العربية
المشاهدات: 80 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2026-09-28 الأصل: موقع
يمكن للمبرد الجاف أن يعمل بكفاءة طوال العام، لكن ظروف الشتاء تمثل أحد أخطر المخاطر في أي نظام لرفض الحرارة يعتمد على الماء: التجميد.
عندما يتجمد الماء أو محلول جلايكول الماء غير المحمي بشكل كافٍ داخل ملف التبريد الجاف أو الأنابيب أو الصمام أو المبادل الحراري، فإن التمدد الناتج يمكن أن يؤدي إلى تلف الأنابيب والتجهيزات والرؤوس والمكونات الأخرى. في الحالات الشديدة، يمكن أن يؤدي حدث تجميد واحد إلى حدوث تسربات، واستبدال الملف، ووقت توقف طويل، وإصلاحات باهظة الثمن.
لهذا السبب، لا ينبغي التعامل مع الحماية من التجميد على أنها ملحق يتم إضافته بعد اختيار المبرد الجاف.
يجب أن يكون جزءًا من تصميم النظام من البداية.
يجب أن تجيب الإستراتيجية الموثوقة على عدة أسئلة:
ما هي أدنى درجة حرارة خارجية قد يتعرض لها النظام؟
هل يجب أن يستمر المبرد الجاف في العمل أثناء الطقس المتجمد؟
ماذا يحدث إذا توقفت المضخة؟
ماذا يحدث أثناء انقطاع التيار الكهربائي؟
هل الجليكول مقبول خلال حلقة العملية بأكملها؟
هل يمكن تصريف الدائرة الخارجية بالكامل؟
هل يمكن أن يظل الماء محصوراً داخل الملف أو الأنابيب؟
يشرح هذا الدليل كيف يمكن للمهندسين تصميم الحماية من التجميد لـ نظام التبريد الجاف ومقارنة الاستراتيجيات الرئيسية المتاحة.
يحتوي المبرد الجاف عادةً على ملف أنبوبي ذي زعانف مثبت في الخارج.
يدور الماء أو محلول جلايكول الماء عبر الملف بينما تقوم المراوح المحورية بتحريك الهواء المحيط عبر الزعانف.
أثناء التشغيل العادي، يكون هذا الترتيب بسيطًا وموثوقًا.
وتظهر الخطورة عندما تنخفض درجة حرارة السائل نحو نقطة التجمد.
يتوسع الماء النقي عندما يتجمد. إذا انحصر الماء داخل أنبوب صلب أو رأس أو صمام أو ممر لمبادل حراري، فقد يؤدي تكوين الجليد الكافي إلى خلق ضغط داخلي ضار.
يمكن أن تشمل الأجزاء المكشوفة من نظام التبريد الجاف ما يلي:
لفائف ذات زعانف؛
رؤوس؛
أنابيب الإمداد والعودة؛
الصمامات.
مضخات؛
مصافي؛
أجهزة الاستشعار.
أوعية التوسع
المبادلات الحرارية اللوحية
خطوط الصرف.
وبالتالي، يجب أن تغطي الحماية من التجميد الدائرة الهيدروليكية المكشوفة بالكامل ، وليس فقط ملف المبرد الجاف.
يجب أن يكون مدخل التصميم الأول هو أدنى درجة حرارة يمكن أن تتعرض لها الدائرة الخارجية بشكل واقعي.
لا ينبغي أن يكون هذا مجرد متوسط درجة الحرارة السنوية في فصل الشتاء.
يجب على المهندسين مراعاة ما يلي:
الحد الأدنى التاريخي لدرجة الحرارة المحيطة؛
تصميم المشروع درجة الحرارة الدنيا.
درجة الحرارة ليلا.
التعرض للرياح
فترات إيقاف تشغيل المعدات؛
انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة.
درجات الحرارة أثناء الصيانة.
أحداث الطقس البارد غير المتوقعة.
قد يحتوي نظام التبريد الذي يعمل بشكل طبيعي على سائل دافئ ويبدو أن خطر التجمد فيه قليل.
ولكن إذا توقف الدوران فجأة عند الساعة 2:00 صباحًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي، فقد يقترب الملف الخارجي تدريجيًا من درجة الحرارة المحيطة.
وقد يمثل ذلك الحالة الأسوأ الحقيقية.
فكر في المبرد الجاف الذي يعمل عادةً مع:
درجة حرارة مدخل السائل: 35 درجة مئوية
درجة حرارة مخرج السائل: 30 درجة مئوية
بيئة الشتاء العادية: 0 درجة مئوية
سيكون من غير الصحيح استنتاج أن الحماية من التجميد غير ضرورية لأن سائل التشغيل أعلى بكثير من درجة التجمد.
إذا كان الموقع يمكن أن يصل إلى:
-20 درجة مئوية
وانقطاع التيار الكهربائي يوقف المضخة لعدة ساعات، ويمكن للسائل الراكد داخل الملف الخارجي أن يبرد في النهاية إلى درجة الحرارة تلك.
لذلك يجب أن تأخذ الحماية من التجميد في الاعتبار أدنى حالة موثوقة للنظام ، وليس مجرد درجة حرارة السائل أثناء تشغيل النظام.
هذا التمييز مهم عند اختيار الجليكول.
الحماية من التجميد تعني أن السائل يظل سائلاً بدرجة كافية بحيث لا تتشكل بلورات الثلج فوق درجة الحرارة التصميمية المحددة.
هذا النهج مناسب حيث:
يجب أن يستمر النظام في الدوران عند درجة حرارة منخفضة؛
بلورات الجليد يمكن أن تعيق الممرات الصغيرة؛
تحتاج المضخات إلى إعادة التشغيل أثناء الطقس البارد؛
تتطلب موثوقية العملية أن يظل السائل قابلاً للضخ بالكامل.
يصف ترين الحماية من التجميد بأنها مناسبة حيث لا يمكن تحمل تكوين الجليد وحيث يجب أن يظل النظام قيد التشغيل أثناء ظروف الطقس البارد.
الحماية من الانفجار لها هدف مختلف.
قد تبدأ بعض مخاليط الجليكول والماء في تكوين بلورات ثلجية تحت نقطة التجمد دون أن تصبح كتلة صلبة على الفور.
عندما يتجمد الماء أولاً، يصبح السائل المتبقي أكثر تركيزًا مع الجليكول.
في حالة وجود حجم توسع كافٍ، قد يتحمل النظام هذه الحالة المجمدة جزئيًا دون انفجار.
لذلك تركز الحماية من الانفجار على منع الأضرار الميكانيكية ، بدلاً من الحفاظ على المحلول خاليًا تمامًا من الجليد.
قد تكون هذه الإستراتيجية قابلة للتطبيق على أنظمة معينة تظل مغلقة خلال فصل الشتاء، ولكن لا ينبغي اعتمادها تلقائيًا في الحالات التي يجب فيها تشغيل المضخات أو عندما لا تتحمل القنوات المقيدة تكوين الطين.
بالنسبة لمعظم أنظمة التبريد الجاف، تعتمد الحماية من التجميد على واحد أو أكثر من هذه الأساليب:
مضاد للتجمد جليكول
الدورة الدموية المستمرة
تصميم التصريف أو التصريف الخلفي
التدفئة والتحكم النشط
قد يجمع النظام الأكثر موثوقية بين العديد منها.
يعد استخدام محلول الماء الجليكول أحد أكثر الطرق شيوعًا لحماية دوائر التبريد الجاف الخارجية.
هناك نوعان من السوائل شائعة الاستخدام هما:
جلايكول الإثيلين، أو EG؛
البروبيلين غليكول، أو PG.
كلاهما يخفض درجة تجمد الماء.
ومع ذلك، لا ينبغي أن يعتمد اختيار الجليكول فقط على نقطة التجمد.
بالمقارنة مع البروبيلين جليكول، عادةً ما يتمتع الإيثيلين جليكول بخصائص حرارية وسائلة أفضل عند نفس مستوى الحماية من التجمد.
وتشير شركة داو إلى أن لزوجة محاليل جلايكول الإيثيلين عادة ما تكون أقل، مما يتيح أداءً أفضل لنقل الحرارة والضخ في العديد من التطبيقات.
عندما تكون هناك حاجة إلى سمية أقل، غالبا ما يفضل البروبيلين غليكول.
الاختيار الصحيح يعتمد على:
طلب؛
المتطلبات البيئية؛
اللوائح المحلية؛
مخاطر تلوث العمليات؛
توصيات موردي السوائل؛
متطلبات الأداء الحراري.
لا يوجد تركيز عالمي صحيح لكل مبرد جاف.
يعتمد التركيز المطلوب بشكل أساسي على:
نوع الجليكول
أدنى درجة حرارة متوقعة؛
ما إذا كانت الحماية من التجميد أو الانفجار مطلوبة؛
بيانات مورد السوائل؛
قابلية الضخ المطلوبة.
على سبيل المثال، توصي شركة داو باختيار الحماية من التجميد تحت أدنى درجة حرارة تشغيل متوقعة وتشير إلى هامش تصميم نموذجي يبلغ حوالي 3 درجات مئوية / 5 درجات فهرنهايت أقل من الحد الأدنى المتوقع للحالة.
المبدأ المهم هو:
لا تقم بتحديد تركيز الجليكول من قاعدة عامة مثل 'استخدم دائمًا 30%'.
استخدم بيانات التركيز مقابل درجة الحرارة الخاصة بالشركة المصنعة.
تؤدي إضافة المزيد من الجليكول إلى تحسين الحماية من درجات الحرارة المنخفضة، ولكنها تغير أيضًا الخصائص الحرارية للسائل.
يعني التركيز العالي للجليكول عمومًا ما يلي:
لزوجة أعلى
كثافة مختلفة
أداء أقل فعالية في نقل الحرارة مقارنة بالمياه؛
زيادة المقاومة الهيدروليكية.
متطلبات ضخ أكبر.
وتشير شركة داو على وجه التحديد إلى أن زيادة تركيز البروبيلين غليكول يحسن الحماية من التجميد، ولكنه يمكن أن يزيد أيضًا من اللزوجة وطاقة الضخ المطلوبة.
لذلك:
عادةً ما يكون تركيز الجليكول الأمثل هو أقل تركيز يلبي بأمان مستوى الحماية المطلوب ومتطلبات مورد السوائل.
يجب أيضًا اختيار المبرد الجاف حرارياً باستخدام تركيز الجليكول الفعلي بدلاً من خصائص الماء.
هناك طريقة أخرى وهي الحفاظ على دوران السائل الدافئ بشكل مستمر عبر الدائرة الخارجية.
إذا ظل السائل المتداول بأمان فوق درجة التجمد، فيمكن حماية ملف المبرد الجاف والأنابيب.
يمكن أن تعمل هذه الإستراتيجية في الأنظمة التي:
الحرارة متوفرة بشكل مستمر؛
المضخات لديها موثوقية عالية.
العملية الشتوية مستمرة.
مصدر الطاقة موثوق للغاية.
ومع ذلك، نادرًا ما يكون التدوير وحده هو استراتيجية الحماية الوحيدة دون تقييم ظروف الفشل.
وهذا هو ضعف حماية الدورة الدموية فقط.
أثناء رحلة المضخة أو انقطاع التيار الكهربائي:
التدفق = صفر
ثم يبدأ الملف الخارجي بفقد الحرارة للهواء المحيط.
في نهاية المطاف، يمكن أن تصل المياه المحبوسة إلى درجة حرارة التجمد.
لذلك يجب على المهندسين أن يسألوا:
إذا توقفت الدورة الدموية خلال أبرد ليلة في السنة، فإلى متى يمكن أن يظل النظام آمنًا؟
إذا لم تكن هناك إجابة مقبولة، فستكون الحماية الاحتياطية مطلوبة.
قد تستخدم التركيبات الحرجة:
مضخات العمل/الاستعداد؛
التغيير التلقائي للمضخة.
قوة الطوارئ
إنذارات التدفق المنخفض.
تعمل هذه التدابير على تحسين الموثوقية ولكنها لا تزال لا تقضي على كل سيناريوهات التجميد.
على سبيل المثال، قد يؤدي عطل كهربائي شائع إلى تعطيل كلا المضختين.
لذلك يجب أن تأخذ الحماية من التجميد في الاعتبار حالات فشل الوضع الشائع ، وليس فقط فشل المعدات الفردية.
إذا كان من الممكن تفريغ الدائرة الخارجية بالكامل عند توقف النظام، فلا يمكن أن يتجمد الماء داخل المكونات التي تم تصريفها.
وهذا يمكن أن يقلل أو يلغي الحاجة إلى تركيزات عالية من الجليكول.
ومع ذلك، فإن الكلمة الأساسية هي:
بالكامل.
إن النظام الذي يمكن تصريفه نظريًا ولكنه يترك المياه محاصرة في نقاط منخفضة لا يزال من الممكن أن يتجمد.
ينبغي لنظام التصريف الموثوق به أن يأخذ في الاعتبار ما يلي:
اتجاه الملف
منحدرات الأنابيب
نقاط التصريف
فتحات عالية النقطة؛
ترتيب الصمام
هندسة الرأس
الفخاخ نقطة منخفضة.
يجب أن يكون لجميع المياه مسار واضح لتصريفها.
تشمل مواقع الاصطياد المحتملة ما يلي:
أنابيب أفقية
رؤوس؛
الصمامات.
مصافي؛
خراطيم مرنة
انخفاضات الأنابيب؛
مبادلات حرارية
أغلفة المضخة.
حتى الحجم الصغير المعزول يمكن أن يتجمد ويتوسع.
تحذر وثائق Trane على وجه التحديد من أن المياه يمكن أن تظل محاصرة في ممرات المبادلات الحرارية ويجب إزالتها بالكامل عند الاعتماد على الصرف للحماية في فصل الشتاء.
ولذلك، فإن مجرد تركيب صمام تصريف في الجزء السفلي من النظام لا يؤدي تلقائيًا إلى إنشاء تصميم تصريف آمن للتجميد.
يمكن أيضًا استخدام الحرارة لمنع وصول المياه المكشوفة إلى درجة حرارة التجمد.
تشمل الطرق الممكنة ما يلي:
تتبع الحرارة الكهربائية؛
سخانات الأنابيب
سخانات غاطسة؛
سخانات الضميمة.
غرف المضخات الساخنة.
يحدد ترين إضافة الحرارة كأحد الأساليب الأساسية للحفاظ على المعدات التي تحتوي على الماء فوق ظروف التجمد.
يتم تطبيق تتبع الحرارة بشكل شائع على الفئات الضعيفة:
أنابيب.
الصمامات.
المصارف.
الأدوات؛
أغلفة المضخة.
يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص عندما يكون التصريف الكامل مستحيلاً.
ومع ذلك، فإن تتبع الحرارة في حد ذاته يتطلب:
الطاقة الكهربائية
الضوابط؛
العزل
تقتيش؛
صيانة.
يمكن أن تؤدي دائرة التتبع الحراري الفاشلة إلى حدوث خطر تجميد خفي.
التصميم الميكانيكي وحده لا يكفي.
يجب أن يتعرف نظام التحكم عند اقتراب ظروف التجميد.
قد تشمل المتغيرات المهمة ما يلي:
درجة حرارة الهواء المحيط
دخول درجة حرارة السائل.
ترك درجة حرارة السائل.
حالة التدفق
تشغيل المضخة
إعدادات تركيز الجليكول.
تؤكد وثائق الناقل، على سبيل المثال، على استشعار درجة حرارة الهواء الخارجي وحلقة الماء بالإضافة إلى إعدادات مانع التجمد في الأنظمة المرتبطة بتشغيل المبرد الجاف.
يمكن لجهاز إنذار درجة الحرارة المنخفضة أن يحذر المشغلين قبل أن يصبح التجميد حرجًا.
اعتمادًا على تصميم النظام، قد يؤدي الإنذار إلى:
اغلاق المروحة.
بدء تشغيل المضخة
تشغيل الصمام الالتفافي
التدفئة الاحتياطية
إشعار الطوارئ.
عندما تنخفض درجة الحرارة إلى الحد الأدنى المحدد مسبقًا، يمكن لوحدة التحكم أن تبدأ عملية التدوير تلقائيًا.
قد يؤدي ذلك إلى نقل السائل الأكثر دفئًا من الدائرة الداخلية عبر الدائرة الخارجية المكشوفة.
ومع ذلك، تعتمد هذه الإستراتيجية أيضًا على توفر إمدادات الطاقة والمضخات.
تعمل مروحة التبريد الجاف على تسريع عملية رفض الحرارة.
أثناء الظروف المحيطة شديدة البرودة، قد يؤدي تشغيل جميع المراوح إلى زيادة تبريد السائل.
يمكن أن يؤدي التحكم المرحلي في المروحة أو التحكم في السرعة المتغيرة إلى تقليل قدرة التبريد مع انخفاض درجة الحرارة.
قد يشمل المنطق المحتمل ما يلي:
حمولة عالية → تشغيل كامل للمروحة
انخفاض البيئة المحيطة → انخفاض سرعة المروحة
محيط منخفض جدًا → توقف المشجعون
بينما يستمر التداول.
وهذا يساعد على منع التبريد الزائد وتوفير طاقة المروحة.
يمكن لترتيب الالتفافية أن يقلل أو يوقف التدفق عبر المبرد الجاف عندما لا يكون هناك حاجة إلى رفض إضافي للحرارة.
قد يتضمن المفهوم النموذجي ما يلي:
حلقة العملية ← صمام ثلاثي الاتجاه ← المبرد الجاف / الالتفافية ← العودة
ومع ذلك، فإن تجاوز الملف لا يحميه تلقائيًا.
إذا بقي الماء داخل ملف خارجي معزول، فلا يزال من الممكن أن يتجمد.
ولذلك يجب أن يظل الجزء المعزول محميًا بالجلايكول، أو ساخنًا، أو متداولًا، أو مجففًا بالكامل.
أحد أفضل الأسئلة أثناء تصميم الحماية من التجميد هو:
ماذا يحدث إذا فقدت الطاقة الكهربائية عند الحد الأدنى لدرجة الحرارة التصميمية الخارجية؟
قد يؤدي انقطاع التيار الكهربائي إلى تعطيل:
مضخات الدورة الدموية
تتبع الحرارة
صمامات التحكم
ضوابط المروحة؛
سخانات كهربائية.
وبالتالي فإن النظام الذي يعتمد بشكل كامل على المعدات النشطة قد يفقد كل الحماية في وقت واحد.
بالنسبة للمرافق الحيوية، قد يأخذ المهندسون بعين الاعتبار ما يلي:
مولدات الطوارئ؛
الضوابط المدعومة UPS؛
حماية جليكول سلبية.
تصميم استنزاف الظهر.
التدفئة الزائدة عن الحاجة.
تعتبر الحماية السلبية ذات قيمة خاصة لأنها لا تعتمد على استجابة عناصر التحكم بشكل صحيح.
ليس دائما.
يمكن أن يؤدي استخدام الجليكول خلال حلقة تبريد كبيرة إلى حدوث عقوبات في:
نقل الحرارة
ضخ الطاقة
تكلفة السوائل
صيانة.
أحد البدائل هو عزل الدائرة الخارجية المكشوفة.
الترتيب المشترك هو:
حلقة المياه الداخلية
↓
لوحة مبادل حراري
↓
حلقة جلايكول خارجية
↓
مبرد جاف
الدائرة الخارجية فقط هي التي تحتوي على الجليكول.
يمكن أن تستمر حلقة العملية الداخلية في استخدام الماء.
يصف ترين هذا النهج كخيار عندما يكون الجليكول غير مرغوب فيه في النظام الكامل، وذلك باستخدام مبادل حراري عزل ودائرة ضخ محلية لحصر الجليكول في الجزء الخارجي.
تشمل الفوائد المحتملة ما يلي:
حجم جلايكول أصغر.
انخفاض تكلفة جلايكول.
عقوبات ضخ أقل في الحلقة الأولية؛
إدارة أسهل للسوائل.
فصل واضح بين الدوائر الداخلية والخارجية.
ومع ذلك، يقدم المبادل الحراري للوحة ما يلي:
درجة حرارة الاقتراب الإضافية
انخفاض الضغط
متطلبات المضخة؛
تكلفة المعدات.
ينبغي أخذ الفرق الإضافي في درجة الحرارة بعين الاعتبار عند تحديد حجم المبرد الجاف.
يؤثر تركيز الجليكول على أكثر من نقطة التجمد.
يجب أن يستوعب خزان توسيع النظام التغيرات في حجم السائل مع تغير درجة الحرارة.
يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار:
إجمالي حجم النظام
الحد الأدنى لدرجة حرارة السائل
أقصى درجة حرارة السوائل.
تركيز الجليكول
ضغط النظام.
إذا سمحت الحماية من الانفجارات بتكوين الجليد جزئيًا، تصبح قدرة التوسع أكثر أهمية.
يركز المصممون أحيانًا بشكل كامل على الملف.
لكن الملف ليس سوى مكون واحد مكشوف.
يجب أن تتضمن مراجعة التجميد الكاملة ما يلي:
تحقق من موقع المضخة وما إذا كان من الممكن بقاء المياه الراكدة داخل الغلاف.
يمكن أن تحتوي أجسام الصمامات على سائل محصور.
غالبًا ما تخلق المصافي نقاطًا منخفضة حيث يبقى الماء.
قد تكون جيوب الاستشعار الصغيرة أو الخطوط النبضية عرضة للخطر.
الخطوط ذات القطر الصغير يمكن أن تتجمد بسرعة.
قد تحتفظ الممرات الضيقة بالمياه وقد لا يتم تصريفها بالكامل.
يمكن أن يمنع الصرف المتجمد النظام من التفريغ عند الحاجة إلى الحماية.
العزل يبطئ فقدان الحرارة.
لا تولد الحرارة.
إذا ظلت درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة التجمد لفترة كافية، فإن المياه الراكدة المعزولة ستقترب في النهاية من درجة الحرارة المحيطة.
ولذلك ينبغي عادة اعتبار العزل بمثابة إجراء داعم ، وليس آلية الحماية من التجميد الأساسية.
وينطبق نفس المبدأ على التدريع الرياح.
يمكن أن يقلل من فقدان الحرارة ولكن لا يمكن أن يضمن الحماية إلى أجل غير مسمى.
يجب أن يأخذ التصميم القوي بعين الاعتبار أكثر من التشغيل العادي.
النظام هو:
بالطاقة؛
تعميم؛
يتم التحكم فيها تلقائيًا.
قد تعتمد الحماية من التجميد بشكل أساسي على الجليكول أو التحكم في تداول السوائل.
لا يرفض المبرد الجاف الحرارة ولكنه يظل ممتلئًا.
قد تتطلب الحماية:
جلايكول.
الحد الأدنى من التداول
سخانات
التصريف التلقائي.
إذا ظل النظام غير متصل بالإنترنت لفترة شتاء ممتدة، فقد يختار المهندسون ما يلي:
الصرف الكامل
حماية غليكول.
التدفئة التي تسيطر عليها.
هذه الحالة تستحق اهتماما خاصا.
قد يخسر النظام:
مضخات؛
يتحكم؛
التدفئة.
تصبح الحماية السلبية مثل مضاد التجمد المختار بشكل صحيح أو الصرف الكامل ذات قيمة خاصة.
فكر في المبرد الجاف الذي يخدم عملية صناعية.
قوة التبريد: 500 كيلو واط
إمداد السوائل إلى المبرد الجاف: 40 درجة مئوية
عودة السوائل: 35 درجة مئوية
التصميم الصيفي المحيط: 32 درجة مئوية
الحد الأدنى لتصميم الشتاء: -18 درجة مئوية
تركيب خارجي
مطلوب عملية على مدار السنة
ونظرًا لأن النظام يجب أن يستمر في العمل خلال فصل الشتاء، فإن الاعتماد على التصريف فقط لن يكون عمليًا.
المفهوم المحتمل هو:
عملية حلقة المياه
↓
لوحة مبادل حراري
↓
حلقة جلايكول المحمية
↓
مضخة
↓
مبرد جاف
↓
العودة إلى لوحة مبادل حراري
يمكن أن تستخدم الدائرة الخارجية الجليكول المثبط الذي تم اختياره وفقًا لبيانات الحماية من التجميد الخاصة بالشركة المصنعة للجليكول لدرجة الحرارة الدنيا المطلوبة.
قد يتضمن تسلسل التحكم ما يلي:
التحكم في المروحة ذات السرعة المتغيرة أثناء التشغيل العادي.
انخفاض سرعة المروحة مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة.
تتوقف المراوح عندما لا يكون هناك حاجة لمزيد من التبريد.
الحفاظ على دوران المضخة كما هو مطلوب.
إنذار انخفاض درجة حرارة السوائل.
منطق التشغيل في حالات الطوارئ.
تبقى الحماية كافية أثناء انقطاع التيار الكهربائي لأن السائل الخارجي نفسه محمي ضد التجمد.
يجب تحديد نسبة الجليكول النهائية من بيانات الشركة المصنعة للسوائل المحددة بدلاً من افتراضها من هذا المثال.
أحد الأخطاء الشائعة هو:
اختر المبرد الجاف باستخدام الماء ← أضف الجليكول لاحقًا.
يمكن أن يؤدي هذا إلى تحديد غير دقيق.
يؤثر الجليكول على:
حرارة محددة
الموصلية الحرارية
اللزوجة.
كثافة؛
رقم رينولدز؛
انخفاض الضغط.
لذلك يجب على الشركة المصنعة أن تعرف:
نوع الجليكول + التركيز
قبل الاختيار النهائي للمبرد الجاف.
قد تتطلب زيادة تركيز الجليكول ما يلي:
تدفق أكبر
المزيد من المساحة السطحية
أحجام مختلفة للمضخة؛
حسابات انخفاض الضغط المنقحة.
يجب أن يعتمد التصميم على الحد الأدنى من الشروط المعقولة، وليس الطقس المتوسط.
تختلف نقاط التجميد حسب:
نوع الجليكول
تركيز؛
صياغة المنتج.
استخدم دائمًا بيانات الشركة المصنعة للسوائل.
يجب أن تستخدم الحسابات الحرارية والهيدروليكية الخليط الفعلي.
يمكن للمضخة أو انقطاع التيار الكهربائي إزالة الحماية.
الهندسة الداخلية قد تحتفظ بالمياه.
يجب التحقق من قابلية التصريف.
النظام مقاوم للتجميد فقط مثل أكثر مكوناته المملوءة بالسوائل ضعفًا.
المزيد من مضاد التجمد لا يعني تلقائيًا تصميمًا أفضل للنظام.
اللزوجة العالية يمكن أن تزيد من طاقة الضخ وتقلل من الأداء الحراري.
حالة النظام |
استراتيجية نموذجية للتقييم |
|---|---|
التشغيل على مدار السنة أقل من 0 درجة مئوية |
جلايكول + الضوابط |
نظام الماء فقط |
الدورة الدموية + التسخين و/أو التصريف الموثوق |
إغلاق الشتاء الطويل |
الصرف الكامل أو الجليكول |
تبريد العمليات الحرجة |
جلايكول + التكرار + الضوابط |
جلايكول غير مرغوب فيه في الحلقة الأولية |
حلقة جلايكول خارجية منفصلة |
انقطاع التيار الكهربائي المتكرر |
يفضل بشدة الحماية السلبية |
درجة الحرارة المحيطة منخفضة للغاية |
يتطلب تركيز الجليكول وقابلية الضخ التحقق الدقيق |
يجب استخدام هذا الجدول كإطار تصميم وليس بديلاً للهندسة الخاصة بالمشروع.
لاختيار الشتاء بشكل موثوق، يجب على المهندسين توفير:
قدرة التبريد المطلوبة
دخول درجة حرارة السائل.
ترك درجة حرارة السائل.
معدل تدفق السوائل.
الماء أو الجليكول.
جلايكول الإثيلين أو البروبيلين جليكول.
تركيز الجليكول.
الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة التصميم.
الأداء الصيفي المطلوب.
الحد الأدنى من درجة الحرارة المحيطة التصميم.
ما إذا كان التبريد في فصل الشتاء مطلوبًا؛
استراتيجية الاغلاق.
الجهد االكهربى؛
تكرار؛
متطلبات التحكم في السرعة المتغيرة؛
واجهة نظام التحكم.
التثبيت في الهواء الطلق أو في الأماكن المغلقة.
طول الأنابيب المكشوفة؛
ارتفاع التثبيت
تباعد المعدات؛
التعرض للرياح.
يمكن بعد ذلك تقييم إستراتيجية الحماية من التجميد واختيار المبرد الجاف معًا.
بالنسبة لمشاريع المناخ البارد، يجب أن يأخذ اختيار المبرد الجاف بعين الاعتبار أكثر من قدرة التبريد الاسمية.
يمكن لـ Aidear تكوين أنظمة التبريد الجاف وفقًا لمتطلبات تشغيل المشروع بما في ذلك:
تصميم رفض الحرارة.
دخول وخروج درجة حرارة السائل.
نوع الجليكول وتركيزه؛
الحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة في فصل الشتاء؛
درجة حرارة تصميم الصيف.
ترتيب المروحة المطلوبة؛
التحكم في السرعة المتغيرة.
متطلبات المواد لفائف والغلاف؛
قيود الموقع.
متى طلب مبرد جاف للمناخ المتجمد، وتوفير الحد الأقصى لدرجة الحرارة التصميمية في الصيف والحد الأدنى لدرجة الحرارة التصميمية في الشتاء.
يحدد الأول ما إذا كان النظام يمكنه رفض ما يكفي من الحرارة أثناء الطقس الحار.
والثاني يساعد في تحديد كيفية حماية الدائرة الهيدروليكية الخارجية خلال فصل الشتاء.
قبل الانتهاء من النظام، تحقق مما يلي:
ما هو الحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة التصميم؟
هل يجب أن يعمل المبرد الجاف خلال هذه الحالة؟
ما هو السائل المستخدم؟
ما هو نوع الجليكول وتركيزه؟
هل الحماية من التجميد أو الحماية من الانفجار مطلوبة؟
هل تم التحقق من تركيز الجليكول مقابل بيانات المورد؟
هل تم اختيار المبرد الجاف باستخدام خصائص الجليكول الفعلية؟
ماذا يحدث إذا تعطلت مضخة الدوران؟
ماذا يحدث إذا تعطلت طاقة الموقع؟
هل يمكن للملف أن يستنزف بالكامل؟
هل الصمامات والمصافي والنقاط المنخفضة محمية؟
هل الأنابيب المكشوفة معزولة و/أو يتم تتبعها بالحرارة عند اللزوم؟
هل يتم توفير إنذارات درجات الحرارة المنخفضة؟
هل يمكن للمشجعين التوقف أو التوقف أثناء الطقس شديد البرودة؟
هل هناك استراتيجية طارئة للحماية من التجميد؟
إذا لم يكن لدى العديد من هذه الأسئلة إجابات واضحة، فمن المحتمل أن يحتاج تصميم الحماية من التجميد إلى مزيد من المراجعة.
لا يتم تحقيق حماية موثوقة من التجميد بالمبرد الجاف بمجرد إضافة كمية تعسفية من الجليكول.
يتطلب من المهندسين تقييم:
* الحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة
خصائص السوائل
وضع التشغيل
فشل المضخة
انقطاع التيار الكهربائي
قابلية التصريف
استراتيجية التحكم**
بالنسبة للعديد من الأنظمة التي تعمل على مدار العام، يوفر محلول الجليكول المثبط المختار بشكل صحيح أحد أقوى أشكال الحماية السلبية.
بالنسبة للأنظمة التي يكون فيها الجليكول غير مرغوب فيه، يمكن النظر في بدائل مثل دائرة الجليكول الخارجية المنفصلة، أو ترتيب التصريف الخلفي الموثوق، أو التدوير المستمر، أو التسخين النشط.
المبدأ الأكثر أهمية هو:
صمم الحماية من التجميد في أسوأ الظروف الممكنة - وليس فقط التشغيل العادي.
قد يعمل المبرد الجاف بشكل طبيعي لآلاف الساعات، ولكن يمكن أن يحدث تلف بسبب التجمد أثناء إيقاف تشغيله مرة واحدة فقط في فصل الشتاء دون حماية.
يمكن أن يؤدي التخطيط لهذه الحالة أثناء التصميم الأولي للنظام إلى تحسين الموثوقية بشكل كبير وتقليل مخاطر تلف المعدات المكلف.
يمد:
قدرة التبريد المطلوبة
دخول وخروج درجات حرارة السوائل.
نوع السائل
تركيز الجليكول
الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة في الصيف؛
الحد الأدنى لدرجة الحرارة المحيطة في فصل الشتاء؛
موقع التثبيت.
يمكن لـ Aidear استخدام ظروف التشغيل هذه كأساس لاختيار وتكوين المبرد الجاف لبيئة المشروع المقصودة.
