تستخدم أنظمة التبريد مواد التبريد كسوائل عاملة، وتوجد مواد التبريد عمومًا في صورتين: سائلة وغازية. سنتناول اليوم المعلومات الأساسية المتعلقة بمواد التبريد السائلة.
1. هل مادة التبريد سائلة أم غازية؟
يمكن تقسيم المبردات إلى 3 فئات: المبردات أحادية المادة، والمبردات المختلطة غير الأيزوتروبية، والمبردات المختلطة الأيزوتروبية.
لن يتغير تركيب مادة التبريد العاملة الواحدة سواء كانت غازية أو سائلة، لذلك يمكن شحن الحالة الغازية عند شحن مادة التبريد.
على الرغم من اختلاف تركيبة المبرد الأيزوتروبي، إلا أن نقطة الغليان هي نفسها، وبالتالي فإن تركيبة الغاز والسائل هي نفسها أيضًا، لذلك يمكن شحن الغاز؛
نظراً لاختلاف درجات غليان المبردات غير الأيزوتروبية، فإن تركيب المبردات السائلة يختلف عن تركيب المبردات الغازية. فإذا أُضيفت مبردات غازية، سيختلف تركيبها. على سبيل المثال، إذا أُضيف نوع معين من المبردات الغازية، فلا يمكن إضافة سوى المبردات السائلة.
بمعنى آخر، يجب إضافة سائل إلى المبردات غير الأيزوتروبية، وجميع المبردات غير الأيزوتروبية تبدأ بـ R4. يُضاف هذا النوع من السائل. من المبردات غير الأيزوتروبية الشائعة: R40، R401A، R403B، R404A، R406A، R407A، R407B، R407C، R408A، R409A، R410A، R41A.
أما بالنسبة للمبردات الشائعة الأخرى، مثل: R134a، R22، R23، R290، R32، R500، R600a، فإن تركيبة المبرد لن تتأثر بإضافة الغاز أو السائل، لذا فهي مريحة.
عند إضافة مادة التبريد، يجب أن ننتبه إلى ما يلي:
(1) راقب الفقاعات في زجاجة الرؤية؛
(2) قياس الضغط العالي والمنخفض؛
(3) قياس تيار الضاغط؛
(4) وزن الحقنة.
بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة والتأكيد على ما يلي:
يجب إضافة المبردات غير الأيزوتروبية في الحالة السائلة. على سبيل المثال، المبرد R410A، تركيبه كالتالي:
R32 (ثنائي فلورو الميثان): 50%؛
R125 (خماسي فلورو الإيثان): 50%؛
نظراً لاختلاف درجات غليان غازي التبريد R32 وR125، فعند ترك أسطوانة غاز التبريد R410A دون استخدام، فإن اختلاف درجة غليان R32 وR125 سيؤدي حتماً إلى تبخر غاز التبريد في الجزء العلوي من الأسطوانة، ولن يكون تركيبه 50% R32 + 50% R125، لأن درجة غليان R32 منخفضة، لذا فمن المرجح جداً أن يكون الجزء العلوي من غاز التبريد مكوناً من R32.
لذلك، إذا تمت إضافة مادة تبريد غازية، فإن مادة التبريد المضافة ليست R410A، بل R32.
ثانيًا، المشاكل الشائعة للمبردات السائلة
1. هجرة سائل التبريد
يشير مصطلح هجرة غاز التبريد إلى تراكم سائل التبريد في علبة المرافق للضاغط عند إيقاف تشغيله. طالما أن درجة الحرارة داخل الضاغط أقل من درجة الحرارة داخل المبخر، فإن فرق الضغط بين الضاغط والمبخر سيدفع غاز التبريد إلى مكان أكثر برودة. وتكثر هذه الظاهرة في فصل الشتاء البارد. مع ذلك، في مكيفات الهواء ومضخات الحرارة، عندما تكون وحدة التكثيف بعيدة عن الضاغط، قد تحدث الهجرة حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
بمجرد إيقاف تشغيل النظام، إذا لم يتم تشغيله في غضون بضع ساعات، حتى في حالة عدم وجود فرق في الضغط، فقد تحدث ظاهرة الهجرة بسبب انجذاب مادة التبريد الموجودة في علبة المرافق إلى مادة التبريد.
إذا تسرب سائل التبريد الزائد إلى علبة المرافق الخاصة بالضاغط، فستحدث ظاهرة ارتطام شديدة للسائل عند بدء تشغيل الضاغط، مما يؤدي إلى أعطال مختلفة في الضاغط، مثل تمزق صفيحة الصمام، وتلف المكبس، وفشل المحمل وتآكل المحمل (يقوم سائل التبريد بتنظيف الزيت من المحامل).
2. فيضان سائل التبريد
عند تعطل صمام التمدد، أو مروحة المبخر، أو انسدادها بفلتر الهواء، يفيض سائل التبريد من المبخر ويدخل الضاغط عبر أنبوب السحب على شكل سائل بدلاً من بخار. أثناء تشغيل الوحدة، يؤدي فيضان السائل إلى تخفيف زيت التبريد، مما يتسبب في تآكل الأجزاء المتحركة للضاغط وانخفاض ضغط الزيت، وبالتالي تفعيل جهاز أمان ضغط الزيت، مما يؤدي إلى تسرب الزيت من علبة المرافق. في هذه الحالة، إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز، ستحدث ظاهرة هجرة سائل التبريد بسرعة، مما يؤدي إلى ظاهرة الطرق السائل عند إعادة التشغيل.
3. ضربة سائلة
عند حدوث ظاهرة الطرق السائلة، يُسمع صوت ارتطام معدني من داخل الضاغط، وقد يصاحبه اهتزاز عنيف. يمكن أن تتسبب هذه الظاهرة في تمزق الصمامات، وتلف حشية رأس الضاغط، وكسر ذراع التوصيل، وكسر عمود المرفق، وتلف أنواع أخرى من الضواغط. تحدث الطرق السائلة عندما يتسرب سائل التبريد إلى علبة المرافق ثم يُعاد تشغيل الضاغط. في بعض الوحدات، وبسبب تصميم الأنابيب أو موقع المكونات، يتراكم سائل التبريد في أنبوب السحب أو المبخر أثناء إيقاف تشغيل الوحدة، ثم يدخل الضاغط كسائل نقي وبسرعة عالية جدًا عند تشغيلها. سرعة وقصور هذه الظاهرة كافية لتجاوز أي نظام حماية مدمج في الضاغط ضدها.
4. عمل جهاز التحكم في السلامة الهيدروليكية
في وحدات التبريد، بعد انتهاء عملية إزالة الصقيع، غالباً ما يتم تفعيل جهاز التحكم في ضغط الزيت نتيجةً لتدفق سائل التبريد الزائد. صُممت العديد من الأنظمة للسماح بتكثف سائل التبريد في المبخر وخط السحب أثناء عملية إزالة الصقيع، ثم يتدفق إلى علبة المرافق للضاغط عند بدء التشغيل، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الزيت، وبالتالي تفعيل جهاز التحكم في ضغط الزيت.
في بعض الأحيان، قد لا يؤثر إجراء أو إجراءان لجهاز التحكم في ضغط الزيت بشكل خطير على الضاغط، ولكن تكرار ذلك عدة مرات دون ظروف تزييت جيدة سيؤدي إلى تعطل الضاغط. غالبًا ما يعتبر المشغل جهاز التحكم في ضغط الزيت عطلًا بسيطًا، ولكنه في الواقع تحذير بأن الضاغط يعمل لأكثر من دقيقتين دون تزييت، ويجب اتخاذ إجراءات تصحيحية في الوقت المناسب.
3. حلول لمشكلة المبردات السائلة
الضاغط المصمم جيدًا والفعال لأنظمة التبريد والتكييف ومضخات الحرارة هو في الأساس مضخة بخار لا تستطيع التعامل إلا مع كمية محددة من سائل التبريد وزيت التبريد. ولتصميم ضاغط قادر على التعامل مع كميات أكبر من سائل التبريد وزيت التبريد، يجب مراعاة مجموعة من العوامل، كالحجم والوزن وقدرة التبريد والكفاءة ومستوى الضوضاء والتكلفة. وبغض النظر عن عوامل التصميم، فإن كمية سائل التبريد التي يستطيع الضاغط التعامل معها ثابتة، وتعتمد قدرة التعامل على العوامل التالية: حجم علبة المرافق، وكمية زيت التبريد، ونوع النظام وأنظمة التحكم، وظروف التشغيل العادية.
عند زيادة كمية غاز التبريد، يزداد خطر تلف الضاغط. ويمكن إرجاع أسباب التلف عمومًا إلى النقاط التالية:
(1) شحنة زائدة من غاز التبريد.
(2) المبخر متجمد.
(3) مرشح المبخر متسخ ومسدود.
(4) تعطل مروحة المبخر أو محرك المروحة.
(5) اختيار الشعيرات الدموية بشكل غير صحيح.
(6) اختيار أو ضبط صمام التمدد غير صحيح.
(7) هجرة مادة التبريد.
1. هجرة سائل التبريد
يشير مصطلح هجرة غاز التبريد إلى تراكم سائل التبريد في علبة المرافق للضاغط عند إيقاف تشغيله. طالما أن درجة الحرارة داخل الضاغط أقل من درجة الحرارة داخل المبخر، فإن فرق الضغط بين الضاغط والمبخر سيدفع غاز التبريد إلى مكان أكثر برودة. وتكثر هذه الظاهرة في فصل الشتاء البارد. مع ذلك، في مكيفات الهواء ومضخات الحرارة، عندما تكون وحدة التكثيف بعيدة عن الضاغط، قد تحدث الهجرة حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
بمجرد إيقاف تشغيل النظام، إذا لم يتم تشغيله في غضون بضع ساعات، حتى في حالة عدم وجود فرق في الضغط، فقد تحدث ظاهرة الهجرة بسبب انجذاب مادة التبريد الموجودة في علبة المرافق إلى مادة التبريد.
إذا تسرب سائل التبريد الزائد إلى علبة المرافق الخاصة بالضاغط، فستحدث ظاهرة ارتطام شديدة للسائل عند بدء تشغيل الضاغط، مما يؤدي إلى أعطال مختلفة في الضاغط، مثل تمزق صفيحة الصمام، وتلف المكبس، وفشل المحمل وتآكل المحمل (يقوم سائل التبريد بتنظيف الزيت من المحامل).
2. فيضان سائل التبريد
عند تعطل صمام التمدد، أو مروحة المبخر، أو انسدادها بفلتر الهواء، يفيض سائل التبريد من المبخر ويدخل الضاغط عبر أنبوب السحب على شكل سائل بدلاً من بخار. أثناء تشغيل الوحدة، يؤدي فيضان السائل إلى تخفيف زيت التبريد، مما يتسبب في تآكل الأجزاء المتحركة للضاغط وانخفاض ضغط الزيت، وبالتالي تفعيل جهاز أمان ضغط الزيت، مما يؤدي إلى تسرب الزيت من علبة المرافق. في هذه الحالة، إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز، ستحدث ظاهرة هجرة سائل التبريد بسرعة، مما يؤدي إلى ظاهرة الطرق السائل عند إعادة التشغيل.
3. ضربة سائلة
عند حدوث ظاهرة الطرق السائلة، يُسمع صوت ارتطام معدني من داخل الضاغط، وقد يصاحبه اهتزاز عنيف. يمكن أن تتسبب هذه الظاهرة في تمزق الصمامات، وتلف حشية رأس الضاغط، وكسر ذراع التوصيل، وكسر عمود المرفق، وتلف أنواع أخرى من الضواغط. تحدث الطرق السائلة عندما يتسرب سائل التبريد إلى علبة المرافق ثم يُعاد تشغيل الضاغط. في بعض الوحدات، وبسبب تصميم الأنابيب أو موقع المكونات، يتراكم سائل التبريد في أنبوب السحب أو المبخر أثناء إيقاف تشغيل الوحدة، ثم يدخل الضاغط كسائل نقي وبسرعة عالية جدًا عند تشغيلها. سرعة وقصور هذه الظاهرة كافية لتجاوز أي نظام حماية مدمج في الضاغط ضدها.
4. عمل جهاز التحكم في السلامة الهيدروليكية
في وحدات التبريد، بعد انتهاء عملية إزالة الصقيع، غالباً ما يتم تفعيل جهاز التحكم في ضغط الزيت نتيجةً لتدفق سائل التبريد الزائد. صُممت العديد من الأنظمة للسماح بتكثف سائل التبريد في المبخر وخط السحب أثناء عملية إزالة الصقيع، ثم يتدفق إلى علبة المرافق للضاغط عند بدء التشغيل، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الزيت، وبالتالي تفعيل جهاز التحكم في ضغط الزيت.
في بعض الأحيان، قد لا يؤثر إجراء أو إجراءان لجهاز التحكم في ضغط الزيت بشكل خطير على الضاغط، ولكن تكرار ذلك عدة مرات دون ظروف تزييت جيدة سيؤدي إلى تعطل الضاغط. غالبًا ما يعتبر المشغل جهاز التحكم في ضغط الزيت عطلًا بسيطًا، ولكنه في الواقع تحذير بأن الضاغط يعمل لأكثر من دقيقتين دون تزييت، ويجب اتخاذ إجراءات تصحيحية في الوقت المناسب.
3. حلول لمشكلة المبردات السائلة
الضاغط المصمم جيدًا والفعال لأنظمة التبريد والتكييف ومضخات الحرارة هو في الأساس مضخة بخار لا تستطيع التعامل إلا مع كمية محددة من سائل التبريد وزيت التبريد. ولتصميم ضاغط قادر على التعامل مع كميات أكبر من سائل التبريد وزيت التبريد، يجب مراعاة مجموعة من العوامل، كالحجم والوزن وقدرة التبريد والكفاءة ومستوى الضوضاء والتكلفة. وبغض النظر عن عوامل التصميم، فإن كمية سائل التبريد التي يستطيع الضاغط التعامل معها ثابتة، وتعتمد قدرة التعامل على العوامل التالية: حجم علبة المرافق، وكمية زيت التبريد، ونوع النظام وأنظمة التحكم، وظروف التشغيل العادية.
عند زيادة كمية غاز التبريد، يزداد خطر تلف الضاغط. ويمكن إرجاع أسباب التلف عمومًا إلى النقاط التالية:
(1) شحنة زائدة من غاز التبريد.
(2) المبخر متجمد.
(3) مرشح المبخر متسخ ومسدود.
(4) تعطل مروحة المبخر أو محرك المروحة.
(5) اختيار الشعيرات الدموية بشكل غير صحيح.
(6) اختيار أو ضبط صمام التمدد غير صحيح.
(7) هجرة مادة التبريد.
تاريخ النشر: 31 مايو 2022
