مبخر التبريد هو الاسم الذي يُطلق على أي مبادل حراري يتبخر فيه وسيط التبريد عند درجة حرارة منخفضة، وبالتالي عند ضغط منخفض، لكنه يكون عادةً أعلى من الضغط الجوي لمنع تسرب الغاز و/أو بخار الماء إلى دائرة الضغط المنخفض. المبخر هو عنصر دائرة التبريد الذي يُمتص من خلاله الحرارة من الوسط المراد تبريده. ويمكنه امتصاص الحرارة اللازمة لتبخير وسيط التبريد إما من الهواء (أنظمة التمدد المباشر)، أو من سائل (عادةً الماء)، أو من محلول يُستخدم في صناعة اللحوم كوسيط تبريد ثانوي، ويُدوَّر عبر مبرد الهواء داخل الغرفة المبردة.
سنصف هنا طريقة التشغيل الأولى فقط، أي التبريد المباشر للهواء عبر تبخير وسيط التبريد السائل، لأن محطات وسيط التبريد الثانوي تُركَّب عندما يلزم تخزين احتياطيات من البرودة، كما في منشآت التبريد متعددة الأغراض. ويتطلب التمدد المباشر استثمارًا أوليًا أقل، ويكون استهلاك الطاقة فيه عمومًا أدنى، لأن فروق درجات الحرارة بين وسيط التبريد الأولي والهواء أقل منها في أنظمة الوسيط الثانوي.
لمعرفة أنواع المبخرات المستخدمة في غرف التبريد وغرف التجميد، راجع دليلنا حول مبخرات غرف التبريد.
مبخرات التبريد لتبريد الهواء
يمكن أن تعمل بالحمل الحراري الطبيعي، حيث تتحكم فروق كثافة الهواء في حركته، أو بالحمل الحراري القسري أو الميكانيكي عند استخدام المراوح أو النافخات لتسريع حركة الهواء فوق المبرد وتسهيل توزيع الهواء داخل غرفة التبريد.
لأنظمة الحمل الحراري الطبيعي ميزتان رئيسيتان: لا تحتاج إلى طاقة لتدوير الهواء، ويكون جفاف المنتجات أقل بكثير لأن سرعات الهواء أدنى بكثير والرطوبة النسبية مرتفعة. ومن الواضح أن لها بعض العيوب، أولها في إذابة الصقيع، وثانيها وهو الأهم انخفاض معامل التبادل الحراري الكلي بسبب انخفاض سرعات الهواء فوق المبخر، مما يستلزم مساحات تبادل كبيرة تجعلها ضخمة ومكلفة جدًا. وتبلغ تكلفتها، بما في ذلك التركيب في غرفة التبريد، ثلاثة إلى أربعة أضعاف تكلفة مبخر الحمل القسري، لأن سطح التبادل أكبر، وتكلفة تصنيع الأنابيب مرتفعة، والتركيب في الغرفة صعب ويستغرق وقتًا طويلًا.
يمكن توزيع شبكات الحمل الطبيعي بانتظام تحت السقف مع ترك مسافة كافية لدوران جيد للهواء (لا تقل أبدًا عن 8 cm)، وكذلك على طول جدران الغرفة إذا لم تكن المسافة العلوية كافية. وتسهّل مجموعات الملفات والحواجز المصنعة في المصنع عملية التركيب، ويمكن استخدامها في جميع تطبيقات الحمل الطبيعي تقريبًا.
طُوِّرت مبخرات الحمل القسري أو السحب القسري لأن معامل انتقال الحرارة الكلي الأعلى الناتج عن الدوران السريع للهواء فوق الملفات يتيح تقليصًا كبيرًا في مساحات سطح المبخر. كما أنها تتمتع بقدرة تبريد كبيرة.
يجب أن تتراوح سرعات الهواء عبر المبخر بين 1.5 و3 m/s لتحقيق معامل انتقال حرارة مرتفع، لكن ينبغي مراعاة أنه فوق الحد الأعلى (3 m/s) تتجاوز الحرارة الناتجة عن محرك المروحة الكهربائية الزيادة في قدرة التبريد. كما أن السرعات التي تزيد على 3 m/s تميل إلى حمل الرطوبة المترسبة على الملفات نحو المنتجات. ويجب أن يكون مدى دفع الهواء بعيدًا بما يكفي لتحقيق دوران منتظم للهواء وتوزيع متساوٍ لدرجة الحرارة في مخزن التبريد.
مبخر التبريد
ملفاته عبارة عن أنابيب مزعنفة مصممة لتوفير مساحة تبادل حراري كبيرة في عنصر مدمج. ويجب ضمان تلامس حراري جيد بين الأنبوب والزعانف (باللحام، أو بانغراس الزعانف في سطح الأنبوب عن طريق تمديد الأنبوب، أو بالتثبيت عبر تقويم حواف الزعانف). ويعتمد حجم الزعانف والمسافة بينها على طبيعة التشغيل، وبشكل أساسي على درجة حرارة التشغيل.
ينبغي عادةً أن يساوي ارتفاع الزعنفة قطر الأنبوب، وأن تكون الزعنفة سميكة بما يكفي لتوفير المقاومة الميكانيكية (0.7-1 mm). وتتراوح المسافة بين الزعانف بين 6 و10 mm أو أكثر في غرف التبريد، أو 15 mm أو أكثر في غرف التجميد، لتقليل خطر تكوّن كتلة جليدية. وأحيانًا تُباعد الزعانف أكثر عند مدخل الهواء إلى الملف لتعمل كمصيدة للصقيع وتمنع انسداد تدفق الهواء.
في مشاريعنا، يُورَّد المبخر مع نظام التبريد ويُحدَّد حجمه وفقًا للغرفة. اطلع على وحدات التبريد المنفصلة (سبليت) ووحدات التكثيف المفتوحة وأنظمة التبريد المركزي لدينا.
