برنامه مرسدس برای سیستم خنک‌کننده جدید با مُبرد دی‌اکسید کربن

وقتی در سال آینده کلاس E مدل ۲۰۱۷ عرضه شود، مرسدس‌بنز به دنبال بازاریابی قابلیت‌های رانندگی خودکار و امکانات الکترونیکی ایمنی در محصولات خود خواهد بود. در همین حال، یک تبلیغ تلویزیونی در ساعات پربیننده، جزئیات یک ویژگی جدید کمتر جذاب، ولی مهم را ارائه کرده است: سیستم جدید خنک‌کننده.

مرسدس اولین خودروسازی در بازار خواهد بود که برای این منظور از ماده مُبرد «دی‌اکسید کربن» استفاده خواهد کرد؛ یک جایگزین سازگار با محیط زیست که موجب مصرف بهینه سوخت، سرمایش سریعتر و رفع سریعتر یخ‌زدگی می‌شود. با اینکه این سیستم متضاد با فراخوان دولت‌ها برای کاهش آلودگی CO₂ وسایل نقلیه به نظر می‌رسد، ولی این گاز که بیشترین گاز گلخانه‌ای در جهان محسوب می‌شود، در واقع بهترین گزینه از نظر آسیب‌رسانی به محیط زیست و ایجاد گرمایش جهانی برای یک سیستم A/C است. درنظر بگیرید که در میان هیدروفلوئوروکربن‌هایی که امروزه در وسایل خنک‌کننده استفاده می‌شوند، یکی از رایج‌ترین آنها گاز مبرد R134a است که اثر گرمایش جهانی آن ۱۴۳۰ برابر بیشتر از دی‌اکسید کربن است. البته همین R134a، با توجه به اثر مخرّبی که کلروفلوئورکربن‌ها تا قبل از سال ۱۹۹۶ برای لایه ازون داشته اند، پیشرفت بزرگی محسوب می‌شود.

در همین حال، قوانین و مقررات آلودگی، روز به روز سخت‌تر می‌شوند. اتحادیه اروپا به تازگی خودروهای جدید را از استفاده از ماده مبرد R134a منع کرده است و این محدودیت از ژانویه ۲۰۱۷ آغاز می‌شود. ایالات متحده نیز همین تغییر را برای مدل‌های ۲۰۲۱ درخواست کرده است. تمام خودروسازان باید به گازهای جایگزین سوئیچ کنند، ولی در حال حاضر تنها نسخه‌های اروپایی کلاس E و کلاس S مدل ۲۰۱۷ خواهند بود که به سراغ CO₂ رفته‌اند.

پیش‌بینی‌های مختلفی در این زمینه می‌شود، ولی به نظر می‌رسد که ماده مبرد دی‌اکسید کربن که در اصطلاح سیستم‌های HVAC به عنوان R744 شناخته می‌شود، تکنیک جدید خودروسازان برای بهبود راندمان و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های کولرها باشد؛ چیزی شبیه به قدرت و راندمان بیشتری که در نتیجه استفاده از انژکتور سوخت مستقیم در دسترس قرار گرفت. در عین حال، به جریان انداختن گاز CO₂ در داخل سیستم‌های کنونی A/C، کار چندان آسانی نیست. برای رسیدن به فشاری بیش از ۱۴۵۰ psi که حدود ۱۰ برابر بیشتر از مبرد R134a است، مرسدس می‌بایست طراحی همه‌چیز (کمپرسورها، لوله‌های اتصال و …) را دگرگون کند. همچنین این کمپانی می‌بایست از عدم‌نشت دی‌اکسید کربن اطمینان حاصل کرده و تکنسین‌ها را برای جلوگیری از خفگی آموزش دهد؛ چیزی که در عمل ممکن است بسیار گران تمام شود.

در همین حال، بخش بزرگی از صنعت به سراغ استفاده از R1234yf رفته است؛ یک هیدروفلوئوروفین که پس از چند روز حضور در اتمسفر می‌شکند، ولی در مقابل، پتانسیل گرمایش جهانی آن ۴ برابر CO₂ است. این ماده بسیار ارزان‌تر تمام می‌شود، دسترسی به آن آسان‌تر است و نیازی به مهندسی دوباره تجهیزات ندارد. ولی برخلاف R134a و CO₂، مبرد R1234yf مستعد شعله‌ور شدن است. پس از اینکه «دایملر» نتایج تست R1234yf و آتش‌گرفتن آن را در سال ۲۰۱۳ منتشر کرد، این کمپانی استفاده از این ماده مبرد را کنار گذاشت و تمام خودروهایی را نیز که حاوی این ماده در خود بودند، فراخوانی کرد. از آن زمان به بعد، تمام خودروسازان آلمانی تصمیم گرفتند که تمام تمرکز خود را بر روی تکمیل و توسعه سیستم‌ خنک‌کننده‌ای بگذارند که برای استفاده از R744 مناسب باشد. «انجمن صنعت اتومبیل آلمان» در این رابطه یک استاندارد فنی برای استفاده از دی‌اکسید کربن آماده کرده است. البته «جامعه مهندسان اتومبیل» هنوز استانداردی در این زمینه نپذیرفته است، ولی به گفته گری پولاک (Gary Pollak)، مدیر این برنامه، این استاندارد «مدّنظر قرار خواهد گرفت و ارزیابی خواهد شد». وی در این رابطه اضافه می‌کند:

طبق مشاهدات من، R744 نیاز به توسعه بیشتر طراحی سیستم دارد تا بتواند در خودروهای تولیدی، هزینه‌های منطقی داشته باشد. البته سیستم‌هایی که از R1234yf استفاده می‌کنند، همین حالا هم کارآیی مناسبی دارند.

دایملر در همین حال، تلاش‌هایی را در استفاده از R1234yf دارد تا بتواند به صورت موقتی، مقررات آلودگی را در خط تولیدش رعایت کند. البته این کمپانی، تمرکز بالایش را بر جنبه‌های ایمنی خودروهایش از دست نداده و به دنبال توسعه ساختارهای محافظ برای جداسازی ماده مبرد از محفظه موتور و همین‌طور نصب سیستمی است که در هنگام وقوع یک تصادف، با رها کردن گاز آرگون، نقاط گرم مرتبط را برای جلوگیری از آتش گرفتن R1234yf خنک خواهد کرد.

تا زمانی که این بحث‌ها و چالش‌ها در مورد ماده مبرد ادامه دارند و اطلاعات لازم در مورد این بنزهای ویژه اروپا بیرون نیامده، نمی‌توان روی تاثیر ان بر راحتی بهتر کابین یا مصرف بهینه‌تر سوخت، حداقل در آینده‌ای نزدیک شرط بست. ولی اینکه بدانیم خودروسازان برای راحتی و احساس بهتر راننده و سرنشینان یک خودرو تلاش می‌کنند، بسیار جای امیدواری است.