ریفریجریٹرز اور فریزر کے لیے ریفریجرینٹ کی اقسام کا تجزیہ

ریفریجریٹرز اور فریزر، گھریلو اور تجارتی استعمال کے لیے کم درجہ حرارت کے ذخیرہ کرنے والے آلات کے طور پر، ریفریجرینٹ کے انتخاب میں "ریفریجریشن کی کارکردگی کی موافقت" اور "ماحولیاتی ریگولیٹری ضروریات" کے ارد گرد مرکوز مسلسل تکرار دیکھی گئی ہے۔ مختلف مراحل میں مرکزی دھارے کی اقسام اور خصوصیات آلات کی ضروریات کے ساتھ انتہائی مربوط ہیں۔

ابتدائی مرکزی دھارے: "اعلی کارکردگی لیکن زیادہ نقصان" کے ساتھ CFCs ریفریجرینٹس کا اطلاق

1950 کی دہائی سے لے کر 1990 کی دہائی تک، R12 (dichlorodifluoromethane) مکمل مرکزی دھارے کا ریفریجرینٹ تھا۔ سازوسامان کی موافقت کے لحاظ سے، R12 کی تھرموڈینامک خصوصیات کم درجہ حرارت کے ذخیرہ کرنے کی ضروریات سے بالکل مماثل ہیں - -29.8°C کے معیاری بخارات کے درجہ حرارت کے ساتھ، یہ فریج کے تازہ رکھنے والے کمپارٹمنٹس (0-8°C) اور فریزنگ کمپارٹمنٹس (-18°C سے نیچے) کے درجہ حرارت کی ضروریات کو آسانی سے پورا کر سکتا ہے۔ مزید برآں، اس میں انتہائی مضبوط کیمیائی استحکام اور ریفریجریٹرز کے اندر موجود تانبے کے پائپوں، اسٹیل کے خول اور معدنی چکنا کرنے والے تیل کے ساتھ بہترین مطابقت تھی، جو شاذ و نادر ہی سنکنرن یا پائپوں میں رکاوٹ کا باعث بنتی ہے، اور 10 سال سے زیادہ تک آلات کی سروس لائف کو یقینی بنا سکتی ہے۔

R12 کی ODP ویلیو 1.0 ہے (اوزون کو ختم کرنے کی صلاحیت کا ایک معیار) اور GWP قدر تقریباً 8500 ہے، جو اسے ایک مضبوط گرین ہاؤس گیس بناتی ہے۔ مونٹریال پروٹوکول کے لاگو ہونے کے بعد، نئے تیار کردہ فریزروں میں R12 کا عالمی استعمال 1996 سے بتدریج ممنوع قرار دے دیا گیا ہے۔ فی الحال، صرف کچھ پرانے آلات میں اب بھی ایسے ریفریجرینٹس باقی ہیں، اور دیکھ بھال کے دوران کسی متبادل ذرائع کے مخمصے کا سامنا نہیں ہے۔

منتقلی کا مرحلہ: HCFCs ریفریجرینٹس کے ساتھ "جزوی متبادل" کی حدود

R12 کے فیز آؤٹ کو ختم کرنے کے لیے، R22 (difluoromonochloromethane) ایک بار کچھ تجارتی فریزر (جیسے چھوٹے سہولت اسٹور فریزر) میں مختصر طور پر استعمال کیا جاتا تھا۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ اس کی تھرموڈینامک کارکردگی R12 کے قریب ہے، فریزر کے کمپریسر اور پائپ لائن کے ڈیزائن میں اہم ترمیم کی ضرورت کے بغیر، اور اس کی ODP ویلیو کو 0.05 تک کم کر دیا گیا ہے، جس سے اس کی اوزون کو ختم کرنے کی صلاحیت نمایاں طور پر کمزور ہو جاتی ہے۔

تاہم، R22 کی خامیاں بھی واضح ہیں: ایک طرف، اس کی GWP قدر تقریباً 1810 ہے، جو اب بھی زیادہ گرین ہاؤس گیسوں سے تعلق رکھتی ہے، جو طویل مدتی ماحولیاتی تحفظ کے رجحان کے مطابق نہیں ہے۔ دوسری طرف، R22 کی ریفریجریشن ایفیشننسی (COP) R12 کے مقابلے میں کم ہے، جس کی وجہ سے گھریلو ریفریجریٹرز میں استعمال ہونے پر بجلی کی کھپت میں تقریباً 10%-15% اضافہ ہوگا، اس لیے یہ گھریلو ریفریجریٹرز کا مرکزی دھارے میں شامل نہیں ہوا ہے۔ 2020 میں HCFCs ریفریجرینٹس کے تیزی سے عالمی مرحلے سے باہر ہونے کے ساتھ، R22 بنیادی طور پر ریفریجریٹرز اور فریزر کے میدان میں درخواست سے دستبردار ہو گیا ہے۔

I. موجودہ مین اسٹریم ریفریجرینٹس: HFCs اور کم-GWP اقسام کے منظر نامے سے متعلق موافقت

فی الحال، مارکیٹ میں ریفریجریٹرز کے لیے ریفریجرینٹ کا انتخاب "گھریلو اور تجارتی استعمال کے درمیان فرق، اور ماحولیاتی تحفظ اور لاگت کے درمیان توازن" کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے، بنیادی طور پر دو مین اسٹریم اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے، مختلف آلات کی فعال ضروریات کے مطابق:

1. چھوٹے فریزر: ریفریجرینٹس کا "مستحکم غلبہ"

R134a (tetrafluoroethane) موجودہ ریفریجریٹرز (خاص طور پر 200L سے کم کی گنجائش والے ماڈل) کے لیے سب سے مرکزی دھارے کا ریفریجرینٹ ہے، جو 70% سے زیادہ ہے۔ اس کے بنیادی موافقت کے فوائد تین پہلوؤں سے ظاہر ہوتے ہیں: پہلا، یہ ماحولیاتی تحفظ کے معیارات پر پورا اترتا ہے، جس کی ODP قدر 0 ہے، اوزون کی تہہ کو پہنچنے والے نقصان کے خطرے کو مکمل طور پر ختم کرتی ہے اور عالمی ماحولیاتی ضوابط کی بنیادی ضروریات کی تعمیل کرتی ہے۔ دوسرا، اس کی تھرموڈینامک کارکردگی -26.1°C کے معیاری بخارات کے درجہ حرارت کے ساتھ موزوں ہے، جو ریفریجریٹر کے اعلیٰ کارکردگی والے کمپریسر کے ساتھ مل کر -18°C سے -25°C تک جمنے والے کمپارٹمنٹ کا درجہ حرارت مستحکم طور پر حاصل کر سکتا ہے، اور اس کی ریفریجریشن کی کارکردگی (COP) جو کہ R%2 سے زیادہ ہے جو کہ 8%2 سے زیادہ ہے سامان کی کھپت؛ تیسرا، اس کی قابل اعتماد حفاظت ہے، جو کلاس A1 ریفریجرینٹس (غیر زہریلے اور غیر آتش گیر) سے تعلق رکھتی ہے، یہاں تک کہ اگر ہلکی سی رساو بھی ہو جائے، تو یہ خاندانی ماحول کے لیے حفاظتی خطرات کا باعث نہیں بنے گا، اور ریفریجریٹر کے اندر پلاسٹک کے پرزوں اور کمپریسر چکنا کرنے والے تیل کے ساتھ اچھی مطابقت رکھتا ہے، کم ناکامی کی شرح کے ساتھ۔

اس کے علاوہ، کچھ درمیانی سے اعلیٰ درجے کے گھریلو ریفریجریٹرز R600a (isobutane، ایک ہائیڈرو کاربن) استعمال کریں گے – ایک قدرتی ریفریجرینٹ، جس کی ODP ویلیو 0 ہے اور GWP ویلیو صرف 3 ہے، R134a سے کہیں بہتر ماحولیاتی کارکردگی کے ساتھ، اور اس کی ریفریجریشن کی کارکردگی R134a سے 5% زیادہ ہے، جو کہ R134a سے زیادہ توانائی کو کم کر سکتی ہے۔ کھپت تاہم، R600a کلاس A3 ریفریجرینٹس (انتہائی آتش گیر) سے تعلق رکھتا ہے، اور جب ہوا میں اس کا حجم 1.8%-8.4% تک پہنچ جاتا ہے، تو یہ کھلے شعلے کے سامنے آنے پر پھٹ جائے گا۔ لہذا، یہ صرف گھریلو ریفریجریٹرز میں استعمال کرنے تک محدود ہے (چارج کی رقم سختی سے 50g-150g تک محدود ہے، تجارتی آلات سے بہت کم ہے)، اور ریفریجریٹر کو رساو روکنے والے آلات (جیسے پریشر سینسرز) اور دھماکہ پروف کمپریسرز سے لیس کرنے کی ضرورت ہے، جس کی قیمت 15% سے زیادہ ہے، جس کی قیمت 15% سے زیادہ نہیں ہے۔ مکمل طور پر مقبول.

2. کمرشل فریزر/بڑے ریفریجریٹرز: کم GWP ریفریجرینٹس کی "بتدریج رسائی"

کمرشل فریزر (جیسے سپر مارکیٹ جزیرے کے فریزر) اپنی بڑی صلاحیت (عموماً 500L سے زیادہ) اور ریفریجریشن کے زیادہ بوجھ کی وجہ سے ریفریجرینٹس کے "ماحولیاتی تحفظ" اور "ریفریجریشن کی کارکردگی" کے لیے زیادہ تقاضے رکھتے ہیں۔ فی الحال، مرکزی دھارے کے انتخاب کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے:

(1) HFCs مرکب: R404A کا "ہائی لوڈ ایڈاپٹیشن"

R404A (pentafluoroethane، difluoromethane، اور tetrafluoroethane کا مرکب) تجارتی کم درجہ حرارت والے فریزر (جیسے -40°C کوئیک فریزنگ فریزر) کے لیے مرکزی دھارے کا ریفریجرینٹ ہے، جس کا حساب تقریباً 60% ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ کم درجہ حرارت کے حالات میں اس کی ریفریجریشن کی کارکردگی شاندار ہے - -40°C کے بخارات کے درجہ حرارت پر، ریفریجریشن کی صلاحیت R134a کے مقابلے میں 25%-30% زیادہ ہے، جو فریزر کی کم درجہ حرارت میں ذخیرہ کرنے کی ضروریات کو تیزی سے پورا کر سکتی ہے۔ اور یہ کلاس A1 ریفریجرینٹس (غیر زہریلے اور غیر آتش گیر) سے تعلق رکھتا ہے، جس کی چارج کی مقدار کئی کلوگرام تک ہے (گھریلو ریفریجریٹرز سے کہیں زیادہ)، آتش گیریت کے خطرات کی فکر کیے بغیر، بڑے فریزروں کے زیادہ بوجھ والے آپریشن کے مطابق۔

تاہم، R404A کی ماحولیاتی تحفظ کی خامیاں آہستہ آہستہ نمایاں ہو گئی ہیں۔ اس کی GWP قدر زیادہ سے زیادہ 3922 ہے، جس کا تعلق ہائی گرین ہاؤس گیسوں سے ہے۔ فی الحال، یورپی یونین اور دیگر خطوں نے اس کے استعمال کو محدود کرنے کے لیے ضوابط جاری کیے ہیں (جیسے کہ 2022 کے بعد نئے تیار کردہ تجارتی فریزروں میں GWP> 2500 کے ساتھ ریفریجرینٹس کے استعمال پر پابندی)۔ لہذا، R404A کو آہستہ آہستہ کم GWP ریفریجرینٹس سے تبدیل کیا جا رہا ہے۔

(2) کم-GWP اقسام: R290 اور CO₂ کے "ماحولیاتی متبادل"

سخت ماحولیاتی ضوابط کے پس منظر میں، R290 (پروپین) اور CO₂ (R744) تجارتی فریزر کے لیے ابھرتے ہوئے انتخاب بن گئے ہیں، جو مختلف حالات میں مختلف ضروریات کے مطابق ہیں:

R290 (پروپین): بنیادی طور پر چھوٹے تجارتی فریزر میں استعمال کیا جاتا ہے (جیسے کہ سہولت اسٹور افقی فریزر)۔ اس کی ODP قدر 0 ہے، GWP قدر تقریباً 3 ہے، انتہائی مضبوط ماحولیاتی تحفظ کے ساتھ؛ اور اس کی ریفریجریشن کی کارکردگی R404A کے مقابلے میں 10%-15% زیادہ ہے، جو کمرشل فریزر کی آپریٹنگ توانائی کی کھپت کو کم کر سکتی ہے (تجارتی آلات دن میں 20 گھنٹے سے زیادہ کام کرتے ہیں، اور توانائی کی کھپت کی لاگت کا تناسب زیادہ ہے)۔ تاہم، R290 کا تعلق کلاس A3 ریفریجرینٹس (انتہائی آتش گیر) سے ہے، اور چارج کی مقدار کو 200 گرام کے اندر سختی سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے (لہذا یہ صرف چھوٹے فریزر تک محدود ہے)۔ اس کے علاوہ، فریزر کو دھماکہ پروف کمپریسرز، اینٹی لیکیج پائپ لائنز (جیسے کاپر نکل الائے پائپ) اور وینٹیلیشن اور گرمی کی کھپت کے ڈیزائن کو اپنانے کی ضرورت ہے۔ فی الحال، یورپی سہولت اسٹور فریزر میں اس کا تناسب 30 فیصد سے تجاوز کر گیا ہے۔

CO₂ (R744): بنیادی طور پر انتہائی کم درجہ حرارت والے تجارتی فریزر میں استعمال کیا جاتا ہے (جیسے -60°C حیاتیاتی نمونہ فریزر)۔ اس کا معیاری بخارات کا درجہ حرارت -78.5 ڈگری سینٹی گریڈ ہے، جو کسی پیچیدہ جھرن کے ریفریجریشن سسٹم کے بغیر انتہائی کم درجہ حرارت کا ذخیرہ حاصل کر سکتا ہے۔ اور اس کی ODP ویلیو 0 ہے اور GWP ویلیو 1 ہے، جس میں ماحولیاتی تحفظ ناقابل تبدیلی ہے، اور R290 سے بہتر حفاظت کے ساتھ غیر زہریلا اور غیر آتش گیر ہے۔ تاہم، CO₂ کا اہم درجہ حرارت کم ہے (31.1°C)۔ جب محیطی درجہ حرارت 25°C سے زیادہ ہو جاتا ہے تو، "ٹرانسکریٹیکل سائیکل" ٹیکنالوجی کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں فریزر کا کمپریسر پریشر 10-12MPa تک زیادہ ہوتا ہے، جس کے لیے اعلیٰ طاقت والی سٹینلیس سٹیل پائپ لائنز اور ہائی پریشر مزاحم کمپریسرز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جس کی قیمت 30%-40 %40 فریزر سے زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا، یہ فی الحال بنیادی طور پر ماحولیاتی تحفظ اور کم درجہ حرارت (جیسے طبی اور سائنسی تحقیقی فریزر) کے لئے انتہائی اعلی ضروریات کے ساتھ منظرناموں میں استعمال ہوتا ہے۔

II ریفریجرینٹس کے مستقبل کے رجحانات: کم GWP اور اعلی حفاظت بنیادی سمت بن جاتے ہیں۔

عالمی ماحولیاتی ضوابط (جیسے EU F-Gas ریگولیشن، چین کا مونٹریال پروٹوکول پر عمل درآمد کا منصوبہ) اور آلات کی ٹیکنالوجی کے اپ گریڈ کے ساتھ مل کر، ریفریجریٹرز اور فریزر کے لیے ریفریجرینٹس مستقبل میں تین بڑے رجحانات دکھائیں گے:

گھریلو ریفریجریٹرز: R600a بتدریج R134a کی جگہ لے رہا ہے – اینٹی لیکیج اور دھماکہ پروف ٹیکنالوجیز کی پختگی کے ساتھ (جیسے نئی سیلنگ سٹرپس، خودکار رساو کٹ آف ڈیوائسز)، R600a کی لاگت بتدریج کم ہو جائے گی (توقع ہے کہ لاگت میں 30 فیصد کمی آئے گی)، اور اگلے سالوں میں اس کے اعلیٰ اور اعلیٰ ماحول کے تحفظ کا فائدہ۔ کارکردگی کو اجاگر کیا جائے گا۔ توقع ہے کہ گھریلو ریفریجریٹرز میں R600a کا تناسب 2030 تک 50% سے تجاوز کر جائے گا، R134a کو مرکزی دھارے کے طور پر تبدیل کر دیا جائے گا۔

کمرشل فریزر: CO₂ اور HFOs مکسچر کی "ڈبل ٹریک ڈیولپمنٹ" - انتہائی کم درجہ حرارت والے کمرشل فریزر (-40 ° C سے نیچے) کے لیے، CO₂ کی تکنیکی پختگی میں بہتری آتی رہے گی (جیسے کہ اعلی کارکردگی والے ٹرانسکریٹیکل سائیکل کمپریسرز)، اور لاگت بتدریج کم ہوتی جائے گی، جس کے تناسب سے 28٪ سے 20 فیصد متوقع ہے۔ درمیانے درجے کے تجارتی فریزروں کے لیے (-25°C سے -18°C)، R454C (HFOs اور HFCs کا مرکب، GWP≈466) مرکزی دھارے میں شامل ہو جائے گا، جس میں ریفریجریشن کی کارکردگی R404A کے قریب ہے، اور کلاس A2L ریفریجرینٹس سے تعلق رکھتی ہے (کم زہریلا پن، کم چارجز کے ساتھ ماحولیات، کم زہریلا پن) تحفظ اور عملیتا.

اپ گریڈ شدہ حفاظتی معیارات: "غیر فعال تحفظ" سے "فعال نگرانی" تک - گھریلو یا تجارتی آلات سے قطع نظر، مستقبل کے ریفریجرینٹ سسٹمز عام طور پر "ذہین رساو کی نگرانی + خودکار ہنگامی علاج" کے افعال سے لیس ہوں گے (جیسے گھریلو ریفریجریٹرز کے لیے لیزر لیکیج سینسرز، ارتکاز کے الارم اور وینٹیلیشن کے آلات)، خاص طور پر کمرشل ریفریجریٹرز کے لیے فریج کے لیے ایسے آلات۔ R600a اور R290، تکنیکی ذرائع سے ممکنہ حفاظتی خطرات کو ختم کرنے اور کم GWP ریفریجرینٹس کی جامع مقبولیت کو فروغ دینے کے لیے۔

III بنیادی منظر نامے کے ملاپ کی ترجیح

مختلف صارفین کی ضروریات کے لیے، ریفریجریٹر ریفریجریٹس کا انتخاب کرتے وقت درج ذیل اصولوں پر عمل کیا جا سکتا ہے۔

گھریلو صارفین: ترجیح R600a ماڈلز کو دی جاتی ہے (ماحولیاتی تحفظ اور توانائی کی بچت میں توازن) - اگر بجٹ اجازت دیتا ہے (R134a ماڈلز سے 200-500 یوآن زیادہ)، ترجیح "R600a ریفریجرینٹ" کے نشان والے ریفریجریٹرز کو دی جانی چاہیے۔ ان کی بجلی کی کھپت R134a ماڈلز کے مقابلے میں 8%-12% کم ہے، اور وہ زیادہ ماحول دوست ہیں۔ خریداری کے بعد، فریج کے پچھلے حصے (جہاں کمپریسر واقع ہے) کے کھلے شعلوں کے قریب ہونے سے گریز کرنے اور رساو کے خطرے کو کم کرنے کے لیے دروازے کی مہروں کی سختی کو باقاعدگی سے چیک کرنے پر توجہ دی جانی چاہیے۔

تجارتی صارفین:درجہ حرارت کی ضروریات کے مطابق انتخاب کریں (متوازن لاگت اور ماحولیاتی تحفظ) – درمیانے درجہ حرارت والے فریزر (جیسے سہولت اسٹور فریزر) طویل مدتی آپریٹنگ توانائی کی کھپت کے کم اخراجات کے ساتھ R290 ماڈلز کا انتخاب کر سکتے ہیں۔ انتہائی کم درجہ حرارت والے فریزر (جیسے فوری منجمد کرنے کا سامان) کے لیے، اگر بجٹ کافی ہے، CO₂ ماڈلز کو ترجیح دی جاتی ہے، جو ماحولیاتی ضوابط کے رجحان کے مطابق ہیں اور مستقبل میں مرحلہ وار ختم ہونے کے خطرے سے بچتے ہیں۔ اگر قلیل مدتی لاگت کی حساسیت تشویش کا باعث ہے تو، R454C ماڈلز کو منتقلی، توازن کارکردگی اور ماحولیاتی تحفظ کے طور پر منتخب کیا جا سکتا ہے۔

بحالی اور متبادل: ریفریجرینٹ کی اصل قسم سے سختی سے مماثل ہوں – پرانے ریفریجریٹرز اور فریزر کو برقرار رکھتے ہوئے، من مانی طور پر ریفریجرینٹ کی قسم کو تبدیل نہ کریں (جیسے R134a کو R600a سے تبدیل کرنا)، کیونکہ مختلف ریفریجرینٹس کمپریسر چکنا کرنے والے تیل اور پائپ لائن کے دباؤ کے لیے مختلف تقاضے رکھتے ہیں۔ مخلوط استعمال کمپریسر کو نقصان یا ریفریجریشن کی ناکامی کا سبب بنے گا۔ سامان کے نام کی تختی پر نشان زدہ قسم کے مطابق ریفریجرینٹ شامل کرنے کے لیے پیشہ ور افراد سے رابطہ کرنا ضروری ہے۔