مبدأ التبريد
كيف تعمل المبردات التبخيرية: أربع خطوات لشرح عملية التبريد
شرح لمرور الهواء وتبخر الماء وتوزيع الهواء المبرد وإدارة المياه، مع توضيح أثر الرطوبة والتهوية وظروف التشغيل.
أربع خطوات للتبريد بالتبخير
تستخدم المبردات التبخيرية تبخر الماء لامتصاص الحرارة من الهواء. تختلف الأجهزة المنزلية والصناعية في تدفق الهواء والقدرة الكهربائية، لكنها تعمل وفق المبدأ نفسه.
- مرور الهواء عبر وسادات مبللة. توزع المضخة الماء على وسادات من السليلوز أو البوليمر، وتدفع المروحة الهواء الدافئ عبر أسطحها المبللة.
- تبخر الماء وامتصاص الحرارة. يتحول جزء من الماء إلى بخار، فتنخفض حرارة الهواء ويزداد محتواه من الرطوبة. وتعتمد كمية الحرارة الممتصة على مقدار الماء المتبخر وظروف التشغيل.
- توزيع الهواء المبرد. تحتاج الأنظمة التي تسحب الهواء الخارجي إلى مسار لخروج الهواء الداخلي الدافئ. ويعتمد معدل تجديد الهواء على التدفق الفعلي وحجم المكان، وليس مساحته الأرضية وحدها.
- تعويض الماء وتصريفه. يعود الماء غير المتبخر إلى الخزان. ومع استمرار التبخر تزداد تركيزات الأملاح، ويُحد منها بإضافة الماء وتصريف جزء منه وفق تصميم الجهاز. ويذكر المثال الصناعي استهلاكاً قدره 9–11 لتر/ساعة في الظروف الحارة والجافة؛ أما الاستهلاك الفعلي فيتطلب تقييم الجهاز والموقع.
لا تعتمد هذه العملية على دورة تبريد تعمل بالضاغط. يمتص الماء الحرارة عند تبخره، بينما تحافظ المروحة والمضخة على حركة الهواء ودوران الماء.
أثر الرطوبة في حرارة الهواء الخارج
يُحدَّد الحد النظري للتبريد التبخيري المباشر بواسطة درجة حرارة البصيلة الرطبة للهواء الداخل. وتكون حرارة الهواء الخارج الفعلية أعلى عادةً، بحسب كفاءة الوسادات والتدفق وظروف الهواء الداخل.
| ظروف الهواء الداخل (أمثلة) | حرارة البصيلة الرطبة تقريباً | حرارة الهواء الخارج تقريباً |
|---|---|---|
| 40°C، رطوبة نسبية 15% | 19°C | 21°C |
| 35°C، رطوبة نسبية 30% | 22°C | 24°C |
| 30°C، رطوبة نسبية 50% | 22°C | 24°C |
| 28°C، رطوبة نسبية 80% | 26°C | 27°C |
توضح هذه الأرقام أثر الرطوبة، ولا تمثل ضماناً لأداء طراز معين أو لظروف مدينة محددة. كلما اقترب الهواء من التشبع، قل الانخفاض الممكن في حرارته عادةً. كما تختلف حرارة الهواء الخارج عن حرارة المكان كله.
مقارنة استهلاك الكهرباء
يستهلك مبرد بقدرة 380 واط نحو ربع كهرباء مكيف سبليت بقدرة 1,500 واط عند التشغيل للمدة نفسها. يقارن الحساب القدرة الكهربائية فقط، ولا يثبت تساوي تدفق الهواء أو قدرة التبريد أو انخفاض حرارة الغرفة.
عند التشغيل 8 ساعات يومياً، و30 يوماً شهرياً، و6 أشهر سنوياً، بتعريفة 0.18 يورو/كيلوواط ساعة، تبلغ تكلفة الكهرباء السنوية نحو 98.50 يورو و388.80 يورو على التوالي. ويشمل تقدير تكلفة التشغيل الكامل أيضاً الحمل والماء والصيانة.
ما يجب أن تدرسه فرق المشاريع والمشتريات
- الشراء والتركيب. لا يحتاج النظام إلى أنابيب مادة تبريد أو مكثف خارجي، لكن التطبيقات الصناعية قد تحتاج إلى مجاري هواء وإمدادات ماء وتصريف وأعمال كهربائية. ينبغي مقارنة تكلفة المشروع كاملة.
- الهواء النقي والطرد. يمكن للأجهزة التي تسحب الهواء الخارجي توفير التهوية مع التبريد، بشرط موازنة هواء الإمداد والطرد وتقييم جودة الهواء الخارجي.
- الصيانة الدورية. تحتاج الوسادات والخزانات والمضخات والمراوح إلى الفحص والتنظيف أو الاستبدال. تُحدد الفترات ومتطلبات العاملين وفق دليل الجهاز وظروف الموقع.
- إدارة مواد التبريد. لا يستخدم التبريد التبخيري المباشر دورة ضاغط بمادة تبريد، فلا يحتاج إلى فحوص تسرب لتلك الدورة. وتظل متطلبات التركيب والنظافة والسلامة الكهربائية الخاصة بالمشروع قائمة.
متى يلزم نظام آخر
تحد الرطوبة العالية من أداء التبريد التبخيري المباشر، وتحتاج الأماكن المغلقة إلى تقييم دقيق لمسارات طرد الهواء. ولا ينبغي لغرف الخوادم ومخازن الأدوية ومرافق التصنيع الدقيق ذات متطلبات الحرارة والرطوبة الصارمة الاعتماد عليه وحده لضبط بيئتها.
عندما يلزم الحفاظ على حرارة دون 18°C، يجب تقييم التبريد بالضاغط أو الأنظمة المشتركة وفق المناخ المحلي والحمل الحراري ومتطلبات التشغيل. ولا يكفي حد واحد لحرارة البصيلة الرطبة لاختيار النظام.
يمكن طلب تقييم من Jinghui بتقديم المدينة وأبعاد الموقع والحرارة المستهدفة وترتيبات التهوية.
