المبردات و المبادلات الحرارية(الشيلرات)
مقالة - انواع المبادلات الحرارية وصيانتها من مصنع ماركول
مقدمة
تعتبر المبردات مكونًا رئيسيًا لأنظمة تكييف الهواء للمباني الكبيرة. ينتجون الماء البارد لإزالة الحرارة من الهواء في المبنى. كما أنها توفر التبريد لأحمال العمليات مثل غرف خادم الملفات ومعدات التصوير الطبي الكبيرة. كما هو الحال مع الأنواع الأخرى من أنظمة تكييف الهواء ، فإن معظم المبردات تستخرج الحرارة من الماء عن طريق ضغط مادة التبريد ميكانيكيًا.
المبردات هي آلات معقدة غالية الثمن عند شرائها وتشغيلها. يعد برنامج الصيانة الوقائية والتنبؤية أفضل حماية لهذه الأصول القيمة.
تعرف على المزيد حول إنشاء برنامج أفضل الممارسات للتشغيل والصيانة .
عادةً ما تستخدم المبردات طاقة أكثر من أي معدة أخرى في المباني الكبيرة. يمكن أن تؤدي صيانتها جيدًا وتشغيلها بذكاء إلى توفير كبير في الطاقة.
أنواع المبردات
ضغط ميكانيكي
خلال دورة الضغط ، يمر المبرد من خلال أربعة مكونات رئيسية داخل المبرد: المبخر ، والضاغط ، والمكثف ، وجهاز قياس التدفق مثل صمام التمدد. المبخر هو جانب درجة الحرارة المنخفضة (التبريد) للنظام والمكثف هو جانب درجة الحرارة العالية (رفض الحرارة) للنظام.
مبردات الضاغط الميكانيكي
يتم تصنيف مبردات الضغط الميكانيكية حسب نوع الضاغط: ترددية ، لولبية دوارة ، طرد مركزي وطرد مركزي عديم الاحتكاك.
التردد: على غرار محرك السيارة ذي المكابس المتعددة ، يتم تشغيل العمود المرفقي بواسطة محرك كهربائي ، وتقوم المكابس بضغط الغاز وتسخينه في هذه العملية. يتم تصريف الغاز الساخن إلى المكثف بدلاً من تفريغه من أنبوب العادم. تحتوي المكابس على صمامات سحب وعادم يمكن فتحها عند الطلب للسماح للمكبس بالتوقف عن العمل ، مما يقلل من سعة المبرد مع انخفاض الطلب على الماء المبرد. يسمح هذا التفريغ للضاغط الفردي بتوفير مجموعة من السعات لتتناسب بشكل أفضل مع حمل النظام. يعد هذا أكثر فاعلية من استخدام تجاوز الغاز الساخن لتوفير نفس التباين في السعة مع عمل جميع المكابس. تستخدم بعض الوحدات كلتا الطريقتين ، وتفريغ المكابس إلى أقل عدد ممكن ، ثم استخدام تجاوز الغاز الساخن لتقليل السعة بشكل ثابت. تتراوح السعات من 20 إلى 125 طنًا.
لولب دوار: يحتوي الضاغط اللولبي أو الحلزوني على دوارين متزاوجين محفوران حلزونيًا في مبيت ثابت. أثناء دوران الدوارات الحلزونية ، يتم ضغط الغاز عن طريق تقليل الحجم المباشر بين الدوارين. يتم التحكم في السعة عن طريق صمام مدخل منزلق أو محرك متغير السرعة (VSD) على المحرك. تتراوح السعات من 20 إلى 450 طنًا.
الطرد المركزي: يعمل ضاغط الطرد المركزي مثل مضخة مياه الطرد المركزي ، مع دافع يضغط المبرد. توفر مبردات الطرد المركزي قدرة تبريد عالية بتصميم مضغوط. يمكن تجهيزها بكل من دوارات الدخول ومحركات السرعة المتغيرة لتنظيم التحكم في التحكم في سعة المياه المبردة. السعات 150 طن وما فوق.
الطرد المركزي غير الاحتكاك: يستخدم هذا التصميم ذو الكفاءة العالية في استخدام الطاقة تقنية تحمل مغناطيسية. لا يتطلب الضاغط مواد تشحيم ولديه محرك DC متغير السرعة مع محرك مباشر لضاغط الطرد المركزي. تتراوح السعات من 60 إلى 300 طن.
مبردات الامتصاص
تستخدم مبردات الامتصاص مصدر حرارة مثل الغاز الطبيعي أو بخار المنطقة لإنشاء دورة تبريد لا تستخدم الضغط الميكانيكي. نظرًا لوجود عدد قليل من آلات الامتصاص في شمال غرب الولايات المتحدة ، فإن هذه الوثيقة تغطي فقط مبردات الضغط الميكانيكي. يمكنك معرفة المزيد عن مبردات الامتصاص في مركز حلول الطاقة .
المكونات الرئيسية لمبردات الضغط الميكانيكية
المبخر
تنتج المبردات ماءً باردًا في المبخر حيث يتدفق المبرد البارد فوق حزمة أنبوب المبخر. يتبخر المبرد (يتحول إلى بخار) حيث تنتقل الحرارة من الماء إلى المبرد. ثم يتم ضخ المياه المبردة عبر نظام توزيع الماء المبرد إلى وحدات معالجة الهواء بالمبنى.
تعرف على المزيد حول تشغيل وصيانة أنظمة توزيع المياه HVAC .
تعرف على المزيد حول تشغيل وصيانة أنظمة توزيع الهواء .
يمر الماء المبرد عبر ملفات في معالج الهواء لإزالة الحرارة من الهواء المستخدم لتكييف المساحات في جميع أنحاء المبنى. يعود الماء الدافئ (المدفأ بالحرارة المنقولة من هواء تهوية المبنى) إلى المبخر وتبدأ الدورة من جديد.
ضاغط
يترك المبرد المتبخر المبخر وينتقل إلى الضاغط حيث يتم ضغطه ميكانيكيًا ويتحول إلى بخار عالي الضغط ودرجة حرارة عالية. عند مغادرة الضاغط ، يدخل المبرد إلى جانب المكثف للمبرد.
مكثف
داخل المكثف ، يتدفق المبرد الساخن حول الأنابيب التي تحتوي على ماء حلقة المكثف. تنتقل الحرارة إلى الماء ، مما يتسبب في تكثف المبرد في صورة سائلة. يتم ضخ ماء المكثف من حزمة المكثف إلى برج التبريد حيث يتم نقل الحرارة من الماء إلى الغلاف الجوي. ثم ينتقل المبرد السائل إلى صمام التمدد.
تعرف على المزيد حول تشغيل وصيانة أبراج التبريد .
صمام توسع
يتدفق المبرد إلى المبخر من خلال صمام التمدد أو جهاز القياس. يتحكم هذا الصمام في معدل التبريد. بمجرد عبور الصمام ، يتمدد المبرد إلى ضغط أقل ودرجة حرارة أقل بكثير. يتدفق حول أنابيب المبخر ، ممتصًا حرارة الماء المبرد الذي يتم إرجاعه من معالجات الهواء ، لإكمال دورة التبريد.
ضوابط
يتم التحكم في المبردات الأحدث بواسطة معالجات دقيقة متطورة مدمجة. تشمل أنظمة التحكم في المبرد ضوابط السلامة والتشغيل. في حالة تعطل الجهاز ، يقوم نظام التحكم في السلامة بإيقاف تشغيل المبرد لمنع حدوث أضرار جسيمة بالجهاز. تسمح أدوات التحكم في التشغيل بإجراء تعديلات على بعض معلمات تشغيل المبرد. لمراقبة أداء المبرد بشكل أفضل ، يجب أن يتواصل نظام التحكم في المبرد مع التحكم الرقمي المباشر للمنشأة (DDC).
قضايا السلامة
توجد المبردات عادة في غرف المعدات الميكانيكية. كل نوع من المبردات المستخدمة في ضاغط التبريد له متطلبات أمان خاصة لاكتشاف التسرب والتهوية في حالات الطوارئ. استشر الكود الميكانيكي المحلي الخاص بك أو الكود الميكانيكي الدولي للحصول على التفاصيل.
أصدرت وكالة حماية البيئة (EPA) لوائح بشأن استخدام المبردات والتعامل معها للامتثال لقانون الهواء النظيف لعام 1990. يجب أن يكون جميع الأفراد الذين يعملون مع المبردات التي يغطيها هذا القانون مرخصين بشكل مناسب.
أفضل الطرق للتشغيل الفعال
ستعمل أفضل الممارسات التالية على تحسين أداء المبرد وتقليل تكاليف التشغيل:
تشغيل مبردات متعددة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة: يمكن للمحطات التي تحتوي على اثنين أو أكثر من المبردات توفير الطاقة عن طريق مطابقة أحمال المبنى مع المجموعة الأكثر كفاءة من مبرد واحد أو أكثر. بشكل عام ، يجب أن يكون المبرد الأكثر كفاءة هو أول مبرد يستخدم.
رفع درجة حرارة الماء المبرد: ستؤدي زيادة درجة حرارة الماء المبرد الذي يتم توفيره لمناولي الهواء بالمبنى إلى تحسين كفاءته. ضع جدولاً زمنيًا لإعادة ضبط المياه المبردة. يمكن لجدول إعادة الضبط عادةً ضبط درجة حرارة الماء المبرد مع تغير درجة حرارة الهواء الخارجي. في مبرد الطرد المركزي ، ستؤدي زيادة درجة حرارة إمداد الماء المبرد بمقدار 2-3 درجة فهرنهايت إلى تقليل استخدام طاقة المبرد بنسبة 3-5٪.
تقليل درجة حرارة ماء المكثف: خفض درجة حرارة الماء العائد من برج التبريد إلى مكثف المبرد بمقدار 2-3 درجة فهرنهايت سيقلل من استخدام طاقة المبرد بنسبة 2-3٪. يجب أن تكون نقطة ضبط درجة حرارة الماء الخارج من برج التبريد منخفضة بقدر ما تسمح الشركة المصنعة للمبرد بدخول الماء إلى المكثف.
تطهير الهواء من المبرد: الهواء المحبوس في حلقة التبريد يزيد الضغط عند تفريغ الضاغط. هذا يزيد من العمل المطلوب من الضاغط. تحتوي المبردات الأحدث على أجهزة تطهير هواء أوتوماتيكية تحتوي على عدادات وقت التشغيل. سيُظهر التتبع اليومي أو الأسبوعي لوقت التشغيل ما إذا كان قد حدث تسرب يسمح للهواء بالدخول إلى النظام.
تحسين التبريد المجاني: إذا كان نظامك يحتوي على ممر جانبي للمبرد ومبادل حراري ، يُعرف باسم موفر جانب الماء ، فيجب استخدامه لخدمة أحمال العملية خلال فصل الشتاء. ينتج موفر جانب الماء ماء بارد بدون تشغيل المبرد. يدور ماء المكثف عبر برج التبريد لطرد الحرارة ، ثم يذهب إلى مبادل حراري (تجاوز المبرد) حيث يتم تبريد الماء بشكل كافٍ لتلبية أحمال التبريد.
تحقق من أداء تجاوز الغاز الساخن ومفرغه: توجد هذه الأكثر شيوعًا في الضواغط الترددية للتحكم في السعة. تأكد من أنها تعمل بشكل صحيح.
الحفاظ على مستوى غاز التبريد: للحفاظ على كفاءة المبرد ، تحقق من زجاج رؤية المبرد وقراءات درجة حرارة التبريد والتسخين الفائق ، وقارنها بمتطلبات الشركة المصنعة. يمكن اكتشاف كل من ظروف التبريد ذات المستوى المنخفض والمرتفع بهذه الطريقة. كلا الحالتين يقللان من قدرة المبرد وكفاءته.
الاحتفاظ بسجل يومي: تبدأ أفضل ممارسات التشغيل والصيانة في المبرد بالحفاظ على سجل يومي لدرجات الحرارة ومستويات السوائل والضغوط ومعدلات التدفق وقوة المحرك. مجتمعة ، تعمل هذه القراءات كمرجع أساسي قيم لتشغيل النظام واستكشاف المشكلات وإصلاحها. تقوم العديد من المبردات الأحدث بحفظ سجلات هذه القياسات تلقائيًا في نظام التحكم الموجود على متنها ، والذي قد يكون قادرًا على الاتصال مباشرة مع DDC. يوجد أدناه مثال لسجل يومي يمكن تكييفه للاستخدام مع المبرد الخاص بك.
قم بتنزيل هذا الجدول كمستند Word
أفضل صيانة للمبردات والشيلرات من ماركول
بالمقارنة مع فشل المبرد الكبير ، فإن برنامج الصيانة الوقائية والتنبؤية السليم هو تكلفة بسيطة. سيؤدي تنفيذ خطة صيانة لأفضل الممارسات إلى توفير المال على مدى عمر المبرد وضمان عمر أطول للمبرد. لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ، انتقل إلى برنامج Best Practice O&M .
كثيرًا ما تمر ممارسات التشغيل دون المستوى دون أن يلاحظها أحد وتصبح القاعدة المقبولة. تدريب الموظفين على ممارسات الصيانة والتشغيل هو أفضل وقاية. يقدم العديد من مصنعي المبردات التدريب لمهندسي التشغيل في تشغيل وصيانة المبردات الخاصة بهم.
لصيانة المبردات بشكل فعال ، يجب عليك 1) إحضار المبرد إلى أعلى كفاءة ، و 2) الحفاظ على أعلى كفاءة. هناك بعض الخطوات الأساسية التي يمكن لمتخصصي المرافق اتخاذها للتأكد من صيانة المبردات الخاصة بهم بشكل صحيح. فيما يلي بعض الممارسات الرئيسية.
تقليل التآكل أو الترسبات للمبادلات الحرارية
فشل أنابيب المبادل الحراري مكلف ومزعج. تجمع حزم أنبوب المبخر والمكثف الرواسب المعدنية والحمأة من الماء. يعزز تراكم المقياس التآكل الذي يمكن أن يؤدي إلى فشل جدار الأنبوب. يؤدي تراكم المقياس أيضًا إلى عزل الأنابيب في المبادل الحراري مما يقلل من كفاءة المبرد. هناك نوعان من الإجراءات الوقائية الرئيسية:
فحص معالجة المياه: سيؤدي فحص معالجة المياه في الحلقة المفتوحة للمكثف والمياه أسبوعيًا إلى تقليل تكرار تنظيف أنبوب المكثف وإمكانية حدوث عطل في الأنبوب.
تعرف على المزيد حول تشغيل وصيانة أبراج التبريد .
سيؤدي فحص معالجة المياه في الحلقة المغلقة للمياه المبردة شهريًا إلى تقليل تكرار تنظيف أنبوب المبخر وإمكانية حدوث عطل في الأنبوب.
تعرف على المزيد حول تشغيل وصيانة أنظمة توزيع المياه HVAC .
فحص الأنابيب وتنظيفها: يجب فحص الأنابيب الموجودة في حزم المبخر والمكثف مرة واحدة سنويًا ، عادةً عندما يتم فصل المبرد عن العمل لفصل الشتاء. بالتناوب ، بالنسبة للأنظمة التي تعمل طوال العام لتلبية أحمال العملية ، يمكن مراقبة تحجيم الأنبوب والقاذورات عن طريق تسجيل انخفاض الضغط عبر حزم المكثف والمبخر. تشير الزيادة في الضغط من المدخل إلى المخرج بمقدار 3-4 رطل لكل بوصة مربعة إلى زيادة محتملة في الحجم أو القاذورات التي تتطلب تنظيف الأنبوب.
افحص تسرب غاز التبريد
إذا أمكن ، راقب مؤقت تشغيل تطهير الهواء. قد يشير وقت تطهير الهواء المفرط أو الزائد إلى تسرب مادة التبريد. إذا لم يتم تركيب جهاز لتنقية الهواء ، فقد تشير الفقاعات الموجودة في زجاج رؤية غاز التبريد أيضًا إلى تسرب مادة التبريد. يمكن أيضًا استخدام أجهزة تحليل الغاز لتحديد تسرب مادة التبريد.
يوفر الجدول أدناه قائمة تحقق لمهام الصيانة.
قم بتنزيل هذا الجدول كمستند Word
جدول صيانة المبردات
| وصف | تعليقات | تردد الصيانة |
|---|---|---|
| املأ السجل اليومي | تحقق من جميع نقاط الضبط من أجل الضبط والوظيفة المناسبين. تأكد من عدم وجود أصوات غير عادية وأن درجة حرارة الفضاء مقبولة. | يوميا (4x) |
| استخدام المبرد / التسلسل | قم بإيقاف تشغيل أو تسلسل المبردات غير الضرورية | اليومي |
| تحقق من إعدادات ووظيفة إعادة ضبط الماء المبرد | تحقق من إعدادات التسلسل المعتمد للعملية في بداية كل موسم تبريد | سنويا |
| تحقق من نقطة ضبط قفل المبرد | تحقق من إعدادات التسلسل المعتمد للعملية في بداية كل موسم تبريد | سنويا |
| نظف المبخر وأنابيب المكثف | يُشار إليه عندما يتجاوز انخفاض الضغط عبر البرميل (حزمة الأنبوب) توصيات الشركة المصنعة ، ولكن على الأقل سنويًا. | سنويا |
| تحقق من حد حمل التيار الكهربائي للمحرك | يجب ألا تتجاوز قوة المحرك مواصفات الشركة المصنعة | سنويا |
| محرك الضاغط والتجميع | إجراء تحليل الاهتزازات: تحقق من جميع المواءمات مع المواصفات. افحص كل الأختام. تزييت عند الضرورة. | سنويا |
| نظام زيت الضاغط | إجراء تحليل على الزيت والفلتر. قم بالتغيير إذا لزم الأمر. افحص مضخة الزيت وموانع التسرب افحص سخان الزيت والثرموستات افحص جميع المصافي والصمامات وما إلى ذلك. | سنويا |
| توصيلات كهربائية | تحقق من جميع التوصيلات والأطراف الكهربائية بحثًا عن التلامس التام والضيق | سنويا |
| تحقق من حالة المبرد | أضف المبرد إذا كان منخفضًا. كميات قياسية ومعالجة مشاكل التسرب. | سنويا |
| تحقق من تآكل أنبوب المكثف والمبخر وتنظيفه حسب الحاجة. | تشمل المؤشرات: نوعية المياه الرديئة ، التلوث المفرط ، عمر المبرد. يمكن إجراء اختبار إيدي الحالي لتقييم حالة الأنبوب. | كما هو مطلوب |
تعليقات
إرسال تعليق