مكثفات المبرد

حسنًا، دعنا نتحدث عن مكثفات التبريد - ذلك الجزء من نظام التبريد الذي لا يحظى بما يكفي من الحب ولكنه يقوم ببعض الأعمال الثقيلة بشكل خطير. تخيل هذا: أنت في مكتب شديد الحرارة أو مصنع يعج بالآلات، وهناك شيء ما يمنع كل شيء من التحول إلى ساونا. هذا هو المكثف الذي يعمل بسحره، حيث يقوم بطرد الحرارة للخارج حتى يتمكن المبرد من الحفاظ على برودة الأشياء. سواء كنت أحد خبراء التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، أو مدير مبنى يعاني من فواتير الطاقة، أو مجرد شخص يحب معرفة كيفية عمل الأشياء، فلدينا ما تحتاجه. دعونا نحلل ما تفعله هذه الأشياء، وكيف تفعل ذلك، ولماذا تعتبر مشكلة كبيرة.

ما هو مكثف المبرد على أي حال؟

تخيل أن المبرد عبارة عن فراغ حراري، فهو يمتص الدفء من المساحة أو العملية ويحتاج إلى مكان ما للتخلص منه. هذا هو المكان الذي يتدخل فيه المكثف. فهو يأخذ غاز التبريد الساخن والمضغوط مباشرة من الضاغط ويحوله إلى سائل عن طريق تسليط كل تلك الحرارة في الهواء أو الماء بالخارج. إنه مثل أنبوب العادم في نظام التبريد الخاص بك - وبدونه، لن تذهب الحرارة إلى أي مكان، كما هو الحال مع نخب المبرد الخاص بك.

لديك نوعان رئيسيان: المبرد بالهواء، والذي يستخدم المراوح لطرد الحرارة، والمبرد بالماء، والذي يعتمد على الماء من برج التبريد أو أي مصدر آخر. هؤلاء الأشرار موجودون في كل مكان - وحدات صغيرة تزن 5 أطنان على الأسطح، وأجهزة ضخمة تزن 1000 طن في المصانع - يتعاملون مع المبردات مثل R-410A أو الأمونيا ويطلقون الحرارة بمعدلات جنونية، مثل مليون وحدة حرارية بريطانية في الساعة في البطولات الكبرى.

كيف يعمل في الواقع؟

دعونا نسير عبره وكأننا نتبع مادة التبريد في رحلتها. إنه جزء من دورة التبريد، حيث يكون المكثف هو نقطة توقف تفريغ الحرارة:

1. لفات الغاز الساخن في: قام الضاغط بضغط مادة التبريد في غاز شديد الحرارة وعالي الضغط، مثل 150 درجة فهرنهايت (66 درجة مئوية) و300 رطل لكل بوصة مربعة. إنها تحمل كل الحرارة التي التقطتها من الداخل، وهي جاهزة للتفريغ.
2. يجب أن تذهب الحرارة: في مكثف يتم تبريده بالهواء، تنطلق مراوح كبيرة - أحيانًا ستة مراوح تدور بسرعة 900 دورة في الدقيقة - للهواء الخارجي (على سبيل المثال، 95 درجة فهرنهايت أو 35 درجة مئوية) فوق ملف عملاق ذي زعانف. في حالة تبريد الماء، يتدفق الماء (ربما 85 درجة فهرنهايت أو 29 درجة مئوية من البرج) عبر الأنابيب أو الصدفة. وفي كلتا الحالتين، يبرد الغاز إلى حوالي 110 درجة فهرنهايت (43 درجة مئوية) عندما تقفز الحرارة.
3. الوقت السائل: بمجرد التخلص من الحرارة الكافية، يتحول سائل التبريد إلى سائل عالي الضغط - لا يزال دافئًا، ولكن لم يعد يغلي. هذه هي خدعة الحرارة الكامنة، حيث يتم إلقاء 80-100 وحدة حرارية بريطانية لكل رطل في الهواء أو الماء.
4. فصاعدا: يتجه السائل إلى صمام التمدد ليبرد أكثر، بينما تستمر المراوح أو الماء في التخلص من الحرارة.

إنها حفلة بدون توقف. يمكن لمكثف مبرد سعة 100 طن أن يضخ 1.2 مليون وحدة حرارية بريطانية في الساعة، مثل ذوبان طن من الجليد كل 15 دقيقة. البرية، أليس كذلك؟

تبريد الهواء مقابل تبريد الماء

تأتي المكثفات بنكهتين، ولكل منهما طابعه الخاص:

• تبريد الهواء: تصور مشعاعًا كبيرًا به مراوح. يحتوي الملف على أنابيب نحاسية وزعانف من الألومنيوم - يبلغ طولها أحيانًا 20 قدمًا - ويحرك 20 ألف قدم مكعب في الدقيقة من الهواء في وحدة تزن 50 طنًا. إنه بسيط - لا توجد خطوط مياه، فقط قم بتوصيله وانطلق. ولكن عندما يكون الجو مشتعلًا في الخارج (100 درجة فهرنهايت + أو 38 درجة مئوية +)، فإنه يتعرق بشكل أقوى قليلاً، ويمكن أن ترتفع أصوات تلك المراوح - 70-80 ديسيبل، مثل المكنسة الكهربائية.

  

• مبرد بالماء: فكر في الأنابيب الأنيقة أو الصدفة حيث يقوم الماء برفع الأحمال الثقيلة. يمكن لوحدة سعة 200 طن أن تستهلك 600 جالونًا في الدقيقة من برج التبريد. إنه أكثر هدوءًا (60 ديسيبل) وأكثر كفاءة - معدل COP يصل إلى 5.0 مقابل 3.5 للتبريد بالهواء - ولكنك عالق في مضخات المياه وصيانة البرج.

  

هناك أيضًا مكثفات تبخرية، حيث يتجمع الهواء والماء في ملف مبلل. إنها مناسبة ولكنها قاتلة في الحرارة الجافة، حيث تصل إلى COP حوالي 4.5.

ماذا يوجد داخل المكثف؟

إليك الترس الذي يجعل الأمر محددًا:

• لفائف / أنابيب: النحاس لتدفق الحرارة أو الزعانف أو الأصداف لسطح إضافي - ما يصل إلى 1000 قدم مربع في الوحدات الكبيرة.
• المراوح (تبريد الهواء): محوري، غالبًا ما يكون متغير السرعة، يدور بـ 10.000-50.000 قدم مكعب في الدقيقة. إنهم الجزء الصاخب.
• المضخات (المبردة بالماء): ادفع 2-3 جالونًا في الدقيقة للطن — 10-20 حصانًا للكلاب الكبيرة.
• زعانف: ألومنيوم، معبأ بكثافة 8-12 في البوصة - رائع للاتصال بالهواء، ولكنه مغناطيس للغبار.
• الضوابط: تراقب المستشعرات الضغط (250 رطل لكل بوصة مربعة) وتقوم بتعديل المراوح أو المضخات لإبقائها سلسة.

تستخدم النماذج الفاخرة التبريد الفرعي - حيث تسقط السائل بمقدار 10 درجات فهرنهايت (6 درجات مئوية) تحت درجة حرارة التكثيف - للضغط على كفاءة أكبر بنسبة 5-10٪. أزيز غاز أقل في صمام التمدد، والمزيد من البرودة مقابل أموالك.

لماذا المكثفات هي MVPs الحقيقية

بدون مكثف صلب، يكون المبرد الخاص بك مجرد محبس للحرارة. هذا هو السبب في أنهم يهتزون:

• تفريغ الحرارة: قد تتخلص وحدة سعة 300 طن من 3.6 مليون وحدة حرارية بريطانية/ساعة، مما يحافظ على درجة حرارة المستودع عند 70 درجة فهرنهايت (21 درجة مئوية) أثناء حرارة الشمس.
• تعزيز الكفاءة: توفر المبردات بالماء عصيرًا كبيرًا في المناطق الساخنة - طاقة أقل بنسبة 20-30% من المبردة بالهواء عندما تكون مشبع بالبخار.
• شريان الحياة للنظام: في حالة تباطؤ المكثف، يرتفع ضغط الضاغط - كل قفزة في درجة الحرارة قدرها 2 درجة فهرنهايت (1 درجة مئوية) تقلل السعة بنسبة 1%. أوه.

حيث ستكتشفهم

• مكاتب: مكثف مبرد بالهواء سعة 150 طنًا مثبتًا على السطح يحافظ على درجة حرارة المقصورات عند 72 درجة فهرنهايت (22 درجة مئوية) - دون أي متاعب تتعلق بالمياه.
• النباتات الغذائية: تقوم وحدة مبردة بالماء سعة 500 طن بتبريد الفريزر إلى درجة حرارة 0 درجة فهرنهايت (-18 درجة مئوية)، واحتساء مياه البرج عند درجة حرارة 90 درجة فهرنهايت (32 درجة مئوية).
• المراكز التقنية: تعتمد مراكز البيانات على مكثفات مبردة بالهواء سعة 100 طن — 30000 قدم مكعب في الدقيقة، مما يحافظ على درجة حرارة الخوادم عند 68 درجة فهرنهايت (20 درجة مئوية).
• المصانع: تصل درجة حرارة القوالب البلاستيكية إلى 50 درجة فهرنهايت (10 درجات مئوية) بفضل الملف المضغوط للوحدة التي يبلغ وزنها 50 طنًا.

خذ على سبيل المثال مصنع جعة - 75 طنًا من الخير المبرد بالماء يبقي خزانات التخمير عند درجة حرارة 55 درجة فهرنهايت (13 درجة مئوية). هادئ، ورخيص في التشغيل، والبيرة نقية.

استنتاج

المكثفات هي الأبطال التي تعمل على نقل الحرارة إلى المبردات، سواء الهواء أو الماء، فهي تؤدي إلى حدوث عملية التبريد. من أسطح المنازل إلى أرضيات المصانع، فهي الفرق بين المريح والمقرمش. حصلت على أزعج المبرد؟ إن معرفة المكثفات هو أمرك الأفضل، فاستعن بمحترف لتتمكن من تحديد المكثف المناسب، والحفاظ على الحرارة في مكانها الصحيح، بالخارج!