مكونات منظومة التبريد وطريقة عمل المكيف

قد يهمك أيضا

مكونات منظومة التبريد وطريقة عمل المكيف

تحتوي منظومة التبريد على الأجهزة الرئيسية التالية:

1- المكثف condenser

يركب المكثف خارج المكان المراد تبريده، وهو مبادل حراري يفقد فيه وسيط التبريد (غاز الفريون مثلا) كمية من الحرارة بمساعدة وسط مبرد (ماء أو هواء) لكي يتحول وسيط التبريد المضغوط الى سائل (عملية تكثيف غاز التبريد). ويعرف تجاريا باسم السربنتينة، هو عبارة عن مواسير نحاس وحولها زعانف من الالومنيوم وتسمى Copper Tubes Aluminum Fins ويمر الفريون في هذه المواسير النحاس عندما يكون ذو درجة حرارة عالية ويمر عليها الهواء فيتم انتقال الحرارة بين الهواء والفريون فيتم تسخين الهواء وتوزيعه على الزعانف Fins وطرد الهواء الساخن الى الخارج مما يقلل من درجة حرارة الفريون القائم بعملية التبريد ويخرج الفريون في صورة سائل.

وتوجد من المكثفات أنواع عديدة منها الهوائي سواء بمروحة أو بدون، وكذلك المكثف المائي كما في الـ Chillers، وكما في السيارات.

2- المبخر Evaporator

هو مبادل حراري يركب داخل المكان المراد تبريده، وتتم فيه عملية تحويل سائل التبريد الى غاز بواسطة امتصاصة للحرارة من المكان المراد تبريده (عملية تبخير سائل التبريد) وهو عبارة عن مواسير نحاس وحولها زعانف من الالومنيوم وتسمى Copper Tubes Aluminum Fins أيضا" مثل Condenser ويمر الفريون في هذه المواسير النحاس فيجعل درجة حرارتها منخفضة، ويمر الهواء المراد تبريده الذي تم سحبه من الغرفة على مواسير الفريون، لاحظ أن هناك قطرات من الماء تتكثف حول هذه المواسير داخل الغرفة تماما كما تتكثف قطرات الماء حول كوب مثلج. وهذه القطرات المتكثفة تتجمع في وعاء صرف ينتهي بخرطوم لنقل هذا الماء خارج البيت وهذا هو السبب في سقوط قطرات ماء عليك اناء مرورك تحت مكيف ما. 

المبخر Evaporator

وهناك عدة أنواع للمبخرات أهمها المبخر ذو المروحة كما في الشكل ويستخدم هذا النظام في الثلاجات النوفروست NO-FROST وثلاجات العرض وغرف التبريد وأجهزة التكييف العادية. 

وهناك أيضا المبخر المائي تشلر CHILLER ويستخدم في أجهزة التكييف المركزي الكبيرة حيث يتم نقل البرودة بالما الى المكان المراد تكييفه عن طريق دائرة بمضخة للماء تسمى تشلر وهذه الطريقة تكون أكفا من نقل البرودة بالهواء ولكنها أكثر تكلفة.

3- الضاغط Compressor 

وظيفته زيادة وسيط التبريد وهو في الحالة الغازية ودفعه الى باقي أجزاء دورة التبريد. أما سبب رفع ضغط غاز التبريد في المكثف فيرجع الى الرغبة في رفع درجة غليان سائل التبريد والتي تعادل درجة تكثيفه، حيث أنه كلما زاد الضغط كلما زادت درجة الغليان وكلما قل الضغط كلما قلت درجة الغليان، ونحن نقوم برفع درجة الغليان لكي تكون أعلى من درجة حرارة الجو، وبالتالي نستطيع أن نستخدم الهواء الجوي كمبرد تنتقل اليه كمية من حرارة غاز التبريد التي اكتسبها في المبخر، ثم نقوم بتقليل الضغط في المبخر بواسطة صمام التمدد لكي تقل درجة غليان سائل التبريد الى درجة حرارة تكون أقل من درجة حرارة المكان المراد تبريده، و بالتالي تنتقل كمية من الحرارة لسائل التبريد من المكان المراد تبريده فيبرد والتي سوف يفقدها سائل التبريد بعد ذلك في المكثف.

4- صمام التمدد Expansion Value :

وظيفته إجراء خفض مفاجىء في ضغط التبريد من أجل تسهيل عملية تحويله من الحالة السائلة الى الحالة الغازية في المبخر. أي يمر به الفريون السائل ويخرج منه في صورة رذاذ Spray نتيجة عملية الخنق Throttling، ويكون الفريون الخارج له درجة حرارة منخفضة وضغط منخفض. والشكل التالي يبين أحد اشكال هذه الصمامات.

صمام التمدد Expansion Value

5- وسيط التبريد Coolant

هو الوسيط الذي يقوم بامتصاص كمية معينة من الحرارة من داخل المكان المراد تبريده (أثناء مروره في المبخر) ثم يفقدها خارج المكان المراد تبريده (أثناء مروره في المكثف). وهناك أنواع من سوائل التبريد مثل فريون 502 ، 512، 1222. وفي الفترة الأخيرة اعتمدت أنواع من السوائل التي لا تؤثر في طبقة الأوزون منها فريون 123 و فريون 134 .

طريقة عمل المكيف:

اساس عملية التبريد هي استغلال الفرق في كميات الحرارة الناتجة عن عملتي التبخير والتكثيف، فكل سائل عندما يتبخر يحتاج الى اكتساب كمية من الحرارة تساعد على عملية تبخره, وفي هذه الحالة نستطيع أن نحصل على تلك الكمية من المكان المراد تبريده، بينما في عملية التكثيف يكون غاز التبريد في حاجة إلى أن يفقد كمية الحرارة التي اكتسبها، ونستطيع أن نفقد كمية الحرارة هذه بواسطة أي وسط مبرد سواء هواء أو الماء أو أية وسيلة أخرى. 

وتبدأ دورة التبريد (الشكل التالي) من الضاغط Compressor حيث يقوم بعملية زيادة ضغط الغاز ودفعه داخل الجهاز ثم ينقل غاز التبريد الى المكثف الذي عاده يكون خارج المبنى حيث يتكثف الغاز ويتحول الى سائل بسبب فقده كمية الحرارة التي ينقلها الى الوسط المبرد سواء كان الهواء الجوي او الماء او أي وسط أخر، بعدها ينتقل سائل التبريد الى صمام التمدد حيث يتعرض الى تمدد فجائي يؤدي الى انخفاض في ضغطه، ثم ينتقل السائل بعد ذلك الى المبخر، وعادة يكون داخل المبنى ، حيث يتبخر بسبب اكتسابه كمية من الحرارة من المكان الموجود فيه، ويؤدي ذلك الى تقليل درجة حرارة المكان المراد تبريده، ثم يرجع الغاز الى الضاغط مرة اخرى لكي تتكرر الدورة.

المصدر : المرجع في التركيبات والتصميمات الكهربائية الجزء الثاني