الرئيسية » هندسة التبريد والتكييف » أساسيات التبريد » دائرة التبريد الأساسية -15- رحلة مركب التبريد فى المبخر وبيانها على منحنى الانثالبى P-H

دائرة التبريد الأساسية -15- رحلة مركب التبريد فى المبخر وبيانها على منحنى الانثالبى P-H

 مقدمة

مما سبق شرحه وبيانه على الرابط   https://wp.me/paiFWG-1LX من وظيفة للمبخر فى دائرة التبريد واختصارا يقوم المبخر (ويتضح من المسمى أسم فاعل من بخر بتشديد الخاء) بتبخير سائل مركب التبريد عند درجة حرارة تبخره المقابلة للضغط المنخفض بالمبخر ممتصا كمية الحرارة (الحرارة الكامنة ) اللازمة لتخره كاملا وتحوله إلى غاز فى نفس درحة تشبعه ، ونتناول تفصيليا خطوات التبخر ورحلة السائل وتحوله إلى  غاز  بدءأ من مغادرته لصمام التمدد أو الكابلرى فى أول مواسير المبخر إلى نهايته وأتصاله بماسورة الراجع

رحلة مركب التبريد فى المبخر من مخرج صمام  الانتشار (الكابلرى ) إلى ماسورة السحب للكباس

وبيانها على منحنى الانثالبى P-H

1- يتدافع مركب التبريد منطلقا إلى أول المبخر من خلال فوهة صمام التمدد الحرارى أو الفتحة الضيقة للكابلرى بفرق الضغط بين المكثف والمبخر فى حالته السائلة وفى درجة حرارة تشبعه المقابلة لضغط المكثف H.P وقد فقد جزءا من حراته فى المبادل الحرارى (الكابلرى ملفوف لفا حلزونيا حول ماسورة الراجع أو مارا بداخلها )  ونمثل مرحلة التبادل الحرارى بالمستقيم (5-6) على منحنى الانثالبى ، وهنا حدث تبريد مزاد لسائل مركب التبريد (Sub-Cooling) أى أصبح فى درجة حرارة أقل من درجة حرارة تشبعه ، لاحظ أن المساحة المستطيلة المحددة بالمستقيم (3-6)  تمثل كمية الحرارة التى تطردها الوحدة خارجيا أى أن التبريد الزائد للسائل يرفع من جودة الوحدة

2– فى مدخل المبخر والضغط منخفض قرابة 5% من قيمة الضغط العالى بالمكثف يتطاير جزء من مركب التبريد لحظيا إلى غاز وتنخفض على أثره حراته انخفاضا عميقا وتحت الصفر بعشرات الدرجات المئوية فيما يعرف بوميض الغاز Flashing ، وهذا القدر من الغاز الوميضى فى درجة حراته المنخفضة انخفاضا عميقا يؤدى إلى انخفاض باقى كمية السائل إلى درجة تشبعه عندقيمة الضغط المنخفض للمبخر المقابلة لتك الدرجة وتمثل تلك الخطوة بالنقطة 7 على منحنى الانثالبى كما فى الشكل ش (1)

3- أصبح لدينا عند النقطة (7 ) على منحنى الانثالبى سائلا فى درجة حرحة تشبع مقابلة للضغط المنخفض فى المبخر ، وفى مسيرته من أول المبخر إلى منتهاه (ماسورة الراجع) يمتص كمية الحرارة اللازمة لتبخره من مواسير المبخر لتنخفض بالتلى درجة حرارتها ويتحول شيئا فشيئا إلى غاز كليا فى نهاية مواسير المبخر (أثناء غليان السائل تثبت درجة  حرارته حتى يتبخر بكاملة متحولا إلى غاز) وصولا الى النقطة (1) ، كمية الحرارة الممتصة من مواسير المبخر فى انتقالة من النقطة (7) إلى النقطة (1) هى الحرارة الكامنة للتبخر وهى نفسها كمية الحرارة التى سوف يُلقى بها خارج الوحدة من خلال المكثف إضافة إلى ما اكتسبه الغاز من تحميص فى ماسورة الراجع وما اكتسبه فى عبوره للضاغط وهذا يفسر زيادة حجم المكثف مرة وربع من حجم المبخر

4- من مخرج المبخر وتمثله النقطة (1) إلى مدخل ماسورة السحب عند النقطة (7) أى خلال ماسورة الراجع ترتفع درجة حرارة الغاز أعلى من درجة تشبعه لما اكتسبه من حرارة الجو الخارجى والتبادل الحرارى مع الكابلرى والفرق الحرارى هذا يعرف بالتحميص للغاز Supper Heated Gaz مما يضمن عدم رجوع مركب التبريد وبعضه سائلا ولا ترتفع كثيرا فتخل بمنظومة التبريد للكباس الذى جزء منها تبريده بالغاز الراجع فى ش(2) توضيح  لنسبة التحول من سائل إلى غاز وتحميص الغاز الراجع ، وهنا نواجه أحد الحلات الثلاث المبينة ف ش(2) ونتناولها تفصيليا لأنها تعكس حالة التبيريد للوحدة

حالة  (أ)

تبخر السائل بكاملة فى النصف الأول من المبخر ليرتفع تحميص الغاز الراجع إلى الكباس مما يؤئر سلبا على تبريده وتكون ظواهر تلك الحالة انخفاض تبريد الوحدة وهذا يرجع إلى الاحتمالات الآتية :-

1- كمية الشحنة ناقصة أما من الشحن أو تسريب

2- تدفق مركب التبريد إلى المبخر خليطا من غاز وسائل لمشكلة فى التكاثف فى المكثف

3- ارتفاع ضغط المبخر عن الضغط المقنن له فتبخر السائل عند درجة حرارة أعلى وبقى جزء منه بلا تبخر (حالة تفوييت فى الكباس)

4- تغيير الكابلرى بآخر أكثر خنقا (أطول أو أقل قطرا) لتدفق مركب التبريد إلى المبخر ( حالة جوع للمبخر)

حالة  (ث)

لم يتبخر مركب التبريد  كليا وعاد إلى الكباس خليطا من غاز وسائل فلا تحميص على الاطلاق ويتكون ثلج على ماسور الراجع وتلك الحالة تنشأ عادة من شحنة زائدة عن المقنن

حالة (ب)

وهو الحالة المثلى لوحدة التبريد فمركب التبريد تبخر كاملا حتى نهاية مواسير المبخر واكتسب درجات حرارة تحميصا فى ماسورة الراجع ليعود إلى الكباس غازا كاملا فى درجة حرارة مناسبة لتبريده

                   

ش(1)                                                                                                              ش(2)
منحنى الانثالبى                                                                            التحميص للغاز الراجع من المبخر

 

الجدول يوضح درجة حرارة الغليان (تشبع السائل) لأنواع مختلفة من الفريو ن والضغط المقابل لكل درجة تبخر

 

T

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

R12

0

1

3

4

6

7

9

11

12

14

16

19

21

23

26

28

R134

-3

-2

-1

1

2

4

6

7

9

10

13

15

17

20

22

25

R600

 -8.5

-7.9

-7.2

-6.5

-5.8

-5

-4.1

-3.2

-2.2

 -1.2

 -0.1

1

 2.2

3.6

5

6.5

وللإيضاح نفترض أن فى ثلاجة بخارية مطلوب بحيز الفريزر درجة تجميد سالب 18 مئوية بما يعنى سالب 24 لدرجة غليان سائل التبريد بمواسير المبخر لتحيق التبادل الحرارى بين الحيز والسائل (6 درجات فرق حرارى) ، فإنه مع فريون 12 فإن ضغط المبخر (السحب) يكون 6  رطل/البوصة المربعة ومع فريون 134 يكون 2 رطل/بوصة مربعة ومع R600  يكون -5.8 PSI ,هنا تلاحظ الفرق الشاسع فى ضغط المبخر بين نوعى الفريون 12 ،134 من ناحية وبين الضغط لفريون R600 مما يفسر عدم جواز احلال كباس R600 بكباس 12أو 134

اترك رد