في عالم اليوم المليء بالطاقة ، تلعب أنظمة طرد الحرارة الفعالة دورًا حيويًا في الحفاظ على درجات الحرارة المثلى لمختلف التطبيقات الصناعية والتجارية. مع توفر مجموعة كبيرة من تكوينات النظام ، قد يكون اختيار الإعداد المناسب لاحتياجاتك مهمة شاقة. يتعمق هذا الدليل الشامل في خمسة تكوينات رئيسية لنظام طرد الحرارة ، مما يتيح لك اتخاذ قرارات مستنيرة وتحسين أداء البنية التحتية للتبريد لديك.
سوف نستكشف مداخل وعموم التكوينات التالية: نظام تبريد الهواء المباشر ، ونظام تبريد المياه المباشر مع برج التبريد ، ونظام تبريد المياه غير المباشر مع برج التبريد ، ونظام تبريد مياه البحر المباشر ، ونظام تبريد مياه البحر غير المباشر بالحرارة مبادل. من خلال فهم المبادئ والمزايا والقيود الخاصة بكل تكوين ، ستكون أكثر استعدادًا لاختيار وتنفيذ الحل الأكثر فعالية لطرد الحرارة وفقًا لمتطلباتك الخاصة. لذلك دعونا نتعمق في عالم أنظمة طرد الحرارة ونكتشف أسرار تحسين أدائها.
ظاهرة رفض الحرارة
ينتج المبرد الموجود داخل المبرد حرارة يتم نقلها بعد ذلك إلى وسيط تبريد خارجي ونقله بعيدًا إلى مكان يمكن التخلص منه بأمان - قد يكون هذا هو الهواء الخارجي ، أو إذا كان محظوظًا ، أو نهرًا أو بحيرة أو البحر ! يستخدم المبرد الذي يتم تبريده بالهواء الهواء بينما يستخدم المبرد المبرد بالماء الماء كوسيط تبريد خاص به.
المعدات الرئيسية لمحطة المياه المبردة المركزية
إذا لم يتم استخدام الهواء كمصدر تبريد مباشر ، فيجب استخدام جهاز نقل الحرارة ، مثل برج التبريد أو المبرد ، للتخلص من الحرارة في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، إذا لم يتم تغذية مصدر المياه مباشرة إلى مكثفات المبرد ، فيجب استخدام مبادل حراري لنقل الحرارة إلى الماء.
نظام تبريد الهواء المباشر
نظام التبريد المباشر بالهواء هو نظام تبريد لا يحتاج إلى مبرد لتبديد الحرارة. يعتبر هذا النوع من أنظمة التبريد أكثر كفاءة من نظام التبريد بالماء التقليدي ، حيث لا يتطلب مكونات مضافة ، مثل المضخة والرادياتير وخزان سائل التبريد. يعمل النظام باستخدام مروحة لتدوير الهواء فوق مصدر الحرارة وتبديد الحرارة بعيدًا عن النظام. يمكن استخدام أنظمة تبريد الهواء المباشر لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك إلكترونيات التبريد وتكييف الهواء وحتى تبريد الجزء الداخلي من السيارة. غالبًا ما يُفضل هذا النوع من أنظمة التبريد على أنظمة التبريد بالماء نظرًا لكفاءته العالية وحقيقة أنه لا يتطلب استخدام مكونات إضافية.
إن أبسط طريقة لرفض حرارة المكثف هي استخدام الهواء لتبريد المكثف ، وهو ما يحدث عند استخدام المبردات المبردة بالهواء. تم تجهيز المبرد المبرد بالهواء بملفات ذات أنابيب زعانف كمكثف ومراوح لسحب الهواء الخارجي للتدفق عبر الفجوات بين زعانف ملفات المكثف لتبريد المبرد الذي يتم تغذيته عبر الأنابيب. عادةً ما يتم تجميع المكثف والمراوح ، فضلاً عن الضاغط والمبخر وجهاز التمدد ولوحة التحكم وغيرها من الملحقات في وحدة حزمة ، والتي يمكن استخدامها بمجرد تثبيتها في الموقع ومع توصيل أنابيب المياه المبردة وإمدادات الكهرباء. عادة ما يتم تركيب المبردات المبردة بالهواء في الهواء الطلق ولكن ، إذا لزم الأمر ، يمكن تركيبها في الداخل مع أنبوب العادم.
نظام تبريد المياه المباشر مع برج التبريد
نظام تبريد المياه المباشر مع برج التبريد هو نظام تبريد فعال للتطبيقات الصناعية. يستخدم نظام الحلقة المغلقة لنقل الحرارة الناتجة عن الماكينة إلى برج التبريد. ثم يتم تبريد الماء عن طريق عملية التبادل الحراري ، وإعادته إلى الماكينة لإعادة استخدامه. يُعرف هذا النظام بكفاءته في استخدام الطاقة وغالبًا ما يستخدم في التطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من التبريد ، مثل محطات الطاقة والمصانع الكيماوية والعمليات الصناعية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر برج التبريد طريقة أكثر فاعلية لتبديد الحرارة ، مما يجعله خيارًا مثاليًا للعديد من الصناعات.
أبراج التبريد عبارة عن معدات لنقل الحرارة تسمح بالتخلص من حرارة المكثف للمبردات المبردة بالمياه في الغلاف الجوي. سيتم تقديم تحليل مفصل حول مبدأ التشغيل وعملية أبراج التبريد لاحقًا في هذا الفصل. باستخدام طريقة طرد الحرارة هذه ، يتم تثبيت مضخات المياه لتدوير ماء المكثف بين المبردات وأبراج التبريد. مطلوب إمدادات المياه لتجديد فاقد المياه في هذه العملية ، ومعالجة المياه ضرورية للتحكم في جودة المياه ومنع تفشي مرض الفيلق. عادةً ما يتم تثبيت نظام التحكم في درجة الحرارة ذات الحد المنخفض لمنع دخول درجة حرارة الماء المكثف إلى المبرد من الانخفاض إلى ما دون الحد المنخفض (~ 16 درجة مئوية) ، والذي قد يحدث في فصل الشتاء ويسبب تشغيل غير مستقر للمبرد.
نظام تبريد المياه غير المباشر مع برج التبريد
يعد نظام التبريد بالماء غير المباشر مع برج التبريد طريقة فعالة لتبريد مبنى أو منشأة صناعية. يشتمل هذا النظام على برج تبريد يعمل عن طريق تبخير الماء وإطلاق الحرارة في الغلاف الجوي. ثم يتم تبريد المياه أثناء مرورها عبر البرج ثم يتم ضخها مرة أخرى إلى المبنى أو المرفق لتوفير هواء بارد. يعتبر هذا النوع من الأنظمة مثاليًا للمنشآت الصناعية الأكبر والأكثر تعقيدًا ويمكن تكييفه بسهولة ليناسب أي حجم أو شكل للمبنى. إنها أيضًا طريقة فعالة من حيث التكلفة للحفاظ على برودة المبنى أو المرفق وهي موفرة للطاقة ، مما يجعلها خيارًا رائعًا لأولئك الذين يتطلعون إلى تقليل تكاليف الطاقة الخاصة بهم.
يمكن تقسيم دائرة ماء المكثف في نظام طرد الحرارة المذكور أعلاه إلى قسمين متصلين حرارياً بواسطة مبادل حراري بينهما. يمكن استخدام هذا التصميم عند استخدام مياه البحر في الدائرة من خلال برج التبريد واستخدام المياه العذبة في الدائرة من خلال المبرد ، لحماية مكثف المبرد من آثار التآكل والتآكل لمياه البحر. هناك حاجة إلى مضخات في كل دائرة مائية لنقل الحرارة.
نظام تبريد مياه البحر المباشر
تستخدم أنظمة التبريد المباشر بمياه البحر البيئة الطبيعية لتبريد وتكثيف البخار من محطة توليد الكهرباء. هذه العملية أكثر كفاءة وصديقة للبيئة من أنظمة التبريد التقليدية. باستخدام الخصائص الطبيعية للمحيطات لنقل الحرارة بعيدًا عن محطة توليد الطاقة ، تعمل أنظمة التبريد المباشر بمياه البحر على تقليل استهلاك الطاقة وتقليل الانبعاثات وتتطلب صيانة أقل من أنظمة التبريد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا النظام فعال من حيث التكلفة ، حيث لا يتطلب كميات كبيرة من الطاقة لتشغيله ، ولا يتطلب موارد إضافية للتبريد. بشكل عام ، تعد أنظمة التبريد المباشر بمياه البحر بديلاً فعالاً ومستدامًا لأنظمة التبريد التقليدية.
بالنسبة للمبنى القريب من المرفأ ، يمكن بناء محطة ضخ لسحب مياه البحر لتبريد المكثف. يمكن تغذية مياه البحر التي تسحبها مضخات مياه البحر مباشرة من خلال مكثفات المبردات ، وسيتم ضخ مياه البحر المستخدمة مرة أخرى إلى الميناء للتخلص منها. هناك حاجة إلى معدات الترشيح والجرعات الكيميائية / المبيدات الحيوية للتحكم في جودة المياه ومنع نمو الكائنات الحية الدقيقة
نظام تبريد مياه البحر غير المباشر مع مبادل حراري
نظام تبريد مياه البحر غير المباشر مع المبادل الحراري هو نظام تبريد فعال وصديق للبيئة يستخدم مياه البحر لتبريد ونقل الحرارة. يعمل هذا النظام عن طريق ضخ مياه البحر من المحيط إلى مبادل حراري ، حيث تنتقل الحرارة من مياه البحر إلى حلقة المياه العذبة. ثم يتم تدوير حلقة المياه العذبة هذه من خلال برج تبريد ، مما يساعد على تبديد الحرارة ، ثم إعادتها إلى المبادل الحراري لتبريدها. يمكن بعد ذلك إعادة مياه البحر المبردة إلى المحيط. أصبح هذا النظام شائعًا بشكل متزايد بسبب كفاءته العالية وفعاليته من حيث التكلفة وتأثيره البيئي الضئيل.
لحماية مكثفات المبرد ، يمكن تقسيم دائرة ماء المكثف في النظام المذكور أعلاه إلى قسمين متصلين حرارياً بواسطة مبادلات حرارية بينهما. يسمح هذا باستخدام المياه العذبة في الدائرة من خلال المبرد ، على الرغم من الحاجة إلى مجموعة أخرى من المضخات.
