هذا هو السبب في أن نفس مبرد الهواء الصناعي يمكن أن ينتج نتائج تبريد مختلفة في ظل ظروف تشغيل مختلفة.
1. درجة حرارة الهواء المحيط
تعد درجة حرارة الهواء الخارجي أحد العوامل الأساسية التي تؤثر على أداء التبريد.
يقوم مبرد الهواء التبخيري بسحب الهواء الخارجي الدافئ من خلال وسادة تبريد مبللة. عندما يتبخر الماء، يتم امتصاص الحرارة من الهواء وتنخفض درجة حرارة الهواء المزوّد-.
عندما تكون درجة الحرارة الخارجية مرتفعة، تتوفر حرارة أكثر منطقية للتبخر بشكل عام.
ومع ذلك، لا ينبغي أبدا النظر إلى درجة الحرارة بشكل منفصل عن الرطوبة. يمكن أن توفر درجة الحرارة الخارجية المرتفعة مع الرطوبة النسبية العالية نتيجة تبريد مختلفة تمامًا عن نفس درجة الحرارة في الطقس الجاف.
2. الرطوبة النسبية
الرطوبة النسبية لها تأثير مباشر على قدرة التبريد بالتبخير.
يمكن للهواء الجاف أن يمتص المزيد من بخار الماء، مما يسمح بتبخر أكبر من خلال وسادة التبريد. مع زيادة الرطوبة، يصبح الهواء أقرب إلى التشبع وتقل إمكانية التبريد التبخيري المتاحة.
لهذا السبب:
رطوبة أقل → قدرة تبريد تبخيرية أكبر
رطوبة أعلى ← انخفاض إمكانية التبريد بالتبخير
يعد هذا أحد أهم الاختلافات بين تبريد الهواء التبخيري والتبريد الميكانيكي.
3. درجة حرارة المصباح-الرطبة
توفر درجة حرارة اللمبة الرطبة-مؤشرًا أكثر فائدة لإمكانية التبريد بالتبخير من درجة حرارة اللمبة الجافة- وحدها.
يرتبط الحد الأدنى النظري لدرجة حرارة الهواء الخارج من المبرد التبخيري-بدرجة حرارة اللمبة الداخلة-الهواء الرطب-.
الطريقة المبسطة لفهم إمكانات التبريد المتاحة هي:
رطب-انخفاض المصباح=جاف-درجة حرارة المصباح − رطب-درجة حرارة المصباح
على سبيل المثال، إذا كان الهواء الخارجي:
درجة حرارة اللمبة الجافة-: 35 درجة
درجة حرارة اللمبة الرطبة-: 24 درجة
المنخفض الرطب-هو:
35 - 24=11 درجة
وكلما زاد هذا الاختلاف، كلما زادت الإمكانية النظرية للتبريد بالتبخير.
لن تصل درجة حرارة الهواء الفعلية -المخرجة عادةً إلى درجة حرارة اللمبة الرطبة-لأن منصات التبريد الحقيقية ومبردات الهواء تتمتع بكفاءة محدودة.
4. كفاءة التبريد بالتبخير
تصف كفاءة التبريد مدى اقتراب مبرد الهواء من درجة حرارة اللمبة الداخلة-الهواء الرطب-.
التعبير المبسط الشائع الاستخدام هو:
كفاءة التبريد=(الدخول جافًا-درجة حرارة المصباح − درجة حرارة الهواء الخارج) ÷ (الدخول جافًا-درجة حرارة المصباح − الدخول رطبًا-درجة حرارة المصباح) × 100%
على سبيل المثال:
دخول اللمبة الجافة-درجة الحرارة: 35 درجة
دخول درجة حرارة اللمبة الرطبة-: 24 درجة
ترك درجة حرارة الهواء: 26 درجة
ثم:
(35 − 26) ÷ (35 − 24) × 100% ≈ 81.8%
تعتمد الكفاءة الفعلية على تصميم المبرد، ووسادة التبريد، وسرعة تدفق الهواء، وتوزيع المياه، وظروف التشغيل.
5. معدل تدفق الهواء
يؤثر تدفق الهواء أيضًا على أداء التبريد لمبرد الهواء الصناعي.
إذا مر الهواء عبر وسادة التبريد بسرعة كبيرة، فقد يكون هناك وقت أقل لنقل الحرارة والرطوبة بشكل فعال.
إذا كان تدفق الهواء منخفضًا جدًا، فقد لا يقوم النظام بتحريك ما يكفي من الهواء البارد عبر ورشة العمل.
لذلك، يجب أخذ العلاقة بين معدل تدفق الهواء وأداء وسادة التبريد في الاعتبار عند تقييم قدرة التبريد.
لا ينبغي تفسير تدفق الهواء المقدر للمروحة على أنه نفس قدرة التبريد.
قد تتمتع الوحدة بمعدل تدفق هواء مرتفع ولكنها توفر تخفيضًا مختلفًا لدرجة الحرارة اعتمادًا على ظروف الهواء الداخل وكفاءة وسادة التبريد.
6. أداء وسادة التبريد
تعتبر وسادة التبريد هي السطح الرئيسي لنقل الحرارة-والكتلة-في مبرد الهواء التبخيري.
ويتأثر أدائه بما يلي:
مادة الوسادة
سمك الوسادة
مساحة السطح
سرعة الهواء
توزيع المياه
ترطيب الوسادة
نظافة
حالة الخدمة
يمكن أن تقلل وسادة التبريد المتسخة أو المبللة بشكل غير متساو من التبخر وبالتالي تقلل من تأثير التبريد.
يجب أن تتلقى وسادة التبريد كمية كافية من الماء مع الحفاظ على مسار مناسب لتدفق الهواء عبر السطح المبلل.
7. توزيع المياه
يجب توزيع الماء بالتساوي عبر وسادة التبريد.
إذا ظلت بعض المناطق جافة، فإن جزءًا فقط من الوسادة يساهم بشكل فعال في التبخر.
يمكن أن ينتج سوء توزيع المياه عن:
قنوات المياه المسدودة
مشاكل المضخة
تدفق المياه غير صحيح
الرواسب المعدنية
مكونات التوزيع التالفة
يساعد الفحص المنتظم لنظام تدوير المياه في الحفاظ على أداء تبريد ثابت.
8. الحمل الحراري لورشة العمل
لا يحدد أداء التبريد المقدر لمبرد الهواء درجة الحرارة التي سيتم تحقيقها داخل المصنع تلقائيًا.
تكتسب ورشة العمل نفسها الحرارة باستمرار من:
آلات الإنتاج
أفران
أفران
المحركات
الضواغط
إضاءة
العمال
الإشعاع الشمسي
المنتجات الساخنة
إذا كان خط الإنتاج يولد كمية كبيرة من الحرارة، فإن نظام التبريد يحتاج إلى تدفق هواء كافٍ وتوزيع مناسب للهواء لإزالة تلك الحرارة أو تخفيفها.
ولهذا السبب فإن درجة حرارة الهواء الخارج-ودرجة الحرارة الفعلية لورشة العمل هما قياسان مختلفان.
9. التهوية وتبادل الهواء
يقوم مبرد الهواء الصناعي التبخيري بإدخال الهواء البارد إلى ورشة العمل مع إضافة الرطوبة إلى تيار الهواء.
يجب أن يغادر الهواء الداخلي الدافئ.
إذا كانت فتحات العادم غير كافية، فقد تتراكم الرطوبة الإضافية وقد ترتفع الرطوبة الداخلية.
وهذا يمكن أن يقلل من الانخفاض الفعال في درجة الحرارة ويجعل نظام التبريد أقل فعالية.
لذلك، ينبغي دائمًا أخذ قدرة التبريد في الاعتبار جنبًا إلى جنب مع ترتيبات التهوية في المصنع.
10. توزيع تدفق الهواء
حتى عندما يعمل مبرد الهواء الصناعي بقدرته المقدرة، يمكن أن يؤدي التوزيع السيئ لتدفق الهواء إلى إنشاء نقاط ساخنة.
بالنسبة لورشة العمل الكبيرة، يعتمد أداء التبريد على ما إذا كان الهواء المبرد يصل فعليًا إلى المناطق المشغولة.
يمكن للآلات ورفوف التخزين والجدران والأعمدة والأقسام أن تعيق تدفق الهواء.
ولذلك ينبغي تصميم النظام حول:
مبرد الهواء ← توزيع الهواء ← منطقة العمل ← إزالة الحرارة
بدلاً من التركيز فقط على إجمالي تدفق الهواء الذي توفره المعدات.
11. نوعية المياه وحجمها
يمكن أن تؤثر جودة المياه-على أداء التبريد على المدى الطويل.
يحتوي الماء العسر على معادن يمكن أن تتراكم على وسادة التبريد ومكونات توزيع المياه.
يمكن لتراكم النطاق:
تقليل امتصاص الماء
تقييد تدفق الهواء
خلق ترطيب غير متساو
تقليل التبخر
زيادة متطلبات الصيانة
لهذا السبب، تعد إدارة المياه جزءًا مهمًا من الحفاظ على قدرة التبريد لمبرد الهواء التبخيري.
12. قدرة التبريد مقابل انخفاض درجة الحرارة
لا ينبغي الخلط بين هذين المصطلحين.
يشير انخفاض درجة الحرارة إلى مقدار انخفاض درجة حرارة الهواء أثناء مروره عبر المبرد.
تشير قدرة التبريد إلى كمية الحرارة التي يمكن لعملية التبريد إزالتها أو نقلها في ظل ظروف محددة.
يمكن التعبير عن علاقة التبريد المعقولة المبسطة على النحو التالي:
سعة التبريد ≈ تدفق كتلة الهواء × الحرارة النوعية × فرق درجة الحرارة
بالنسبة لحسابات تكييف الهواء-، قد يلزم أيضًا أخذ الرطوبة والحرارة الكامنة في الاعتبار.
ومع ذلك، بالنسبة لمبرد الهواء التبخيري، تعتبر الرطوبة المضافة إلى الهواء وما يرتبط بها من نقل الحرارة بالتبخير أمرًا أساسيًا في عملية التبريد.
ولذلك، فإن رقم الانخفاض الفردي في درجة الحرارة-لا يصف أداء الجهاز بشكل كامل.
13. لماذا تتغير قدرة التبريد مع تغير الطقس؟
فكر في يومين بنفس درجة الحرارة الخارجية:
اليوم أ
درجة الحرارة: 35 درجة
الرطوبة النسبية: 30%
اليوم ب
درجة الحرارة: 35 درجة
الرطوبة النسبية: 75%
درجة الحرارة الجافة-متماثلة، لكن محتوى الرطوبة في الهواء مختلف تمامًا.
تكون إمكانية التبريد بالتبخير في اليوم أ أكبر بشكل عام لأن الهواء لديه قدرة أكبر على امتصاص بخار الماء الإضافي.
ولهذا السبب يجب تقييم أداء مبرد الهواء الصناعي باستخدام الظروف المناخية المحلية الفعلية بدلاً من درجة حرارة خارجية واحدة.
14. ما الذي يحدد نتيجة التبريد الفعلية؟
في التطبيقات العملية في المصنع، يكون أداء التبريد نتيجة مشتركة لعدة عوامل:
درجة الحرارة المحيطة + الرطوبة + الرطب-درجة حرارة المصباح + كفاءة التبريد + تدفق الهواء + الحمل الحراري + التهوية
تغيير عامل واحد يمكن أن يؤثر على النتيجة الإجمالية.
على سبيل المثال، قد تؤدي زيادة تدفق الهواء إلى تحسين حركة الهواء ولكنها لا تستطيع التغلب بشكل كامل على ظروف الرطوبة غير المناسبة. وبالمثل، لا يمكن أن توفر وسادة التبريد عالية الكفاءة الأداء المتوقع منها إذا كان نظام توزيع المياه مسدودًا.
قائمة مراجعة سعة تبريد مبرد الهواء الصناعي
عند تقييم مبرد الهواء الصناعي، تحقق مما يلي:
دخول درجة حرارة الهواء
الرطوبة النسبية
درجة حرارة المصباح -رطبة
كفاءة التبريد
معدل تدفق الهواء
تصميم وسادة التبريد
توزيع المياه
نوعية المياه
الحمل الحراري للورشة
تهوية
توزيع تدفق الهواء
توفر هذه العوامل صورة أكثر فائدة لأداء التبريد من النظر إلى تدفق الهواء المقدر وحده.
الاعتبارات النهائية
يتم تحديد قدرة التبريد لمبرد الهواء الصناعي من خلال التفاعل بين حالة الهواء المحيط، وكفاءة التبخر، وتدفق الهواء، ووسادة التبريد، ونظام المياه، والحمل الحراري لورشة العمل، والتهوية.
بالنسبة للتبريد بالتبخير، تعتبر الرطوبة النسبية ودرجة حرارة المصباح{0}الرطبة ذات أهمية خاصة لأنها تحدد مقدار الرطوبة الإضافية التي يمكن للهواء الوارد امتصاصها.
عند تقييم مبرد الهواء الصناعي لمصنع ما، لا تعتمد على انخفاض واحد في درجة الحرارة- أو رقم تدفق الهواء. يجب تقييم المعدات في ظل درجة حرارة التشغيل المتوقعة، والرطوبة، وظروف تدفق الهواء، والحمل الحراري لورشة العمل.
يوفر هذا الأسلوب فهمًا أكثر واقعية لأداء التبريد الذي يمكن أن يقدمه مبرد الهواء الصناعي في المصنع الفعلي.
