الباب الرابع

معدات التبريد

5/1 الضواغط                                                     compressors

5/1/1 استخدامات الضواغط

     تقوم ضواغط التبريد بعملية ضغط وسيط التبريد وهو فى حالته الغازية لرفع درجة حرارته وضغطه 0 ثم يتم تمريره فى المكثف لتحويله من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة وتجميعه فى خزان سائل التبريد ومن خلال بعض الأجهزة المركبة على مواسير دوائر التبريد يمر سائل التبريد إلى المبخرات evaporatorS  ( مبردات الهواء للحيز المبرد أو المبخرات المغمورة فى أحواض صناعة الثلج مثلاً00) من خلال صمام انتشار فينخفض ضغط ودرجة حرارة وسيط التبريد بداخل المبخرات مما يحدث الانتقال الحرارى بين وسيط التبريد البارد وجو المخزن فى الثلاجات أو المياه المراد تحويلها إلى ثلج فى مصانع إنتاج الثلج ، أو المادة المراد تبريدها عامه 0 وبإنتقال الحرارة إلى وسيط التبريد يتحول مره أخرى إلى الحالة الغازيه ليصل إلى الضاغط ليعاد ضغطه مره أخرى وتستمر الدوره 0

5/1/2 أنواع الضواغط 

- ضواغط تردديه                                               compressors   reciprocating  

- ضواغط طاردة مركزيه                                                                                       compressors   centrifugal

- ضواغط دورانيه                                                                                                            combressors    rotary

- ضواغط حلزونية                                                    compressors screw  

- ضواغط حلزونية دوراه                                            compressors scroll  

- ضواغط ترسية                                                      gear compressors

وعادة ما تدار هذه الضواغط بواسطة محركات كهربائية . وتكون طرق اتصال جسم الضاغط بجسم المحرك واحدة من الآتى :-

1- النوع المفتوح   open type ويكون فية جسم الضاغط منفصلاً عن جسم المحرك والاتصال بينهما أما مباشر direct coupling أو غير مباشر عن طريـق السيــور

   belt driven .

2- النوع النصف مقفل semi hermetic   ويكون فية الضاغط والمحرك الكهربائى داخل جسم واحد مصنع بطريقه تسمح بإجراء أعمال الصيانة للضاغط .

3- النوع المقفل hermetic  ويكون فية الضاغط والمحرك داخل غلاف معدنى مغلق ومحكم تماماً ولا يسمح بإجراء الصيانة .

ويجب أن يثبت على كل ضاغط بطاقة معدنية تشتمل على:-

 بلد المنشأ – المصنع المنتج – الطراز – الرقم المسلسل للتصنيع – سنه الإنتاج – أعتماد الجهة التى قامت بإجراء الأختبارات بالمصنع المنتج - نوع الضاغط - نوع وسيط التبريد - جهد التشغيل الكهربائى بالفلط وقدرة المحرك بالواط وأقصى شدة تيار بالأمبير للضواغط من النوع الثانى والثالث .

5/2 المبخرات                                                         dry expantion 

توجد عدة استخدامات للمبخر ، ويتغير أسمه طبقاً لنوع الاستخدام – فأن استخدام المبخر فى تبريد هواء حيز ما أطلق علية مبرد هواء  air cooler  وإن استخدام فى تبريد ماء لأستعمالة فى أغراض تكييف الهواء أطلق علية مبرد مياه  water chiller  وهكذا ، وهذه المبخرات يمر خلالها وسيط التبريد بعدة أساليب وهى :-

- التمدد الجاف                                                                  dry expansion

وفيها يمر وسيط التبريد من خلال صمام انتشار من النوع الترمواستاتيكى أو الألكترونى .

- المغمور                    looded                                                                                                                   flooded

وفيها يمر وسيط التبريد من خلال وعاء إلى داخل مواسير المبخر ليغمرها بالسائل

- التغذية بضخ السائل                                             pumped   liquid  circulation

وفيها يضخ سائل وسيط التبريد من وعاء فصل السائل liquid separatin vessel عند درجة حرارة موحدة إلى مبخر واحد أو عدة مبخرات بواسطة مضخة أو عدة مضخات .

وعادة ما يستخدم أسلوب التمدد الجاف مع المبخرات ذات السعات التبريدية الصغيرة   والمتوسطة ويستخدم معها طريقة أذابه الثلج بالسخانات الكهربائية

defrost   heaters  Electrical 

  ويستخدم أسلوب الغمر مع المبخرات ذات السعات التبريدية المتوسطة ويستخدم معها طريقة إذابة الثلج بالغاز الساخن 

defrost hot  gas  من خلال خط الطرد للضاغط .

وعادة ما يستخدم أسلوب التغذية بضخ السائل مع المبخرات ذات السعة التبريدية الكبيرة

ويستعمل معها طريقة إذابة الثلج بالغاز الساخن من خلال خط الطرد للضاغط ، كما يمكن استخدام طريقة إذابة الثلج بالماء  water  defrost  مع هذه المبخرات .

5/2/1 مبردات الهواء                                            air coolers

تستخدم فى تبريد جو غرف أو عنابر حفظ المنتجات بالمخازن المبردة " الثلاجات " عن طريق دفع الهواء البارد بواسطة مجموعات مراوح كهربائية من خلال ملفـات التبريـد إلى الأماكن المحيطة بالمخزون ، وكذلك تستخدم فى تبريد الهواء عامه .

ويجب أن يثبت على كل مبرد هواء بطاقة معدنية تشتمل على:-

بلد المنشأ – المصنع المنتج – الطراز – الرقم المسلسل للتصنيع – سنة الإنتاج – أعتماد الجهة التى قامت بالاختبارات بالمصنع المنتج - نوع مبرد الهواء - السعه التبريدية الاسمية - نوع وسيط التبريد - جهد التشغيل الكهربائى للمراوح - عدد المراوح وقدرتها وأقصى شدة تيار - المسافة بين الزعانف  ( أو بيان عنها ) - عدد وقدرة السخانات الكهربائية وشدة التيار ، أن وجدت .

وتتكون مبردات الهواء عادة من الأجزاء التالية والتى يتم تجميعها فى هيكل معدنى واحد

1- ملفات التبريد

وهى الجزء الذى يمر داخله وسيط التبريد عند درجة الحرارة المناسبة لظروف الاستخدام . وتصنع عادة من مواسير صلب لا يصدأ أو صلب كربونى وذلك لاستخدامها مع وسيط التبريد R- 717  ( النشادر). كما تصنع من مواسير النحاس لاستخدامها مع وسائط التبريد الهالوكربونية 0 ويتم تصميم الملفات من مجموعة المواسير بأقطار وأطوال مناسبة للحصول على مسطح التبريد اللازم لتحقيق درجة الحرارة المناسبة لنوع وحجم المخزون المطلوب تبريده ، وتزود مواسير هذه الملفات بزعانف خارجية fins لزيادة مسطح انتقال الحرارة فى حالة استخدامها لتبريد الغازات .

2- مجموعة المراوح الكهربائية                     electric fan units                                 

 وتركب خلف أو أمام ملفات التبريد وتقوم بدفع أو سحب الهواء البارد من خلال هذه الملفات إلى الحيز المراد تبريده ويتم تصميمها من مروحة أو عده مراوح بالقدرة  والسعة المناسبة والكافية لدفع كميات الهواء إلى الحيز وللمسافة المطلوبة .

ويجب أن يثبت على كل مجموعة مراوح بطاقة معدنية تشمل الآتى :

بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – عدد المراوح – القدرة الكهربائية للمحرك – كمية الهواء – رمية الهواء   air throw

3- موجهات الهواء :

قد يكون مبرد الهواء مزود بمواجهات هواء تركب فى الجزء المواجه لملفات التبريد ويتم بواسطتها توجيه الهواء البارد إلى الحيز المراد تبريده . ويتم التحكم فى المسافة بين هذه الموجهات وبعضها تبعاً لدرجة الحرارة داخل هذا الحيز .

4- السخانات الكهربائية :                                                       electric heaters    

    تعمل على تسخين ملفات التبريد لاذابة الثلج من حولها ( وذلك فى حالة عدم استخدام وسيط التبريد الساخن فى هذه العملية ) . وتتم هذه العملية دورياً ويكون الضاغط أثناء ذلك متوقفاً . كما يتم تركيب سخانات كهربائية أخرى لتسخين حوض تجمع المياه المذابة وخط المواسير الناقل لهذه المياه من الحوض إلى خارج الغرفة لتلافى تجمدها .

5- حوض تجميع المياه :                                       water drip tray ( drip pan)

 ويركب فى الجزء السفلى من مبرد الهواء لأستقبال المياه الناتجة عن أذابه الثلج المتكون حول ملفات التبريد لتصريفه خارج الغرفة . 

6-  مجموعة المحابس وأجهزة التشغيل والتحكم :

وهى التى تنظم  تشغيل وأداء مبرد الهواء ويتم تركبيها عادة خارج الحيز المبرد خلف المبرد ، وتشمل مجموعة المحابس اليدوية والكهربائية وأجهزة التحكم فى مرور سائل التبريد والفلاتر والموضح بيانها وأداؤها تفصيلاً فى الباب الخامس بند  5/4. 

5/2/2 مبردات السوائل                                                        liquid chillers

تستخدم فى تبريد المياه أوالمحلول الملحى بواسطة ملفات تبريد يمرر داخلها وسيط تبريد . وهذه السوائل تضخ بواسطة مضخات إلى  مبردات هواء لاستخدامها فى أغراض تكييف الهواء (المجلد الأول ) وبعض الأغراض الأخرى مثل عمليات تبريد وبسترة الألبان وتبريد أجزاء المعدات الخ …

ويجب أن يثبت على كل مبرد بطاقة معدنية تشمل الآتى :

بلد المنشأ – المصنع المنتج – الطراز – الرقم المسلسل للتصنيع – سنة الإنتاج – اعتماد الجهة التى قامت بالاختبارات بالمصنع المنتج – السعة التبريدية الاسمية – نوع وسيط التبريد – جهد التشغيل الكهربائى بالفلط ، شدة التيار بالأمبير .

5/2/3  المبخرات المغمورة                                      immersed  evaporators  

تغمر هذه المبخرات داخل حوض يحتوى على وسيط أو محلول ما يراد خفض درجة حرارته . وأكثر التطبيقات شيوعاً صناعة قوالب الثلج ، حيث يتم تبريد محلول ملحى بواسطة هذه المبخرات إلى درجة –11 إلى –13^o س ويغمر فى المحلول قوالب معدنية تحتوى المياه المراد تحويلها إلى ثلج .

ويجب أن يثبت على كل مبخر بطاقة معدنية تشتمل على :-

بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – الرقم المسلسل للتصنيع – اعتماد الجهة التى  قامت بالاختبارات بالمصنع المنتج – السعه التبريدية الأسمية للمبخر بالـواط – مساحة سطح التبادل الحرارى ، م^{2 .}

ويراعى عند تصميم المبخرات الآتى :-

فى المبخرات المستخدمة لتبريد الهواء يكون الفارق بين درجتى حرارة سائل وسيط التبريد داخل المبخر والحيز المراد تبريدة من 6- ⁵10س وكلما زاد هذا الفارق قلت تكلفة رأس المالcapital cost وانخفضت الرطوبة النسبية داخل الحيز .

- الا يزيد فقد ضغط الهواء خلال مروره فوق سطح المبخر عن 125 باسكال

- فى مبخرات التمدد الجاف الا يقل الفارق بين درجة حرارة الغاز المحمص الخارج من المبخر ودرجة حرارة التشبع عند نفس الضغط عن ⁵5س ، ضماناً لكفاءة تشغيل صمامات التمدد الترمو ستاتى المستخدمة مع هذه المبخرات .

- ألا يزيد فقد الضغط داخـل ملفـات المبخـرعن ضغط التشبـع المناظــر لدرجـة واحـدة ^oس  saturated  pressure  equivalent  .1^oC

5/3- المكثفات                                                            condenses

      هى مبادلات حرارية تستخدم فى نقل الحرارة المتجمعة من المبخر ومن عملية ضغط الغاز بواسطة الضاغط إلى خارج دائرة التبريد ، وذلك لتكثيف وسيط التبريد بعد خروجه من الضاغط وتحويله من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة .

وتنقسم المكثفات عامه إلى ثلاثة أنواع :

- مكثفات مبردة بالهواء  air cooled condensers  .

- مكثفات مبردة بالمياه  water cooled condensers  .

-       مكثفات مبردة بالمياه والهواء وتسمى مكثفات تبخيرية evaporative condensers  .

ويعمل المكثف عند ضغط ودرجة حرارة تتوقف على درجة حرارة الوسيط المستخدم فى تبريده  وكلما أمكن خفض ضغط ودرجة حرارة المكثف كلما كان ذلك أفضل فى ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية و كلما تحسنت ظروف تشغيل الضاغط . لذلك فأن أفضل أنواع المكثفات المحقق لذلك هى المكثفات المبردة بالمياه ، حيث أن درجة حرارة المياه المتوفرة أقل من درجة حرارة الهواء الجوى عامه . فإذا تعذر توفر مصدر للمياه أو كان استخدامها يمثل عبئا اقتصادياً ، أو كانت معدات التبريد المستخدمة ذات قدرات صغيرة فأنه من المناسب حينئذ استخدام مكثفات مبردة بالهواء

      وإذا كان المكثف المبرد بالمياه يعمل فى دائرة مغلقة مع برج تبريد (cooling tower)    - لأعادة تبريد المياه المستخدمة – فأنه فى هذه الحالة يمكن دمج المكثف وبرج التبريد فى وحدة واحدة هى المكثف التبخيرى( evaporative condenser ) حيث يتحقق تحسن فى الأداء وانخفاض فى التكلفة أنظر الشكل ( 5/1 )

5/3/1 المكثفات المبردة بالهواء                                   air cooled condensers

يستخدم هذا النوع من المكثفات الهواء الجوى فى تبريد وتكثيف وسيط التبريد الخارج من الضاغط لتحويله مرة أخرى إلى سائل وأستقبالة فى خزان سائل التبريد . درجة حرارة التكثيف وبالتالى ضغط الطرد تتوقف أساساً على درجة حرارة الهواء الجوى المقيسة بالترمومتر الجاف ambient dry bulb temp.  ويتم تكثيف وسيط التبريد عند درجة حرارة من 10 ⁵س إلـى 15 ⁵س اعلى من درجة حرارة الهواء الجوى المحيط .

لذا فأن ضغط الطرد ودرجة حرارة التكثيف لهذا النوع من المكثفات يكون أعلى من مثيلة بالمكثفات المبردة بالماء وبالتالى يكون استهلاك الكهرباء وتكلفة التشغيل مرتفعة.

مما سبق فأنه يوصى باستخدام هذا النوع من المكثفات فى دوائر التبريد ذات السعات الصغيرة أو فى حاله صعوبة الحصول على المياه أو أرتفاع سعرها ويجب أن يثبت  على كل مكثف بطاقة معدنية تشمل على :-

بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – الرقم المسلسل للتصنيع – أعتماد الجهة التى قامت بالاختبارات بالمصنع المنتج – مسطح التبريد م² – عدد المراوح الكهربائية وقدرتها وسراعاتها - معدل انسياب الهواء م³/س .

5/3/2 المكثفات المبردة بالماء وأبراج التبريد

5/3/2/1  المكثافات المبردة بالماء                        water cooled condensers

 يستخدم هذا النوع من المكثفات المياه فى تبريد وتكثيف وسيط التبريد الخارج من الضاغط لتحويله مره أخرى إلى سائل واستقباله فى خزان سائل التبريد

درجة حرارة التكثيف وبالتالى ضغط الطرد تتوقف أساساً على درجة حرارة  المياه المستخدمة فى تبريد المكثف . ويتم تكثيف وسيط التبريد عند درجة حرارة من 8 إلى ⁵10س أعلى من درجة حرارة الماء المستخدم. وعلى ذلك فأن ضغط ودرجة حرارة التكثيف لهذا النوع من المكثفات يكون أقل من مثيلة فى المكثفات المبردة بالهواء وبالتالى يكون استهلاك الكهرباء وتكلفة التشغيل منخفضة ويوصى باستخدام هذا النوع من المكثفات فى دوائر التبريد ذات السعات الكبيرة وعند توفر مصادر للمياه.

وتصنع هذه المكثفات من أحد الأنواع التالية :- 

الغلاف والأنبوب                                                        & tube shell 

الغلاف والملف                                                         shell & coil

الغلاف والخزان                                                        shell &  tank             

السطح المستوى                                                             flat plate

أنبوب داخل أنبوب                                                    in tube  tube

وأشهر هذه الأنواع هو النوع الأول ويتكون من جسم أسطوانى الشكل مصنع من الصلب بسمك مناسب للضغط داخله ، ويمر بداخله عدد من مواسير الصلب المسحوب على البارد دون لحامات seamless tubes  بأطوال وأقطار تحقق مسطح تبريد مناسب لعملية التبادل الحرارى بين الغاز الساخن الخارج من الضاغط والمنتشر داخل الجسم الأسطوانى حول هذه المواسير وبين مياه التبريد المارة بها حيث يحدث نتيجة هذا التبادل الحرارى تكثيف الغاز الساخن وتحويله إلى سائل يتم تجميعه فى خزان سائل التبريد ويمكن أن يكون المكثف مكونا من مجموعة واحدة من المواسير أو عدة مجموعات توصل مع بعضها .

ويجب أن يثبت على المكثف بطاقة معدنية تشمل على : 

بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – الرقم المسلسل للتصنيع – أعتماد الجهة التى قامت بالاختبارات بالمصنع المنتج – مسطح التبريد م²  –عدد مرات المياه داخل المكثف ـ معدل سريان المياه م³ / س وضغطها - بار.

5/3/2/2  أبراج التبريد                                                         cooling towers

فى حالة ندرة المياه المستخدمة فى التبريد أو ارتفاع تكلفة توفيرها فتتم عملية التكثيف بواسطة دائرة مياه تبريد مغلقة باستخدام برج التبريد cooling tower  لتبريد المياه الخارجة من المكثف وإعادة استخدامها 0

وتعتمد فكرة عمل أبراج التبريد على وجود تيار الماء المراد تبريده فى أتجاه متقطع أو معاكس لتيار هواء مسحوب عادة بواسطة مراوح كهربائية ويؤدى البخر الذى يحدث نتيجة اختلاط الهواء بالماء إلى تبريد الماء المتساقط إلى حوض التجمع السفلى ومنة يتم سحب الماء بواسطة مضخه لإعادته مره أخرى إلى المكثف .

وتتوقف كفاءة برج التبريد بدرجة كبيرة جداً على درجـة حـرارة المستودع الرطب للهـواء الجوىambient wet bulb temp   . واذا تساوت هذه الدرجة مع درجة حـرارة الهواء الجـاف ( حالة التشبع ) – فأن كفاءة برج التبريد تنعدم وعلى هذا فأن برج التبريد يستخدم فى المناطق الجافة نسبياً ويفضل إقامته فى أماكن مفتوحة وغير محاطة بحوائط عالية تعوق حركة الهواء ، تلافياً لأرتفاع درجة حرارة ورطوبة الهواء المحيط .

هذا ويجب أن تكون درجة حرارة المياه بعد خروجها من البرج من 3 –  ⁵6س أعلى من درجة المستودع الرطب .

ويتكون برج التبريد من الأجزاء التالية :-

أ- الجزء العلوى ويصنع من الصاج المجلفن على الساخن والمدهون بمادة مقاومة للصدأ ، أو يصنع من مواد معتمدة أخرى . ويضم هذا الجزء مجموعة مواسير مزودة بمجموعات من الرشاشات تعمل على مجموعة موجهات خاصة مصنعة من الصاج المجلفن المموج أو من البلاستيك المقوى المموج .

ب- الجزء الأوسط يضم مجموعة من المراوح الكهربائية تقوم بدفع الهواء الجوى فى عكس اتجاه المياه المتساقطة ،  لخفض درجة حرارتها ( وقد تستخدم بدلاً عن ذلك مراوح لدفع الهواء خلال البرج وتثبيته خارج جسم البرج )

جـ-الجزء السفلى وهو عبارة عن حوض تجميع المياه المبرده ويصنع من ألواح الصلب المجلفن بسعه مناسبة ويزود بوصلتين أحداهما لإعادة تغذية البرج لتعويض الفاقد من المياه والأخرى لتفوير مياه البرج .

 وتستخدم مجموعة طلمبات مياه كهربائية ذات سعه مناسبة لضخ المياه المبردة من حوض التجميع إلى داخل المكثف خلال شبكة من المواسير ثم رجوعاً إلى البرج ويجب أن يثبت على البرج بطاقة معدنية تشتمل على :-

بلد المنشأ – المصنع المنتج – سنة الإنتاج – الرقم المسلسل للتصنيع – عدد المراوح الكهربائية وقدرة كل منها وشدة التيار.

5/3/2/3 وحدة أوتوماتية لطرد الغازات غير القابلة للتكثيف

                                     automatic non – condensables gas purge

تتجمع الغازات غير القابلة للتكثف داخل الدائرة فى المكثفات ، وتؤدى إلى ارتفاع ضغط الطرد وضغط المكثف وبالتالى زيادة الطاقة المستهلكة وهذه الغازات هى الهواء الذى قد يتسرب إلى الدائرة أو الهواء والنيتروجين المتبقى من عملية التنظيف والاختبار قبل تفريغ الدائرة وشحنها .

ويتم التخلص من هذه الغازات عن طريق وحدة أتوماتيه مخصصة لذلك تستخدم مع دوائر النشادر . ولا ينصح بوحدة أوتوماتية فى دوائر الهالوكربون ، حيث يستخدم عوضاً عنها صمام يدوى لطرد الغازات غير القابلة للتكثيف .

5/3/3  المكثفات التبخيرية                                 evaporative condensers

يستخدم هذا النوع من المكثفات الهواء الجوى والمياه معا فى تبريد وتكثيف وسيط التبريد الخارج من الضاغط لتحويلة مره أخرى إلى سائل واستقباله فى خزان سائل التبريد شكل (5/2) .

ومن مميزات هذا النوع من المكثفات أنها تؤدى إلى خفض ضغط الطرد حيث تقترب درجة حرارة الطرد من درجة حرارة الهواء الرطب مما يؤدى بالتالى إلى تحسين الأداء بدائرة التبريد وتحقيق كفاءة تشغيل عاليه .

ويراعى عند تصميم المكثف التبخيرى أن كفاءته تتأثر تأثيراً مباشرا  بدرجة حرارة المستودع الرطب ، فأذا ما تساوت هذه الدرجة مع درجة حرارة المستودع الجاف ( حالة التشبع) فأن كفاءة التبريد تنعدم ولذا فأن المكثفات التبخيرية تصلح للاستخدام فى المناطق الجافة نسبياً ويتم تكثيف وسيط التبريد عند درجة حرارة تتراوح ما بين 10- ⁵15س أعلى من درجة حرارة الجو مقاس بالمستودع الرطب .

وللحصول على أقل تكلفة تشغيل يجب مراعاة أن يكون الفرق فى درجات الحرارة بمقدار ⁵10س بينما لإمكان الحصول على خفض فى التكلفة الاستثمارية يجب أن يكون هذا الفرق ⁵15س .

وتعتمد كفاءة المكثفات التبخيرية كثيراً على نقاوة وجودة المياه المستخدمة فى عملية التبريد . فكلما كانت المياه نظيفة وخالية من الأملاح المذابة التى تسبب فى عسره ، كلما قلت كمية المواد التى تترسب على أسطح مواسير ملفات التبريد والتى تؤثر على كفاءة المكثف  وكلما أمكن تشغيل المكثف لفترات طويلة دون الحاجة إلى أجراء صيانة لملفات التبريد لإزالة المواد المترسبة .

أما إذا كانت المياه المستخدمة فى عملية التبريد غير نظيفة ومن النوع العسر ، ففى هذه الحالة يصبح من الضرورى معالجتها قبل الاستعمال باستخدام وحدات معالجة خاصة تقوم بتنقية المياه وازالة عسرها وذلك فى ضوء التحليل المعملى للمياه للتعرف على نوعية المواد المسببة لعسرها

وبقدر الإمكان يجب مراعاة أن تكون الوحدات المعالجة للمياه من النوع الذى يعمل أتوماتيكيا وليس يدوياً ، وباستخدام مواد مقاومة للصدأ وأيضا تمنع ترسيب أى مواد على أسطح مواسير ملفات التبريد .

ويجب أن يثبت على كل مكثف بطاقة معدنية تشتمل على : -

 بلد المنشأ – المصنع المنتج – الطراز – الرقم المسلسل للتصنيع – سنة الإنتاج – أعتماد الجهة التى قامت بأجراء الأختبارات بالمصنع المنتج – وسعة المكثف الاسمية – وعدد قدرة المراوح وشدة التيار.

5/4 أجهزة التحكم في وسيط التبريد                             refrigerant controls     

أن التحكم بدقة في تدفق وسيط التبريد ومعدلات سريانه يعتبر من أهم مقومات أنظمة التبريد بحيث يمكن الوصول إلي الأداء المطلوب من هذه الأنظمة وكفاءة تشغيلها.

وهذه المهمة تتم من خلال منظمات وصمامات تحكم بحيث تقوم هذه الأجهزة بمهمة التقاط أي تغيرات في حاله وسيط التبريد من ضغط – أو حرارة أو منسوب – أو معدل سريان ….. الخ ثم ترجمتها إلي أوامر تشغيل للصمامات لإعادة الاتزان المطلوب إلي دوائر وأنظمة التبريد بما يطابق الاحتياجات وكفاءة التشغيل . تنقسم أجهزة التحكم إلي : صمامات تمدد ومنظمات وصمامات التحكم .

5/4/1 صمامات التمدد                                                          expansion valves                

تستخدم هذه الصمامات عند مدخل المبخر لتخفيض ضغط سائل وسيط التبريد للتحكم في معدل سريانه خلال المبخر ، وتوجد نوعيات مختلفة للضغط والتحكم في بعض المتغيرات الأخرى المؤثرة في دوائر التبريد وأهم هذه الأنواع :

1- صمام التمدد اليدوي                                            hand expansion valve   

وتعتبر أبسط أنواع الصمامات وذلك لخفض الضغط لتغير معدل سريان سائل وسيط التبريد ، وليس بها أي مستشعر وتستخدم مع أحمال التبريد شبة الثابتة مثل المصانع إنتاج الثلج .

2- صمام التمدد الترموستاتى                         thermostatic expansion valves

- وظيفته الأساسية خفض ضغط سائل وسيط التبريد إلي ضغط المبخر ، كما يقوم بوظيفة التحكم في معدل سريان وسيط التبريد ليتناسب مع تغيرات الحمل الحراري . ويعمل هذا الصمام للحفاظ علي درجة تحميص ثابتة عند مخرج المبرد مما يضمن التحول الكامل لسائل التبريد إلى الحالة الغازية الكاملة .

-  لهذه الصمامات سعات مختلفـة تعتمد علي نوع وسيط التبريد ،  والأحمال الحرارية للمبخرات ودرجات الحرارة في كل من المبخر والمكثف وفرق الضغط الحقيقي قبل وبعد الصمام ، وينقسم هذا الصمام إلي نوعين : نوع التعادل الداخلي ويستخدم في المبخرات ذات القدرة الصغيرة والتي يكون فاقد الضغط خلاله صغير ، ونوع التعادل الخارجي في المبخرات الأخرى  .

3- صمام التمدد الإلكتروني                            electronic expansion valve

يعمل هذا الصمام عن طريق محبسين ، أحدهما لدرجة الحرارة والآخر للضغط . وعن طريق جهاز إلكتروني يمكن التحكم بدقه في درجة تحميص وسيط التبريد عند مخرج المبخر، وبالتالي يتشابه عمله مع عمل صمام التمدد الترموستاتي.

4- صمام الضغط الثابت                    constant pressure expansion valve

وظيفته الأساسية خفض ضغط سائل وسيط التبريد إلي ضغط المبخر ، ويعمل هذا الصمام علي الحفاظ علي ضغط شبه ثابت داخل المبخر ، ومع تغير الحمل الحراري علي المبخر والتغير الذي يطرأ نتيجة لذلك في ضغوط المبخر ، فأن هذا الصمام يعمل لأعادة الاتزان لضغط المبخر بالسماح بمرور كميات أكبر أو أقل من سائل التبريد ، مستجيباً بذلك لتغيرات الحمل الحراري .

5- صمام العوامة                                                            float valve 

وظيفة صمام العوامة خفض ضغط سائل وسيط التبريد إلي ضغط المبخر ، وهو مزود بعوامة تتأثر بمنسوب السائل داخل الإناء المثبت عليه هذا الصمام ، مما يسمح بمرور السائل بمعدلات تتناسب مع الحمل الحرارى للمبخر الذي يعمل عن طريق الغمر والمتصل بالإناء المذكور .

6- الأنبوبة الشعرية                                                    capillary tube

الوظيفة الأساسية لها هي خفض ضغط سائل وسيط التبريد إلي ضغط المبخر ، كما أنها تعمل علي تغير معدل مرور سائل وسيط التبريد بعرقلته في حالة زيادة الغاز داخل الأنبوبة أو زيادته بزيادة السائل داخل الأنبوبة ليناسب كل ذلك مع الأحمال الحرارية المتغيرة على المبخر.

5/4/2 المنظمات وصمامات التحكم

تستخدم هذه المنظمات والصمامات للتحكم في :

الضغط – درجة الحرارة – الفرقية  ( ضغط ودرجة حرارة ) – المناسيب

وهي أجهزة تعمل عندما يحدث تغير في حالة وسيط التبريد من حيث درجة الحرارة  - الضغط – المنسوب أو معدل السريان بحيث يتم ترجمة هذا التغير إلى حركة ميكانيكية ( من خلال عناصر القوي لهذه الضوابط مثل الكبسولات أو الأغشية أو أنابيب بوردون ) تستخدم في تشغيل مفاتيح الدوائر الكهربائية أو التشغيل المباشر في بعض الأحيان .

بالإضافة إلى هذه الضوابط الكهروميكانيكية فان هناك أجيال حديثة منها تعمل بطريقة إلكترونية فقط .

يوجد أنواع من المنظمات أهمهما :

1- منظم الضغط                                                  pressure regulators 

وهو المنظم الذى يعمل بتأثير ضغط وسيط التبريد الذي يتحول إلى عنصر القوي في هذه المنظمات فتتولد عنها حالة من عدم اتزان القوي داخل الجهاز ، وتنتج عن هذه الحالة الحركة الميكانيكية والقوى التي يمكن التحكم فيها لأداء مهام محددة مثل تشغيل مفاتيح دوائر كهربائية أو تشغيل صمامات تحكم في دوائر التبريد للأغراض المختلفة .

2- منظم درجة الحرارة                                              thermostat  

   وهو المنظم الذى يعمل عند حدوث تغيير في درجة حرارة وسيط التبريد حيث تؤثر درجة الحرارة علي ضغط غاز ما  داخل المنظمات بحيث يمكن استخدام هذا الضغط لإنتاج الحركة المطلوبة لتشغيل مفاتيح الدوائر الكهربائية أو تشغيل صمامات التحكم للأغراض المختلفة في دوائر التبريد .

3- منظم الفرقية ( للضغط ودرجة حرارة )                    differential state                

هذا المنظم يعمل باستخدام عنصرين من عناصر القوي سواء التي تعمل بالتغيير في الضغط أو التغيير في درجة الحرارة ، بحيث يكون المحصلة النهائية لهذه المنظمات ناتج عن فرق في الضغط أو درجة الحرارة. ويستخدم هذا المنظم في الحفاظ علي فرق الضغط  أو درجة الحرارة بين موضعين محددين في دوائر التبريد .

4- منظم المناسيب :                                                            level state

وهي المنظمات التي تعمل عند حدوث تغيير في مناسيب السوائل في الأوعية باستخدام العوامات أو المجسات . وهذه المنظمات تستخدم في القياس أو الحفاظ علي مستوي السوائل في الأوعية المختلفة أو تشغيل نظم إنذار أو مضخات للأغراض المختلفة .

الصمامات

يوجد عدة أنواع من الصمامات أهمها :

1-  صمام تنظيم ضغط المبخر                                evaporator pressure  regulator

2-  صمام تنظيم ضغط السحب                                     suction pressure  regulator                     

3-  صمام تنظيم ضغط المكثف                                 condense  pressure regulator

4-  صمام العوامة                                                                float valves 

5-  صمام الملفات                                                           solenoid valves

6-  صمام عاكس اتجاه الدورة                                               reversing valves   

7-  صمام التحكم في مياه المكثف                                  condenser water controller

8-  صمام عدم الرجوع                                             non return / check valves

9-  صمام الأمان                                                         safety relief valves

10- صمام الإيقاف                                                               stop valves                       sto valves

تستخدم هذه الصمامات عامة في أداء مهام التنظيم والتحكم في البدء والإيقاف والتوجيه والتعديل في سريان وسيط التبريد بما يحقق متطلبات أداء نظم التبريد وبما يتناسب مع الحمل الحراري في بعض هذه النظم.

ولضمان ثبات الأداء والأعتمادية لهذه الصمامات يجب توفير الحماية المناسبة لها من :

- المواد الغريبة - الرطوبة الزائدة - التآكل – الأكسدة – الصدأ - ضبط جهد التشغيل . 

والتي قد توجد في أنظمة التبريد بطبيعة عملها ويمكن تجنب ذلك بتزويد هذه الأنظمة بالمرشحات والمجففات وفواصل الزيوت …. الخ .

1-  صمام تنظيم ضغط المبخر :              evaporator pressure regulator

الاستخدام   يستخدم هذا الصمام في تثبيت ضغط المبخر عند ضغط ثابت.

الأداء        يوضع هذا الصمام عاده عند مخرج المبخر أو في خط السحب بحيث يعمل على الحفاظ على ضغط أدنى ثابت .

 يستخدم هذا الصمام مع بعض أنواع المبخرات عندما يتطلب الأداء منع ظاهرة التثليج على سطح المبخر ( كما في استخدام تكييف الهواء ) أو عندما يتطلب  الأداء الحفاظ على ضغط ثابت للمبخر أعلى من الضغط في خط السحب للحفاظ على الرطوبة النسبية وجو الغرفة. كما يستخدم هذا الصمام في دوائر التبريد المتعددة المبخرات لتنظيم الضغط ودرجة الحرارة في كل مبخر حسب الأداء المطلوب والحمل الحراري لأى خط .

2- صمام منظم ضغط السحب :                      suction pressure regulator

الاستخدام   يستخدم هذا الصمام لتنظيم الضغط في خط السحب قبل الضاغط بحيث يضمن  حدا أعلي    لقيمة ضغط وسيط التبريد عند مدخل الضاغط.

الأداء   هذا الصمام يجب استخدامه في خط سحب غاز وسيط التبريد عند مدخل الضاغط

          في أي نظام تبريد حينما لا يمكن التحكم في الضغط في خط السحب باستخدام

          صمامات التمدد فقط وحينما يتطلب الأداء خفض الحمل علي مجموعة الضاغط

          والمحرك الخاص به الناتج عن:

          - الحمل الزائد في بداية التشغيل.

          - ضغط السحب الزائد عقب دورة أذابه الثلج.

          - التشغيل لمدة طويلة عند ضغط سحب زائد.

3-  صمام منظم ضغط المكثف:                condenser pressure regulator

الاستخدام     يستخدم لتثبيت الضغط عند قيمة ثابتة ومحدده لوسيط التبريد داخل المكثف.

الأداء   هذا النوع من الصمامات يعتمد علي الأداء علي الضغط عند مخرج الضاغط

     أو الضغط عند مدخل أو مخرج  المكثف طبقاً لموقع الصمام في دائرة المكثف. ويستخدم هذا الصمام عادة في المكثفات المبردة بالهواء . ويعمل علي عدم انخفاض الضغط داخل المكثف (بانخفاض درجة حرارة الهواء الخارجي مساءاً أو شتاءاً مثلا) وذلك للحفاظ علي فرق ضغط مناسب بين ضغط المكثف وضغط المبخر مناظر لفرق ضغط التصميم وحفاظاً علي معدلات سير سائل وسيط التبريد إلى المبخر .

4-  صمام منظم منسوب السائل:                      liquid level regulator valves

الاستخدام      يستخدم هذا النوع من الصمامات للتحكم في تدفق وسيط التبريد السائل في أنظمة  التبريد ســواء في الجانب ذو الضغط العالي من الدورة أو الجانب ذو الضغط  المنخفض منها كما هو في البند الخامس بصمام التمدد.

الأداء        الجانب ذو الضغط العالي من الدورة

          يتحكم الصمام في مستوي وسيــط التبريد في المكثف بحيث لا يزيد عن مستوي  معين حيث يعمل هذا الصمام علي حقـن وسيط التبريد السائل مباشرة إلي خارج المكثف في حالة ارتفاع مستواه عن هذا الحد. 

                            الجانب ذو الضغط المنخفض من الدورة

 يتحكم الصمام في مستوي وسيط التبريد في المبخر بحيث لا يقــل عن مستوي معين حيث يعمل هذا الصمام علي حقن وسيط التبريد السائل مباشرة إلي المبخر في حالة انخفاض مستواه عن هذا الحد. 

الأنواع      - صمامات ميكانيكية ( العوامات )

             - صمامات إلكترونية

             - صمامات ثرموستاتية

5-  صمام تحكم بملف كهربى                    solenoid valve                

الاستخدام      هذا النوع من الصمامات ( الكهروميكانيكية ) يستخدم استخدامات عديدة لغلق أو فتح المسار لوسيط التبريد في حالته السائلة (أو الغازية) في دوائر التبريد.

الأداء          تستخدم هذه الصمامات في العديد من الاستخدامات للتحكم في :

- تدفق وسيط التبريد في الحالة السائلة .

- تدفق وسيط التبريد في الحالة الغازية .

- تدفق المياه والسوائل الأخرى .

- تدفق الهواء أو بخار المياه .

الأنواع       - صمام الملفات ذو الوضع المفتوح 

          - صمام الملفات ذو الوضع المقفول 

          - صمام الملفات المتعددة

كما يمكن تقسيم أنواع هذه الصمامات من حيث التشغيل والعمل الداخلي للصمام إلي :

- صمام يعمل بأسلوب التأثير المباشر .

- صمام يعمل بأسلوب القيادة  pilot control.

6- الصمام العاكس للدورة                              refrigerant reversing valve                      

الاستخدام    يستخدم هذه الصمام في تغيير اتجاه سريان وسيط التبريد خلال جزء محدد في دورة التبريد.

الأداء        هذا النوع من الصمامات يعمل بواسطة أحد أنواع صمامات الملفات التي يمكن  إن تكون         منفصلة أو جزء متكامل مع هذا الصمام ، وذلك بصفة عامة في أنظمة  تكييف الهواء للتحكم في التبريد وأيضا التسخين بأسلوب الدورة العكسية وكذلك  يمكن استخدامها بصفة خاصة في أنظمة التبريد لأذابه الثلج من المبخرات.

7- صمام التحكم في مياه المكثف                      Condensing water regulator       الاستخدام     يستخدم هذا الصمام للتحكم في معدل سريان مياه التبريد المارة في المكثفات المبردة بالمياه .

الأداء        يعمل هذا الصمام علي الحفاظ علي مستوي ضغط محدد داخل المكثف بحيث لا

       يسبب حملاً زائداً علي محـرك تشغيل الضاغط مثلا وذلــك بالتحكم   في معدل              

       سريان المياه إلي المكثف بما يتناسب مع :

            -  درجة حرارة مصدر مياه التبريد . 

    -  ضغط مياه التبريد  .

    -  معدل سريان وسيط التبريد من الضاغط إلي المكثف. 

الأنواع             - صمامات ذات اتجاهين . 

            -  صمامات ذات ثلاث اتجاهات .

وقد يستخدم هذا الصمام في تنظيم مرور المياه في إي أجهزة أخرى .

8-  صمامات عدم الرجوع                                    non return/ check valve

الاستخدام     يستخدم هذا الصمام لمنع التدفق العكسي لوسيط التبريد .

الأداء       عند حدوث هبوط في الضغط لأي سبب من الأسباب في خطوط تدفق وسيط التبريد ،

             يقوم هـذا الصمام بالعمل علي منع التدفق العكسي غير مرغوب فيه لوسيط التبريد إثناء

             تشغيل دورات وأنظمة التبريد. 

9-  صمامات الأمان والتسريب                                 valve safety  relief /

الاستخدام    يستخدم هذا الصمام لغرض التأمين ضد ارتفاعات الضغط غير المرغوب فيها في دورة

             التبريد لأي سبب من الأسباب

10- صمام الإيقاف                                                               stop valve

الاستخدام  

  يستخدم هذا الصمام لإيقاف تدفق وسيط التبريد يدوياً . 

الأداء      يستخدم هذا الصمام في دورات التبريد سواء في أماكن الضغط العالي أو  المنخفض من الدورة للأغراض المختلفة وأهمها أعمال الصيانة .

11- إكسسوارات                                                    accessories   

- زجاج بيان المناسيب                                                          sight glass

-  مصفاه  strainers                                                           

  - مرشح                                                                                                                               filter