد عادةً من قِبل الشركة المصنِّعة للمضخّة أو الجهاز عبر الاختبارات.
التوجيهات الموصى بها:
سيناريو |
مادة مفضلة |
شرح |
وصلات أنابيب تكييف السيارات، التوصيلات الخاضعة للضغط، ومنافذ التعبئة |
مطاط هيدروجيني نتريلي (HNBR) بصلابة ٧٠أو ٨٠ درجة شور |
توازن ممتاز بين مقاومة الزيوت والتقدّم الحراري والمتانة الميكانيكية وتغير الشكل تحت الضغط |
هيكل المضخّة، صمام التحكم، الجانب عالي الضغط |
مطاط هيدروجيني نتريلي (HNBR) بصلابة ٨٠أو ٩٠ درجة شور، أو مطاط فلوروكربوني خاص (FKM) عند الحاجة |
يركّز على مقاومة الانزلاق (الاستخراج)، والتقدّم الحراري، والاحتفاظ بالشكل تحت الضغط على المدى الطويل |
الجانب المنخفض الحرارة لدخول الغاز، وتشغيل مضخات الحرارة في درجات حرارة منخفضة |
مطاط هيدروجيني نتريلي منخفض الحرارة، أو مطاط إيثيلين بروبيل دين (EPDM)، أو نوع F، أو مطاط سيليكوني (VMQ)، ويجب التحقق من ملاءمته |
يجب التحقق من ارتداد الانضغاط وتسربه عند درجات الحرارة المنخفضة |
معدات التبريد القديمة، والمطاط الصناعي المُكلور (CR) والمطاط النتريلي الهيدروجيني (HNBR) والمطاط النتريلي (NBR) تحتاج إلى التحقق منها |
استُخدم المطاط الصناعي المُكلور (CR) تاريخيًّا مع مبردَي R134a أو R22، لكن نطاق درجة الحرارة المسموح به محدود |
|
في باركر في دليل الحلقات المطاطية لـ'، يُصنَّف مركب CR عادةً كمادة تُستخدم مع مبردَي R134a أو R22 والمبردات المشابهة لهما، ومدى درجة الحرارة الثابتة المعتاد هو من -٤٠ إلى ١٠٠°م؛ ومدى درجة الحرارة للمطاط النتريلي الهيدروجيني (HNBR) غالبًا ما يكون من -٣٥ إلى ١٥٠°م؛ أما الدرجات القياسية للمطاط النتريلي (NBR) فهي في الغالب من -٣٥ إلى ١٠٠°م؛ والمطاط الإيثيلين بروبيلين ثنائي المونومر (EPDM) يُستخدم عادةً في مدى درجة حرارة من -٥٠ إلى ١٥٠°م. ويوضِّح هذا الترتيب الطبقي لدرجات الحرارة ما يلي: قد يكون المطاط النتريلي (NBR) رخيص الثمن، لكنه لا ينبغي استخدامه كخيار افتراضي في أنظمة تكييف السيارات الكهربائية الجديدة، نظرًا لمتطلبات ارتفاع درجة الحرارة على المدى الطويل، والأكسجين، وانضغاط المطاط.
ر١٢٣٤ي.ف هو مبرد من فئة الهيدروفلورواولييفينات (إتش.إف.أو)، وقد أصبح اتجاهًا مهمًّا للاستبدال في أنظمة تكييف السيارات. وتُصنِّف بيانات شركة كيمورز المبرد أوبتيون واي.إف على أنه ر١٢٣٤ي.ف/إتش.إف.أو-١٢٣٤ي.ف؛ وهو مصنَّف ضمن الدرجة الأمنية أ٢إل وفق معايير الجمعية الأمريكية لمهندسي التبريد والتدفئة وتكييف الهواء (آشراي) والمنظمة الدولية للتقييس (آيزو ٨١٧). ويُشابه أداءه وخصائص تشغيله تلك الخاصة بـ ر١٣٤أ، لكن يجب استخدام زيت بولي ألكيل غليكول (باج) أو زيت إستر معدني (بوي) مصمَّم خصيصًا لر١٢٣٤ي.ف، ولا يمكن اعتباره بديلاً مباشرًا قابلًا للتبديل دون تعديل.
من حيث توافق المواد، أظهرت بيانات اختبار توافق المطاط الثابت المجهد الذي أجرته شركة كيمورز عند درجة حرارة ١٠٠°م ولمدة أسبوعين، مقارنةً بين ر١٢٣٤ي.ف ور١٣٤أ، أن مادة الهيدروجينيتريلايت بوتادين رابر (إتش.إن.بي.آر) سجَّلت تغيُّرًا أكبر في الوزن عند الغمر في ر١٣٤أ، بينما كان التغيُّر في الوزن أصغر عند الغمر في إتش.إف.أو-١٢٣٤ي.ف. أما التغيُّر في وزن مادة الإيثيلين بروبيلين داين مونومر (إيبدم) فقد كان أعلى وضوحًا مقارنةً بمواد إتش.إن.بي.آر ونتريل بوتادين رابر (إن.بي.آر) وإيبدم وكلوروبوتادين رابر (سي.آر). وكانت مادة الفيتون® هي الأقوى، لكن النتائج قد تتفاوت باختلاف الشركات المصنِّعة وطرق التصنيع، لذا ينبغي تزويدها من مورِّدي المواد.
توصيات الاختيار:
الموقع |
المادة الموصى بها |
النقطة الرئيسية |
حلقات أُورينغ لموصلات أنابيب تكييف السيارات العاملة بـ ر١٢٣٤ي.ف |
مطاط هيدروجيني نتريلي (HNBR) بصلابة ٧٠أو ٨٠ درجة شور |
التحقق الأولي تم باستخدام ر١٢٣٤ي.ف مع زيت باج المحدَّد |
الضواغط الكهربائية للمركبات ذات الطاقة الجديدة |
HNBR، EPDM، FKM الخاص، تحتاج إلى التركيز على زيت العزل |
متوافق مع اختبار PAG/POE الفعلي، محتوى ماء عالي، وقيمة حمضية، وتأثير تحفيز معدني |
الجانب منخفض الحرارة لمضخة الحرارة |
HNBR منخفض الحرارة، EPDM، FVMQ، تحتاج إلى التحقق |
يجب إيلاء اهتمام أكبر لصلابة الارتداد في درجات الحرارة المنخفضة |
أجزاء صمامات عالية الحرارة وعالية الضغط |
HNBR 80A/90A أو FKM مُثبت |
يجب التأكيد على مقاومة تشوه الانضغاط ومقاومة التمدد |
ملاحظة: لا يمكن تحويل نظام R134a ببساطة إلى R1234yf، ولا يمكن خلط R1234yf في نظام R134a. تؤكد Chemours صراحةً أن نظام R1234yf يحتوي على وصلات فريدة؛ ويعد خلط المبردات من التلوث المتبادل، وتكون مكونات النظام مصممة لمبرد محدد.
تستخدم معدات المضخات الحرارية والتبريد التجاري عادةً مبردات من الهيدروفلوروكربون أو الهيدروفلوروأوليفين أو مزيج منهما، مع استخدام معظم المنتجات لزيوت بوليولستر أو بولي فينيل إيثر أو زيوت مخلوطة متخصصة. وهنا لا يمكن تطبيق الاستنتاجات المتعلقة بمادتي R134a أو R1234yf مباشرةً على أنظمة مثل R410A وR32 وR454B وR513A وR1234ze وما شابهها، لأن القطبية وضغط البخار ودرجة حرارة التشغيل وقابلية الذوبان بين الزيت والمبرد وحزم الإضافات تختلف جميعها.
منطق الاختيار الأولي:
النظام |
المواد المرشحة |
نقاط المخاطر |
هيدروفلوروكربون + بوليولستر |
مطاط نتريل هيدروجيني مُشبَع، مطاط إيثيلين بروبيل دين، مطاط كلوروبوتادين، فلوروإلاستومر متخصص |
يمتص زيت البوليولستر الرطوبة بسهولة مما يؤدي إلى ارتفاع قيمة الحموضة، وقد يؤثر ذلك على المطاط والمعادن |
هيدروفلوروأوليفين + بوليولستر/بولي ألكيل غليكول |
مطاط نتريل هيدروجيني مُشبَع، مطاط إيثيلين بروبيل دين، فلوروإلاستومر متخصص |
يجب إجراء اختبار استقرار مستقل لكلٍّ من الهيدروفلوروأوليفين والزيت والمعادن ومواد الإغلاق |
مُبَرِّدُ مَضَخَّةِ الْحَرَارَةِ A2L |
HNBR، EPDM، FKM؛ وَيَجِبُ التَّأَكُّدُ مِنْ مَدى ارْتِفَاعِ الدِّرَجَةِ الْحَرَارِيَّةِ وَالضَّغْطِ، وَمِنْ شُرُوطِ إِدَارَةِ الاشْتِعَالِ وَالتَّسْرِيبِ الْأَشَدِّ صُرُوصًا |
|
مُعَدَّاتُ التَّبْرِيدِ عِنْدَ الدَّرَجَاتِ الْوَاطِئَةِ مِنَ الْحَرَارَةِ |
HNBR، EPDM، FVMQ؛ وَتَمَتُّعٌ بِمَرُونَةٍ جَيِّدَةٍ عِنْدَ الدَّرَجَاتِ الْوَاطِئَةِ مِنَ الْحَرَارَةِ، وَانْكِسَارٌ هَشٌّ، وَتَحَمُّلٌ لِلتَّقَلُّبِ الْحَرَارِيِّ بَعْدَ التَّسْرِيبِ |
|
يَهْدِفُ مَقَايِيسُ ASHRAE الرَّقَمُ ٩٧ إِلَى تَقْيِيمِ تَوَافُقِ مَوَادِ الْخَتْمِ مَعَ مَوَادِ نِظَامِ التَّبْرِيدِ بِوَاسِطَةِ اخْتِبَارِ أَنْبُوبٍ زُجَاجِيٍّ مُغْلَقٍ؛ وَيَشْمَلُ الْأَنْبُوبُ الْمُغْلَقُ الْمُبَرِّدَ وَالزَّيْتَ التَّشْحِيمِيَّ وَمَوَادَ الِاخْتِبَارِ، وَيُفْتَحُ عَادَةً بَعْدَ التَّقْدُمِ لِإِجْرَاءِ تَحْلِيلٍ وَصْفِيٍّ أَوْ كَمِّيٍّ، لِلتَّحَكُّمِ فِي التَّوَافُقِ أَوِ الثَّبَاتِ الْكِيمْيَائِيِّ
ثاني أكسيد الكربون/R744 يُعَدُّ فئةً أخرى من المشكلات. فعلى الرغم من أن تآكله الكيميائي ليس بالضرورة قويًّا، فإن خطر الضغط العالي والتسرب والانفجار الناتج عن التخفيف المفاجئ مرتفعٌ جدًّا. وتوضح بيانات باركر الخاصة بمواد الختم المستخدمة في أنظمة تكييف الهواء التي تعمل بثاني أكسيد الكربون أن ضغط التشغيل في نظام R744 أعلى بكثير مقارنةً بنظام R134a، إذ قد يصل ضغط التشغيل في نظام R744 إلى ١٥٠–١٦٠ بار، بينما قد تصل درجة الحرارة إلى ١٨٠°م؛ لذا يجب التركيز عند اختيار مواد الختم اللينة على مقاومتها للانفجار الناتج عن التخفيف المفاجئ.
تشمل المواد التي تسردها شركة باركر لختم أنظمة تكييف الهواء التي تعمل بثاني أكسيد الكربون: إيثيلين بروبيل داين مونومر (EPDM)، وفلورو كاوتشوك (FKM)، وهيدروجينيتريل بوتادييين ربر (HNBR)، ومزيج إيثيلين بروبيل داين مونومر/بولي آيزوبرين البوتادين (EPDM/BIIR)، مع التأكيد على ضرورة أن تتراوح مقاومة هذه المواد لدرجات الحرارة بين -٥٥°م و+٢٠٠°م، وأن تكون مناسبة لأنواع زيوت PAG/PAO/POE، ومنخفضة التسرب، وذات مقاومة ممتازة للانفجار الناتج عن التخفيف المفاجئ.
توصيات الاختيار لـ R744:
الموقع |
المادة/التركيب الموصى بها |
التركيز على التصميم |
الوصلة الثابتة، وصلة الأنابيب |
درجة HNBR بصلابة ٩٠A، وEPDM، وFKM، وEPDM/BIIR المخصصة |
منخفض التسرب، ومقاوم للانفجار الناتج عن التخفيف المفاجئ، ومقاوم للانزياح |
الضاغط، الصمام عالي الضغط، درجة مخصصة بصلابة ٩٠A |
إتش إن بي آر/إف كي إم/إي بي دي إم، يحتاج إلى حلقة دعم إضافية |
التحكم في مسافة التسرب، مقاومة درجات الحرارة والضغط المرتفعة مع التكرار |
وصلة سريعة، واجهة صيانة |
مادة مخصصة لـ إيه إي دي/آر جي دي |
التحكم في معدل الإفلات، لتجنب تشقق انتشار ثاني أكسيد الكربون بسرعة |
قسم مضخة الحرارة منخفضة الحرارة |
إي بي دي إم منخفض الحرارة أو إتش إن بي آر منخفض الحرارة |
التحقق من ارتداد المواد عند درجات الحرارة المنخفضة وتسربها أثناء التغيرات الحرارية المتكررة |
لا يمكن استخدام حلقات الأختام العادية المستخدمة في أنظمة تكييف السيارات مع غاز ثاني أكسيد الكربون/آر ٧٤٤. حتى لو كانت المادة تحمل نفس الاسم مثل إتش إن بي آر أو إي بي دي إم، فيجب التمييز بينها وبين التركيبات المخصصة لـ آر ٧٤٤ ذات النفاذية المنخفضة ومقاومة الانفجار الناتج عن الإفلات

تتميَّز مادة إتش إن بي آر بمقاومتها الجيدة للزيوت، ومقاومتها الحرارية، وقوتها الميكانيكية، وأدائها المتكامل في مقاومة التشوه الدائم تحت الضغط. وفي أنظمة التبريد المُستخدمة في تكييف الهواء في المركبات مثل آر ١٣٤أ وآر ١٢٣٤ يف، وزيوت بي إيه جي وبي أو إي، تُعتبر مادة إتش إن بي آر عادةً المادة المفضَّلة لحلقات الإحكام من نوع أُو-رينغ، وإحكامات الضواغط الثابتة، وإحكامات صمامات التحكم. وتُظهر بيانات شركة باركر أن عدة درجات من مادة إتش إن بي آر تغطي نطاق درجات الحرارة من سالب ٣٥ أو سالب ٤٠ إلى ١٥٠ درجة مئوية، وبعض الدرجات ذات الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة مُخصَّصة تحديدًا للظروف شديدة البرودة.
مناسبة للاستخدام في: تكييف الهواء في المركبات، وأنابيب نظام التبريد آر ١٣٤أ/آر ١٢٣٤ يف، وإحكامات الضواغط الثابتة، وبعض أجزاء أنظمة المضخات الحرارية.
ملاحظة: يؤثِّر محتوى الأكريلونيتريل (إيه سي إن)، ودرجة الهيدروجينation، ونظام الروابط العرضية، ونظام الحشوات في مادة إتش إن بي آر تأثيرًا كبيرًا على قدرتها على الاسترداد عند درجات الحرارة المنخفضة، وعلى درجة انتفاخها، وعلى تغيُّرات التشوه الدائم تحت الضغط.
أداء الإيبدم في درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومته للأوزون، وأداؤه في التقدم الحراري جيدٌ؛ وفي مقارنة شيمورز بين R134a وR1234yf، كانت نسبة التغير في الوزن للإيبدم صغيرة نسبيًّا. لكن الإيبدم ليس مناسبًا بطبيعته لجميع أنواع الزيوت، خصوصًا النوع المخصص لـR744 «الإيبدم المقاوم لجميع زيوت PAG وPOE والمبردات المُضافَة» الذي يتطلّب تركيبة خاصة. ويمكن اعتبار الإيبدم المخصص لـR744 أو مزيج الإيبدم مع BIIR مرشّحَيْن لأنظمة CO₂ ذات الضغط العالي، لكن يجب تقييمهما حسب كل حالة على حدة.
تتمثّل ميزة الـFKM في مقاومته للحرارة العالية والتأكسُر، وانخفاض نفاذية الغاز، وتوافقه الكيميائي الواسع؛ وتُصنَّف بيانات باركر على أنّها مناسبة للبيئات ذات الحرارة العالية، والزيوت الساخنة، والمذيبات العطرية، والبيئات الكيميائية المتنوعة؛ وفي اختبار شيمورز الثابت التشوه لمواد المطاط المرنة مع R1234yf وR134a، كان التغير في وزن فيتون® أقل وضوحًا بكثيرٍ مقارنةً بـHNBR وNBR والإيبدم وCR وغيرها من المواد.
لذلك، يجب أن يتوافق FKM في أنظمة التبريد مع علامة تجارية محددة وتحقق من الوسائط المحددة، ويجب ألا يفهم بأنه "FKM هو متطور لذلك ينطبق على جميع المواد التبريدية".
إن NBR غير مكلف ، ولديه مقاومة جيدة للزيت المعدني ومستوى معين من استقرار المنتج ، ولكن الاستقرار البيئي لمقاومة الحرارة ومقاومة الأوزون ومجموعة الضغط طويلة الأجل أضعف بشكل عام من HNBR. يظهر مخطط باركر أن نطاق درجة الحرارة المشترك لـ NBR هو في الغالب -35 إلى 100 درجة مئوية. يمكن استخدامه في سيناريوهات الحاجة إلى درجة حرارة ضغط منخفضة حساسة للتكلفة ، ولكن لا ينصح باعتباره الخيار الافترا
يمتلك مطاط CR / chloroprene تاريخًا طويلًا من الاستخدام في المواد التبريدية التقليدية ؛ كما يسمي مخطط باركر CR كما هو مستخدم غالبًا مع R134a أو R22 ، مع حد درجة الحرارة العليا النموذجي حوالي 100 درجة مئوية. بالنسبة
المطاط السيليكوني والمطاط الفلوروسيليكوني لديه مرونة منخفضة في درجة حرارة منخفضة ، مناسبة لبعض الختم الثابت في درجة حرارة منخفضة. لكن قوتهم الميكانيكية، مقاومة الدموع، دخول الغازات ومكافحة الضغط العالي عادة ما تكون أدنى. عندما تستخدم في أنظمة المبردات، يجب أن تقتصر على الختم الساكن منخفض التوتر، ويجب إكمال التحقق الكامل من التسرب والدورة الحرارية.
فشل حلقة O في نظام التبريد غالباً ما لا يكون بسبب المواد وحدها ، بل يتفاقم بسبب المواد والخروط والعملية.
هامش التورم يشير دليل باركر إلى أن تورم وسط الختم الجامد بنسبة 25٪ 30٪ من حيث الحجم يمكن تحمله في بعض الأحيان ، ولكن تورم وسط الختم الديناميكي لا ينبغي أن يتجاوز عادة 10٪ ؛ يزيد التورم المفرط من خطر التطويق عند تقليل الضغط
مضاد للطحن تحتاج أنظمة الضغط العالي والضاغط CO2 / R744 إلى تقليل إزالة التطويق ، واستخدام حلقات الاحتياطي عند الضرورة ؛ الضغط العالي يدفع حلقة O نحو إزالة الضغط المنخفضة ، ويمكن أن تقل حلقات الاحتياطي من هذا الخطر
اختيار الصلابة 70A يستخدم عادة للخامات الساكنة العامة ومفاصل أنابيب التيار المتردد للسيارات ؛ 80A يستخدم لضغط أعلى أو تجميع أكثر صرامة ؛ 90A يستخدم عادة ل CO2 / R744 ، ضاغط الضغط العالي أو حيث يتطلب مكافحة الإخراج
التحقق من درجة الحرارة المنخفضة لا يمكن الاعتماد فقط على عبارة «-٤٠°م» المذكورة في ورقة المواصفات. ويجب التحقق من المؤشرات التالية في مضخات الحرارة للسيارات واختبار التبريد عند درجات الحرارة المنخفضة: TR10، والارتداد الانضغاطي عند درجات الحرارة المنخفضة، وتسرب التشغيل البارد، وتسرب التغير الحراري الدوري؛ وتصلّب المطاط عند درجات الحرارة المنخفضة، وضعف الانضغاط — وهي العوامل التي تؤدي في أغلب الأحيان إلى التسرب عند لحظة التشغيل البارد بعد الوقوف.
السطح والتجميع. غالبًا ما تتعرض حلقات الإغلاق (O-rings) الخاصة بمفاصل الأنابيب لمشاكل مثل التقطيع، والالتواء، والتجميع الجاف، والاحتكاك أثناء التركيب. ويجب التحكم في مقدار التفريغ الزاوي (Chamfer)، وخشونة السطح، وزيت التجميع، والتوافق المحكم بين الزيت ووسيلة التبريد؛ كما يجب في أنظمة R1234yf وCO₂ تجنُّب استخدام المنتجات الزيتية التي قد تلوِّث النظام أو تؤثر على كشف التسرب.
يُوصى باختيار حلقات الإغلاق (O-rings) الخاصة بوسيلة التبريد وزيت التبريد أن يشمل على الأقل أربع فئات من الاختبارات التحققية:
بند التحقق |
الغرض |
المؤشر الرئيسي |
ASTM D471 أو ما يعادله من اختبار الغمر بالزيت |
تقييم تأثير زيت التبريد والمواد المضافة على جودة المطاط، والحجم، والصلادة، وقوة الشد، والتغير في الاستطالة |
التورم، الانكماش، التصلب، التشقق، الرواسب |
الشيخوخة المشتركة لمادة التبريد والزيت |
محاكاة بيئة مادة التبريد الحقيقية في الطور السائل/الغازي |
الذوبان، التليين، التصلب، الرواسب، التغير في المادة |
استقرار أنبوب الزجاج المغلق وفق معيار ASHRAE 97 |
تقييم استقرار مادة التبريد، والزيت، والمعدن، والمطاط |
قيمة الحموضة، اللون، الرواسب، التآكل، التغير في المادة |
اختبارات الدورة الحرارية/الدورة الضغطية/التسرب |
محاكاة عمر الجهاز الكامل |
معدل التسرب، وانضغاط المجموعة، وارتداد درجات الحرارة المنخفضة، ونبض الضغط بعد الظهور |
يغطي معيار أستم ديه ٤٧١ جودة المطاط والتغير في الحجم والصلادة وقوة الشد ومقدار الاستطالة بعد الغمر في سائل، وهو الطريقة الأساسية لاختبار توافق زيت التبريد. لكن المبرد نفسه ليس السائل الوحيد ذا الصلة، ويجب إجراء الاختبار مع اختبار وجود المبرد والزيت معًا تحت ضغط. وتذكّر تريلبورغ أيضًا أن جداول التوافق تستند إلى بيانات عامة واختبارات مخبرية، ولا يمكن للاختبارات قصيرة الأمد عند درجة حرارة الغرفة أن تمثّل الظروف الميدانية تمثيلًا كاملاً؛ لذا يجب على المستخدمين التأكيد عبر اختبارات التطبيق الفعلي.
يجب أيضًا إضافة اختبار الانفجار الناتج عن التحلل الغازي السريع (آر جي دي/إيه إي دي) لأنظمة ثاني أكسيد الكربون/آر ٧٤٤ عالية الضغط. أما المعياران آيزو ٢٣٩٣٦-٢ ونورسكوك إم ٧١٠ فيتعلقان بالتحقق من أهلية المواد غير المعدنية، حيث يُعنى الملحق باء من نورسكوك إم ٧١٠ تحديدًا باختبار التحلل الغازي السريع، المعروف أيضًا باختبار الانفجار الناتج عن التحلل الغازي.
حلقات أو-شكلية لموصلات الأنابيب الخاصة بـ R134a أو R1234yf، مع إعطاء الأولوية للبدء بمواد HNBR ذات الصلادة ٧٠أو٨٠أ؛ ويمكن النظر في استخدام مواد HNBR ذات الصلادة ٨٠أ أو ٩٠أ للموصلات الموجودة في الجانب عالي الضغط وفي وصلات الضاغط. أما بالنسبة لمضخات الحرارة المُستخدمة في المركبات الكهربائية والضواغط الكهربائية، فيجب التأكيد بشكل مستقل على نوع الزيت المناسب (إما زيت POE أو زيت PAG مخصص)، ولا يجوز الاعتماد فقط على الخبرة المكتسبة من أنظمة المركبات التقليدية التي تستخدم R134a مع زيت PAG.
يتمثل التحدي الرئيسي في أنظمة مضخات الحرارة في اتساع نطاق دورة درجات الحرارة بين المستويين العالي والمنخفض، ما يتطلب تحقيق انعكاس حراري منخفض في جانب السحب عند درجات حرارة منخفضة، وضغط عالي في جانب العادم عند درجات حرارة مرتفعة، في آنٍ واحد. ولذلك، يُوصى بإعطاء الأولوية لتقييم مواد مقاومة للحرارة المنخفضة مثل HNBR وEPDM، إضافةً إلى مواد FKM التي سبق اختبارها بنجاح، بدلًا من الاقتصار على التوصيات المستندة فقط إلى جداول توافق الوسائط التقليدية.
يركّز ختم الضواغط على زيت التبريد عالي الحرارة، وذوبان مادة التبريد، ونبضات الضغط، والانضغاط الطويل الأمد. ويُعد مطاط الهيدروجينيتريل-البويتادين (HNBR) خيارًا شائعًا؛ أما في المنطقة عالية الحرارة، فيمكن تقييم أنواع خاصة من مطاط الفلورو كاربون (FKM)، لكن يجب التحقق منها باستخدام زيت التبريد ومادة التبريد الفعليَّين. ويجب تصميم ضواغط ثاني أكسيد الكربون وفق منطق الختم عالي الضغط الخاص بمادة R744.
يجب إعطاء الأولوية لمطالبة المورِّد بتقديم بيانات تركيبات مخصصة لـ R744/CO₂، بما في ذلك مقاومة الانفجار الناتج عن التحلل المفاجئ، وانخفاض النفاذية، ودورات الضغط، والمرونة عند درجات الحرارة المنخفضة، والتوافق مع زيوت PAG/POE/PAO. وأسماء المواد الاعتيادية مثل HNBR العادي، وEPDM العادي، وFKM العادي لا تُعتبر إثباتًا كافيًا.
عند طلب عروض أسعار من مورِّدي أجزاء الختم، يجب تقديم هذه المعلومات على الأقل:
حقل |
مثال |
غاز التبريد |
R134a، R1234yf، R744/CO₂، R410A، R32، R454B، R513A |
زيت التبريد |
PAG46، PAG100، POE، PVE، PAO، والأفضل تزويد اسم العلامة التجارية والدرجة |
المواد المضافة في الزيت |
مضاد للاحتكاك، ومانع للحمض، وملون، ومؤشر للكشف عن التسرب |
درجة الحرارة |
أدنى درجة حرارة، وأعلى درجة حرارة مستمرة، وأعلى درجة حرارة ذروة قصيرة المدى |
الضغط |
الضغط التشغيلي، وضغط الذروة، وتذبذب الضغط، ومعدل التسرب |
نوع الختم |
الختم الثابت، والختم المتحرك، ووصلة الأنابيب، والداخلية للمكبس، والصمام |
متطلبات العمر الافتراضي |
بالسنوات، بعدد الدورات، وبعدد دورات التغير الحراري، وبمتطلبات معدل التسرب |
المواصفات القياسية |
ASTM D471، وASTM D395، وISO 815، وASHRAE 97، وISO 23936/NORSOK M710، وغيرها |
الخطأ الأول: الاقتصار على تقييم مادة التبريد فقط دون زيت التبريد. تختلف خصائص الانتفاخ وخصائص الأداء عند درجات الحرارة المنخفضة بين زيوت PAG وPOE وPAO وPVE؛ إذ غالبًا ما يُحدِّد الزيت — أكثر من مادة التبريد — مدى انتفاخ أو تصلُّب المطاط.
الخطأ الثاني: تطبيق تجربة R134a مباشرة على R1234yf. أداء R1234yf قريب من R134a، لكن النظام والزيت ومتطلبات السلامة A2L وواجهة الخدمة تختلف جميعها؛ يجب أيضًا التحقق من المواد بشكل مستقل مقابل R1234yf + الزيت المحدد.
الخطأ الثالث: الاعتقاد بأن FKM دائمًا أفضل من HNBR. لـ FKM مزايا في درجات الحرارة العالية وانخفاض النفاذية، لكن في اختبارات اختيار R134a/R1234yf، تغير وزن Viton® ليس بالضرورة الأقل؛ يجب التحقق من التركيبة المحددة والاختبارات الفعلية.
الخطأ الرابع: اختيار CO₂/R744 بناءً على التوافق الكيميائي فقط. المخاطر الأساسية لـ R744 هي الضغط العالي والنفاذية والانفراج السريع ومنع الانزلاق وارتداد درجات الحرارة المنخفضة؛ جداول التوافق العادية للمبردات غير كافية.
الخطأ الخامس: اعتبار اللون دليلًا على المادة. الحلقات الخضراء شائعة في أنظمة تكييف السيارات HNBR، لكن اللون ليس دليلًا على المادة؛ يجب التحقق من درجة المادة والدفعة والصلابة وتقرير الاختبار وتوثيق التطبيق.