التصنيفات
العلوم الكهربائية

فريونات أجهزة تكييف الهواء ومشكلة عام 2022

فريونات أجهزة تكييف الهواء ومشكلة عام 2022

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 اكثرالمواقع نفعا هي مجموعة الهيدروكربونات المهلجنة المعروفة بأسم الفريون Freon أو الكلوروفلور كاربون ( ك ف كCHLORD FLUORO CARBONS : CFC يحتوي هيكل كل مركب في هذه المجموعة على عدد مختلف من ذرات الكلوروالفلور 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 113 C2CI3F3 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 الىسائل 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 2.900×10- 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 وبي ن 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 الش مسي 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 غازاتالكلوروفلورو 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 الج و هي : CFC- 11, CFC-12 & CFC-113 ( 11) .
3. 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 الى10 % ولكن حتى مع اتفراض الرقم الأقل فان الزيادة المتوقعة في عدد المصابين بمرض سرطان الجلد سوف تتراوح من 55 الى2 ,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 .
4. علاج المشكلة والبدائل
يوجد حاليا قلق عالمي متزايد في أوساط صناعية وتطبي قات 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 المهلجن ة 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 هيدروكلوروفلوروكاربونا ت 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 2022م إن أمكنن . أما الاتحاد الاوروبي فقد اقتراح موعدا نهائيا أقرب للإنتاج الأخير من مركبات HCFCs ، أي من 2030م الى 2022م (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 للدو ل 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 2022م ( كما هو موضح في هذا جدو ل ) .
    المواد المعرضة للمنع
    تاريخ التحكم
    طبيعة التحكم

    ك.ف.ك
    114 ,113,12,11
    115

    مستوى الاستهلاك المرجعي:
    متوسط الاستهلاك فيما بين الأوام 1995-1997م

  • 1/7/1999م
    تجميد الاستهلاك والانتاج

    1/5/2005م
    تخفيض الاستهلاك والانتاج بمقدار50%

    1/1/2007م
    تخفيض الاستهلاك والانتاج بمقدار85%

    1/1/2010م
    توقف الاستهلاك والانتاج

    ك . ف. ك
    113 ,112,111,13
    4 ,213,212,211
    217 ,216,21521

    مستوى الاستهلاك المرجعي:
    متوسط الاستهلاك فيما بين الأوام 1998-2000م

    1/1/2002م
    تجميد الاستهلاك والانتاج

    1/1/2007م
    تخفيض الاستهلاك والانتاج بمقدار20%

    1/1/2010م
    تخفيض الاستهلاك والانتاج بمقدار85%

    هـ. ك.ف. ك

    مستوى الاستهلاك المرجعي:
    متوسط الاستهلاك في عام 2022

    1/1/2016م
    تجميد مستوى الاستهلاك

    1/1/2040م
    توقف الاستهلاك والانتاج

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 الدو ل 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 الى15 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 وGWP 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-134aكبدائل إذا كان من الممكن القبول بانخفاض محدود في السعة والفعالية ( 14) . من الممكن ايضا استخدام R-134a و R-152aكبدائل 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 أ و التسرب . يجب الحرص التام على تدوير RECYCLE أو استصلاح Reclaim أو استرداد recover الفريونات المستخدمة منعا لتسريبها الىالجو سواء كان عنوة أو بدون قصد ، كما يجب منع استخدام مركبات ك.ف.ك في التنظيف أ و التعقيم . يوجد لدى مستخدمي أجهزة التكييف التي تعمل على الفريونات المحظورة خيارين هما التبديل retrofit أو الإحلال replace . يقصد بالتبديل تغيير الفريونالمحظور 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 عا م 2022م.

  1. مركب ك.ف.ك
    البديل المقترح
    R-11
    HCFC-123
    R-12
    HFC-134a
    R-13
    R-23
    R-22
    R-407C
    R-113
    None
    R114
    HFC-236A
    R-500
    HFC-134
    R-502
    R-404A/R-507
    R-503
    R-508B

    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 الىالحد الذي قد يصعب على البعض دفع تكاليف توفيرها ولذلك من الضروري أن تتبنى جميع المرافق الحكومية والمؤسسات والشركات برن امجا 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 الاخطاءوتصحيحها . 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 .
6. توصيات عامة لعلاج المشكلة
1- التركيز على أهمية الوعي والحيطة بمدى خطورة التهاون في التع امل 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 الت كييف 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 الفريوناتالمستخدمة 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 عا م 2022م .
6- إلزام الشركات والمؤسسات بوضع برنامج تثقيفي للعاملين عن المستجدات في هذا الموضوع


التصنيفات
العلوم الكهربائية

دائرتي AND gate و OR gate

دائرة آند (AND gate)
تعليم_الجزائر
دائرة آند (AND gate) ، تتكون دائرة AND gate من مدخلين inputs أو أكثر و مخرج واحدoutputs. و تؤدي عمليات الضرب المنطقي. الرمز الأساسي لبوابة الآند موضح بالشكل 1
و جدول الحقيقة للدائرة مبين في الجدول 1 . و تدور العملية المنطقية للبوابة الآند في أنه لو كان المخرج HIGH 1 عندما تكون كل المدخلات 1 HIGH، مالم فيكون الناتج أو المخرج 0 LOW . الشكل البياني للدائرة موضح بالشكل 2. المنطقة المظللة تمثل الدالة X= AB.
تعليم_الجزائر
الشكل 1
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
الشكل 2
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
جدول 1

INPUT
OUTPUT
A
B
تعليم_الجزائر
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1

تعليم_الجزائر

الدائرة المنطقية أور The OR gate
تعليم_الجزائر

الدائرة المنطقية أور The OR gate، مكونة من مدخل أو أكثر inputs و مخرج واحد output ، تؤدي عملية الجمع المنطقي. و الرمز المنطقي لدائرة أور مبين في الشكل2 و جدول الحقيقة للدائرة مبين في الجدول 2. و تدور العملية المنطقية للدائرة أور في أنه يكون المخرج HIGH 1 إذا كان أي من المداخيل HIGH 1، و إلا فيكون المخرج LOW 0 الشكل البياني للدائرة موضح في الشكل 3. و المنطقة المضللة تمثل الدالة X=A+B.
تعليم_الجزائر
الشكل 3
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
الشكل 4
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
الجدول 2

INPUT
OUTPUT
A
B
تعليم_الجزائر
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1

تعليم_الجزائر


التصنيفات
العلوم الكهربائية

هل تبحث عن معلومات عن الكهرباء في مجالاته المختلفه ؟

هذا موقع جيد جدا يمكنك ان تختار اي مجال في الكهرباء لمشاهدة المعلومات المطلوبة ؛ مفيد للطلبة و المتخرجين .

ارجو التقييم حتى اعلم ان كان مفيدا و حتي يكون حافزا على طرح مواضيع مشابهة

http://www.opamp-electronics.com/tut…/dc_theory.htm


التصنيفات
العلوم الكهربائية

الميكاترونيكس Mechatronics

الميكاترونيكس

إنه مصطلح جديد يقتحم أبواب العلوم الهندسية شيئاً فشيئاً ، ويسعى لأن يضم تحت حروفه جميع أبجديات الهندسة الحديثة .
تتألف كلمة ( ميكاترونيكس ) من جزءين ، فالجزء الأول هو : ميكا ، وهو يدل على صلة هذا العلم الوثيقة بعلم الهندسة الميكانيكية ، أما الجزء الثاني فهو : ترونيكس ، وهو يدل كذلك على ارتباط حميم بعلم الهندسة الإلكترونية ، وبهذا يمكن القول بأن علم الميكاترونيكس ما هو إلا مزيج متآلف التكوين من علوم هندسية مختلفة ، إذ يربط ما بين علوم الإلكترون والميكانيك وبرمجيات الكمبيوتر ليأتي بأنظمة مؤتمتة تتيح تحكماً راقي المستوى في أغلب التطبيقات التقنية التي تمس جميع مكونات حياتنا اليومية.

يوضح المخطط المترجم التالي ( من موقع RPI ) الحقول المختلفة التي تشكّل أطياف علم الميكاترونيكس

تعليم_الجزائر مخطط علم الميكاترونيكس

يتألف علم الميكاترونيكس بشكل محوري من علوم الميكانيك والإلكترون و الحوسبة، ويسعى من خلال طرق ربط معينة أن يستفيد من خصائص كل من هذه العلوم لإبداع أنظمة متكاملة، مبسطة ، غير مكلفة اقتصادياً، موثوقة ومتعددة الجوانب والتطبيقات. وقد أتى مصطلح ( ميكاترونيكس ) بداية على يد المهندس الياباني المبدع تيتسورو موري Tetsuro Mori من شركة ياسكاوا اليابانية ، وأمكن اسبتدال مصطلح ( الأنظمة الإلكترو- ميكانيكية ) أو في أغلب الأحيان ( هندسة التحكم و الأتمتة ) بمصطلح ( الميكاترونيكس ) .

لقد أدت الحاجة الملحة المصاحبة لتطور علم الميكاترونيكس لإيجاد علم هندسي جديد يبحث في الحلول الواجب توفيرها لأنظمة الميكاترونيكس لتحقيق تحكم أمثل، و سمّي هذا العلم بالـ ( سايبرنيتيكس Cybernetics) أو علم الضبط الآلي، ويعتمد هذا العلم بشكل أساسي على نظريات التحكم لتقديم حلوله وأفكاره . ومن خلال هذا التكافل و التكامل بين العلوم، استطاعت المركّبات الميكاترونيكسية أن تحقق أهداف عمليات الإنتاج وتحمل معها خصائص أداء التصنيع الذكي والمرن ضمن إطار عملية التصنيع العام .

تتألف معدات الإنتاج الحديثة مما يمكن تسميته ( المركّبات الميكاترونيكسية ) و التي تتكامل فيما بينها وفق بنية تحكمية معينة، ومن أكثر هذه البنى التحكمية شهرة في يومنا هذا : البنية التدرجية و البنية الهجينة و البنية المتعددة , أما المنهجيات التي تضفي على هذه البنى تأثيراً تقنياً ومنطقياً مميزاً فتسمى بـ ( خوارزميات التحكم ) والتي تتيح الآفاق لإبداع منهجيات تحكمية تتبتعد عن المألوف في تصميمها لكي تلتقي مع حاجات نظام الميكاترونيكس المتكامل .

من أهم الأمثلة على الأنظمة التي ترتبط بعلم الميكاترونيكس ويسعى لتطويرها بشكل دائم : أنظمة الإنتاج الصناعي ، أنظمة الملاحة الفضائية ، أنظمة الكبح غير المقفلة في الآليات والسيارات ، و الكثير من النظم في الأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية كأنظمة التركيز التلقائي في الكاميرات الرقمية ، أجهزة الفيديو ، الأقراص الصلبة في الحواسيب ، قارئات الأقراص الليزرية ، الغسالات الأوتوماتيكية … وغيرها الكثير الكثير .

الدراسة الأكاديمية:
للحصول على درجة أكاديمية في علوم هندسة الميكاترونيكس فإن ذلك سيتطلب مهارات تدريبية وصفوفاً دراسية في علوم الرياضيات الهندسية ، هندسة الميكانيك ، تصميم عناصر الآلات ، التصميم الميكانيكي ، الثيرموديناميك والانتقالات الحرارية ، الدارات والنظم الإلكترونية ، الاتصالات ، نظريات التحكم والبرمجة بواسطة الحاسب ، معالجة الإشارة الرقمية ، هندسة الطاقة والقدرة ، الروبوتات وعادة ما تختتم الدراسة الأكاديمية بأطروحة في السنة الدراسية الأخيرة .


التصنيفات
العلوم الكهربائية

الفواصم في الدارات الكهربائية

الفواصم في الدارات الكهربائية
—————————–
ممايستعمل للحماية في الدارات الكهربائية من حدوث دارة القصر او من الارتفاع في شدة التيار التي تؤدي الي ارتفاع في درجة الحرارة والتي تختلف عن القواطع الكهربائية من ناحية الشكل ومبداء العمل ولكن لاتختلف عنها في النتيجة والتي الفصل عند حدوث العطل الكهربائي وهذة تسمى الفواصم المنصهرة والتي تحتوي على سلك نحاسي رفيع ينصهر هذا السلك بحدوث العطل ويؤدي الي قطع التيار عن الدارة الكهربائية او عن جهاز كهربائي وتختلف هذة الفواصم عن القاطع بأن القاطع يعاد وصله عند اصلاح العطل بينما الفاصمة تتطلب اعادة تركيب سلك عوضا عن المنصهر وهذا يتتطلب دقة في ذلك بحيث لا يجوز وضع سلك اقل او اكبر من السلك المنصهر لذلك يجب ان يكون السلك الجديد بنفس مواصفات السلك القديم وربما نتسأل كيف يتحمل هذا السلك الرفيع الدارة الكهربائية او شدة التيار التي يتحملها سلك بمقطع 2.5مم مثلا نقول بأختصار لانه قصير وقصر السلك له الدور في تحمل شدة التيار المعتادة والطبعية مالم يكن هناك عطل يتتطلب قطعه 0
والفاصمة هي عبارة عن علبة من البورسلان لها غطاء ويثبت به السلك الرفيع ويكون من النحاس او الالمنيوم ويجب وضع الفاصمة على الخط الحامل للتيار ( الفاز ) وفي بعض الفواصم يكون السلك داخل انبوب يملاء بمادة مانعة لحدوث حريق او تتطاير الشرارة مثل مادة الكوارتز0
وهذة الفواصم تستخدم في حماية التمديدات الكهربائية وفي الاخذأت وفي الاجهزة الكهربائية من دارة القصر او من زيادة شدة التيار او بسبب الاحمال الزائدة 0
ولهذا النوع من الفواصم اشكال وانواع عديدة ومنها ذات الاحجام الكبيرة والتي تستخدم في الشبكات الكهربائية وفي التوترات العالي والمنخفض والمتوسط ومنها مايكون لحماية خط او خطين او ثلاثة خطوط ( الفازات الثلاث )
ومنها ما يوضع علي محولات خفض التوتر التي تخصص لكي يوزع منها للاستهلاك وتكون اسطونية الشكل وهي لحماية المحول من التوتر الذي يغذي المحول 0
ويوجد من هذة الفواصم ماهو سريع وما هو بطيع
والفاصمة السريعة تنصهر وتقطع الدارة بعد مدة قليلة جدا من حدوث العطل
والبطيئة تنصهر وتفصل الدارة بعد اربعة اضعاف التيار الأسمي ولمدة 4ثواني
ويوجد فواصم تركب على خط الحيادي وتستخدم لقطع الخط عند عمليات الاصلاح
على الخطوط الكهربائية وهي غير معدة للحماية ولكن لقطع الخط البارد عند اللزوم وتسمى البوشون الحيادي 0
وتوجد فواصم توضع في القواطع وعلى حسب القاطع ثنائي او ثلاثي يزود بفواصم على عددها ومن الفواصم انواع تركب ضمن الاخذ الكهربائي ( الفيش ) ويكون مخصص لحماية الجهاز الكهربائي 0
وفي حال قمنا بأصلاح عطل تسبب بقطع سلك الفاصمة نقوم بتركيب سلك عوضا عن السلك المنصهر وبنفس مواصفات السلك القديم
ومن انواع هذة الفواصم الهوائية والتي تكون صلة ربط للسلك وبنفس الوقت تكون حماية له وتكون معلقة مع امتداد الناقل ومنها فواصم للتوتر العالي
ومنها الصغيرة ومنها الكبيرة ولكافة الاستخدامات 0
ولكن استخدام هذا النوع قد خف الا في بعض الخصوصيات وعوضا عنها القواطع الحديثة الالية واليدويه ولكن ليس بسلك منصهر

التصنيفات
العلوم الكهربائية

كيفية حساب دائرة كهربائية تحتوي على مضخم عملياتي

كيفية حساب دائرة كهربائية تحتوي على مضخم عملياتي
بداية ما هو المضخم العملياتي؟”opertional amplifier” عبارة عن مكبر أو مضخم للجهد الخاص بالتيار المتغير الداخل له إلى اضعاف كبيرة و يتميز ببساطة التعامل معه في الدائرة الكهربية عن البي جي تي على الرغم من أنه عبار عن مجموعة بي جي تي موصلة ببعض بطريقة معينة توفر للمهندسين الحسابات عند التصميم و حل المسائل. Vout = k* Vin و كيه هذا ثابت يعتمد على قيم المقاومات التى تصل بالاطراف و قد تصل قيمته إلى مليون او مليار
و فكرة الحل الرئيسية تعمد على أن Iv1 =0 =Iv2 و عادة ما يوصل أحد الطرفين بالارضي فيصبح الكلا التيارين بصفر. و فد يسال سائل لماذا صفر؟ الاجابة لانه احد التيارين قد تم تصميمه على ان تكون قيمته دائما تكاد تكون مساوية للصفر و التيار اخر يساويه لأنه الفرق في القيمة تقريبا يساوى كذا ميكرو أو نانو فولت على حسب التكبير. و من هنا نتبين أن الفرق يكاد يكون معدوم.
* v1***** * * * * ****** vout * * v2***** * *
حسنا من هذه القاعدة سوف نجد أن اى دائرة تحوى على هذا المضخم سوف نقوم بحلها سريعا, بدلا من حل البي جي تي في التيار الثابت ثم في التيار المتغير و رسم نموذج لتبسيط الحل.
انتظروا يومين و سوف اسري معلوماتي بعد مذاكرة الدرس
ملحوظة صغيرة المضخم العملياتي صمم للتعامل مع الدوائر التماثلية و بالتالي كل التوصيلات إلى قد تؤدي إلى دوائر جمع أو مقارنة قيم هي لقيم حقيقة و ليست لقيم رقمية. وبالتالي الاشارة الداخلة اليه لا تحتاج الي محول للاشارة التناظرية إلى اخري رقمية (ADC analog digital converter


التصنيفات
العلوم الكهربائية

معالج صغري microprocessor

معالج صغري microprocessor

المعالج الصغري أو الدقيق microprocessor (يرمز له أحيانا بµP), أحد المكونات الإلكترونية الرقمية القابلة للبرمجةأي انه شريحة ذات اطراف عديدة تستقبل الأوامر و تقوم بتنفيذها تياعا حسب برنامج مخزن مسبقا في شريحة ذاكرة خارجية .و بذلك يستخدم المعالج الدقبق بالعديد من الوظائف مثل التحكم في عملية صناعية أو متغير طبقا لمدخلاتمن الحساسات (المستتشعرات )الالكترونية أو اعدادات المستخدمزوهو عبارة عن شريحة دائرة متكاملة تحتوى على عدد ضخم من الترانزيستورات المصغرة فمثلا المعالج بنتيوم 4 يحتوى على 15 مليون ترانزستور .تتكون وحدة المعالجة المركزية في معظم أنظمة الحاسوب الدقيق microcomputer من شريحة أو أكثر من المعالج الدقيق microprocessor. يتكون المعالج الدقيق من وحدتين أساسيتين هما .. وحدة الحساب والمنطق (ALU)و وحدة التحكم (CU) وكل من هذه الوحدتين تتكونان داخليًا من عدة مكونات. يختلف المعالج الدقيق عن المتحكم الدقيق microcontroler في أن الأخير يحتوي بالإضافة إلى وحدته الأساسية و هي وحدة المعالجة المركزيةالى وحدات ثانوية وهي مجموعة من المواجهات interfaces مع المعالج متمثلة في ذاكرة داخلية Internal Memoryتنقسم إلى ذاكرة للقراءة فقط ROM و ذاكرة للقراءة والكتابة RAM و وحدات ادخال واخراج input /output ports وقد يحتوى أيضا على محول تناظرى رقمى Analog digital converterو محول رقمي تناظري و مؤقت timer و المرشحات الرقمية Digital filters من الناحية الصناعية فى سنة 2022 حوالى 44 بيليون دولار أمريكى تم تصنيعه وبيعه .حوالى نصف هذه الأموال يستخدم داخل الأجهزة الشخصية


التصنيفات
العلوم الكهربائية

المــــــــواد الـــــــعـــــازلــــــة


العوازل:
أولا: العزل الحراري:
هو المحافظة على حرارة الجسم من التأثيرات الخارجية، والعزل الحراري للأبنية هو منع انتقال الحرارة من الخارج إلى الداخل أو العكس سواء كانت درجة الحرارة مرتفعة أو منخفضة.
مواد العزل الحراري:
1. الألياف النباتية:
تعمل من الخشب وتعالج لكي تكون مقاومة للحرائق وامتصاص الماء.
2. الفلين:
ويعمل من لحاء الشجر ويستخدم على شكل ألواح في الحوائط التي تحتاج إلى عزل وقد تستخدم على شكل مسحوق.
3. الفلين الصخري:
يتكون من صوف صخري ممزوج مع قطع صغيرة من الخشب مع مادة لاصقة إسفلتية غالبا، وتستخدم هذه المادة لعزل مخازن التبريد والمنشآت والبيوت الرخيصة.
4. المواد العاكسة العازلة:
حيث يتم فيها العزل عن طريق عكس الحرارة عن الوجه العاكس وليس بطريقة التوصيل الحراري المعتادة، ومن هذه العواكس: الألمنيوم وصفائح الفولاذ والورق العاكس والدهان العاكس. وتستخدم هذه المواد على السقف والجدران الخارجية العمودية.
5. ألواح البولي كاربونيت المموجة ( The poly carbonate sheets):
تصنع من مادة البولي كاربونيت الخفيفة الوزن، وتشكل على هيئة ألواح من طبقتين أو ثلاث طبقات حتى تصلح لأغراض العزل الحراري وتصبح قادرة على تحمل الصدمات، وتستخدم غالبا في الأسقف.

6. “إستروفويل” أغشية عازلة جديدة (Reflective insulating material):
تتكون من طبقتين من رقائق الألمنيوم العاكسة بينها فقاعات هوائية مصنوعة من مادة البولي إيثيلين، وتقوم هذه المادة بعكس أشعة الشمس عن المبنى في الصيف وتحتفظ بالحرارة داخله في فصل الشتاء، وتساعدها في ذلك الفقاعات الهوائية التي تمنع انتقال الحرارة خلال الحوائط، ومن فوائدها أيضا أنها عازل جيد ضد تسرب الماء والهواء مما يؤدي إلى المحافظة على الطاقة داخل المنزل.
7. ألواح مؤخرة للحرائق (Fire retardant sheets):
هي ألواح تتميز بإطالة زمن مقاومة الحريق للمنتج الذي يصنع منها، وهي متوفرة بجميع المقاسات التي تسمح بتشكيل قطع الأثاث الداخلي و القواطع الداخلية والحوائط.

ثانيا: العزل الصوتي:
أشكال العزل الصوتي في المباني:
1. منع انتقال الصوت في القواطع والجدران والسقوف من الخارج.
2. منع انتقال اهتزاز وأصوات المكائن.
3. طرق امتصاص الصوت والضوضاء في الداخل.
مواد العزل الصوتي:
1. وحدات جدارية عازلة للصوت (Acoustique tiles):
بلاطات ممتصة للصوت، تتكون من وجهين غالبا وتكون محببة من الكوارتز الملون والملصق بالراتنج، وتتميز بقدرتها على التحمل وسهولة التنظيف ولا يمكن تشويهها بالرسم عليها.
2. ألواح الصوف الزجاجي (Panels of glass wool):
يتكون اللوح من وجه من الصوف الزجاجي والوجه الآخر من ورق الألمنيوم المثقب الذي يقوم بامتصاص الصوت، ويمكن تركيبها في الحوائط و الأرضيات والأسقف، وتستخدم في المباني التجارية والصناعية الجديدة أو التي تحتاج إلى تجديد.
3. ألواح من رغوة البلاستيك مثقبة أو محببة الوجه.
4. ألواح من مواد ورقية مضغوطة ومثقبة الوجه.
5. ألواح مربعة أو مستطيلة من الجبس مع ألياف في الوجه والداخل.
6. ألواح من ألياف المعادن مع مادة الإسمنت البورتلندي الأسود.

ثالثا: مواد العزل الصوتي والحراري:
هناك بعض المواد التي يمكن استخدامها كعوازل للصوت والحرارة معا، منها:
1. ألواح الصوف الزجاجي:
مصنوعة من الصوف الزجاجي المغطى بطبقة رفيعة من الزجاج تكسبها الصلابة، كما أن هذه الألواح لديها القدرة على مقاومة الرطوبة وسوء الاستخدام إذ أنها تخلو من المواد القابلة للصدأ، ويمكن استخدامها في مختلف أنواع المباني لعزل الجدران والأسقف.
2. ألواح العزل الحراري والصوتي (Thermal and acoustic sheets):
تستخدم هذه الألواح دون الحاجة إلى تغطيتها من الداخل وتصلح خاصة لأسقف المصانع حيث تناسب جميع الأبعاد الكبيرة للإنشاء، وهذه الألواح تقاوم الغبار والرطوبة والتآكل حيث تغلفها طبقة حماية بلاستيكية ذات عمر طويل، وهذه الألواح نقية من المواد المشجعة على الصدأ.
3. البيرلايت:
وهو عبارة عن صخور بركانية بيضاء اللون، ويعتبر البيرلايت من أفضل العوازل المستخدمة لصناعة وتخزين الغازات السائلة تحت درجات حرارة منخفضة جدا، كما أنه يعتبر عازل جيد للصوت ويعطي السطح مقاومة كبيرة للحرائق، ويستخدم البيرلايت لعزل الأسقف والجدران والأرضيات.

رابعا: عوازل الرطوبة:
1. الإسفلت أو الورق المقطرن.
2. شرائح الألياف الزجاجية (الصوف الصخري) وخاصة للأسطح الأفقية.
3. الأغشية الواقية من الرطوبة:
تتكون من سيليكات الألمنيوم والبوتاسيوم وهيدروكسيد الباريوم وكبريتات المغنيسيوم وتستخدم في الأبنية للأسطح والجدران.
4. أغشية عازلة للماء للأسطح المعدنية “إكسيفلكس” (Exiflex waterproofing membrane for metal roof):
يتميز هذا الغشاء العازل بسرعة التركيب ونظافته، ويتألف من عازل من طبقة واحدة ومن إزار مثبت في طرف الغشاء يسمح بتركيب المسامير عليها التي تعمل على تثبيت الغشاء على الأسقف، ويستخدم هذا العازل خاصة على الأسقف المعدنية ويصلح للمباني الصناعية والتجارية ومباني الخدمات.
5. عازل المطاط الجديد (New waterproofing membrane):
هو عبارة عن عازل من المطاط ينتفخ عند تشبعه بالماء كمساعد للعزل، ويتميز بأنه ذو مقاومة عالية للمواد الكيماوية وخواص مطاطية عالية، ويستخدم في الأعمال التحت أرضية كالأساسات وأعمال التمديدات الصحية وفي المنشآت الهندسية العامة كمخازن القمح وخزانات المياه والسدود.

وهناك بعض المواد العازلة التي تستخدم لتكسية واجهات المباني منها:
1. ألواح مصنوعة من راتنجات البولستر المقوى بالألياف الزجاجية وحشوات معدنية وهي مركبات قوية ومقاومة للماء بطبقة من الجرانيت المعدني من ألوان مختلفة يتغير لونها تبعا للإنارة والضوء الخارجي أثناء النهار .
2. ألواح تكسية من الإسمنت المقوى بالألياف الزجاجية مقاومة للعفن والصدمات والتقلبات الجوية وماء البحر، تثبي رأسيا أو أفقيا أو بشكل نصف قطري، ومتوفرة بسطح ناعم أو خشن يشبه الخشب مدهونة مسبقا أو يمكن دهانها بما يزيد عن 300 لون، وتستخدم في المساكن الخاصة، المكاتب، مؤسسات الرعاية الصحية، المحلات التجارية، المدارس، الإسكان العام، الصناعة، الفنادق والمطاعم.
3. نظام تكسية ذاتي التنظيف يتكون من مقاطع من سبائك الألمنيوم بأضلاع ضيقة وبارزة بشكل خفيف تركب أفقيا باتجاه معاكس للرياح والمطر على سكك معدنية متقاطعة، ذات تموجات ظاهرة تساعد على التحكم بشدة الإنارة والظل، وهي إما ذات سطح ناعم أو على شكل الجبس، ويمكن أن تكون بأي لون حسب الطلب، وتستخدم في المساكن، المكاتب، مؤسسات الرعاية الصحية، المحلات التجارية، المدارس، الإسكان العام، الصناعة، المطاعم والفنادق.
4. ألواح الألمنيوم المقوسة ذات التدعيم بوصلات طرفية للأسطح والتكسية لعمل ميول بطول 100 متر، تمتاز بسهولة التركيب وهي مطلية بمادة الكلاد (Alclad) ( ألمنيوم _ زنك ) مقاوم للتآكل والصدأ، وتصلح لكافة الأسطح، ومتوفرة بشكل منحني أو مقعر أو محدب، ويمكن توصيل إنارة أو أنظمة شفط دخان على السقف، وتستخدم في المساكن، المكاتب، مؤسسات الرعاية الصحية، المحلات التجارية، المدارس والإسكان العام.
5. فتحة تهوية لشفط الهواء لدورات المياه وهي مصنوعة من مادة البولسترين الأبيض، تعمل بعد اكتشاف وجود الهواء بواسطة نظام استشعار بصري يستخدم عدسة فريزنيل (Fresnel)، وللفتحة شبك على الوجه الأمامي قابل للفك، وتستخدم في المساكن الخاصة والإسكان العام.
وبشكل عام هناك العديد من مواد العزل المستخدمة عربيا وعالميا إما في أعمال البناء أو الديكورات الداخلية أو لتكسية الواجهات ولم يتسنى لنا المجال لذكرها.


التصنيفات
العلوم الكهربائية

محطات الطاقة الشمسية الحرارية لتحلية المياه

السلام عليكم ورحمة والله تعالى وبركاته
محطات الطاقة الشمسية الحرارية لتحلية المياه
Solar Thermal Desalination Plants

حيث ان هذه المحطات لاتختلف عن محطات الطاقة الحرارية لتحلية المياه ..
وقع بين يدي موضوع شامل مفيد عن ذلك أحببت نقله ..
والله الموفق..
وإليكم الموضوع .

في هذا الموضوع سوف ألخص بشكل مبسط جداً أشهر طريقتين لتحلية مياه البحر وأكثرها شيوعاً ألا وهما:

1- التقطير الومضي المتعدد المراحل – Multi-Stage Flash Distillation

2- التناضح العكسي – Reverse Osmosis

أولاً: طريقة التقطير الومضي المتعدد المراحل

إن عملية تقطير الماء المالح هي عملية بدائية و سهلة للغاية فهي ببساطة عملية غلي الماء المالح ومن ثم تكثيف بخاره الذى يصبح بعدها ماء مقطر. فإذا ضخينا ماء البحر بواسطة مضخة إلى سخان كبير ورفعنا درجة الحرارة فإن الماء يبدأ بالتبخر. ثم نأخذ هذا البخار ونمرره في انبوب يمر في وسط ماء البحر البارد نسبياً قبل دخول ماء البحر هذا إلى السخان فإن البخار يتكثف ويتحول إلى ماء مقطر وهكذا تتم عملية التقطير ببساطة.

لزيادة كفاءة وكمية المياه المقطرة استغل العلماء حقيقة علمية أخرى ألا وهي أن درجة غليان الماء تتناسب تناسباً طردياً مع الضغط الواقع على الماء، ويغلي الماء عند درجة 100 مئوية تحت الضغط الجوى العادى و كلما انخفض الضغط انخفضت درجة غليان الماء.

فإذا رجعنا إلى مثالنا السابق وأخذنا ماء البحر المتبقي في السخان ووضعناه في وعاء آخر تحت ضغط منخفض فإن هذا الماء سيغلى تحت ضغط منخفض معين بدون تسخين الماء مرة أخرى وسنحصل على بخار ومن ثم ماء مقطر من هذا الوعاء.

فإذا كررنا هذه العملية من إدخال الماء المالح في أوعية متتالية وجعلنا الضغط في كل وعاء أقل من الضغط في الوعاء السابق بما يكفي لغلي الماء في الوعاء حصلنا على مايسمى بالتقطير الومضي المتعدد المراحل والرسمة التالية توضح أساسيات هذه الطريقة:

تعليم_الجزائر

لدينا في هذه الصورة عدة خزانات لتقطير ماء البحر موصلة ببعضها البعض على التوالي. يدخل ماء البحر في آخر خزان في آخر مرحلة ومن ثم إلى المرحلة التى قبلها وهكذا حتى يصل ماء البحر إلى مكان إدخال بخار التسخين حيث تتم عملية التبادل الحراري وتسخين ماء البحر إلى حوالى 116 درجة مئوية. يدخل ماء البحر بعد ذلك في خزان المرحلة الأولى ويبدأ تخفيض الضغط حتى يغلي ومن ثم يتصاعد البخارحتى يصل إلى السطح المبرد بواسطة ماء البحر الداخل فيتكثف ويسقط الماء المقطرويتجمع في الوعاء المخصص له. يخرج بعد ذلك ماء البحر من الرحلة الأولى والذي زادت نسبة تركيز الملح به بعد تبخر نسبة منه ويدخل إلى خزان المرحلة الثانية حيث ينخفض الضغط فيه أكثر بواسطة عملية شفط الهواء مما يؤدى إلى غليان الماء وتبخره وصعود البخار إلى الأعلى حيث يتكثف ويتحول إلى ماء مقطرفي عملية مكررة في كل حيث يكون الضغط في كل مرحلة أقل من التى قبلهاحتى يخرج في النهاية محلول ملحي عالي نسبة التركيز لايمكن معالجته أكثر.

في محطات تحلية مياه البحر عندنا في الكويت والتى تعمل على طريقة التقطير الومضي المتعدد المراحل يتم خلط ناتج الماء المقطر مع مياه الآبار قليلة الملوحة لإنتاج مياه عذبة صالحة للشرب.

إذن يتبين لنا مما سبق أن طريقة التقطير الومضي المتعدد المراحل تحتاج إلى شيئين مهمين لكي تعمل ألا وهما الطاقة الحرارية اللازمة لإنتاج بخار التسخين وتحتاج أيضاً إلى الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل مضخات المياه وأجهزة التحكم وكل المعدات اللازمة لخلط ومعالجة المياه

لنرجع الآن إلى رسمة محطة الطاقة الشمسية الحرارية مع محطة تحلية مياه البحر الموجودة لنرى كيف يمكن لهذه المحطة الكهربائية الشمسية تحلية مياه البحر كناتج ثانوي

تعليم_الجزائر
إضغط على الرسمة لتكبيرها
الرسمة أعلاه تبين طريقة عمل محطة الطاقة الشمسية أثناء النهار حيث تعكس مرايا الحقل الشمسي أشعة الشمس على البرج الثابت ومن ثم تتم عملية تحويل الماء إلى بخار محمص وكذلك يتم تسخين الملح المذاب وتخزينه لاستعمال حرارته فيما بعد.

بعد ذلك يندفع البخار المحمص إلى المولد التوربيني ويتسبب في دورانه مما يولد الكهرباء. بعدها يخرج البخار من التوربينة حيث يدخل في المبادل الحراري لمحطة التقطير مما يرفع درجة حرارة ماء البحر وفي نفس الوقت يتكثف البخار ويعاد تدويره ليسخن مرة أخرى ويتجه إلى التوربينة وهكذا. بعد رفع درجة حرارة ماء البحر تبدأ محطة تحلية الماء عملها بطريقة التقطير الومضي المتعدد المراحل والتى سبق شرحها.

تعليم_الجزائر
إضغط على الرسمة لتكبيرها
الرسمة أعلاه تبين عملية تشغيل المحطة الشمسية الحرارية أثناء الليل والاستعاضة عن حرارة الشمس بالحرارة المخزنة في الملح المذاب والذي يعمل على تحويل الماء إلى بخار ومن ثم تحميصه بواسطة خزانات الملح المذاب الموجودة في أعلى الصورة. وتتم باقي عمليات المحطة من إنتاج الكهرباء وتقطير مياه البحر كما ذكرنا سابقاً.

تعليم_الجزائرإ
ضغط على الرسمة لتكبيرها
الرسمة أعلاه تبين طريقة عملية تشغيل المحطة الشمسية الحرارية في حالة رداءة الطقس مثل وجود غيوم أوعواصف أوغبار فيتم في مثل هذه الحالات استخدام وقود ثانوي مثل الغاز أو مشتقات النفط أو الهيدروجين وذلك لتشغيل المحطة بالكامل حتى تتحسن الظروف الجوية

تبين لنا الآن إمكانية تصميم محطة الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء والماء تعمل على مدار 24 ساعة في اليوم و 365 يوماً في السنة

والآن لنشرح الطريقة الثانية لتحلية ماء البحر

ثانياً: طريقة التناضح العكسي

تعليم_الجزائر
إضغط على الرسمة لتكبيرها
إن نظرية التناضح العكسي سهلة جداً للفهم والتطبيق العملي فلو نظرنا إلى الجهة اليسرى من الرسمة أعلاه نجد خزانين متجاورين ويوجد بينهما غشاء شبه نفاذ به مسامات صغيرة جداً تسمح بمرور جزيئات الماء النقي وتمنع مرور الأملاح بنسبة تصل لأكثر من 99% وكذلك تمنع الملوثات والشوائب وحتى الجراثيم والبكتيريا.

ففي الجهة اليسرى من الرسمة أعلاه نجد أن أحد الخزانين به ماء البحر المالح والثاني به ماء عذب نقي، فإذا ترك الخزانين تحت ضغط متساوى بينهما وليكن الضغط الجوي العادي تبدأ عملية التناضح الطبيعية بعبور الماء عبر الغشاء من الجهة الأقل ملوحة إلى الجهة الأكثر ملوحة ونرى ذلك بوضوح في ارتفاع مستوى الماء في خزان الماء المالح وهذا بسبب عبور الماء العذب لجهة الماء المالح.

والآن نأتي إلى الجزء المهم من هذه العملية، فبالنظر إلى الجهة اليمنى من الرسمة أعلاه، نجد أنه لو قمنا بوضع ضغط عالي على ماء البحر المالح نجد أن اتجاه مرور الماء ينعكس و يحدث من جهة ماء البحر المالح إلى جهة الماء العذب بعد أن تخلص من الأملاح والأوساخ وأصبح ماءً عذباً نقياً.

وبهذه الطريقة يمكننا الحصول على كميات ضخمة من المياه العذبة من ماء البحر ولا نحتاج إلى تسخين الماء وغليه كما هو الحال في طريقة التقطير الومضي المتعدد المراحل و إنما نحتاج فقط إلى الكهرباء فقط لتشغيل مضخات الضغط العالي وأجهزة التحكم الأخرى. والكهرباء تأتي من المحطة الشمسية الحرارية كما ذكرت سابقاً
لفهم كيفية عمل محطة الطاقة الشمسية ( concentrating solar power (CSP) ) يجب أولا فهم كيفية عمل محطات توليد القوى الكهربائية التقليدية .

في المحطة التقليدية توجد سخانات ضخمة (Boilers ) حيث يتم حرق الغاز أو مشتقات النفط لتسخين الماء إلى درجات حرارة عالية جدا , يتحول الماء بعدها إلى بخار يندفع بقوة إلي توربينات مؤديا إلى دورانها و ينتج عن هذا الدوران طاقة كهربائية تنقل عن طريق شبكات التوزيع الكهربائية إلي مختلف قطاعات الدولة من مصانع و منازل الخ…

تعليم_الجزائر

محطة الطاقة الشمسية الحرارية مع نظام الملح المذاب للتخزين
تعليم_الجزائر

محطة الطاقة الشمسية الحرارية مع محطة تحلية ماء

في محطة الطاقة الشمسية الحرارية يتم تسخين الماء في السخانات بواسطة أشعة الشمس ولكن قبل أن تتم عملية التسخين هذه يجب أولا تركيز أشعة الشمس تركيزا شديدا و هذا ما يحصل في الحقل الشمسي.
تعليم_الجزائر
الحقل الشمسي
  1. إن الحقل الشمسي عبارة عن مئات أو آلاف المرايا العاكسة ( Heliostats Mirrors) المصفوفة في خطوط شبه دائرية. وكل مرآة عاكسة مثبتة علي قاعدة تشبه تماما قاعدة دش الستلايت المتحرك, حيث تقوم كل هذه المرايا بعكس و تركيز أشعة الشمس علي برج ثابت يصل ارتفاعه إلى عشرات الأمتار. و تتحرك كل هذه المرايا مع حركة الشمس بحيث تتبعها بدقة ليتم عكس أشعة الشمس بأعلى تركيز ممكن علي البرج الثابت في عملية مشابهة لحركة زهرة عباد الشمس. و تتم في داخل البرج الثابت عملية تسخين الماء و تحويله إلى البخار اللازم في عملية توليد الطاقة الكهربائية التقليدية.

    السؤال المهم في هذه العملية هو: ما هي مساحة الأرض التي تحتاجها محطة الطاقة الشمسية الحرارية؟

    بعد تجارب الدول الصناعية مثل الولايات المتحدة و ألمانيا و أسبانيا، يقول العلماء و الخبراء في هذا المجال أنه بالتكنولوجيا المتوفرة حاليا و التي تتطور بسرعة يمكن توليد جيجا وات واحدة بمساحة قدرها 33 كم مربع وأنه يمكن لمساحة قدرها 1% من الصحراء الكبرى إنتاج كل احتياجات العالم من الطاقة. و من المعلوم أيضا أن قدرة محطات القوة الكهربائية في الكويت حاليا تعادل تقريبا عشرة جيجا وات. و هذا يعني إننا نحتاج إلى 330 كم مربع من الأرض أي تقريبا 2% من المساحة الكلية لدولة الكويت و البالغة 17818 كم مربع لإنتاج كل احتياجاتنا الحالية من الكهرباء.

    و مع تقدم التكنولوجيا في هذا المجال أمكن خفض هذه المساحة. فقد استطاعت الشركات المصنعة للمرايا العاكسة و الأبراج الثابتة تقليص المساحة إلي تقريبا 15 كم مربع لكل جيجا وات واحدة مما يعني 150 كم مربع فقط أي في أقل من 1% من مساحة الكويت لتغطية إحتياجاتنا من الطاقة.

    تعليم_الجزائر

    تعليم_الجزائر

    قد يتساءل البعض منا هل من الممكن توليد الطاقة الكهربائية من المحطات الشمسية في الليل و أثناء موسم الغبار والأمطار؟

    الجواب نعم.

    من الممكن إنتاج الكهرباء من هذه المحطات في الليل و بكفاءة عالية و ذلك بتخزين الفائض الحراري الكبير من الطاقة الشمسية في مادة ملحية تسمي الملح المذاب (Molten Salt ) الذي يمكنه تخزين الطاقة الحرارية في خزانات و من ثم يتم إعادة استخدامها في الليل في عملية إنتاج البخار عن طريق عملية التبادل الحراري. كما يمكن إضافة الغاز أو مشتقات النفط كوقود ثانوي في حالة هبوب العواصف و الغبار و الأمطار و تسمي هذه العملية ب ( Hybrid System).


التصنيفات
العلوم الكهربائية

الـدارة المـدمـجـة ne 555

||..الدارة المدمجة..||
.
.
لقد أدى تطور الصناعة الكهروبية الى ظهور مركبات كهروبية اخرى فاعلية واقل زحمة وذلك باعتماد تقنية الاندماج، وما الدارة المدمجة NE555 الا نتاج لهذا التطور، ولعل سهولة استعمال هذا المركب الكهروبي وخاصياته الكهربائية المتميزة وقابلية تركيبه فوق سناد هو ما يجعل منه مركبا كهروبيا اساسيا بالعديد من التطبيقات وفي المجالات مختلفة حتى الكهرو حيلياتية منها.
تعليم_الجزائر
للمركب الكهربي NE555 ثمانية مرابط هي كالتالي:
1-مربط الهيكل la masse
2- مربط الاقلاع déclenchement
3- مربط الخروج la sortie
4- الرجوع للصفر la remise à zéro
5- توتر مرجعي tenssin de référence
6- العتبة العليا le seuil haut
7- الافراغ décharge
8- التغذية l’alimentation
تعليم_الجزائر
بعض الخاصيات الكهربائية للدرة المدمجة:
*مجال توثر التغدية من 3V الى 16V
*شدة التيار القصوى بمخرج المركب الكهرابائي 200Ma : NE 555
تعليم_الجزائر


الاقتباس غير متاح حاليا

الشكر الجزيل…

اكرر الشكر الجزيل…

شكرا والف شكر