الرئيسية l هندسة التبريد والتكييف l أساسيات التبريد l دائرة التبريد الأساسية – المحاضرة الحادية عشر – العناصر الأربع الأساسية – المكثف(التعريف والوظيفة)

دائرة التبريد الأساسية – المحاضرة الحادية عشر – العناصر الأربع الأساسية – المكثف(التعريف والوظيفة)

رابط ما قبله :https://bit.ly/3eo3KG2

 المكثف (الشبكة – السربنتينة)

المكثف هو العنصر الثانى من الأربع عناصر الرئيسة فى دائرة التبريد الأساسية   والتى تشمل : الضاغط ، المكثف،صمام التمدد الحرارى ، المبخر ، وأحيانا يطلق عليه الشبكة أو السربنتينة ، فى الشكل ش (1) موقع المكثف فى دائرة التبريد الأساسية ويقع  بين الضاغط وصمام التمدد الحرارى ، ويمثل المكثف من حيث الضغط منطقة الضغط العالى (H.P) بالدائرة ، بداية المكثف من نهاية ماسورة الطرد للضاغط ونهايته مدخل صمام التمدد الحرارى (أو الفلتر فى حالة وجوده كعنصر ثانوى) .

ما هو المكثف ؟ وما وظيفته فى دائرة التبريد الأساسية ؟

المكثف (السربنتينة – الشبكة) فى اللغة اسم فاعل لفعل كثف بتشديد الثاء أى الذى يقوم بعملية تكثيف الغاز وتحويله إلى سائل ويؤدى وظيفته   بإشعاعه لحرارة الغاز خارج الدائرة وهو على شكل ماسورة لولبية (زجزاج)   ليأخذ الغاز أطول مسار ممكن و مصنوع من الحديد ليتحمل الصدمات الخارجية ، السعة الحجمية للمكثف تعادل مرة وربع من سعة مبخر الدائرة وسنعرف لاحقا السبب

ضغط المكثف (الضغط العالى- ضغط الطرد) H.P

المكثف كحيز يحوى غازا ولجزيئات الغاز فى حركتها الدائمة به لها معدل اصطدام بجدرانه أى ضغطا ، فالمقصود بضغط المكثف هو ضغط الغاز على جدران المكثف ويشارك فى صنع الضغط  واتزانه عند قيمة ثابتة يطلق عليها ضغط المكثف أو الضغط العالى أو ضغط الطرد داخل المكثف ثلاث :-

1- الضاغط بما يدفعه من غاز مضغوطا ساخنا فى المكثف شبة المغلق لخنقه فى نهايته بصمام

2- سعة المكثف ( معدل التكاثف داخله)

3- معدل المرورية بصمام التمدد الحرارى

ولتوضيح كيف يشارك الثلاث محددات السابقة معا فى استقرار ضغط المكثف عند القيمة التصميمية له نسوق المثال التالى :-

لو نفخت (السعة الحجمية للضاغط) فى بالونة سليمة (المكثف ) يرتفع الضغط بداخل البالونة  ومع استمرار النفخ تنفجر لعدم تحمل جدرانها تجاوز ضغط معين ، ولو أن البالونة ممزقة من نهايتها فلن تنتفخ ولن يكون لاستمرار النفخ أثرا ، أما إذا كان بالبالونة ثقب صغير ( صمام) فإن البالونة مع النفخ يزداد حجمها حتى يتوقف عند وضع اتزان بين معدل النفخ ومعدل التسرب من الثقب وهذا يشابه وضع المكثف الى حد كبير مضافا اليه أنه بتكاثف بعضا من الغاز فإن ضغط الغاز المتبقى ينخفض

ويطلق على المحددات الثلاث لضغط المكثف بمثلث الضغط  ش (4) وأى خلل بأحد الثلاث يخل بآخر ومظاهر الخلل انخفاض تبريد الوحدة لعدم اكتمال تحول مركب التبريد من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة فى الثلث الأخير من المكثف وفى ش (3) حالتين لمركب التبريد فى المكثف ففى الحالة (A)  أختل ضغط المكثف فالتكاثف للغاز لم يكتمل أما فى (B) فالضغط متوافق مع الضغط التصميمى فاكتمل التكاثف ليتدفق مركب التبريد إلى المبخر عبر الكابلرى فى صورة سائلة كليا

 

رحلة مركب التبريد فى المكثف وبيانها على منحنى الضغط والمحتوى الحرارى (P-H)

1- فى ش (2) منحنى (P-H) ,tdi يتدفق مركب التبريد إلى المكثف من ماسورة طرد الضاغط مضغوطا وفى درجة حرارة عالية لاتستطيع معها لمس ماسورة الطرد (90 درجة تقريبا ) ، فرفع الضغط داخل غرفة المكبس حوالى 12 مرة من ضغط السحب على سبيل المثال يرفع حرارة حجم الغاز المسحوب 12 مثل  طبقا لقانون الغاز ،  فلو الغاز الراجع بدرجة حرارة 7 مئوية لوصلت الحرارة للغاز داخل المكبس إلى حوالى 85 مئوية .

2- يخرج العاز من طرد الضاغط فى درجة تحميص بعيدا عن درجة حرارة تشبعه عند الضغط العالى النقطة (3) ليمر فى ماسورة ربطه بأول خية فى المكثف وقد فقد معظم حرارته انبعاثا بسبب فرق درجة الحرارة العالى ( DT  85-25)مع الجو الخارجى ولتهبط درجة حرارته إلى درجة حرارة تشبعه عند الضغط العالى ويمثل حالته النقطة رقم (4) على منحنى الانثالبى (P-H) ليبدأ دور ووظيفة المكثف

3-  بمرور مركب التبريد بلفات المكثف لفة وراء لفة يتخلص من الحرارة الكامنة للتكاثف بانبعاثها خارجة إلى الجو المحيط بفعل فرق درجة الحرارة  (TD)مع ثبات درجة الحرارة عند درجة حرارة تشبعه والفرق الحرارى(TD) يلعب دورا هاما ومحوريا فى تلك المرحلة  فكلما فقد مركب التبريد بفعلها جزءا من حرارته الكامنة   كلما تكاثف جزء من بخاره   حتى يصل فى رحلته إلى آخر لفة فى المكثف وتمثلها النقطة (5) وقد تحول جميعه إلى سائل   دافئا بعض الشىء

4- من الأفضل التخلص من بعض ما بالسائل من حرارة لرفع الكفاءة التبريدية  للوحدة  قبل إندفاعه     إلى المبخر    و ذلك بالتبادل الحرارى بين  الكابلرى (بديل صمام الانتشار فى الوحدات الصغيرة كالثلاجات) وماسورة الراجع من المبخر والتى تحمل غازا باردا بلف الكابلرى لفا  حلزونيا حولها    فنحقق غرضين فى آن واحد :-

أ‌-  التخلص من بعض حرارة سائل مركب التبريد بالتبادل الحرارى مع غاز الراجع البارد
ب‌-  زيادة تحميص الغاز الراجع من المبخر وضمان تبخر أى سائل به لم يتم تبخره فى المبخر فنقى الضاغط من المخاطر

ويحقق التبادل الحرارى ما يعرف بالتبريد المزاد لسائل مركب التبريد أثناء سريانه فى الكابلرى بما يعرف بال  Sub Cooling

5- مسار الغاز من النقطة (5) إلى النقطة (6) ثمثل مرحلة التبادل الحرارى

6- عند النقطة 6 تنتهى وظيفة المكثف لتبدأ وظيفة المبخر

                     

ش (1)                                                                           ش(2)

               

ش(3) التكاثف فى المكثف                                                 ش (4) مثلث الضغط للمكثف

المحاضرة التالية المكثف وأنواعة والسعة للمكثف على الرابط : https://bit.ly/2Xzh5EX

اترك رد