دورة نظام التبريد بالتجميد ومكوناته

توجد العديد من طرق التبريد، وفيما يلي الطرق الشائعة الاستخدام:

1. التبريد بالتبخير السائل

2. تمدد الغاز والتبريد

3. التبريد باستخدام أنبوب الدوامة

4. التبريد الكهروحراري

يُعدّ التبريد بالتبخير السائل من أكثر أنواع التبريد استخدامًا. فهو يعتمد على امتصاص الحرارة الناتج عن تبخير السائل لتحقيق التبريد. ويشمل ذلك ضغط البخار، وامتصاصه، وحقنه، وامتزازه.

ينتمي التبريد بضغط البخار إلى التبريد بتغيير الطور، والذي يستخدم تأثير امتصاص الحرارة عندما يتحول المبرد من سائل إلى غاز للحصول على الطاقة الباردة. يتكون من أربعة أجزاء: الضاغط، والمكثف، وآلية الخنق، والمبخر. وهي متصلة بدورها بواسطة أنابيب لتشكيل نظام مغلق.

المكونات الرئيسية للتبريد وملحقاتها

1. الضاغط

تُقسم الضواغط إلى ثلاثة أنواع: مفتوحة، وشبه مفتوحة، ومغلقة. وتتمثل وظيفة الضاغط في سحب غاز التبريد ذي درجة الحرارة المنخفضة من جانب المبخر، وضغطه إلى بخار تبريد ذي ضغط ودرجة حرارة عاليين، ثم إرساله إلى المكثف.

2.مكثف

المكثف هو جهاز لتبادل الحرارة ينقل قدرة التبريد للمبخر في نظام التبريد، بالإضافة إلى ضغط الضاغط، إلى الوسط المحيط (ماء التبريد أو الهواء). ويمكن تصنيف المكثفات، بحسب طريقة التبريد، إلى مكثفات مبردة بالهواء، ومبردة بالماء، ومكثفات تبخيرية. المكثف هو جهاز لتبادل الحرارة ينقل قدرة التبريد للمبخر في نظام التبريد، بالإضافة إلى ضغط الضاغط، إلى الوسط المحيط (ماء التبريد أو الهواء). ويمكن تصنيف المكثفات، بحسب طريقة التبريد، إلى مكثفات مبردة بالهواء، ومبردة بالماء، ومكثفات تبخيرية.

3. المبخر

يعني المبخر أن سائل التبريد يغلي ويمتص حرارة الوسط المبرد (الهواء أو الماء) عند درجة حرارة منخفضة لتحقيق غرض التبريد.

4. صمام الملف اللولبي

صمام الملف اللولبي هو نوع من صمامات الإغلاق التي تُفتح تلقائيًا بتحكم كهربائي. يُركّب عادةً على خط أنابيب النظام لتشغيل وإيقاف مُشغّل منظم الضغط ثنائي الوضع في خط أنابيب نظام التبريد تلقائيًا. يُركّب صمام الملف اللولبي عادةً بين صمام التمدد والمكثف. يجب أن يكون الموقع أقرب ما يمكن إلى صمام التمدد، لأن صمام التمدد هو مجرد عنصر خانق ولا يمكن إغلاقه من تلقاء نفسه، لذلك يجب استخدام صمام الملف اللولبي لقطع خط أنابيب إمداد السائل.

5. صمام التمدد الحراري

تستخدم أجهزة التبريد عادةً صمامات التمدد الحراري لضبط تدفق غاز التبريد. ولا يقتصر التحكم في إمداد سائل التبريد للمبخر على صمام التنظيم فحسب، بل يشمل أيضًا صمام الخنق. يعتمد صمام التمدد الحراري على تغير درجة حرارة سائل التبريد عند مخرج المبخر لضبط إمداد السائل. يُوصل صمام التمدد الحراري بأنبوب مدخل سائل التبريد للمبخر، بينما تُوضع حساسات درجة الحرارة على أنبوب مخرج المبخر. وتُصنف صمامات التمدد الحراري عادةً إلى أنواع مختلفة حسب تصميمها.

(1) صمام تمدد حراري متوازن داخليا؛

(2) صمام التمدد الحراري المتوازن خارجيا.

صمام التمدد الحراري المتوازن داخليًا: يتكون من مستشعر درجة الحرارة، وأنبوب شعري، ومقعد الصمام، وغشاء، وقضيب طرد، وإبرة الصمام، وآلية ضبط. تُستخدم صمامات التمدد الحراري المتوازنة داخليًا عادةً في المبخرات الصغيرة.

صمام التمدد الحراري المتوازن خارجيًا: يُستخدم صمام التمدد الحراري المتوازن خارجيًا غالبًا في المبخرات ذات الأنابيب الطويلة أو المقاومة العالية. بالنسبة للمبخر ذي الحجم نفسه، يمكن استخدام صمام تمدد متوازن داخليًا عند استخدامه في خزانات التخزين ذات درجات الحرارة العالية، بينما يُستخدم صمام تمدد متوازن خارجيًا عند استخدامه في خزانات التخزين ذات درجات الحرارة المنخفضة.

6. فاصل الزيت

   يُركّب فاصل الزيت عادةً بين الضاغط والمكثف لفصل زيت آلة التبريد العالق في بخار المُبرّد. ويُستخدم جهاز إعادة الزيت لإعادة زيت آلة التبريد إلى علبة المرافق للضاغط؛ ويوجد نوعان شائعان من فواصل الزيت: النوع الطارد المركزي والنوع المرشح.

7. فاصل الغاز والسائل

افصل غاز التبريد عن سائل التبريد لمنع حدوث ظاهرة الطرق السائلة في الضاغط؛ خزّن سائل التبريد في دورة التبريد، واضبط كمية السائل وفقًا لتغير الحمل.

8. الخزان

يُمكن ضبط المُجمِّع، بحيث تُستخدم سعته التخزينية السائلة لموازنة واستقرار دوران المُبرِّد في النظام، مما يضمن التشغيل السليم لجهاز التبريد. يُوضع المُجمِّع عادةً بين المُكثِّف وصمام الخنق. ولضمان دخول المُبرِّد السائل من المُكثِّف إلى المُجمِّع بسلاسة، يجب أن يكون موضع المُجمِّع أدنى من موضع المُكثِّف.

9. مجفف الملابس

لضمان دوران سائل التبريد بشكل طبيعي، يجب الحفاظ على نظام التبريد نظيفًا وجافًا. عادةً ما يتم تركيب مجفف المرشح قبل عنصر الخنق. عند مرور سائل التبريد عبر مجفف المرشح، فإنه يمنع انسداد عنصر الخنق بشكل فعال.

10. زجاج الرؤية

يُستخدم هذا المؤشر بشكل أساسي للإشارة إلى حالة سائل التبريد في خط أنابيب جهاز التبريد ونسبة الماء فيه. عادةً ما تُعلّم ألوان مختلفة على غطاء المؤشر لتحديد نسبة الماء في سائل التبريد في النظام.

11. مرحل الجهد العالي والمنخفض

إذا كان ضغط تصريف الضاغط مرتفعًا جدًا، فسيفصل تلقائيًا، ويتوقف الضاغط، ويزيل سبب ارتفاع الضغط، ثم يُعاد تشغيله يدويًا (عطل + إنذار). وعندما ينخفض ​​ضغط السحب إلى الحد الأدنى، سيفصل تلقائيًا، ويتوقف الضاغط، ثم يُعاد تشغيله عندما يرتفع ضغط السحب إلى الحد الأعلى.

12. مرحل ضغط الزيت التفاضلي

   يقوم المفتاح الكهربائي الذي يستخدم فرق الضغط بين مدخل ومخرج مضخة زيت التشحيم كإشارة تحكم، بإيقاف الضاغط لحمايته عندما يكون فرق الضغط أقل من القيمة المحددة.

13. مرحل درجة الحرارة

   استخدم درجة الحرارة كإشارة تحكم للتحكم في درجة حرارة غرفة التبريد. يمكن التحكم في بدء تشغيل الضاغط وإيقافه مباشرةً عن طريق التحكم في فتح وإغلاق صمام الملف اللولبي لإمداد السائل؛ وعندما تحتوي الآلة الواحدة على عدة مجموعات، يمكن توصيل مرحلات درجة الحرارة لكل مجموعة على التوازي للتحكم في بدء تشغيل الضاغط وإيقافه تلقائيًا.

14. مادة التبريد

المبردات، والمعروفة أيضاً باسم مواد التبريد، هي مواد وسيطة تُستخدم في محركات حرارية مختلفة لإتمام عملية تحويل الطاقة. وتستخدم هذه المواد عادةً تحولات طورية عكسية (مثل التحولات الطورية بين الغاز والسائل) لزيادة القدرة.

15. زيت التبريد

تتمثل وظيفة زيت آلات التبريد بشكل أساسي في التشحيم، ومنع التسرب، والتبريد، والترشيح. وفي ضواغط متعددة الأسطوانات، يمكن استخدام زيت التشحيم أيضًا للتحكم في آلية التفريغ.