هويشيان تيانيانغ إلكتريك المحدودة
مبدأ العمل وخصائص المكثف
2025-09-19
المكثف هو أحد أجهزة تبادل الحرارة الرئيسية في معدات التبريد. وتتمثل مهمته في تبريد وتكثيف بخار المبرد المحمّر عالي الضغط والمنطلق من الضاغط إلى سائل مشبع أو حتى فائق التبريد، وذلك عن طريق إطلاق الحرارة إلى الوسط البيئي.
وفقًا لوسائط التبريد المختلفة والطرق المستخدمة في المكثفات، هناك ثلاثة أنواع: مبردة بالماء، ومبردة بالهواء، ومُبردة بمزيج من الماء والهواء.
طريقة تبريد المكثف:
مبرد بالهواء، مبرد بالماء، التبريد التبخيري (تبريد الهواء بالماء)
وفقًا لنمط تدفق الهواء خارج الأنبوب في المكثف المبرد بالهواء:
مكثف مبرد بالهواء بالحمل الطبيعي، مكثف مبرد بالهواء بحمل قسري
1. مكثف مبرد بالماء
يستخدم هذا النوع من المكثفات الماء كوسيلة تبريد لإزالة الحرارة المنبعثة أثناء عملية تكثيف المبرد. يمكن استخدام مياه التبريد مرة واحدة أو إعادة تدويرها.
عند استخدام المياه الدائرية، يجب تجهيز برج تبريد أو خزان مياه باردة لضمان تبريد المياه باستمرار. ووفقًا لهياكلها المختلفة، هناك بشكل رئيسي النوع ذو القشرة والأنبوب والنوع ذي الغلاف، بالإضافة إلى مبادلات الحرارة بالألواح الشائعة الاستخدام حاليًا.
مكثف مغلق بالقشرة والأنبوب
1. مكثف من النوع الصدفي والأنبوبي:
تتميز المبردات المستخدمة في أنظمة التبريد بخصائص هيكلية مختلفة. وبشكل عام، تعتبر مكثفات الأصداف والأنابيب العمودية مناسبة لوحدات تبريد الأمونيا الكبيرة، بينما تُستخدم مكثفات الأصداف والأنابيب الأفقية عادةً في وحدات تبريد الأمونيا أو الفريون كبيرة ومتوسطة الحجم. وعادةً ما تكون طريقة التثبيت بين لوحة الأنابيب وأنبوب نقل الحرارة هي طريقة الوصلة التمددية، والتي تعد مريحة لإصلاح واستبدال أنبوب نقل الحرارة.
2. خصائص مكثف الأصداف والأنابيب الأفقي:
معامل انتقال حرارة عالي، واستهلاك منخفض لمياه التبريد، وتشغيل وإدارة مريحة؛ لكن تُوضع متطلبات عالية على جودة مياه التبريد. حاليًا، يُستخدم هذا النوع من الأجهزة بشكل شائع في أنظمة التبريد الكبيرة والمتوسطة الحجم.
مكثف عمودي بأنابيب
1- أنبوب مخرج السائل؛ 2- موصل مقياس الضغط؛ 3- أنبوب المدخل؛ 4- خزان توزيع المياه؛ 5- موصل صمام الأمان؛ 6- أنبوب معادلة الضغط؛ 7- أنبوب التهوية؛ 8- أنبوب تصريف الزيت
3. مكثف الأكمام:
إنه مكثف مبرد بالماء يتكون من أنابيب بأقطار مختلفة يتم تركيبها معًا وثنيها على شكل لولبي أو متعرج. كما هو موضح في الشكل، يتكثف بخار المبرد بين الأكمام، ويُسحب المكثف من الأسفل. تتدفق مياه التبريد من الأسفل إلى الأعلى في خط الأنابيب ذي القطر الأصغر، مما يشكل تدفقًا عكسيًا مع المبرد، وبالتالي تحقيق تأثير أفضل لنقل الحرارة.
مكثف أنبوب مزدوج
4. مكثف اللوحة:
يتكون المكثف اللوحي من مجموعة من ألواح مموجة من الفولاذ المقاوم للصدأ متصلة على التوالي، وتشكل قنوات سائلة باردة وساخنة على جانبي لوحة نقل الحرارة، وتتبادل الحرارة عبر جدار اللوح أثناء عملية التدفق.
يبلغ سمك لوحة التبادل الحراري حوالي 0.5 مم، وعمومًا يكون تباعد اللوحات من 2 إلى 5 مم.
تُستخدم مبادلات الحرارة بالألواح على نطاق واسع في السنوات الأخيرة نظرًا لحجمها الصغير، ووزنها الخفيف، وكفاءتها العالية في نقل الحرارة، والكمية المنخفضة المطلوبة من سائل التبريد، وموثوقيتها العالية. لكن محتواها صغير، ويجب تصريف سائل التبريد المكثف بسرعة. كما تتطلب جودة عالية لمياه التبريد، ويصعب تنظيفها، كما أن التسريبات الداخلية ليست سهلة الإصلاح.
يتدفق ماء التبريد داخل وخارج، ويدخل بخار المبرد من الأعلى، ويتدفق المبرد السائل إلى الخارج من الأسفل.
2. مكثف مبرد بالهواء
يستخدم هذا المكثف الهواء كوسيلة تبريد، حيث يتكثف المبرد داخل الأنابيب بينما يتدفق الهواء خارج الأنابيب، فيمتص الحرارة التي يطلقها بخار المبرد داخل الأنابيب. ونظرًا لصغر معامل نقل الحرارة للهواء، غالبًا ما تُركب زعانف خارج الأنبوب (على جانب الهواء) لتعزيز انتقال الحرارة خارج الأنبوب. وهو ينقسم إلى نوعين: تدفق الهواء الحر وتدفق الهواء القسري.
1. مكثف مبرد بالهواء مع تدفق هواء حر:
يستخدم المكثف التغير في الكثافة الناجم عن امتصاص الحرارة المنبعثة من المبرد عند تدفق الهواء خارج الأنبوب، مما يؤدي إلى تدفق الهواء بحرية ويحمل باستمرار حرارة التكثيف من بخار المبرد. وهو لا يتطلب مروحة، ولا يصدر أي ضوضاء، ويشيع استخدامه في وحدات التبريد الصغيرة. كما هو موضح في الشكل التالي:
مكثف مبرد بالهواء بتدفق هواء مُجبر: كما هو موضح في الشكل أدناه، يتكون من مجموعة واحدة أو عدة مجموعات من الملفات ذات الزعانف. يدخل بخار المبرد إلى الملف من الرأس العلوي، وتُستخدم زعانفه الخارجية لتعزيز انتقال الحرارة من جانب الهواء وتعويض معامل نقل الحرارة المنخفض على سطح الهواء.
من حيث الهيكل، كلما زاد عدد صفوف الأنابيب باتجاه تدفق الهواء، انخفضت سعة نقل الحرارة في الصفوف الخلفية من الأنابيب، مما يجعل من الصعب الاستفادة الكاملة من قدرة نقل الحرارة. ولتحسين معدل استخدام منطقة التبادل الحراري، من الأفضل أن يكون هناك 4 إلى 6 صفوف من الأنابيب.
2. مقارنة بين المكثف المبرد بالهواء والمكثف المبرد بالماء:
(1) تُعتبر التكاليف الأولية والاستثمارية للمعدات المبردة بالماء أقل من تلك الخاصة بالمعدات المبردة بالهواء في المناطق التي تتوفر فيها كمية كافية من مياه التبريد؛
(2) نظرًا لارتفاع درجة حرارة الهواء الخارجي في الصيف، يمكن أن تصل درجة حرارة التكثيف عمومًا إلى 50 ℃. ولتحقيق نفس قدرة التبريد، يلزم زيادة قدرة ضاغط التبريد الخاص بالمعدات المبردة بالهواء بنحو 15%.
3. مكثف تبخيري
1. مكثف تبخيري:
تستخدم الماء والهواء كوسائط للتبريد. فهي تستخدم الحرارة التي تم امتصاصها أثناء تبخر الماء لتكثيف بخار المبرد داخل الأنبوب. يتم رفع الماء بواسطة مضخة المياه ورشّه على السطح الخارجي لأنبوب نقل الحرارة من خلال الفوهة، مما يشكل طبقة مائية. يمتص جزء منها الحرارة ويتبخر إلى بخار ماء، الذي يُحمل بعيدًا بعد ذلك بواسطة الهواء الداخل إلى المكثف.
تتساقط قطرات الماء غير المتبخرة إلى البركة السفلية. هناك حاجز مائي فوق الصندوق، يستخدم لمنع تبخر قطرات الماء في الهواء. المبدأ الهندسي للمكثف التبخيري موضح في الرسم التخطيطي.
2. خصائص المكثف التبخيري:
(1) من خلال استخدام تبخير الماء لإزالة حرارة التكثيف، فإن كمية مياه التبريد المستهلكة تقتصر فقط على كمية المياه المُسَلّمة والمُتبددة، مما يؤدي إلى استهلاك أقل لمياه التبريد؛
(2) تؤثر درجة حرارة المصباح الرطب للهواء المدخل إلى المكثف التبخيري بشكل كبير على نقل الحرارة. فعند نفس درجة حرارة التكثيف وكمية الهواء، كلما انخفضت درجة حرارة المصباح الرطب للمدخل، زاد تبخر مياه التبريد، وبالتالي تحسنت فعالية التكثيف.
الصفحة السابقة:
الصفحة التالية:
اتصل بنا
الهاتف:+86-18736022991
البريد الإلكتروني:hxtydq000@163.com
العنوان: متنزه هينان شينشيانغ الصناعي
وي تشات:+86-18736022991
واتساب:8616638168551
حقوق النشر © شركة هويشيان تيانيانغ الكهربائية المحدودة
IPV6