صنعت تهویه مطبوع (HVAC) در حال گذار به سمت استفاده از مبردهای جدید است که بر اساس قانون نوآوری و تولید آمریکا در سال ۲۰۲۰ الزامی شده است. این قانون به تدریج استفاده از انواع فعلی مبرد را کاهش می‌دهد و الزامات جدیدی را برای مبردهای مورد استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع و پمپ‌های حرارتی تعیین می‌کند. نسل جدید مبردها، گرمایش جهانی بالقوه (GWP) پایین‌تری نسبت به انواع فعلی دارند.
در راستای این تغییر، آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) تاریخ‌هایی را برای گذار به تجهیزات جدید که ملزم به استفاده از مبردهای جدید هستند، تعیین کرده است. این مبردها عموما با نام A2L شناخته می‌شوند.
سیستم‌های تهویه مطبوع و پمپ‌های حرارتی خانگی و تجاری سبک که بعد از ۱ ژانویه ۲۰۲۵ ساخته شوند، باید از مبرد جدید استفاده کنند. تجهیزاتی که پیش از این تاریخ ساخته شده‌اند، یک سال مهلت برای نصب دارند و تاریخ نهایی نصب آن‌ها ۱ ژانویه ۲۰۲۶ است.
برای محصولاتی که نیاز به مونتاژ در محل ندارند، مانند کولرهای گازی پنجره‌ای، قوانین تاریخ نهایی فروش را سه سال پس از تاریخ الزام تولید تعیین کرده‌اند؛ یعنی مهلت نهایی فروش آن‌ها ۱ ژانویه ۲۰۲۸ است و الزامی برای تاریخ خاص نصب وجود ندارد.
آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا در حال بررسی تمدید یک ساله تاریخ‌های گذار تنها برای سیستم‌های جریان متغیر مبرد (VRF) با ظرفیت ۶۵۰۰۰ بی تی‌یو بر ساعت (۱۹ کیلووات) یا بیشتر است.
تجهیزات موجود سیستم‌های تهویه مطبوع و پمپ‌های حرارتی تحت مقررات آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) قرار نمی‌گیرند و می‌توان تا پایان عمر مفید آن‌ها به استفاده از آن‌ها ادامه داد. همچنین قطعاتی که برای سرویس و تعمیر این دستگاه‌ها استفاده می‌شوند، مشمول مقررات این آژانس نیستند.
تامین R-410A، R-134a و سایر مبردها برای رفع نیازهای سرویس‌دهی، حتی با کاهش کلی تولید و واردات تا اواسط دهه آینده، همچنان در آینده قابل پیش‌بینی در دسترس خواهد بود. این رویه مشابه وضعیتی است که در دوران گذار قبلی مبردها در دهه ۱۹۹۰ و اوایل دهه ۲۰۰۰ اتفاق افتاد.
فهرست مطالب
تاریخچه مبردهای A2L
مبردهای A2L که به عنوان مبردهای دارای اشتعال‌پذیری کم شناخته می‌شوند، به عنوان بخشی از تلاش‌های جهانی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی مبردها توسعه یافته‌اند. در زیر به برخی از مراحل کلیدی در تاریخچه توسعه و پذیرش این مبردها اشاره می‌شود:
1. ممنوعیت مبردهای CFC و HCFC:
– 1987 – پروتکل مونترال: این توافقنامه بین‌المللی برای کاهش و حذف مواد مخرب لایه اوزون مانند کلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) و هیدروکلروفلوئوروکربن‌ها (HCFCs) تصویب شد. این ممنوعیت‌ها باعث شد تا صنعت به دنبال جایگزین‌های جدید و محیط‌زیست‌دوست‌تر باشد.
2. ظهور HFCها:
– دهه 1990: با ممنوعیت CFCها و HCFCها، هیدروفلوروکربن‌ها (HFCs) مانند R-134a و R-410A به عنوان جایگزین‌های اصلی مورد استفاده قرار گرفتند. اما این مبردها نیز دارای GWP بالایی بودند که باعث نگرانی‌های زیست‌محیطی جدیدی شد.
3. محدودیت‌های جدید GWP:
– دهه 2000: با افزایش نگرانی‌ها درباره گرمایش جهانی، قوانین و مقررات جدیدی برای کاهش استفاده از مبردهای با GWP بالا تدوین شد. این موضوع باعث افزایش تقاضا برای مبردهای با GWP پایین شد.
4. تحقیق و توسعه مبردهای A2L:
– دهه 2010: با توجه به نیاز به کاهش GWP و افزایش کارایی انرژی، شرکت‌های صنعتی شروع به تحقیق و توسعه مبردهای جدیدی با ویژگی‌های بهبود یافته کردند. مبردهای A2L مانند R-32، R-1234yf و R-1234ze از جمله مبردهای جدیدی بودند که با هدف کاهش GWP و افزایش ایمنی طراحی شدند.
5. پذیرش و استانداردسازی:
– دهه 2010 به بعد: سازمان‌های استاندارد بین‌المللی مانند ISO و اشری (ASHRAE) شروع به تدوین استانداردها و قوانین ایمنی برای استفاده از مبردهای A2L کردند. این استانداردها شامل دستورالعمل‌هایی برای طراحی، نصب، و استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید با استفاده از این مبردها بودند.
6. افزایش استفاده و پذیرش صنعتی:
– اواخر دهه 2010 و اوایل دهه 2020: با تصویب قوانین سختگیرانه‌تر برای کاهش GWP، استفاده از مبردهای A2L در صنایع مختلف افزایش یافت. شرکت‌های تولیدکننده تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید به طور گسترده‌تر به استفاده از این مبردها روی آوردند.
تفاوت‌های A2L با نسل قبلی مبرد
تمام مبردها بر اساس میزان سمیت و اشتعال طبقه‌بندی می‌شوند. A2L مانند نسل قبلی خود (R-410A) همچنان در رده‌ی غیرسمی قرار می‌گیرد. با این حال، طبقه‌بندی اشتعال آن از رده ۱ (عدم گسترش شعله) برای R-410A به رده ۲L (اشتعال‌پذیری پایین‌تر) تغییر یافته است.
مبردهای A2L نیازمند بازطراحی تجهیزات تهویه مطبوع (HVAC) هستند. مهم است که سازندگان خانه به طور فعال برنامه‌ریزی برای این تغییر را آغاز کرده و با تامین‌کنندگان و نصاب‌های خود همکاری کنند تا از تأمین کافی تجهیزات در ماه‌های آینده اطمینان حاصل شود و از گلوگاه‌های احتمالی، تأخیر و تغییرات ناگهانی در سفارشات جلوگیری شود. هر سازنده تجهیزات، استراتژی و جدول زمانی خاص خود را برای عرضه A2L خواهد داشت، اما این تغییرات قریب‌الوقوع بوده و در ماه‌های آینده رخ خواهند داد.
برای مقابله با افزایش جزئی اشتعال‌پذیری، سازندگان تجهیزات ویژگی‌های ایمنی را به دستگاه‌ها اضافه می‌کنند، رویه‌های حمل و نقل و جابجایی را بازنگری می‌کنند و دستورالعمل‌های نصب را به‌روزرسانی می‌کنند.
اقدامات اصلی کاهش ریسک در ساختمان شامل موارد زیر است:
کاهش خطر نشتی مبرد: این کار با الزام آزمایش‌های پیشرفته خطوط مبرد با استفاده از روش‌های فشار و خلا، نیاز به اتصالات خاص و استفاده از صفحات میخ‌دار در محل عبور خطوط از قاب‌بندی ساختمان انجام می‌گیرد.
کنترل غلظت مبرد در ساختمان در صورت نشتی احتمالی به سطوحی پایین‌تر از حد اشتعال: در بسیاری از موارد، سازندگان تجهیزات، حسگر تشخیص نشتی را در واحد هواساز نصب می‌کنند که برای فعال کردن فن اصلی و گردش سریع هوا در سراسر خانه به منظور کاهش غلظت مبرد برنامه‌ریزی می‌شود. سایر استراتژی‌های ایمنی می‌توانند شامل استفاده از شیرهای قطع‌کننده که توسط حسگرهای نشتی فعال می‌شوند و برای محدود کردن مقدار نشت احتمالی مبرد طراحی شده‌اند، باشند. برای سیستم‌هایی بدون حسگر تشخیص نشتی، مقدار مبرد در سیستم، از جمله خطوط، باید با دقت بیشتری اندازه‌گیری شود تا در صورت نشتی به کوچکترین فضای تحت پوشش سیستم (مثلاً حمام)، از حد مجاز غلظت تجاوز نکند.
الزامات اضافی مستندسازی شامل برچسب دائمی روی تجهیزات است که شرکت نصب‌کننده سیستم و وزن مبرد نصب‌شده را ذکر می‌کند.
اگرچه چندین مبرد A2L برای استفاده تأیید شده‌اند، دو مبرد اصلی که انتظار می‌رود در بازار با آن‌ها مواجه شوید R-32 و R-454B هستند. هر سازنده تجهیزات نوع مبرد مورد استفاده در تجهیزات خود را مشخص خواهد کرد.
ساختمان‌های چند واحدی
در ساختمان‌های چند واحدی که مسیرهای عبور مبرد از طبقات با مقاومت حریق عبور می‌کنند، ممکن است قوانین ساختمانی الزام کنند که این خطوط درون یک محفظه با درجه‌بندی حریق قرار گیرند و یا اقدامات ایمنی دیگری در نظر گرفته شود. هماهنگی بین طراحی و شرکت‌های تاسیسات مکانیکی (MEP) برای انبوه‌سازان ضروری است. الزامات مربوط به محفظه می‌تواند بر چیدمان طبقات و طراحی معماری تأثیر بگذارد.
سیستم کانالی مرکزی در مقابل سیستم اسپلیت
برای سیستم‌های کانالی مرکزی و سیستم‌های اسپلیت (Mini-Split)، روش‌های کاهش ریسک متفاوتی در نظر گرفته می‌شود. مجددا تاکید می‌شود که سازندگان ساختمان باید برای دریافت اطلاعات و اطمینان از اجرای تمامی اقدامات ایمنی جهت جلوگیری از تجاوز از حد مجاز غلظت در صورت نشتی مبرد، با تامین‌کنندگان خود ارتباط برقرار کرده و دستورالعمل‌های نصب را دنبال کنند.
نرم‌افزار طراحی
نرم‌افزارهای محاسبه سایز تجهیزات و مدل‌سازی انرژی باید از مشخصات به‌روز شده برای تجهیزات جدید با مبرد A2L استفاده کنند.
سازندگان ساختمان اکنون چه باید بکنند؟
داشتن یک برنامه‌ی گذار برای دستیابی به اهداف زیر:
- هماهنگی جدول زمانی تغییر سیستم با تامین‌کنندگان و نصاب‌ها
- اطمینان از تامین کافی تجهیزات موجود قبل از تغییر و تجهیزات جدید پس از تغییر (تجهیزات قدیمی و جدید مگر در موارد خاص اعلام شده توسط سازنده، با هم سازگار نیستند)
- هماهنگی با طراح سیستم مکانیکی (برای ساختمان‌های چند واحدی ارزیابی کنید که آیا به محفظه با درجه‌بندی حریق نیاز است)
- اطمینان از آگاهی پیمانکار سیستم تهویه مطبوع (HVAC) از الزامات نصب جدید و اقدامات ایمنی برای تجهیزات خاصی که در خانه‌ها نصب می‌شود.
- اطمینان از وجود دستورالعمل‌های نصب از سازنده برای واحدهای خاصی که در خانه‌ها نصب می‌شوند.
- هماهنگی بین تمام طرف‌های درگیر در طول فرآیند و ایجاد حلقه‌ی بازخورد مستقیم
تفاوت‌های مبردهای A2L با R-410A
مبردهای A2L و R-410A تفاوت‌های مهمی دارند که در زیر به برخی از این تفاوت‌ها اشاره می‌کنم:
1. قابلیت اشتعال:
– A2L: دارای قابلیت اشتعال کم هستند. این مبردها در دسته‌بندی “A2L” قرار می‌گیرند که به معنی اشتعال‌پذیری کم (low flammability) است.
– R-410A: غیر قابل اشتعال است و در دسته‌بندی “A1” قرار دارد که به معنی غیر اشتعال‌پذیر (non-flammable) است.
2. اثرات زیست‌محیطی:
– A2L: این مبردها معمولاً دارای GWP (پتانسیل گرمایش جهانی) کمتری نسبت به R-410A هستند، به همین دلیل به عنوان جایگزین‌های محیط زیست‌پسندتر در نظر گرفته می‌شوند.
– R-410A: دارای GWP بالاتری است و به همین دلیل تاثیرات منفی بیشتری بر محیط زیست دارد. به همین دلیل، تلاش‌هایی برای کاهش استفاده از آن و جایگزینی با مبردهای کم‌اثرتر بر محیط زیست انجام می‌شود.
3. کارایی سیستم:
– A2L: این مبردها ممکن است نیاز به تغییرات در طراحی سیستم‌های تبرید داشته باشند تا با ویژگی‌های خاص آن‌ها سازگار شوند، از جمله رعایت نکات ایمنی به دلیل اشتعال‌پذیری کم.
– R-410A: سیستم‌های موجود به طور گسترده برای استفاده از این مبرد طراحی شده‌اند و تغییرات خاصی برای استفاده از آن نیاز نیست.
4. فشار کاری:
– A2L: فشار کاری این مبردها ممکن است متفاوت باشد، اما در بسیاری از موارد مشابه یا کمی کمتر از R-410A است.
– R-410A: دارای فشار کاری بالایی است که ممکن است به تجهیزات مقاوم‌تر نیاز داشته باشد.
5. ملاحظات ایمنی:
– A2L: به دلیل اشتعال‌پذیری، نیاز به رعایت نکات ایمنی بیشتری دارد. این شامل طراحی مناسب سیستم‌های تهویه و جلوگیری از نشتی‌های احتمالی است.
– R-410A: به دلیل غیر قابل اشتعال بودن، نگرانی‌های ایمنی کمتری دارد.
6. قیمت و در دسترس بودن:
– A2L: ممکن است به دلیل جدیدتر بودن و نیاز به زیرساخت‌های جدیدتر، هزینه‌های اولیه بیشتری داشته باشد.
– R-410A: به طور گسترده در دسترس است و معمولاً هزینه‌های اولیه کمتری دارد.
جمع‌بندی
مبردهای A2L به عنوان پاسخی به چالش‌های زیست‌محیطی و نیازهای جدید صنعتی توسعه یافته‌اند. این مبردها با داشتن GWP کمتر و اشتعال‌پذیری کم، راه حلی مناسب برای کاهش اثرات زیست‌محیطی و افزایش ایمنی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع به شمار می‌آیند. توسعه و پذیرش این مبردها نتیجه تلاش‌های گسترده‌ای در زمینه تحقیق و توسعه، استانداردسازی و تغییرات قانونی بوده است.
