المبخر في دائرة التبريد للتكييف المركزى

المبخرهو أحد أجزاء الدائرة الميكانيكية الرئيسية ويقوم بتحويل مركب التبريد من سائل الى غاز عن طريق امتصاص الحرارة من الحيز المحيط به ويصنع من الألمنيوم أو النحاس

تعريف المبخر

هو الجزء الذي يتحكم في دورة التبريد عن القيام بالتأثير التبريدي، ففي المبخر يتبخر المبرد (مائع التبريد) المستعمل في دورة التبريد؛ ممّا يؤدي إلى سحب الحمل الحراري من المادة أو المكان الذي نريد تبريده، بناءً على ذلك، يعتمد أداء دورة التبريد إلى حد كبير على كفاية عملية انتقال الحرارة خلال سطح المبخر بين الوسط المطلوب تبريده ومبرد دورة التبريد.

المبخر

وظيفة المبخر في دائرة التبريد

تصنف المبخرات وفقاً لعملية التبريد إلى نوعين، مبخرات مباشرة التمدد وأخرى غير مباشرة التمدد، في النوع الأول، تتم عملية انتقال الحرارة بين المبرد والوسط من خلال سطح المبخر، أما في النوع الثاني، يعمل المبخر على تبريد وسيط يعرف بوسيط نقل الحرارة، ثم يقوم هذا الوسيط بتبريد الوسط أو المادة المطلوب تبريدها من خلال مبادل حراري، من تطبيقات المبخرات مباشرة التمدد، وحدة الشباك لتكييف الهواء والثلاجات المنزلية، حيث يبرد الهواء بتمريره مباشرة على المبخر. من الأمثلة على تطبيقات المبخرات غير مباشرة التمدد، نظم تكييف الهواء المركزية التي تستعمل لماء مثلج، في هذه الأنظمة يبرد الماء من خلال تمريره على المبخر في دورة التبريد، ثم ينقل الماء المثلج إلى أماكن تكييف الهواء، حيث يقوم الماء بتبريد الهواء عن طريق ملف تبريد (مبادل حراري)، أيضاً تصنف المبخرات وفقاً للوسط (حمل التبريد) الذي يعمل المبخر على تبريده، أي إن كان هذا الوسط سائل أو هواء. مبخرات تبريد الهواء

وظيفة المبخر في دائرة التبريد

طريقة عمل المبخر

عند دخول سائل مركب التبريد في المبخر يكون سائل ذو ضغط ودرجة حرارة منخفضة من نهاية الأنبوبة الشعرية وبداية المبخر ويبدأ بالغليان ويزداد حجمه ويتحول ألي بخار ذو ضغط ودرجة حرارة منخفضة فيمتص للحرارة الموجودة داخل الحيز أو المكان المراد تبريده وتعمل الزعانف على زيادة مساحة سطح المبخر وأيضا مروحة كهربائية تعمل على سحب الهواء وتمريره علي أنابيب وزعانف المبخر فتنخفض درجة حرارة الهواء وتتكاثف الرطوبة على المبخر ثم تتساقط ألي حوض التصريف وتخرج عبر أنبوبة الصرف ألي اسفل

طريقة عمل المبخر

مكان تركيب المبخرات 

يقع مكان المبخر بين صمامات التمدد والضاغط في الدائرة الميكانيكية الرئيسية يقع مكان المبخر بين صمام التمدد والمجمع في الدارة الميكانيكية الثانوية تعتبر المبخرات نقطة تجميع أو حبس الحرارة في منظومة التبريد و تقدم تأثير التبريد المطلوب لأي تطبيق خاص. توجد منها أنواع كثيرة و مختلفة مثلما توجد تطبيقات كثيرة للمبادرات الحرارية ، إلا أنها تنقسم إلى فئتين:

1. مبخرات التبريد المباشر Direct cooler evaporators و هي مبخرات تبرد الهواء و الذي يقوم تباعا بتبريد المنتج.

2. مبخرات التبريد الغير مباشر Indirect cooler evaporators و هي مبخرات تقوم بتبريد سائل مثل محلول ملحي brine solution و الذي يقوم تباعا بتبريد المنتج.

عند تصميم منظومة التبريد ، يتم تحديد الاحتياجات و اختيار المبخر المناسب من كتالوج أو كتيب المصنع . و عمليا تستخدم المبخرات التالية بشكل كبير و شائع في تطبيقات التبريد و التجميد و تكييف الهواء :

• مبردات السائل
• مبردات الهواء و/أو الغاز.

مكان تركيب المبخرات

مبردات السائل  Liquid Coolers

هي مبادلات حرارية من نوع التجويف و الأنبوب Shell and Tube type و هي أحد أشكال وحدات التبخير الأكثر شيوعا في تطبيقات تبريد و تثليج الماء ، حيث يستخدم هذا النوع لتبريد السوائل التي تستخدم كوسيط تبريد ثانوي أو لتبريد المنتجات النهائية مباشرة.عمليا ، فإن هذا النوع من المبادلات الحرارية يعرﱡف كمبردات سائل أو مثلجات liquid coolers or chillers و على سبيل المثال فإن التطبيقات التي تدخل في  صناعة الغذاء و التبريد هي:

• تثليج ماء الشرب chilling of drinkable water
• تثليج الماء لملفات تكييف الهواء chilling of water for air-conditioning coils
• تثليج الحليب بعد بسترته chilling of milk after pasteurization
• عملية تبريد العمليات process cooling operations

منظومات الماء المثلج تستخدم إما المبخر المغمور flooded evaporator أو مبخر التمدد المباشر و هما يعتبران نموذجا من المبادلات الحرارية من نوع التجويف و الأنبوب Shell and Tube type . و ينساب وسيط التبريد فيه عبر التجويف بحيث يتم التحكم في مستواه بواسطة صمام بينما ينساب أو يتدفق الماء المبرد (المثلج chilled ) في داخل الأنابيب. و العكس يحدث في مبخر التمدد المباشر ، حيث ينساب أو يتدفق الماء المبرد (المثلج chilled ) في التجويف بينما ينساب وسيط التبريد في داخل الأنابيب و يتم خنق تدفق وسيط التبريد لضمان خروج وسيط التبريد من المبخر في حالة غازية. و خلاص القول فإنه عندما يتبخر وسيط التبريد على السطح الخارجي للأنابيب فإن المبخر يكون من النوع المغمور flooded evaporator ، أما إذا كان وسيط التبريد يتبخر داخل الأنابيب فإن المبخر يكون من النوع الجاف

مبردات السائل  Liquid Coolers

انواع المبخرات

المبخرات من حيث الأسطح

تنقسم الى ثلاثة أنواع:

1- مبخرات ذات أنابيب عارية

2- مبخرات على هيئة أسطح لوحية

3- مبخرات مجهزة بزعانف

في هذا النوع من المبخرات يمر وسيط التبريد في الملف بينما يمرر الهواء من الخارج على تلك الملفات.في مبخرات المجهزة بزعانف تكون صغيرة الحجم إذا ما قورنت بالمبخرات الأخرى مثل مبخرات الأنابيب العارية لنفس السعة التبريدية, تستخدم مبخرات ذات الزعانف في الحالة التي يكون الفرق بين معاملي إنتقال الحرارة بين وسيط التبريد والهواء كبير.

انواع المبخرات

مبخرات ذات أنابيب عارية

تصنع المبخرات ذات الأنابيب العارية من الصلب في حالة الأمونيا, بينما تصنع من النحاس في حالة الهالوكربونات (فريونات), تأخذ المبخرات ذات الأسطح العارية أشكالاً عدة منها الملتوية والبيضاوية, وهذه صور لكلاً منهما.

يستخدم هذا النوع من المبخرات في مخازن التجميد حيث تطلب حركة مرور بطيئة لوسيط التبريد, كما تستخدم مراوح طرد مركزية لتوفير المتطلبات اللازمة لتلك المخازن.

مبخرات ذات أنابيب عارية-

مبخرات ذات أسطح لوحية

يصنع هذا النوع من المبخرات من لوحين يتم تشكليل أحدهما يكون مساراً لوسيط التبريد يستخدم هذا النوع في الثلاجات المنزلية. كما يوجد نوع آخر حيث يتم وضع الوحين بينهما أنابيب نقل الوسيط, حيث يعمل على زيادة التلامس ومعدل إنتقال الحرارة, يستخدم هذا النوع في ثلاجات الشاحنات وغرف التجميد, كما يستخدم كأرفف في المخازن التجميد, وفواصل للديب فريزر.

مبخرات ذات أسطح لوحية

المبخرات ذات الزعانف

تزيد الزعانف مساحة التبادل الحراري، ويحدد عددها وتباعدها من تصميم الملف وظروف الهواء والرطوبة واحتمال الصقيع. لا يعمم عدد زعانف لكل بوصة على كل تطبيق.

يحد الصقيع من مرور الهواء والتبادل الحراري. يراجع الفني التدفق والتحكم وشروط التشغيل ومنظومة إزالة الصقيع حيث وجدت؛ لا يقلل عدد زعانف ملف قائم أو يغير تصميمه حلًا ميدانيًا عامًا.

المبخرات ذات الزعانف

انواع المبخرات من حيث نوع التغذيه 

انواع المبخرات من حيث نوع التغذيه

• مبخرات التمدد الجاف (المباشر)

في مبخر DX تنظم التغذية بحيث يتبخر الوسيط وتتحقق حالة الخروج المحددة ويحمي التصميم الضاغط من رجوع السائل. تتحدد جهة التغذية والموزع والتحكم من المصنع؛ لا يختار موضعها اعتمادًا على قاعدة أن الأسفل أفضل دائمًا.

مبخرات التمدد الجاف (المباشر)

• المبخر المغمور Flooded Evaporator

يتم غمر المبخر بوسيط التبريد في حالة سائلة يكون معدل إنتقال الحرارة في المبخر أعلى ما يمكن نظراً لأن معامل إنتقال حرارة السوائل أعلى من معامل إنتقال الحرارة للغازات, يبدأ تكون بخار في المبخر نتيجة غليان سائل التبريد, كما يتم وضع صمام للتحكم بمستوى سائل التبريد Floating Control Valve, بحيث يسمح بوجود خلوص بسيط داخل الأنبوبة العلوية للمبخر, مما يساعد على خروج وسيط التبريد في صورة غازية, كما يتم وضع حاجز Baffle, يعمل على تفادي دخول قطرات من سائل التبريد الى الضاغط فيؤدي الى تدمير الضاغط.

المبخر المغمور Flooded Evaporator

• مبخرات ذات تغذية زائدة Overfeed Evaporator

في نظام التغذية الزائدة يضخ السائل إلى المبخرات وتعود عادة خلطة سائل وبخار إلى فاصل أو خزان مناسب، ثم يصل البخار إلى الضاغط وفق التصميم. تأتي الحرارة المكتسبة من الوسط المبرد، وليس من زيادة الاحتكاك وحدها. تختلف كفاءة هذا النظام وتكلفته مع التطبيق.

مبخرات ذات تغذية زائدة

طريقة صيانة المبخرات

1. تثبيت المبخر عن الاهتزاز
2. عدم تنظيف المبخر بأداة حادة
3. تعديل أنابيب وزعانف المبخر
4. إصلاح مروحة المبخر عند العطل
5. تنظيف المبخر من الداخل عند انسداده

طريقة صيانة المبخرات

طريقة تنظيف المبخر 

يحدد نوع الاتساخ طريقة الخدمة. تنظف الأسطح الخارجية بمواد وأدوات يجيزها المصنع بعد عزل الطاقة والتحقق من السلامة. أما تلوث أو انسداد دائرة الوسيط فلا يعالج المستخدم بفتحها أو إدخال R11. يتولى المختص الاسترجاع والفحص واختيار معالجة متوافقة أو استبدال الجزء وفق الدليل؛ لا يُطلق الوسيط إلى الجو.

طريقة تنظيف المبخر

طريقة استبدال المبخر 

استبدال المبخر من أعمال مختص مناسب لدائرة الوسيط والكهرباء. يختار جزءًا متوافقًا ويتبع خطة عزل واسترجاع وتوصيل وفحص تسرب وتفريغ وشحن واختبار حسب المنتج. تختلف وسيلة التمدد والحساسات والمرشح والتصريف؛ القائمة العامة ليست خطوات تنفيذ مستقلة ولا تصريحًا للمستخدم باللحام أو الشحن.

طريقة استبدال المبخر

مراجع للاطلاع: www.danfoss.com · www.danfoss.com · www.osha.gov · www.danfoss.com