اختيار اتجاه خط أنابيب وحدة التبريد المتوازية وقطر الأنبوب

1. تقديم وحدات التبريد المتوازية

تشير الوحدة المتوازية إلى وحدة تبريد تجمع أكثر من ضاغطين في وحدة واحدة، وتخدم عدة مبخرات. تتميز هذه الضواغط بضغط تبخير وتكثيف مشتركين، وتستطيع الوحدة المتوازية ضبط استهلاك الطاقة تلقائيًا وفقًا لحمل النظام. كما تضمن هذه الوحدة تآكلًا متساويًا للضاغط، وتشغل مساحة صغيرة، مما يسهل التحكم بها مركزيًا وعن بُعد.

يمكن أن تتكون نفس مجموعة الوحدات من نفس نوع الضواغط، أو من أنواع مختلفة. قد تتكون من نفس نوع الضاغط (مثل ضاغط مكبسي)، أو من أنواع مختلفة (مثل ضاغط مكبسي + ضاغط لولبي)؛ ويمكنها تحميل درجة حرارة تبخير واحدة أو عدة درجات حرارة تبخير مختلفة؛ وقد تكون نظامًا أحادي المرحلة أو ثنائي المرحلة؛ وقد تكون نظامًا أحادي الدورة أو نظامًا متتاليًا، إلخ. معظم الضواغط الشائعة هي أنظمة متوازية أحادية الدورة من نفس النوع.

تُحسّن وحدات الضاغط المتوازية من توافقها مع حمل التبريد الديناميكي لنظام التبريد. ومن خلال ضبط بدء وإيقاف الضاغط في النظام ككل، يتم تجنب مشكلة "التفاوت الكبير بين أداء الضاغطين". فعلى سبيل المثال، عندما يكون الطلب على التبريد منخفضًا في الشتاء، يتم تشغيل الضاغط لفترات أقل، بينما في الصيف، عندما يكون الطلب على التبريد مرتفعًا، يتم تشغيل الضاغط لفترات أطول. ويحافظ هذا على ثبات ضغط السحب لوحدة الضاغط، مما يُحسّن كفاءة النظام بشكل كبير. وقد أُجريت تجربة مقارنة بين وحدة واحدة ووحدة متوازية على نفس النظام، حيث وفّر نظام الوحدات المتوازية الطاقة بنسبة 18%.

يمكن تجميع جميع عناصر التحكم الخاصة بالضواغط والمكثفات والمبخرات في صندوق التحكم الكهربائي للنظام، ويمكن استخدام وحدات تحكم حاسوبية لزيادة كفاءة النظام إلى أقصى حد. وبذلك، يمكن تحقيق التشغيل الآلي الكامل والتشغيل عن بُعد.

2. اختيار اتجاه خط الأنابيب وقطر الأنبوب
اتجاه خط الأنابيب: في نظام التبريد بالفريون، يدور زيت تزييت الضاغط في النظام مع مادة التبريد، لذلك لضمان عودة الزيت بسلاسة إلى النظام، يجب أن يكون لخط أنابيب الهواء العائد (خط أنابيب الضغط المنخفض) ميل معين باتجاه الضاغط، وعادة ما يكون ميله 0.5٪.

اختيار قطر الأنبوب: إذا كان قطر أنبوب النحاس صغيرًا جدًا، فسيزداد فقدان ضغط المبرد في خط أنابيب إمداد السائل (خط أنابيب الضغط العالي) وخط أنابيب الغاز العائد (خط أنابيب الضغط المنخفض) بشكل كبير؛ أما إذا كانت القيمة كبيرة جدًا، فعلى الرغم من إمكانية تقليل فقدان المقاومة في خط الأنابيب، إلا أن ذلك سيؤدي إلى زيادة تكلفة الاستثمار الأولية، وفي الوقت نفسه، سيؤدي أيضًا إلى عدم كفاية سرعة عودة الزيت في خط أنابيب الهواء العائد.

مبدأ اختيار قطر الأنبوب المقترح: سرعة تدفق المبرد في خط أنابيب إمداد السائل هي 0.5-1.0 م/ث، ولا تتجاوز 1.5 م/ث؛ في خط أنابيب الهواء العائد، سرعة تدفق المبرد في الأنبوب الأفقي هي 7-10 م/ث، وسرعة تدفق المبرد في الأنبوب الصاعد هي 15-18 م/ث.

تصميم نظام التبريد المتفرع: يحتوي نظام التبريد المتوازِي على أنابيب رئيسية لتزويد السائل وأنابيب رئيسية لإرجاع الهواء، ويتفرع من كل أنبوب رئيسي عدة أنابيب لتزويد السائل، بينما يتجمع في أنبوب رئيسي واحد لإرجاع الهواء، يُسمى هذا النوع من أنابيب نظام التبريد المتوازِي بنظام التبريد المتفرع. يمكن أن يحتوي كل زوج من الأنابيب، أي أنبوب تزويد السائل وأنبوب إرجاع الهواء المقابل له، على مبخر واحد (الأنبوب 1) أو مجموعة من المبخرات (الأنبوب ن). في حالة مجموعة المبخرات، تبدأ وتتوقف عادةً في الوقت نفسه.

المبخر أعلى من الضاغط:
إذا كان المبخر أعلى من الضاغط، فما دام خط الإرجاع ذا ميل مناسب وقطر أنبوب ملائم، يضمن النظام عودة سلسة للزيت. أما إذا كان فرق الارتفاع بين المبخر والضاغط كبيرًا جدًا، فسيتولد بخار مفاجئ من سائل التبريد في خط إمداد السائل قبل وصوله إلى آلية الخنق اللازمة للتبريد الفائق.

المبخر يقع أسفل الضاغط:
إذا كان المبخر أدنى من الضاغط، فلن ينتج عن فرق الارتفاع بين المبخر والضاغط بخارٌ متطايرٌ في خط إمداد سائل التبريد. ولكن عند تصميم خط أنابيب نظام التبريد، يجب مراعاة عودة النظام بشكل كامل. في حالة وجود مشكلة في الزيت، يجب تصميم وتركيب وصلة إرجاع الزيت على الجزء الصاعد من كل فرع من فروع هواء العودة.

المبخر أعلى من الضاغط:
إذا كان المبخر أعلى من الضاغط، فما دام خط الإرجاع ذا ميل مناسب وقطر أنبوب ملائم، يضمن النظام عودة سلسة للزيت. أما إذا كان فرق الارتفاع بين المبخر والضاغط كبيرًا جدًا، فسيتولد بخار مفاجئ من سائل التبريد في خط إمداد السائل قبل وصوله إلى آلية الخنق اللازمة للتبريد الفائق.

المبخر يقع أسفل الضاغط:
إذا كان المبخر أدنى من الضاغط، فلن ينتج عن فرق الارتفاع بين المبخر والضاغط بخارٌ متطايرٌ في خط إمداد سائل التبريد. ولكن عند تصميم خط أنابيب نظام التبريد، يجب مراعاة عودة النظام بشكل كامل. في حالة وجود مشكلة في الزيت، يجب تصميم وتركيب وصلة إرجاع الزيت على الجزء الصاعد من كل فرع من فروع هواء العودة.