اسس التصنيع في التبريد والتكييف

إنَّ الحمد لله، نحمدهُ ونستعينهُ ونستغفرهُ ونستهديهِ، ونعوذُ باللهِ من شرور أنفسنا

وسيئات أعمالنا

من يهدهِ اللهُ فلا مضلَّ له، ومن يضلل فلا هادي له.

وأشهد أن لا إله إلا الله وحده لا شريك له، وأشهد أنَّ محمداً عبده ورسوله.

من يطع الله ورسوله فقد رشد،

ومن يعصهما فإنَّه لا يضر إلا نفسه ولا يضر الله شيئاً.

أمـــا بعد :-

نبدا بالمـوضوع وان شاء الله الكل يستفيد ..!!

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[size=48]اسس التصنيع في التبريد والتكييف .
[/size]

لقد فكرت كثيرا" في هذا الموضوع ،وأجد انه لابد من معلرفة أساسيات تصنيع الاجزاء الخاصة بوحدات تبريد وتكييف الهواء ، مثل Evaporator , Condenser , Compressor , ..... ، وسوف نتناول في هذا الموضوع بقدر الامكان وبتوفيق الله تعالي لنا الفكرة العامة في التصنيع ، وطريقة العمل ، وفكرة العمل ، وكل مل بامكاننا باذن الله تعالي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ولتكن هذه هي البداية ، فلنبدأ باذن الله تعالي بتصميم الملف سواء كان ملف تبريد او تسخين Cooling Or Heating Coil ، حيث ان التكوين الداخلي له ،والمكونات المستخدمة فيه ،ووظيفة كل منهم كالتالي : -
أولا" :- نتناول مكونات ملف التبريد Cooling Coil - Evaporator وهي كالاتي :-
1- الزعانف Fins :- وهي عبارة عن مجموعة من الشرائح المعدنية مشكلة ومصنوعة غالبا" من الالومنيوم Aluminum او من النحاس Copper .

2- الانابيب Tubes :- وتصنع من النحاس وتكون علي شكل حرف U اي انها لولبية الشكل وبذلك تقلل من وصلات النحاس المستخدمة عند الالتواء ،وتقلل من لحامات النحاس التي بداخل ملف التبريد او الملف بصورة عامة ، وتعمل ايضا" علي تقليل ضغط المائع داخل المواسير نتيجة الالتواء .

3- الالتواء الراجع Return Bends :- وهي انابيب النحاس التي ذكرت من قبل ، ونلاحظ ان قطر مواسير النحاس الملتوية ثابت لا يتغير ومزود بوصلة انتقال .
4- الفرع (القطر) الرئيسي Header :- ويكون قطره اكبر من قطر مواسير النحاس حيث انه يقوم بتوزيع المائع علي المواسير الداخلية ذات الاقطار الصغيرة Interal Copper Tubes ، ويصنع من مواسير سيملس نحاس تتحمل الاجهادات العالية حيث انه القطر الرئيسي ومزود بوصلة محورية .
5- الغلاف Casing :- ويصنع الغلاف الخارجي من الحديد المجلفن (16) والذي يعمل علي تغليف الملف بالكامل باستخدام الفلنجات Flanges الموضوعة لذلك .
6- لحام النحاس Brazing :- جميع الوصلات في الملفات يتم لحامها يدويا" باستخدام سبيكة النحاس الفضية .
7- التنظيف Cleaning :- ويتم تنظيف الملف من الداخل والخارج من الشحوم المترسبة عليه نتيجة اجراء العملية (التبريد) باستخدام مذيب ساخن Hot Solvent .
8- الاختبارات Testing :- حيث ان الانابيب تتمدد هيدوليكيا" ،فيتم اجراء اختبارات التسريب للمائع وتكمن عند 1000psig ، وتجري ايضا" اختبارات التسريب علي الملف بالكامل عند 250psig باستخدام عاز النيتروجين .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الاخوة الكرام .. وهذه صورة عملية وواقعية تقوم بتوضيح الاجزاء كاملة اثناء عملية التركيب ، وتوضيح مهام كل جزء منها ،ارجو ان تفيدكم !!

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

1. TUBE BENT INTO HAIRPIN

8. HEADER PIPE

2. FIN STRIPS IN BUNDLES

9. TUBE STUB**

3. TOP & BOTTOM PANS

10. MITTERED TYPE CONNECTION

4. CENTER TUBE SUPPORT*

11. HUB TYPE CONNECTION

5. ENDPLATES*

12. HEADER SLUG

6. BOLT & LOCK NUT

13. CONNECTION FITTING

7. RETURN BENDS**

14. VENT/DRAIN FITTING WITH PLUG

وفي الصوره دي بتوضح كل جزء في المكيف..
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

والان سوف نتناول بعون الله وتوفيقه فكرة عمل الملف Coil ،فان الهدف الاساسي من الملف Coil هو عملية التبريد او التسخين حسب الاستخدام المطلوب من اجله مثل Evaporator & Condenser ،ويتم ذلك عن طريق عملية فصل وسطين بحيث لا يتم التلامس بينهم او الخلط ،ويعتمد ايضا" علي فكرة انتقال الحرارة بين الوسطين ( غاز / سائل ) ، ولكي يتحقق هذا الانتقال في الحرارة لابد ان يكون هناك فرق بين درجة حرارة الوسطين ،ولذلك يتم تصنيع اجزاءه (مكوناته) من مواد تسمح بانتقال الحرارة بالصورة المطلوبة (صورة جيدة) ،وتنتقل الحرارة في هذا النوع عن طريق الحمل Convection لانها تنتقل من مائع وهو غاز التبريد (الفريون مثلا") الي الانابيب النحاسية Copper Tubes ثم منها الي الي السائل الداخلي بها ،ويتم هذا الانتقال حسب الارتفاع في درجة الحرارة وايهم يعمل علي تبريد الاخر او تسخينه ويتم ذلك طبقا" للمعادلة التالية :-

Q = U A DT

Q = Amount of Heat Transferred Over Time (BTUs/hr

U = Heat Transfer Coefficient (BTUs / ft

2-°

F-hr

A = Area Available for Heat Transfer (ft

2

DT = Temperature Difference (

°F

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

لا أقوم بالدخول في الحسابات بصورة كبيرة ،لان الهدف الاساسي حاليا" هو فكرة العمل .

أما بالنسبة لعمل Evaporator في دائرة التبريد ، فيتدفق غاز التبريد الي المبخر من خلالHeader ويقوم Header بتوزيع هذا الغاز علي انابيب النحاس الداخلية للملف بالتساوي ،وبذلك تبدأ عملية التبخير من خلال خلال انتقال الحرارة بين المائعين ،ووجود المروحة في جهاز التكييف خلف المبخر Evaprator يعمل علي تدوير الهواء من المنطقة المراد تكييفها علي التبادل الحراري ،ويعمل غاز التبريد علي امتصاص حرارة من هواء الغرفة مما يسمح ببدء عملية التبخير Evaporation Process ،ويتم بعد ذلك تجميع البخار الناتج عن عملية التبخير في Header الخارجي ،ويدخل بعد ذلك علي خط سحب Compressor ، وتستمر بعد ذلك الدورة الطبيعية للتبريد ، وبالطبع نعلم وجود فتحة لتصريف المياه Drain Pan نتيجة عملية التبخير.

،اما الان فسوف نناقش بعون الله تعالي وتوفيقه فكرة انابيب النحاس والزعانف Cooper Tubes & Fins ، من الملاحظ من صورة Fins انها حواف (الواح) ذات اعوجاج (تعرج) Crimped Edges وذلك لكي تعطي صلابة بنائية للملف والتي تحفظه بعد عملية الجلفنة Galvanization ،وتركيبتها المنتظمة تسمح بحدوث درجات تجمد اكثر انتظاما" ،ويعمل هذا علي تقلقل الفقد في ضغط الهواء Airside Pressure Drop مما يزيد من عملية تدفق الهواء ،اما بالنسبة U - Bends اي الالتواء الذي يحدث في مواسير النحاس يعمل علي مقاومة التآكل نتيجة السرعة العالية للهواء الساخن .

صورة مواسير النحاس
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

بالنسبة للمواد المستخدمة في عملية التصنيع :-
غالبا" تصنع الانابيب من النحاس و الزعانف من الالومنيوم Copper Tubes , Aluminum Fins وذلك لان كل منهم يمتاز بالتوصيل الجيد للحرارة ، واحيانا" تستخدم انابيب من النحاس والزعانف ايضا" من النحاس Copper Tubes , Copper Fins ولكن هذا النوع يستخدم غالبا" في المناطق الساحلية ،حيث ان الالومنيوم يتأثر بالملح الناتج من هذه المناطق( كما نري بالاسكندرية) ، ولكن النحاس لا يتأثر به ، ويمكن ان تصنع Tubes & Fins من اي مواد اخري ولكن تكون رديئة التوصيل للحرارة ،مثلا" اذا قمنا باستخدام Staniless Steel فانه يحتاج الي ضعف مساحة سطح انتقال الحرارة عن النحاس ، وعلي ذلك يمكن استخدام Carbon Steel , Cu/Ni 90/10 alloy ولكن كل هذا يحتاج الي زيادة مساحة سطح انتقال الحرارة .

ولكن علي اي اساس يتحدد عدد الصفوفCopper Tubes Rows الملولبة هذه ؟ ويتم تحديد هذا طبقا" لنسبة الرطوبة في المكان المراد تكييفه ،حيث كلما زادت نسبة الرطوبة كلما نحتاج الي زيادة مساحة سطح انتقال الحرارة وبالتالي يزيد عدد Rows ،فيعتمد هذا علي درجة حرارة ورطوبة الجو الخارجي ،ويعتمد ايضا" علي المكان المراد تكييفه واستخدام المكان ،ويعتمد ايضا" علي الاجهزة المستخدمة في المكان التي تتولد عنها حرارة .

لابد ان ننتبه من وضع وتركيب الملف Coil الصحيح ،فاذا كان الملف تم تصميمه علي التركيب في الوضع الرأسي Vertical Type ،وكان التركيب يجب ان يكون من الجانب الايمن ، وقمت بتركيبه بالجانب الايسر سوف يفقد الملف عملية صرف المياه .
واذا كان الملف تم تصميمه علي التركيب في الوضع الافقي (اتجاه التدفق الافقي) Horizontal Type ، وتم تدويره بزاويه 90 درجة ،فلن تكتمل عملية صرف المياه بفعل الجاذبية وسوف يفقد التدفق الحراري المتعارض Thermal Counter Flow

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

اشارة الى المعادلة المذكورة اعلاه:
فان U ( معامل الايصالية الحرارية ) يجب ان يكون مرتفعا .. لهذا تستخدم المعادن (النحاس الاصفر او الاحمر او الالمنيوم ..) .
ان U (معامل الايصالية الحرارية) لاي مبخر يتوقف على العوامل التالية:

1. طراز مادة المبخر ومادة الصنع
2. مفدار السطح الداخلي المبلل
3. سرعة وسيط التبريد في المبخر
4. كمية الزيت في المبخر
5. المادة المطلوب تبريدها
6. سرعة المائع (غازي او سائل) فوق الملف
7. نسبة السطح الداخلي الى السطح الخارجي

اما فائدة الزعانف :
تتوقف على القيم النسبية لمعاملي الايصالية (u) لكلا الطبقتين الغشائيتين للسطحين الداخلي والخارجي.
بالتالي تكون السعة الاجمالية للمبخر محددة بسعة السطح الخارجي.
وهذا يعني انه يمكن زيادة (u) باستعمال الزعانف لزيادة السطح الخارجي بحيث تكون كمية الحرارة اممتصة من خلال السطح الخارجي مساوية لكمية الحرارة المارة من السطح الداخلي الى وسيط التبربد

اهمية وسيط التبريد في تصميم الملف(المبخر)

يصمم المبخر بحيث يصادف وسيط التبريد اقل هبوط في الضغط .. وبما ان السرعة تابع (function) لهبوط الضغط .. فيجب ان يكون الهبوط في الضغط كافياً بما يحقق سرعة لوسيط التبريد بمقدار كاف ، كي تكون جدران الملف خالبة من فقاعات البخار والزيت (ارجاع الزيت الى الضاغط).
من حهة اخرى، يعتمد هبوط الضغط لاي دارة مبخر على :
حجم الانابيب + طول الدارة + عمل الدارة.

بمعنى اخر .. من اجل حجم انابيب معين، كلما كان الحمل على الدارة أكبر ، يجب ان تكون الدارة أقصر .. لكي نتجنب هبوط الضغط الزائد.

لايفضل الملفات ذات الدارة الواحدة لوسيط التبريد، لان مردودها محدود عند حمل معين.

فمثلا، عند تجاور حد الحمل ..ستزداد سرعة وسيط التبريد فوق المجال المسموح به .. وبالتالي سيكون هبوط الضغط مفرطاً.

تحل المشكلة باحدى الطرق التالية:

1. بأن نجزأ الدارة الواحدة الى دارتين، وذلك في الجزء السفلي من المبخر، معتمدين على ان الضياعات (هبوط الضغط) تتناسب مع مربع السرعة.

2. تركيب مجمع (ماسورة) توزيع لوسيط التبريد عند اعلى المبخر واخر عند اسفله. ( لايفضل )

3. تركيب موزع لوسيط التبريد متشعب، ومجمع واحد مع استعمال الزعانف الخارجية بشكل كثيف (مثل ملف تكييف الهواء). (طريقة فعالة جداً)

4. اخيراً، الملف متعدد الممرات والمزود بمجمعين عند المدخل والمخرج مع استعمال الزعانف بشكل كثيف هوالطريقة الاكثر فعالية ، حيث الجريان التقابلي لوسيط التبريد والهواء ينتج عنه تحميل منتظم للدارات (الممرات ).

الملفات المزعنفة Coil with fins:
هي يالاصل ملفات انابيب عارية، ركبت عليها الواح معدنبة او زعانف. هذه الزعانف تخدم كاسطح ثانوية ناقلة للحرارة، ولها الاثر في زيادة المسافة الاجمالية لسطح الملف (المبخر)، وبذلك يتم تحسين مردود الملف.

فمثلاً، المبخرات ذو الانابيب العارية، عندما يمر الهواء فوقها، سيكون من خلال الفراغات المفتوحة بين الانابيب، وبالتالي عدم التلامس مع سطح الملف.

الان، عندما نضيف الزعانف الى الملف، ( تمتد الزعانف الى الخارج ) بداخل الفراغات المفتوحة بين الانابيب، فهي تعمل كمجمعات للحرارة، وتزيل الحرارة من ذلك الجزء من الهواء (الذي لا يلامس سطح الملف) وتوصلها ثانية الى الانابيب.

وحتى تكون الزعانف فعالة، يجب ان توصل بالانابيب جيداً، بحيث تحقق تلامساً حرارياً جيداً .. (اما باللحام او بزلق الزعانف فوق الانابيب).

يتوقف حجم الزعانف ومسافاتها على حجم انبوب الملف (المصمم حسب نوع الاستخدام)، فكلما زاد حجم انبوب الملف ، ازداد حجم الزعنفة ايضاً.

اما المسافة بين الزعانف، فتعتمد على درجة حرارة تشغيل الملف، ( عادة من زعنفة واحدة الى خمس زعانف او ستة في السنتيمتر الواحد).

فمثلاً، ان تراكم الصقيع على الملفات المزعنفة، يضيق من مرور الهواء بين الزعانف وبالتالي عبر سطح الملف . ونحل المشكلة، بان تصمم الملفات العاملة عند درجة حرارة تشغيل منخفضة ذات مسافات واسعة ( ثلاث زعانف في البوصة الواحدة) ، كما تزود بوسيلة الية معينة لازالة الصقيع عند فترات منتظمة.
في حين ان الملفات المصممة لمكيفات الهواء العاملة عند درجات حرارة تشغيل مرتفعة، يكون لها ست زعانف في السنتيمتر الواحد بحيث لا يتراكم الصقيع على سطح الملفات.

اخيراً، ان المسافة بين الزعانف نكون اوسع للملفات ذات مرور الهواء بالثقل (الحمل الطبيعي) منها للملفات التي تستخدم فبها المراوح (الحمل القسري) ..

كما ان تركيب الزعانف المفرط قد يقلل من سعة الملف، والسبب هو تضييق مرور الهواء على سطح الملف.

وبعد ان تعرفنا علي طريقة تصنيع تلك الملفات بقدر المستطاع ، سنبدأ الان بطرق تركيبها في الوحدات (تبريد الهواء).
هناك عدة طرق متبعة من البعض لتركيب ملفات التبريد Cooling Coils التي تركب علي الحائط :-

[center]تصميم تدفق الهواء المركزي Central Air Flow Design .

تصميم تدفق الهواء لاعلي Up Air Flow Design .

تصميم تدفق الهواء لاسفل Down Air Flow Design .

تصميم الملفات الممتدة Extended Coil Design .

أولا" :- تصميم تدفق الهواء المركزي Central Air Flow Design :-
ويكون تدفق الهواء في هذا النوع في مسار خط مستقيم الي الحجرة المبردة (المراد تبريدها) في اتجاه موازي لسقف الحجرة ، واحيانا" يتم تصميم هذه الوحدات علي ان يكون ملف التبريد فوق المروحة ، واحيانا" اخري علي ان يكون الملف تحت المروحة ، ويعتمد هذا علي وضع نظام التبريد في المبني .

صورة (1) توضح وضع ملف التبريد بالنسبة للمروحة

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (2) توضح التركيب الفعلي لجهاز التكييف في حالة تواجد الملف اعلي المروحة واتجاه الهواء في خط مستقيم موازي (علي نفس خط) سقف الحجرة.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (3) تقوم بالتوضيح مثل الصورة (2) ولكن في حالة دخول هواء خارجي Outside Air - هواء نقي Fresh Air

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وفي هذه الصورة نجد ان الهواء الخارجي يختلط مع الهواء المبرد للتحسين من كفاءة الهواء ، ولكن هذا النظام غالبا" لا يستخدم بهذه الطريقة لان الاعتماد علي دخول الهواء الخارجي غالبا" يكون عند فتح الابواب وغلقها ، مما يؤدي الي دخول هواء نقي الي الحجرة ، ويفضل هذا لوجود حالات التدخين ، والتنفس ، والاجهزة المؤثرة علي هواء الحجرة ، مع ملاحظة وجود دنبر تحكم في كمية الهواء Volume Damper كي يمكن التحكم في كمية الهواء النقي المطلوبة للخلط مع الهواء المبرد Cold Air.

ونستكمل الان اخواني في الله ما بدأناه بالامس في ملفات التبريد Cooling Coils - Evaporators .

ثانيا" :- تصميم تدفق الهواء لاعلي Up Air Flow Design :-

وهذا التصميم يسمح للهواء البارد ان يتجه الي اعلي في الحجرة المبردة ،و هذا التصميم فعال لتركيبPlenum الهواء ، ويعتمد ايضا" علي مكان تركيب نظام التبريد .

ملحوظة :-
Plenum :- هو علبة من الصاج و يعتمد مقاسها علي كمية الهواء الذي يقوم بتجميعه ، ثم يخرج الي المكان المراد تكييفه ، ويمكن ان يربط هذا Plenum علي اكثر من وحدة ، بحيث يتجمع الهواء البارد من الوحدات كلها فيه ، ويخرج ليتوزع في الصاج Duct .

صورة (1) توضح اتجاه الهواء االبارد لاعلي .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (2) توضح وضع ملف التبريد ومروحة ملف التبريد وطرد الهواء البارد

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (3) توضح الاوضاع السابقة وبزيادة وجود Fresh Air

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ثالثا" :- تصميم تدفق الهواء لاسفل Down Air Flow Design :-

صورة (1) توضح اتجاه الهواء البارد لاسفل

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (2) توضح وضع ملف التبريد ومروحة ملف التبريد وطرد الهواء البارد

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (3) توضح الاوضاع السابقة وبزيادة وجود Fresh Air

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ثالثا" :- تصميم الملفات الممتدة Extended Coil Design :-

بعض الصور التي توضح الشكل الامامي والخلفي والجانبي للنظام

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويستخدم هذا النظام ، لانه يكون محكم بشدة في عملية التركيب في المكان المخصص له بالحائط ، ويكون الجزء المخصص بلف التبريد ممتد بواسطة هيكل اضافي ، ويعمل هذا علي دخول هواء الغرفة Inside Air من الخلف ، ويدخل بعد ذلك علي ملف التبريد مباشرة ، ويخرج بعدها الي الغرفة المراد تبريدها ، كما هو موضح بالصورة التالية :-

صورة (1) توضح اتجاه الهواء البارد للحجرة موازيا" للسقف كما تحدثنا من قبل .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (2) توضح وضع ملف التبريد ومروحة ملف التبريد وطرد الهواء البارد في الوضع السفلي لهم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (3) توضح الاوضاع السابقة وبزيادة وجود Fresh Air في الوضع السفلي لهم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (4) توضح وضع ملف التبريد ومروحة ملف التبريد وطرد الهواء البارد في الوضع العلوي لهم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

صورة (5) توضح الاوضاع السابقة وبزيادة وجود Fresh Air في الوضع العلوي لهم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[/center]

» ادوات التبريد والتكييف
» كاتلوجات ضواغط التبريد والتكييف
» التبريد والتكييف من الالف الي الياء
» التبريد والتكييف من الالف الي الياء
» نصائح للعاملين فى التبريد والتكييف