مبرد المياه المالحة: الصناعات والتطبيقات ومبادئ العمل

مبرد المحلول الملحي هو نظام تبريد يستخدم محلول ملحي (محلول من الماء والملح) كمبرد لنقل الحرارة من عملية أو تطبيق إلى مصدر تبريد. عادةً ما يتم تدوير محلول المحلول الملحي من خلال مبادل حراري لامتصاص الحرارة من العملية أو التطبيق ثم يتم ضخه إلى مصدر تبريد ، مثل نظام التبريد ، حيث يطلق الحرارة ويبرد مرة أخرى إلى درجة حرارته الأصلية.

لماذا يستخدم المحلول الملحي للتبريد؟

يستخدم المحلول الملحي للتبريد لأنه يحتوي على درجة تجمد أقل من الماء ، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في التطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة الملح إلى الماء يقلل من درجة حرارة التجمد للمحلول ، ويمكن تحسين كفاءة نقل الحرارة للمحلول الملحي بشكل كبير من أجل التكلفة المنخفضة نسبيًا للمادة.

يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الأملاح لصنع محلول ملحي لاستخدامه في مبرد المحلول الملحي ، لكن كلوريد الصوديوم (NaCl) هو الملح الأكثر استخدامًا. كلوريد الصوديوم متاح بسهولة ، وفعال من حيث التكلفة ، وله نقطة تجمد منخفضة نسبيًا ، مما يجعله خيارًا مثاليًا للاستخدام في أنظمة التبريد.

الأملاح الأخرى التي يمكن استخدامها في مبرد المحلول الملحي تشمل كلوريد الكالسيوم (CaCl2) وكلوريد البوتاسيوم (KCl). تحتوي هذه الأملاح على نقاط تجمد أقل من كلوريد الصوديوم ويمكن استخدامها في التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة منخفضة.

النسبة المناسبة من الماء إلى الملح لمبرد المحلول الملحي

بشكل عام ، تتراوح النسبة من جزء واحد من الملح إلى 10 أجزاء من الماء (بالوزن) لمحلول ملحي منخفض التركيز ، وحتى 23 جزءًا من الملح إلى 77 جزءًا من الماء لمحلول ملحي عالي التركيز. يؤثر تركيز المحلول الملحي أيضًا على نقطة التجمد وكفاءة نقل الحرارة.

على سبيل المثال ، يحتوي محلول ملحي بتركيز 23٪ كلوريد الصوديوم (بالوزن) على نقطة تجمد تقارب -21 درجة مئوية (-6 درجة فهرنهايت) ، بينما يحتوي المحلول الذي يحتوي على تركيز 15٪ كلوريد الصوديوم على نقطة تجمد تقارب -10 درجة مئوية (14 درجة فهرنهايت).

من المهم التفكير بعناية في تركيز المحلول الملحي عند اختيار نسبة الماء إلى الملح ، حيث يمكن أن تؤدي التركيزات الأعلى من الملح إلى خفض درجة تجمد المحلول الملحي وزيادة كفاءته كعامل تبريد ، ولكن يمكن أيضًا أن يزيد من خطر التآكل و مشاكل أخرى. من المهم أيضًا التأكد من أن الملح يذوب تمامًا في الماء قبل استخدام المحلول الملحي في نظام التبريد ، حيث يمكن أن يؤدي الملح غير المذاب إلى انسداد في النظام ومشكلات أخرى يمكن أن تؤثر على كفاءته وفعاليته.

بالإضافة إلى ذلك ، من المهم التأكد من أن الملح يذوب تمامًا في الماء قبل استخدام المحلول الملحي في نظام التبريد. يمكن أن يؤدي الملح غير المذاب إلى انسداد في النظام ومسائل أخرى يمكن أن تؤثر على كفاءته وفعاليته. يمكن أن تساعد المراقبة والصيانة المنتظمة لنظام المبرد أيضًا في ضمان صيانة المحلول الملحي وتشغيله بأقصى كفاءة.

ما هو الفرق بين محلول ملحي وجلايكول؟

يشيع استخدام المحلول الملحي والجليكول كمبردات في أنظمة التبريد ، ولكن هناك بعض الاختلافات الرئيسية بين الاثنين.

أحد الاختلافات الرئيسية هو تكوينها. المحلول الملحي عبارة عن محلول من الماء والملح ، بينما الجليكول هو نوع من الكحول يشبه كيميائيًا الإيثيلين جلايكول أو البروبيلين جليكول. هذا يعني أن المحلول الملحي عبارة عن محلول قائم على الملح ، بينما الجليكول سائل لا يحتوي على أي ملح.

اختلاف آخر هو سميتها. يمكن أن يكون الجليكول سامًا إذا تم تناوله أو استنشاقه بكميات كبيرة ، في حين أن المحلول الملحي غير سام وآمن في التعامل معه. هذا يجعل المحلول الملحي خيارًا أكثر أمانًا للتطبيقات حيث يوجد خطر التعرض لمادة التبريد.

ملحوظة: تستند المعلومات الواردة في هذا الجدول إلى الخصائص والخصائص العامة لهذه المواد الكيميائية وقد تختلف اعتمادًا على التركيز المحدد والاستخدام في نظام التبريد بالمحلول الملحي.

يمكن خفض درجة تجمد المحلول الملحي عن طريق إضافة الملح إلى المحلول ، بينما يمكن خفض نقطة تجمد الجليكول بإضافة الماء. نتيجة لذلك ، غالبًا ما يُفضل المحلول الملحي للتطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة ، كما هو الحال في الصناعة الكيميائية أو حلبات الجليد ، حيث يجب الحفاظ على درجات الحرارة دون درجة التجمد.

الفرق الآخر بين المحلول الملحي والجليكول هو خصائص نقل الحرارة. يحتوي الجليكول على معامل نقل حرارة أعلى من المحلول الملحي ، مما يعني أنه يمكنه نقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة. ومع ذلك ، غالبًا ما يُفضل المحلول الملحي للتطبيقات التي يكون فيها التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمرًا مهمًا ، نظرًا لأنه يتمتع بسعة حرارية محددة أعلى من الجليكول ويمكنه امتصاص المزيد من الحرارة لكل وحدة حجم.

متى تختار محلول ملحي فوق الجليكول والعكس بالعكس؟

غالبًا ما يتم اختيار محلول ملحي الإفراط في الجليكول كمبرد في عدة حالات:

1. تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة: يحتوي محلول ملحي على نقطة تجمد أقل من الجليكول ويمكن استخدامه في التطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة حيث يجب الحفاظ على درجات الحرارة دون درجة التجمد ، كما هو الحال في أنظمة التبريد وحلبة التزلج على الجليد ومرافق التخزين البارد.
2. عدم السمية: المحلول الملحي غير سام وآمن في التعامل معه ، مما يجعله الخيار المفضل للتطبيقات التي يوجد بها خطر التعرض لمادة التبريد.
3. التكلفة: غالبًا ما يكون المحلول الملحي أقل تكلفة من الجليكول ويمكن أن يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة كمبرد لبعض التطبيقات.
4. السعة الحرارية النوعية: يحتوي المحلول الملحي على سعة حرارية أعلى من الجليكول ، مما يعني أنه يمكنه امتصاص المزيد من الحرارة لكل وحدة حجم. هذا يجعله عامل تبريد أكثر كفاءة من الجليكول ، خاصة في التطبيقات التي يكون فيها التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمرًا مهمًا.

يمكن اختيار الجليكول فوق المحلول الملحي كمبرد في عدة حالات:

1. الحماية من التجمد: يحتوي الجليكول على نقطة تجمد أعلى من محلول ملحي ويمكن استخدامه في التطبيقات التي تكون فيها الحماية من التجمد ضرورية ، مثل أنظمة التدفئة والتبريد التي قد تتعرض لدرجات حرارة منخفضة.
2. كفاءة نقل الحرارة: يحتوي الجليكول على معامل نقل حرارة أعلى من المحلول الملحي ، مما يعني أنه يمكنه نقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة. وهذا يجعلها الخيار المفضل للتطبيقات التي تكون فيها كفاءة نقل الحرارة مهمة ، كما هو الحال في المبادلات الحرارية وأنظمة تكييف الهواء.
3. مقاومة التآكل: يتمتع الجليكول بمقاومة أعلى للتآكل من المحلول الملحي ويمكن استخدامه في الأنظمة الأكثر عرضة للتآكل ، مثل أبراج التبريد والغلايات ومعدات التدفئة والتبريد الأخرى.
4. التوفر: يتوفر الجليكول على نطاق واسع ويمكن شراؤه بسهولة ، مما يجعله اختيارًا مناسبًا للعديد من التطبيقات.

غالبًا ما يُفضل المحلول الملحي على الجليكول كمبرد في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة للغاية حيث يكون التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمرًا مهمًا ، نظرًا لانخفاض نقطة التجمد ، وعدم السمية ، والفعالية من حيث التكلفة ، والسعة الحرارية النوعية الأعلى. ومع ذلك ، قد يكون الجليكول مفضلًا في التطبيقات التي تكون فيها الحماية من التجمد ، وكفاءة نقل الحرارة ، ومقاومة التآكل ، والتوافر عوامل أكثر أهمية. في النهاية ، يعتمد الاختيار بين المحلول الملحي والجليكول كمبرد على المتطلبات المحددة للتطبيق.

ما هي أكبر عيوب استخدام محلول ملحي في المبرد؟

أحد أكبر عيوب استخدام المحلول الملحي في المبرد هو احتمال تآكله. يمكن أن تكون المحاليل القائمة على الملح مثل المحلول الملحي شديدة التآكل للأسطح المعدنية ، مما قد يؤدي إلى تلف وتقليل كفاءة نظام التبريد بمرور الوقت. يمكن أن تؤدي الطبيعة المسببة للتآكل في المحلول الملحي أيضًا إلى حدوث تسربات وتلوث ومشاكل أخرى قد يكون إصلاحها مكلفًا.

لتقليل مخاطر التآكل في مبرد المحلول الملحي ، من المهم أن تختار بعناية المواد المستخدمة في بناء نظام التبريد. قد تكون المواد المقاومة للتآكل ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو التيتانيوم ، مفضلة للاستخدام في المبادل الحراري ، والأنابيب ، والمكونات الأخرى للنظام. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد الصيانة الدورية والفحص لنظام التبريد في تحديد ومعالجة مشكلات التآكل قبل أن تصبح أكثر خطورة.

عيب آخر محتمل لاستخدام محلول ملحي في المبرد هو خطر التلوث. نظرًا لأن المحلول الملحي مصنوع عادةً من الماء والملح ، فهناك خطر من نمو البكتيريا وأنواع أخرى من التلوث إذا لم تتم صيانة المحلول الملحي ومراقبته بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة نظام التبريد وقد يشكل أيضًا خطرًا على سلامة المنتج أو العملية التي يتم تبريدها.

كيف يعمل نظام المحلول الملحي؟

يعمل نظام المحلول الملحي بطريقة مشابهة لنظام الجليكول ، ولكن بدلاً من استخدام الجليكول كوسيط تبريد ، فإنه يستخدم محلول ملحي. يدور المحلول الملحي من خلال نظام التبريد ، ويمتص الطاقة الحرارية من العملية ويحملها بعيدًا ليتم تبريدها.

يتكون مبرد المحلول الملحي من ضاغط ، ومبخر ، ومكثف ، وعنصر خنق ، ونظام تحكم كهربائي ، مشابه لمبرد الجليكول. المبرد في المبرد يمتص الحرارة من المحلول الملحي ، مما يجعله يتحول إلى غاز. ثم يتم تدوير المبرد الغازي إلى مكثف حيث يتم طرد الحرارة من خلال التكثيف التبخيري ، مما يتسبب في تكثف المبرد مرة أخرى في سائل.

عندما يدور المحلول الملحي خلال نظام التبريد ، فإنه يمتص الحرارة من العملية ويحملها بعيدًا ليتم تبريدها. ثم يتم إعادة تدوير المحلول الملحي المبرد إلى العملية لبدء الدورة مرة أخرى.

تعتمد التفاصيل المحددة لكيفية عمل نظام المحلول الملحي على المتطلبات المحددة للتطبيق وتصميم نظام التبريد. ومع ذلك ، بشكل عام ، يعمل مبرد المحلول الملحي باستخدام محلول ملحي كوسيط تبريد لإزالة الحرارة من العملية والحفاظ على درجة حرارة ثابتة. يمكن أن يكون استخدام المحلول الملحي كمبرد فعال من حيث التكلفة والفعالية ، لا سيما في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة حيث يكون التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمرًا مهمًا.

ما الذي يمكن استخدام مبرد المياه المالحة له؟

يمكن استخدام مبرد المحلول الملحي في العديد من الصناعات حيث يعد التحكم الدقيق في درجة الحرارة أمرًا ضروريًا لجودة المنتج وسلامته. تشمل بعض الصناعات المناسبة لمبرد المياه المالحة ما يلي:

صناعة المواد الغذائية والمشروبات

تستخدم مبردات المحلول الملحي بشكل شائع في صناعة الأغذية والمشروبات لتبريد معدات المعالجة مثل المفاعلات والمكثفات والمبادلات الحرارية. كما أنها تستخدم لتبريد المنتجات الغذائية أثناء المعالجة والتخزين.

صناعة المعالجة الكيميائية

تُستخدم مبردات المحلول الملحي في صناعة المعالجة الكيميائية لتبريد المفاعلات والمكثفات وغيرها من المعدات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة.

صناعة الادوية

تستخدم مبردات المحلول الملحي في صناعة المستحضرات الصيدلانية لتبريد المعدات المستخدمة في إنتاج الأدوية والمنتجات الطبية الأخرى.

ساحات للتزلج على الجليد

تُستخدم مبردات المياه المالحة لتبريد سطح الجليد في ساحات التزلج على الجليد والحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجليد.

مستودعات مبردة

تستخدم مبردات المحاليل الملحية في المستودعات المبردة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة لتخزين البضائع القابلة للتلف.

في جميع هذه الصناعات ، تقدم مبردات المياه المالحة العديد من المزايا مقارنة بطرق التبريد الأخرى ، بما في ذلك الكفاءة العالية والموثوقية والتكلفة المنخفضة. يمكن أن يكون استخدام المحلول الملحي كمبرد أيضًا أكثر فعالية من حيث التكلفة من طرق التبريد الأخرى ، لأنه غالبًا ما يكون أقل تكلفة من المبردات الأخرى ويمكن إعادة استخدامه عدة مرات.

كيف تختار السعة المناسبة لمبرد المحلول الملحي؟

من المعلومات الواردة أعلاه ، سوف نعرف الدور المهم الذي تلعبه مبردات المياه المالحة ليس فقط في الصناعة ولكن أيضًا في التطبيقات التجارية. هناك بعض النصائح المفيدة لتحديد حجم مبردات المحلول الملحي:

مبرد بالهواء أو مبرد بالماء

تستخدم المبردات المبردة بالهواء مكثفًا مشابهًا لـ "المشعات" في السيارة. يستخدمون مروحة لدفع الهواء عبر ملف التبريد. يجب أن تعمل المكثفات المبردة بالهواء بفاعلية في درجة حرارة محيطة تبلغ 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) أو أقل ، ما لم تكن مصممة خصيصًا للظروف المحيطة العالية.

المبردات المبردة بالهواء تتطلب صيانة أقل من وحدات التبريد المبردة بالماء.

مزايا المبرد بالهواء:

• لا تتطلب المبردات المبردة بالهواء أبراج تبريد.
• أسهل في التركيب مقارنة بالمبرد المبرد بالماء.

مبردات مبردة بالماء تعمل بنفس طريقة المبردات المبردة بالهواء ولكنها تتطلب خطوتين لإكمال نقل الحرارة. أولاً ، تدخل الحرارة إلى ماء المكثف من بخار مادة التبريد. ثم يتم ضخ ماء المكثف الدافئ إلى برج التبريد ، حيث يتم تهوية الحرارة الناتجة عن العملية في النهاية إلى الغلاف الجوي.

مزايا المبرد بالماء:

• أعلى COP (معامل الأداء).
• تكلفة أقل على الطاقة لنفس قدرة التبريد.
• لها عمر أطول.
• أكثر هدوءًا نسبيًا من المبردات المبردة بالهواء.
• توفير أداء تبريد أكثر اتساقًا.

قدرة التبريد

كيف أحسب سعة التبريد التي أحتاجها؟ دعونا نرى الصيغة أدناه.

• حساب فرق درجة الحرارة = درجة حرارة الماء الوارد (درجة مئوية) - درجة حرارة الماء المبرد الخارج (درجة مئوية)
• معدل تدفق المياه الذي تحتاجه في الساعة (متر مكعب / ساعة)
• الحصول على أطنان من سعة التبريد = معدل تدفق المياه × فرق درجة الحرارة ÷ 0.86 ÷ 3.517
• زيادة حجم المبرد بنسبة 20٪ الحجم المثالي بالأطنان = طن × 1.2
• لديك الحجم المثالي لاحتياجاتك.

املأ نموذج التحجيم السريع الخاص بنا وسنكون قادرين على تزويدك باختيار مبرد الجليكول المخصص لعمليتك.

إذا لم تكن متأكدًا من كيفية اختيار سعة التبريد ، فيرجى الاتصال بنا.

ما إذا كان الخزان المدمج ضروريًا

في نظام التبريد ، عادة ما يكون الخزان مجهزًا لتخفيف الحمل الحراري للمبرد. ولكن هل يجب أن نختار نوع الخزان المدمج أم نوع الخزان الخارجي؟ من السهل تركيب المبرد المزود بخزان مدمج ويمكن استخدامه ببساطة عن طريق توصيل أنبوب ماء بالتطبيق الخاص بك. لكنها ذات سعة محدودة وليست مناسبة للتطبيقات التي تتطلب كميات أكبر من المياه المبردة. يمكن تخصيص سعة الخزان الخارجي وفقًا للاحتياجات المحددة. يمكنه تخزين حمل حراري أكبر ، وتخزين المزيد من المياه المبردة ، لكن التثبيت سيكون أكثر إزعاجًا.

تدفق المياه

يتم التحكم في تدفق المياه لمبرد الجليكول بشكل أساسي بواسطة المضخة ، لذلك يمكنك اختيار مضخة ذات معدلات تدفق مختلفة وفقًا لاحتياجاتك الخاصة.