طريقة عمل المكيف الانفرتر بالتفصيل - دليل شامل من الألف إلى الياء

يُعدّ المكيف الانفرتر (Inverter Air Conditioner) من أحدث تقنيات التبريد والتكييف التي انتشرت في السنوات الأخيرة، ويُفضل استخدامه في المنازل والمكاتب نظرًا لكفاءته العالية في استهلاك الطاقة وتوفير الكهرباء. في هذا المقال، سنقدم شرحًا تفصيليًا جدًا – بل "مملًا" كما طُلب – عن طريقة عمل المكيف الانفرتر، مع تفصيل دقيق للجوانب التقنية والعلمية، بما في ذلك معلومات عن الكارته (اللوحة الإلكترونية)، الموتور، ومقارنات رقمية مع المكيفات العادية.

How inverter air conditioner works

معنى كلمة "انفرتر" في التكييف

كلمة انفرتر (Inverter) مشتقة من الكلمة الإنجليزية "Invert"، وتعني "عكس" أو "تحويل". في سياق المكيفات، يشير الانفرتر إلى جهاز إلكتروني قادر على عكس تيار التيار المستمر (DC) إلى تيار متردد (AC) ، ولكن الأهم من ذلك أنه يمكنه تغيير تردد التيار الكهربائي المُزوّد للمحرك (الكومبروسر).

بالتالي، فإن المكيف الانفرتر لا يعتمد على تشغيل وفصل الكومبروسر بشكل دوري (كما في المكيفات التقليدية)، بل يُبقي الكومبروسر يعمل باستمرار، ولكن يُغيّر سرعته بناءً على درجة الحرارة المطلوبة. وهذا يتحقق من خلال تحويل تردد التيار الكهربائي (من 50Hz إلى ما بين 20Hz و120Hz حسب الطراز).

طريقة عمل التكييف الانفرتر

يعمل المكيف الانفرتر وفق مبدأ التحكم في سرعة الكومبروسر (Compressor) باستخدام تقنية تحويل التردد . إليك الخطوات التفصيلية:

1. استقبال إشارة من المستخدم : عند ضبط درجة الحرارة (مثلاً 24°م) على الريموت كونترول، تُرسل إشارة إلى وحدة التحكم (الكارته) في الوحدة الداخلية.
2. تحليل درجة الحرارة الحالية : يستخدم المكيف حساسات حرارية (Thermistors) داخل الوحدة الداخلية والخارجية لقياس درجة الحرارة الفعلية.
3. حساب الفرق وضبط سرعة الكومبروسر : تقوم الكارته بحساب الفرق بين الدرجة المطلوبة والدرجة الحالية، ثم تُرسل إشارة إلى وحدة الانفرتر لتوليد تيار كهربائي بتردد معين (مثلاً 90Hz عند الحاجة إلى تبريد سريع).
4. تشغيل الكومبروسر بسرعة متغيرة : يبدأ الكومبروسر بالعمل بسرعة عالية لتبريد الغرفة بسرعة، ثم يخفض التردد تدريجيًا (مثلاً إلى 30Hz) للحفاظ على درجة الحرارة دون تذبذب.
5. العمل المستمر بكفاءة : لا يتم إيقاف الكومبروسر، بل يُبقيه يعمل بسرعة منخفضة جدًا عند الوصول للدرجة المطلوبة، مما يقلل الصوت والاستهلاك.

معلومة تقنية دقيقة : معظم مكيفات الانفرتر تستخدم محركات PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) في الكومبروسر، والتي تكون أكثر كفاءة بنسبة 25-30% من المحركات التقليدية، وتستهلك طاقة أقل عند السرعات المنخفضة.

أهم الفروق بين التكييف الانفرتر والتكييف العادي

النقطة المكيف الانفرتر المكيف العادي مبدأ التشغيل تشغيل مستمر بسرعات متغيرة تشغيل/إيقاف دوري (On/Off) استهلاك الكهرباء منخفض (يوفر حتى 40-60%) مرتفع بسبب الانطلاقات المتكررة الضوضاء منخفضة جدًا (لا يوجد صوت انطلاق) مرتفعة عند تشغيل الكومبروسر ثبات درجة الحرارة ±0.5°م ±2-3°م السعر أعلى بـ 20-40% أقل تكلفة العمر الافتراضي أطول (لا تآكل من التشغيل المتكرر) أقصرشرح تكييف الانفرتر بالتفصيل مع شرح الكارته

الكارته (اللوحة الإلكترونية) في المكيف الانفرتر هي "الدماغ" الذي يتحكم في جميع العمليات. تتكون من:

• وحدة المعالجة الدقيقة (MCU) : غالبًا ما تكون من نوع 8-bit أو 32-bit Microcontroller (مثل STM32 أو Renesas)، وتُبرمج بخوارزميات PID للتحكم في درجة الحرارة بدقة.
• وحدة الانفرتر (IGBT Module) : تحتوي على ترانزستورات IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) تقوم بتحويل التيار المستمر إلى متردد بتردد قابل للتعديل. تعمل هذه الوحدة على ترددات تصل إلى 16kHz لتقليل الضوضاء الكهربائية.
• محول طاقة (SMPS) : يحوّل الجهد من 220V AC إلى 12V و5V DC لتغذية الدوائر الإلكترونية.
• حساسات متعددة : مثل NTC (Negative Temperature Coefficient) لقياس الحرارة، وحساسات تدفق الهواء وضغط الغاز.

عند تشغيل المكيف، تُرسل الكارته إشارات PWM (Pulse Width Modulation) إلى وحدة الانفرتر، التي بدورها تُولّد جهدًا ثلاثي الطور (3-phase AC) بتردد متحكم به (مثلاً 45Hz)، مما يُدير الكومبروسر بسرعة 2700 دورة في الدقيقة (RPM).

مبدأ عمل مكيف الانفرتر

المبدأ الأساسي يعتمد على قانون الغازات المثالية ودورة التبريد . ولكن الفرق الجوهري هو في :

1. يتم ضغط غاز التبريد (غالبًا R32 أو R410A) بواسطة كومبروسر يعمل بسرعات متغيرة.
2. كلما زاد تردد التيار (Hz)، زادت سرعة الكومبروسر، وبالتالي زادت كمية الغاز المضغوط، مما يزيد من قدرة التبريد (BTU/h).
3. عندما تصل الغرفة للدرجة المطلوبة، تخفض الكارته التردد إلى الحد الأدنى (مثلاً 20Hz)، فيعمل الكومبروسر بقدرة 30% من الحد الأقصى، مما يحافظ على الحرارة دون استهلاك زائد.

مثلاً: مكيف 12000 BTU انفرتر قد يستهلك فقط 600 واط عند السرعة المنخفضة، بينما المكيف العادي من نفس السعة يستهلك 1100 واط عند التشغيل، لكنه يتوقف لاحقًا.

هل يمكن تحويل جهاز التكييف العادي إلى جهاز انفرتر؟

لا، لا يمكن تحويل مكيف عادي إلى انفرتر . السبب هو أن:

• الكومبروسر في المكيف العادي لا يدعم السرعات المتغيرة، وهو من نوع Single-Speed Compressor .
• الكارته في المكيف العادي لا تحتوي على وحدة انفرتر أو IGBT.
• الدوائر الكهربائية غير مصممة لتحويل التردد.

بعض الشركات تبيع "محولات انفرتر" رخيصة، لكنها لا تعمل فعليًا على تغيير سرعة الكومبروسر، بل تتحكم في مروحة المبخر فقط، وبالتالي لا تحقق توفيرًا حقيقيًا .

مميزات التكييف الانفرتر

• توفير الكهرباء : يوفر من 40% إلى 60% من استهلاك الكهرباء مقارنة بالمكيف العادي.
• راحة حرارية أفضل : لا تذبذب في درجة الحرارة.
• صمت شبه تام : لا صوت انطلاق الكومبروسر.
• عمر أطول : بسبب تقليل عدد دورات التشغيل/الإيقاف.
• أداء أفضل في درجات الحرارة المتطرفة : يستطيع التبريد حتى عند 50°م خارجيًا.
• دعم التبريد والتدفئة (في أنواع الـ Heat Pump) .

عيوب التكييف الانفرتر

• السعر المرتفع : أعلى من المكيف العادي بنسبة 25-40%.
• الصيانة المعقدة : الكارته باهظة الثمن (من 800 إلى 2500 جنيه مصري حسب الماركة).
• الحساسية لانقطاع الكهرباء : بعض الأعطال تحدث بسبب "السبايك" الكهربائي.
• صعوبة التصليح في المناطق النائية : نادرًا ما توجد قطع غيار الانفرتر.

ما هو فرق استهلاك الكهرباء بين التكييف الانفرتر والعادي؟

لنأخذ مثالًا عمليًا: مكيف 1.5 طن (18000 BTU):

النوع الاستهلاك عند التشغيل (واط) متوسط الاستهلاك اليومي (كيلو واط/ساعة) التكلفة الشهرية (بـ 0.30 ج.م/ك.و.س) مكيف عادي 1600 واط 8 ك.و.س 72 ج.م مكيف انفرتر 600-1200 واط (متغير) 3.5 ك.و.س 31.5 ج.مإذًا، التوفير الشهري = 40.5 ج.م ، أي حوالي 486 ج.م سنويًا. وبعد 5 سنوات، يُعادل هذا جزءًا كبيرًا من فرق السعر.

ما هو أفضل مكيف انفرتر؟

لا يوجد "أفضل" مكيف بشكل مطلق، لكن بعض الماركات تتفوق من حيث الجودة والكفاءة:

• دايكين (Daikin) : تُعتبر الرائدة في تقنية الانفرتر، وتستخدم غاز R32 الصديق للبيئة، وكارتات عالية الجودة.
• ميتسوبيشي اليكتريك (Mitsubishi Electric) : مشهورة بالكفاءة العالية (حتى 14 SEER) والضوضاء المنخفضة جدًا.
• توشيبا (Toshiba) : تستخدم محركات PMSM متطورة وتقنيات ترشيد استهلاك فائقة.
• بي واي دي (BYD) : صينية لكنها تقدم قيمة جيدة مقابل السعر.

عند اختيار المكيف، ابحث عن:

• نسبة SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) العالية (فوق 6).
• نوع غاز التبريد (R32 أفضل من R410A).
• ضمان الكومبروسر (يفضل 10 سنوات).
• وجود فلتر HEPA أو بلازما كلاستر للتعقيم.

خلاصة : المكيف الانفرتر هو المستقبل في عالم التكييف. رغم سعره الأعلى، فإن التوفير في الكهرباء، والراحة، والهدوء، والعمر الطويل، يجعله الخيار الأمثل على المدى الطويل، خاصة في المناخات الحارة مثل مصر والخليج.

كلمة أخيرة : إذا كنت تخطط لشراء مكيف جديد، وتنوي استخدامه أكثر من 4 أشهر في السنة، فاختر الانفرتر. أما إذا كان الاستخدام موسميًا وقليلًا، فقد يكون المكيف العادي كافيًا.