مكثف.
المكثف، وهو جزء من نظام التبريد، يُعدّ مبادلًا حراريًا، حيث يحوّل الغاز أو البخار إلى سائل، وينقل الحرارة من داخل الأنبوب إلى الهواء المحيط به بسرعة فائقة. تعتمد عملية عمل المكثف على إطلاق الحرارة، لذا تكون درجة حرارته مرتفعة.
تُستخدم المكثفات بكثرة في محطات توليد الطاقة لتكثيف البخار الناتج عن التوربينات. كما تُستخدم في محطات التبريد لتكثيف أبخرة التبريد مثل الأمونيا والفريون. وتُستخدم أيضًا في صناعة البتروكيماويات لتكثيف الهيدروكربونات والأبخرة الكيميائية الأخرى. وفي عملية التقطير، يُطلق على الجهاز الذي يحوّل البخار إلى سائل اسم المكثف. وتعمل جميع المكثفات عن طريق امتصاص الحرارة من الغازات أو الأبخرة.
يقوم الجزء الميكانيكي من نظام التبريد، وهو عبارة عن مبادل حراري، بتحويل الغاز أو البخار إلى سائل، ونقل الحرارة من الأنبوب إلى الهواء المحيط به بسرعة فائقة. أما المكثف، فتعمل عملية إطلاق حرارة، لذا تكون درجة حرارته مرتفعة.
تُستخدم المكثفات بكثرة في محطات توليد الطاقة لتكثيف البخار الناتج عن التوربينات. كما تُستخدم في محطات التبريد لتكثيف أبخرة التبريد مثل الأمونيا والفريون. وتُستخدم أيضًا في صناعة البتروكيماويات لتكثيف الهيدروكربونات والأبخرة الكيميائية الأخرى. وفي عملية التقطير، يُطلق على الجهاز الذي يحوّل البخار إلى سائل اسم المكثف. وتعمل جميع المكثفات عن طريق امتصاص الحرارة من الغاز أو البخار. [1]
مبدأ
يمر الغاز عبر أنبوب طويل (عادةً ما يكون ملفوفًا على شكل ملف لولبي)، مما يسمح بفقدان الحرارة إلى الهواء المحيط. تُستخدم معادن موصلة للحرارة، مثل النحاس، لنقل البخار. ولتحسين كفاءة المكثف، تُركّب مشتتات حرارية ذات أداء توصيل حراري ممتاز على الأنابيب لزيادة مساحة تبديد الحرارة وتسريع عملية التبريد، كما يُسرّع دوران الهواء بواسطة المروحة لسحب الحرارة.
في نظام التبريد بالثلاجة، يسحب الضاغط بخار المبرد منخفض الحرارة والضغط من المبخر، حيث يُضغط هذا البخار ضغطًا وحرارة عاليين ليتحول إلى بخار محمص فائق التسخين. ثم يُدفع البخار إلى المكثف لتبريده بضغط ثابت، حيث يُطلق الحرارة إلى وسيط التبريد، ليتحول بعدها إلى سائل مبرد فائق التبريد. يتحول سائل التبريد إلى سائل مبرد منخفض الضغط عبر صمام التمدد، فيتبخر ويمتص الحرارة من ماء التبريد المتداول (الهواء) في المبخر، مما يؤدي إلى تبريد ماء التبريد المتداول وتحقيق هدف التبريد. بعد ذلك، يُسحب سائل التبريد الخارج من الضغط المنخفض إلى الضاغط، وهكذا تستمر الدورة.
يتكون نظام التبريد بضغط البخار أحادي المرحلة من أربعة مكونات أساسية هي ضاغط التبريد والمكثف وصمام الخانق والمبخر، والتي يتم توصيلها تباعاً بواسطة أنابيب لتشكيل نظام مغلق، ويدور المبرد باستمرار في النظام، ويغير حالته، ويتبادل الحرارة مع العالم الخارجي.
ماكياج
في نظام التبريد، تُعدّ المُبَخِّر والمُكثِّف والضاغط وصمام الخانق الأجزاء الأربعة الأساسية. المُبَخِّر هو الجهاز المسؤول عن نقل البرودة، حيث يمتصّ المُبرِّد حرارة الجسم المراد تبريده. أما الضاغط، فهو بمثابة القلب النابض للنظام، إذ يقوم بسحب وضغط ونقل بخار المُبرِّد. بينما يقوم المُكثِّف بإطلاق الحرارة، ناقلاً الحرارة الممتصة في المُبَخِّر، بالإضافة إلى الحرارة الناتجة عن عمل الضاغط، إلى وسيط التبريد. ويقوم صمام الخانق بخفض ضغط المُبرِّد، مع التحكم في كمية سائل التبريد المتدفق إلى المُبَخِّر وتنظيمها. وينقسم النظام إلى قسمين: قسم الضغط العالي وقسم الضغط المنخفض. في نظام التبريد الفعلي، بالإضافة إلى الأجزاء الأربعة الكبيرة المذكورة أعلاه، توجد غالبًا بعض المعدات المساعدة، مثل الصمامات اللولبية، والموزعات، والمجففات، والمجمعات، والمقابس القابلة للانصهار، وأجهزة التحكم في الضغط، ومكونات أخرى، والتي يتم تركيبها لتحسين اقتصاديات التشغيل وموثوقيته وسلامته.
بحسب شكل التكثيف، يمكن تقسيم مكيف الهواء إلى مكيفات مبردة بالماء ومكيفات مبردة بالهواء، وبحسب الغرض من الاستخدام، يمكن تقسيمه إلى مكيفات مبردة فقط ومكيفات مبردة ومكيفات تدفئة، وبغض النظر عن نوع التركيب، فإنه يتكون من المكونات الرئيسية التالية.
تستند ضرورة وجود المكثف إلى القانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي ينص على أن التدفق التلقائي للطاقة الحرارية داخل نظام مغلق يكون أحادي الاتجاه، أي أنه يتدفق فقط من المناطق ذات الحرارة الأعلى إلى المناطق ذات الحرارة الأقل. كما أن الجسيمات المجهرية التي تحمل الطاقة الحرارية في العالم المجهري لا يمكنها إلا أن تتحول من حالة منتظمة إلى حالة غير منتظمة. لذلك، عندما يتلقى محرك حراري طاقةً لأداء شغل، يجب أن يُطلق المصب طاقةً أيضًا، مما يُنشئ فجوةً في الطاقة الحرارية بين المنبع والمصب، فيصبح تدفق الطاقة الحرارية ممكنًا، وتستمر الدورة.
لذا، إذا أردتَ أن يقوم الناقل بعملٍ مرةً أخرى، يجب عليك أولاً تحرير الطاقة الحرارية غير المُحرَّرة بالكامل، وتحتاج حينها إلى استخدام المُكثِّف. إذا كانت الطاقة الحرارية المحيطة أعلى من درجة حرارة المُكثِّف، فمن أجل تبريد المُكثِّف، يجب بذل شغل (عادةً باستخدام ضاغط). يعود السائل المُكثَّف إلى حالة ذات ترتيب عالٍ وطاقة حرارية منخفضة، ويمكن بذل الشغل مرةً أخرى.
يشمل اختيار المكثف تحديد شكله ونوعه، ويحدد تدفق ومقاومة مياه التبريد أو الهواء المتدفق عبره. ويجب أن يراعي اختيار نوع المكثف مصدر المياه المحلي، ودرجة حرارتها، والظروف المناخية، بالإضافة إلى حجم سعة التبريد الإجمالية لنظام التبريد ومتطلبات تصميم غرفة التبريد. وبناءً على تحديد نوع المكثف، تُحسب مساحة نقل الحرارة للمكثف وفقًا لحمل التكثيف وحمل الحرارة لكل وحدة مساحة، وذلك لاختيار نموذج المكثف الأمثل.
تكوين النظام
بعد امتصاص حرارة الجسم المبرد في المبخر، يتبخر سائل التبريد ليتحول إلى بخار ذي درجة حرارة عالية وضغط منخفض، ثم يسحبه الضاغط ويضغطه ليتحول إلى بخار ذي ضغط ودرجة حرارة عاليين، ثم يدخل المكثف، حيث يطلق الحرارة إلى وسيط التبريد (الماء أو الهواء) فيه، فيتكثف ليتحول إلى سائل ذي ضغط عالٍ، ثم يُخفَّض ضغطه بواسطة صمام الخنق ليصبح سائل تبريد ذي ضغط ودرجة حرارة منخفضين، ليعود إلى المبخر مرة أخرى لامتصاص الحرارة والتبخر. وبذلك يتحقق هدف التبريد الدوراني. وبهذه الطريقة، يمر سائل التبريد في النظام بأربع عمليات أساسية هي: التبخر، والضغط، والتكثيف، والخنق، لإكمال دورة التبريد.
المكونات الرئيسية هي الضاغط، والمكثف، والمبخر، وصمام التمدد (أو الأنبوب الشعري، وصمام التحكم في التبريد الفائق)، والصمام رباعي الاتجاه، والصمام المتعدد، وصمام الفحص، والصمام اللولبي، ومفتاح الضغط، والفيوز، وصمام تنظيم ضغط الإخراج، وجهاز التحكم في الضغط، وخزان تخزين السوائل، والمبادل الحراري، والمجمع، والمرشح، والمجفف، وجهاز الفتح والإغلاق التلقائي، وصمام الإيقاف، وقابس حقن السوائل، ومكونات أخرى.
كهربائي
المكونات الرئيسية هي المحركات (الضواغط، والمراوح، وما إلى ذلك)، ومفاتيح التشغيل، والموصلات الكهرومغناطيسية، ومرحلات التعشيق، ومرحلات التيار الزائد، ومرحلات التيار الزائد الحراري، ومنظمات درجة الحرارة، ومنظمات الرطوبة، ومفاتيح درجة الحرارة (لإزالة الصقيع، ومنع التجمد، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى سخان علبة المرافق للضاغط، ومرحل الماء، ولوحة التحكم الإلكترونية، ومكونات أخرى.
أدوات التحكم
يتكون من عدد من أجهزة التحكم، وهي:
جهاز التحكم في غاز التبريد: صمام التمدد، الأنبوب الشعري، إلخ.
وحدة التحكم في دائرة التبريد: صمام رباعي الاتجاه، صمام عدم الرجوع، صمام مزدوج، صمام الملف اللولبي.
جهاز التحكم بضغط غاز التبريد: صمام فتح الضغط، منظم ضغط الخرج، جهاز التحكم بالضغط.
حماية المحرك: مرحل التيار الزائد، مرحل التيار الزائد الحراري، مرحل درجة الحرارة.
منظم درجة الحرارة: منظم مستوى درجة الحرارة، منظم تناسب درجة الحرارة.
منظم الرطوبة: منظم مستوى الرطوبة.
وحدة التحكم في إزالة الصقيع: مفتاح درجة حرارة إزالة الصقيع، مرحل وقت إزالة الصقيع، مفاتيح درجة حرارة متنوعة.
التحكم في مياه التبريد: مرحل المياه، صمام تنظيم المياه، مضخة المياه، إلخ.
التحكم في الإنذارات: إنذار ارتفاع درجة الحرارة، إنذار الرطوبة الزائدة، إنذار انخفاض الجهد، إنذار الحريق، إنذار الدخان، إلخ.
عناصر تحكم أخرى: وحدة تحكم سرعة المروحة الداخلية، وحدة تحكم سرعة المروحة الخارجية، إلخ.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، فتابع قراءة المقالات الأخرى على هذا الموقع!
يرجى الاتصال بنا إذا كنتم بحاجة إلى مثل هذه المنتجات.
تلتزم شركة Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. ببيع قطع غيار سيارات MG&MUXS، ونرحب بكم للشراء.
