أنواع مكثفات التبريد المستخدمة فى التكييف المركزى

المكثف هو أحد الأجزاء الأساسية لدائرة التبريد و الذى تتم فيه عملية التكثيف لأنه يسحب الحرارة من غاز وسيط التبريد تلك الحرارة التى امتصها وسيط التبريد فى المبخر بالإضافة للحرارة التى اكتسبها غاز وسيط التبريد أثناء ضغطه فى الضاغط فى شوط الضغط ، وعندما يتم تسليم هذه الحرارة المسحوبة من غاز وسيط التبريد للوسط المحيط فأنه يتكيف أى يتحول من غاز إلى سائل

أنواع مكثفات التبريد المستخدمة فى التبريد والتكييف

1. المكثفات المبردة بالهواء .    (Air- cooled Condensers)
2. المكثفات المبردة بالماء .(Water- cooled Condensers)
3. المكثفات التبخيرية.      (Evaporative – Condensers )

أنواع مكثفات التبريد المستخدمة فى التبريد والتكييف

المكثفات المبردة بالهواء  (Air- cooled Condensers)

المكثفات المبردة بالهواء يطلق عليها اسم المكثفات الهوائية لأن الحرارة التى يتم سحبها من بخار وسيط التبريد ليتحول إلى سائل تنتقل إلى الهواء من خلال جدران مواسير المكثف – أى أن الهواء هو الذى يقوم بتبريد بخار وسيط التبريد الساخن بداخل المكثف.

التركيب

• تتركب المكثفات التى تبرد بالهواء من مواسير مزودة بأسطح ثانوية عبارة عن أسلاك (زعانف) لزيادة فعالية الانتقال الحراري .
• وتصنع تلك المكثفات عادة من مواسير نحاس وأحياناً قليلة من مواسير ألومنيوم وتصنع الزعانف المركبة على هذه المواسير من الألومنيوم أو النحاس .
• تختار مواد أنابيب المكثف والزعانف من توافقها مع الوسيط والبيئة وتصميم المصنع. لا تُعمم مواسير نحاس أو نوع صلب واحد على جميع الوسائط؛ الأمونيا تحتاج مواد متوافقة محددة، ويختلف تركيب المنتجات.

سريان وسيط التبريد فى المكثف

يراعي تصميم المكثف توزيع الوسيط وتصريف السائل وفقد الضغط. يحدد المصنع اتجاه دخوله وخروجه؛ لا يكون المدخل علويًا والمخرج سفليًا في كل تجميعة.

الاستخدام : 

تستخدم المكثفات المبردة بالهواء فى الآتي

• المنشآت الأرضية .
• منظومات النقل الجوي
• المناطق الصحراوية والمناطق التى لا يتوافر فيها الماء

المكثفات المبردة بالهواء  (Air- cooled Condensers)

انواع المكثفات المبردة بالهواء

• اولا المكثفات المبردة بالهواء طبيعياً
• ثانيا المكثفات المبردة بالهواء الجبري

انواع المكثفات المبردة بالهواء (1)

اولا المكثفات المبردة بالهواء طبيعياً  

 التركيب   

• تتركب المكثفات التى تبرد بالهواء الطبيعي من مواسير مزودة بأسطح ثانوية عبارة عن أسلاك (زعانف) لزيادة فعالية الانتقال الحراري .
• وتصنع تلك المكثفات عادة من مواسير نحاس وأحياناً قليلة من مواسير ألومنيوم وتصنع الزعانف المركبة على هذه المواسير من الألومنيوم أو النحاس .
• تختار مواد أنابيب المكثف والزعانف من توافقها مع الوسيط والبيئة وتصميم المصنع. لا تُعمم مواسير نحاس أو نوع صلب واحد على جميع الوسائط؛ الأمونيا تحتاج مواد متوافقة محددة، ويختلف تركيب المنتجات.

نظرية العمل

• يدخل غاز مركب التبريد إلى المكثف ذو ضغط ودرجة حرارة مرتفعتين فيقوم الهواء الطبيعي الملامس المكثف بعمل تبادل حراري بين الهواء البارد المحيط والغاز الذي درجة حرارة مرتفعة فيتحول الغاز إلى سائل عن طريق فقد حرارة فى الهواء المحيط بالمكثف

اولا المكثفات المبردة بالهواء طبيعياً

ثانيا المكثفات المبردة بالهواء الجبري

  التركيب   

• هو عبارة عن مواسير من النحاس مزعنفة موضوع عليها مروحة لزيادة عملية التبريد للسطح المعرض للتبري

  نظرية العمل

• يدخل غاز وسيط التبريد للمكثف الذى يبرد بالهواء الجبري ذو ضغط ودرجة حرارة مرتفعتين فتقوم المروحة بدفع كمية من الهواء على ملف المواسير للمكثف فتعمل على جعل غاز مركب التبريد يفقد حرارة خلال الهواء المار على المواسير وبذلك يتحول الغاز إلى سائل تحت تأثير دفع الهواء الجبري على المواسير

ثانيا المكثفات المبردة بالهواء الجبري

صيانة المكثفات الهوائية 

عند أجراء عملية الصيانة للمكثفات الهوائية يجب مراعاة الآتي :

• . تنظيف أسطح مواسير المكثف وكذلك تنظيف الزعانف .
• الحرص على عدم اصطدام أى جسم بملف مواسير المكثف .
• توفير تيارات هواء طبيعية طافية حولها .
• عدم تعريضها اللهب مباشراً.
• التأكد من سلامة التوصيلات الكهربية لمحرك مروحة المكثف .
• .التأكد من عدم وجود تسرب لوسيط التبريد .
• الحفاظ على الزعانف سليمة حتى نحافظ على المسافات بينهما

صيانة المكثفات الهوائية

مزايا المكثفات المبردة بالهواء

• رخيصة الثمن خاصة السعات الصغيرة والمتوسطة .
• وسيط التكثيف وهو الهواء بدون ثمن كما فى المكثفات التى تبرد بالهواء طبيعيا .
• قد يقل نطاق معدات المياه في المكثف الجاف، لكن تكلفة صيانته تعتمد على الموديل والاتساخ والوصول والخدمة؛ لا توجد أفضلية تكلفة ثابتة لكل موقع.
• لا تحتاج إلى مساحة كبيرة .
• . لا تحتاج إلى توصيلات مواسير مياه أو مضخات ماء كما فى المكثفات المبردة بالماء .
• لا تحتاج إلى كيماويات للتنظيف بكثرة كما فى المكثفات المبردة بالماء .

مزايا المكثفات المبردة بالهواء

عيوب المكثفات المبرده بالهواء  

• الضوضاء الناتجة عند استخدام وحدة تكييف أو أكثر خصوصاً فى السعات الكبيرة المبردة بالهواء المندفع بواسطة المراوح .
• يتوقف استهلاك المراوح والطاقة الكلية على المنتج وظروف الحمل والتشغيل. تراجع الكفاءة مع الضاغط والمعدات المساعدة، بدل وصف تقنية كاملة بأنها عالية الاستهلاك دائمًا.
• تحتاج كمية هواء كبيرة .
• . تحتاج لتحديد مكان وضعها بدقة كبيرة خصوصاً فى الوحدة الكبيرة نظراً لأهمية أخذ اتجاه الريح فى الاعتبار .

استخدامات المكثفات المبرده بالهواء 

• فى وحدات التبريد متوسطة السعه
• فى وحدات التكييف المركزي و العادي .

استخدامات المكثفات المبرده بالهواء

ثانياً : المكثفات المبردة بالماء (Water- cooled Condensers)                                                     

يطلق على المكثفات المبردة بالماء اسم المائية لأن الحرارة التى يحملها بخار وسيط التبريد تنتقل إلى الماء فى هذا النوع من المكثفات ويستخدم مبدأ الاتجاه العكسي   (المتضاد) فى المكثفات المبردة بالماء حيث تدخل مياه التبريد من جانب ويدخل غاز وسيط التبريد من الجانب المضاد ويعمل تضاد اتجاه المسار على زيادة جودة الانتقال الحراري ويعتبر الماء وسيطاً ممتازاً نظراً لإرتفاع سعته الحرارية وكثافته.. فالماء يسحب من المعادن كمية من الحرارة بمعدل أعلى بكثير من الهواء لذلك تستخدم المكثفات المبردة بالماء بكثرة عن المكثفات المبردة بالهواء وذلك في السعات التبريدية الكبيرة ..كذلك يمكن أن تعمل هذه المكثفات عند فروق قليلة في درجة الحرارة بين وسيط التبريد المطلوب تكثيفه وبين الماء قياساً بفروق درجات الحرارة بين وسيط التبريد والهواء في حالة المكثفات البردة بالهواء. كما أن الماء تكون درجة حرارته أقل من درجة حرارة الهواء الخارجى في فترة أعلى حمل تبريد , ولا يحدث تغيير كبير في درجة حرارته لذلك تحتفظ وحدة التبريد التي تشتمل على مكثف مبرد بالماء بجودة عالية في أيام الصيف حيث درجة الحرارة المرتفعة أن المكثفات المبردة بالماء تتبع أحدى منظومتين بالنسبة للماء المستخدم

منظومة الماء المفقود (Waste-Water System)

منظومة الماء المعاد (Recirculating-Water System).

المكثفات المبردة بالماء (Water- cooled Condensers)

أولاً: منظومة الماء المفقود (Waste-Water System).

التبريد بماء يستخدم مرة واحدة يحتاج مراجعة توافر المياه والتصريح وشروط التصريف والأثر البيئي للموقع. رخص الماء وحده لا يبرر إلقاء ماء ساخن في شبكة أو نهر؛ تراجع البدائل المسموح بها قبل اعتمادها.

منظومة الماء المفقود (Waste-Water System)

ثانياً: منظومة الماء المعاد ( Recirculating-Water System).

تستخدم هذه المنظومة إذا كان الماء نادراً أو ثمنه مرتفع حيث يدخل الماء البارد إلى المكثف ويخرج منه ساخناً , ويعاد إلى برج التبريد فتنخفض درجة حرارته فيمكن استخدامه مرة أخرى في دورة جديدة لتبريد المكثف

استخدامات المكثفات المبردة بالماء

يشيع استخدام المكثفات المبردة بالماء في الآتي

• . الوحدات الصناعية
• المنشآت الكبيرة لتكييف الهواء
• التبريد التجاري .

استخدامات المكثفات المبردة بالماء

 أنواع المكثفات المبردة بالماء

• المكثف ذو الغلاف والأنابيب (Shell- and- tube condenser).

• المكثف ذو الغلاف والملف  (Shell- and- coil condenser).

• . المكثف ذو الأنابيب المزدوجة (Double- pipe condenser).

أنواع المكثفات المبردة بالماء

ثالثا المكثفات التبخيريه 

يرش الماء على ملف يحتوي وسيط التبريد في المكثف التبخيري، ويساعد الهواء والتبخر في طرح الحرارة. يختلف ذلك عن برج يبرد ماء مكثف منفصل. يحتاج كل نظام إدارة مياه وصيانة ونظافة ومراقبة الرواسب والنمو الحيوي وفق تصميمه.

أما برج التبريد فيطرح حرارة الماء الذي يعود من مبادل أو مكثف، وليس بالضرورة جزءًا من المكثف التبخيري نفسه. تتحدد التجميعة من مخطط النظام.

المكثفات التبخيريه

أستخدامات المكثفات التبخيريه 

• في الوحدات الكبيرة حيث يلزم كمية كبيرة من المياه لتبريد مركب التبريد
• إذا كانت درجة الحرارة للماء الداخل للمكثف مرتفعة فيلزمه كمية كبيرة من المياه(الصحراء).
• في حالة ندرة وجود الماء في المكان أو ارتفاع ثمنه. 

أستخدامات المكثفات التبخيريه

انواع  أبراج التبريد 

•  أبراج تبريد هواء طبيعي وذلك عندما يكون أمرار الهواء في البرج عن طريق الحمل الطبيعي.
•  أبراج تبريد هواء ميكانيكي وذلك عندما يكون امرار الهواء عن طريق مروحة
  نلاحظ أن الهواء الجاف يدخل إلى البرج من الأسفل ويرتفع ليتلاقى مع قطرات الماء التي تبخ عبر
  الفتحات وهذا الماء يأتي من المكثف أو على حسب التطبيق في الدائرة ، يحصل الالتقاء بين الهواء
  وقطرات الماء في المنطقة المتوسطة التي تتكون من مواد خاصة تستطيع احتمال درجة الحرارة
  والرطوبة والبخار الناشئ من عملية الالتقاء وفي نهاية البرج توجد مروحة لدفع البخار خارج منطقة
  البرج ويمكن استخدام أبراج التبريد في عمليات التحلية أو في محطات توليد القوى ويكون فيها برج
  التبريد متصل بالمكثف 

انواع  أبراج التبريد

 العوامل  المؤثرة في كفاءة ابراج التبريد

• كمية الوقت الذي يلتقي فيه الهواء مع رشات الماء
• كمية الحرارة المنتقلة
• كمية الرطوبة
• نسبة وزن الماء إلى الهواء 

العوامل  المؤثرة في كفاءة ابراج التبريد

مراجع للاطلاع: www.danfoss.com · www.cdc.gov · www.energy.gov