وحدة التكثيف بالماء البارد

لفهم مفهوم وحدة التكثيف بالماء البارد (Water Cooled Condensing Unit)، من الأفضل التعرف أولاً على مصطلح «وحدة التكثيف». ببساطة، هذا الجهاز هو وحدة متكاملة تتكون من ضاغط ومكثف (بدون المبخر)، ويعمل على تحويل مادة التبريد من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة. في وحدة التكثيف، توجد معدات أخرى مثل لوحة التحكم، وحدات التحكم، المستقبل، الأنابيب، وغيرها.

يُعتبر هذا الجهاز واحداً من وحدات التبريد الخارجية في أنظمة التبريد وتكييف الهواء (HVAC).

وحدة التكثيف بالماء البارد هي أحد أنواع وحدات التكثيف التي يتم فيها تبريد المكثف عن طريق أنابيب مغمورة في الماء. في هذه العملية، يفقد مادة التبريد في حالته الغازية حرارته في المكثف عبر الأنابيب إلى الماء ويتحول إلى الحالة السائلة. في الواقع، السائل الذي يبرد المكثف في هذا النوع من وحدات التكثيف هو الماء.

أنواع وحدات التكثيف

تُعد وحدات التكثيف مكونات أساسية في أنظمة التبريد الانضغاطي، وتلعب دوراً حيوياً في توفير الراحة الحرارية للبيئة. وتنقسم هذه الوحدات إلى نوعين رئيسيين:

وحدة التكثيف بالهواء البارد

في هذا النوع، يتم تبريد المكثف (مبادل الحرارة) باستخدام تدفق الهواء. تعمل المراوح المثبتة في هذه الأجهزة على دفع الهواء فوق ملفات المكثف، وبذلك تنتقل حرارة مادة التبريد إلى البيئة المحيطة. تتميز وحدات التكثيف بالهواء البارد بتصميم بسيط، وتكاليف صيانة منخفضة، ولا تحتاج إلى الماء؛ ولهذا السبب تُستخدم غالباً في أنظمة التبريد وتكييف الهواء المنزلية والتجارية.

وحدة التكثيف بالماء البارد

على عكس النوع السابق، يتم تبريد المكثف في وحدة التكثيف بالماء البارد باستخدام تدفق الماء. يتم نقل الماء الساخن في المكثف إلى برج التبريد أو نظام آخر للتخلص من الحرارة ليبرد مرة أخرى ويعود إلى الدورة. نظراً لقدرتها التبريدية العالية وكفاءتها الأفضل، تُستخدم وحدات التكثيف بالماء البارد عادةً في أنظمة تكييف الهواء الكبيرة والصناعية. كما أن هذه الوحدات تقدم أداءً أفضل في المناطق الحارة والجافة ذات درجات الحرارة المرتفعة.

المواصفات الفنية لوحدة التكثيف بالماء البارد

عادةً ما تشمل المواصفات الفنية لوحدات التكثيف عوامل مثل السعة التبريدية أو القدرة التبريدية، نوع مادة التبريد، مادة صنع المكثف، نوع وحدات التحكم، وغيرها. فيما يلي مثال على المواصفات الفنية لوحدة التكثيف ATCS من سلسلة AL:

• السعة التبريدية: من 2.5 إلى 185 كيلووات
• نوع مادة التبريد: R507، R502، R134-A، R404-A، R22
• مادة صنع المكثف: هيكل المكثف مصنوع من أنابيب مانسمان، والأنابيب الداخلية مصنوعة من النحاس أو مانسمان
• نوع وحدة التحكم: أنالوج أو ديجيتال
• مستوى الضوضاء الناتج: مهم للمساحات التي تتطلب هدوءاً
• درجة حرارة تشغيل المكثف: 40 درجة مئوية
• درجة حرارة تشغيل المبخر: من 45- إلى 12.5+ درجة مئوية

الجدول التالي يوضح المواصفات الفنية لوحدة التكثيف ATCS من سلسلة AL:

Refrigeration Capacity (W)

Suction Return Temperature 25°C             No Liquid Subcooling                      R-22                       50 Hz

مكونات وحدة التكثيف بالماء البارد

فيما يلي استعراض تفصيلي لمكونات وحدة التكثيف وآلية عمل كل منها:

الضاغط (Compressor)

الضاغط في هذا النظام مسؤول عن ضغط غاز التبريد وزيادة ضغطه ودرجة حرارته. فعند زيادة الضغط بواسطة الضاغط، ترتفع درجة حرارة غاز التبريد الذي يتم توجيهه بعد ذلك نحو المكثف. تُستخدم أنواع مختلفة من الضواغط مثل الضاغط الترددي، الدوراني، الحلزوني (Scroll)، والمسماري (Screw) في وحدات التكثيف.

الضاغط هو أحد المكونات الرئيسية والمهمة في وحدة التكثيف. في وحدة التكثيف بالماء البارد من سلسلة ATCS، تُستخدم ضواغط من علامات تجارية عالمية مثل: Bitzer، DWM، Maneurop Danfoss، Copeland، Refcomp. ويمكن طلب الضاغط من جميع العلامات التجارية المذكورة أعلاه.

المكثف (Condenser)

المكثف هو الجزء الذي يتم فيه تحويل غاز التبريد عالي الضغط والحرارة إلى سائل. يعمل المكثف على استقبال غاز التبريد الساخن من الضاغط، وبتبديد حرارته إلى البيئة المحيطة (الهواء أو الماء)، يتحول إلى سائل. تُستخدم حالياً أنواع المكثفات المبردة بالهواء (باستخدام المراوح) والمبردة بالماء (باستخدام مياه برج التبريد) في دورات التبريد.

المكثف المبرد بالماء يكون من نوع الصدفة والأنابيب (Shell and Tube). تُصنع الصدفة من أنابيب مانسمان، ويمكن أن تكون الأنابيب الداخلية مصنوعة من النحاس أو مانسمان. تم تصميم الفواصل داخل الصدفة لزيادة معامل نقل الحرارة بشكل كبير. يمكن فتح رؤوس المكثف من كلا الطرفين بسهولة للصيانة أو استبدال الأنابيب الداخلية. يتم اختبار المكثفات باستخدام غاز النيتروجين عند ضغط 450 psi.

المستقبل (Receiver)

المستقبل هو أحد المكونات المهمة في وحدة التكثيف، ويعمل على تخزين سائل التبريد الإضافي. هذا المكون يحتفظ بالسائل الزائد عند الحاجة، ويعيد ضخه إلى النظام عند انخفاض الضغط.

لوحة التحكم الكهربائية

تعمل لوحة التحكم على مراقبة وحماية المكونات الكهربائية للنظام. تحتوي اللوحة على مفاتيح الطاقة، الكونتاكتورات، المرحلات، الثرموستاتات، والمعدات الأخرى للتحكم.

مضخة الماء (في المكثفات المبردة بالماء)

تقوم مضخة الماء بتدوير الماء في الدائرة المغلقة. مع دوران الماء، يتم نقل الحرارة داخل المكثف.

الصمامات وأدوات التحكم

وحدة التكثيف ATCS مصممة كوحدة جاهزة للتركيب. تشمل الصمامات وأدوات التحكم ما يلي:

• مانعات الاهتزاز
• صمام يدوي
• صمام كهربائي
• مؤشر الرؤية
• مجفف الفلتر
• وحدات التحكم في الضغط العالي والمنخفض
• وحدات التحكم في ضغط زيت الضاغط

جميع هذه المكونات من علامة Danfoss الدنماركية. يتم اختبار النظام بالكامل باستخدام غاز النيتروجين عند ضغط 450 psi ليكون جاهزاً للنقل. كما يمكن طلب خزانات فصل الزيت ومخمدات السوائل عند الحاجة.

نطاق سعة وحدة التكثيف بالماء البارد

تتراوح سعة وحدة التكثيف بالماء البارد من سلسلة ATCS بين 2.5 إلى 185 كيلووات، وهي متوافقة مع مواد التبريد مثل R507، R502، R134-A، R404-A، وR22. كما يمكن تصميم وتصنيع وحدة التكثيف حسب السعة المطلوبة بناءً على الطلب.

استخدامات وحدة التكثيف بالماء البارد

تُعد وحدة التكثيف بالماء البارد من سلسلة ATCS متوافقة مع مواد التبريد من عائلة الفريون ومناسبة للتطبيقات التالية:

• أنظمة تكييف الهواء
• الغرف النظيفة (Clean Room)
• مخازن التبريد تحت الصفر وفوق الصفر
• مخازن تبريد اللحوم، الدواجن، الأسماك، والروبيان
• مخازن تبريد الفواكه والخضروات
• مخازن الأدوية
• أنفاق التجميد لتحقيق درجات حرارة تتراوح بين -45 إلى +12.5 درجة مئوية

تُستخدم وحدة التكثيف بالماء البارد من سلسلة ATCS في عمليات التقطير، التخزين، وتوجيه مواد التبريد في أنظمة التبريد الصناعي وتكييف الهواء. بناءً على السعة التبريدية المطلوبة ودرجات حرارة الماء والقاعة، يمكن بسهولة اختيار الوحدة من الكتالوج. يوفر نطاق السعات المتوفر تلبية احتياجات تبريد متنوعة.