تعمل المبادلات الحرارية ذات القنوات الصغيرة على تحسين أداء المبردات


Nov 24, 2023

في إطار الجهود الرامية إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة في منتجات التبريد، أحدثت المبادلات الحرارية ذات القنوات الدقيقة (MCHE) تأثيرًا على السوق. باعتبارها تطورًا للمبادلات الحرارية ذات الزعانف والأنبوب، توفر MCHE الكفاءة وتوفير التكاليف، إلى جانب المقاومة العالية للتآكل، وتحديدًا في سوق المبردات المبردة بالهواء.

ما هو المبادل الحراري؟

تتيح المبادلات الحرارية نقل الحرارة بين وسطين مختلفين، دون اختلاط أو اتصال مباشر. إنها تلعب دورًا حيويًا في أنظمة التبريد المبردة بالهواء، حيث يتيح ملف المكثف (المبادل الحراري) نقل الحرارة غير المرغوب فيها من مادة التبريد إلى الهواء.

كيف تعمل المبادلات الحرارية؟

في المبادل الحراري ذي الزعانف والأنبوب التقليدي، يتدفق سائل التبريد عبر أنابيب نحاسية ضيقة (تُعرف باسم الملفات) داخل المبادل الحراري ويتدفق الهواء عبر زعانف الألومنيوم من الخارج.

في أنظمة التبريد المبردة بالهواء، يحمل المبرد الموجود في الأنابيب الرفيعة الحرارة. وفي عملية خطوة بخطوة، يتم تبادل هذه الحرارة مع الهواء. أولاً، يقوم المبرد المسخن الموجود في الأنابيب بنقل الحرارة إلى جدار الأنبوب. يتم توصيل سلسلة من زعانف الألومنيوم بالجزء الخارجي من جدار الأنبوب. ثم تنتقل الحرارة عبر جدار الأنبوب إلى هذه الزعانف. تلعب الزعانف دورًا حاسمًا لأنها تزيد من مساحة السطح المتاحة لتدفق الهواء، مما يسمح بتعزيز نقل الحرارة من الزعانف إلى الهواء. تنتقل الحرارة من الزعانف إلى الهواء المار، لتنطلق إلى الجو الخارجي.

كيف تعمل المبادلات الحرارية ذات القنوات الدقيقة؟

أخذت MCHE المبادل الحراري ذي الزعانف والأنبوب التقليدي وطورته للجيل القادم. مبادئ التشغيل هي نفسها تمامًا، حيث يتدفق سائل التبريد عبر أنابيب ضيقة داخل المبادل الحراري، وينقل الحرارة غير المرغوب فيها عبر الزعانف إلى الهواء.

ستتضمن وحدة القنوات الصغيرة رأسين - رأس مدخل ورأس مخرج - يعملان على جانبي المبادل الحراري. يوجد بين كل رأس سلسلة من الأنابيب المسطحة، والتي تنقسم بدورها إلى قنوات صغيرة (أنابيب أصغر داخل الأنبوب المسطح، تمتد بطولها بالكامل). يؤدي هذا إلى زيادة مساحة السطح والحرارة المتبادلة عبر جدار الأنبوب. تعمل الزعانف ذات الفتحات بين الأنابيب لزيادة مساحة السطح المتاحة للهواء. النظام ملحوم مع تدفقات غير قابلة للتآكل ومصنوع من سبائك الألومنيوم. يتدفق سائل التبريد عبر الأنابيب المسطحة متعددة المنافذ ذات القنوات الصغيرة ويتدفق الهواء عبر الفجوات الموجودة في الزعانف.

والشيء الذكي في هذا النظام هو الطريقة التي يزيد بها من مساحة السطح المتاحة للهواء ويطيل الوقت الذي يبقى فيه سائل التبريد داخل المبادل الحراري. يدخل سائل التبريد من خلال أحد الرؤوس ثم يمر عبر القنوات الدقيقة في الأنابيب المسطحة حتى يصل إلى الرأس الآخر. تتحكم الحواجز داخل الرأس في اتجاه تدفق مادة التبريد. يؤدي هذا إلى دفع مادة التبريد عبر الأنابيب عدة مرات. كلما طالت مدة بقاء مادة التبريد في الأنبوب، زاد نقل الطاقة الحرارية إلى جدار الأنبوب.

كما هو الحال في المبادلات الحرارية التقليدية ذات الزعانف والأنبوب، يتم توصيل الحرارة عبر جدار الأنبوب إلى الزعانف. تنتقل الحرارة من الزعانف إلى الهواء وتنطلق إلى الجو الخارجي.

هل تجعل المبادلات الحرارية ذات القنوات الصغيرة أنظمة التبريد أكثر كفاءة في استخدام الطاقة؟

الإجابة القصيرة هي نعم. يؤدي استخدام MCHE إلى تحسين نقل الحرارة والأداء الحراري. هذا بسبب:

  • يمكن لـ MCHE استخدام ما يصل إلى 50% أقل من المبردات
  • طريقة تصنيع التجميع النحاسي تقضي على مقاومة التلامس لتحقيق كفاءة أعلى
  • تتميز الأنابيب المسطحة متعددة المنافذ ذات القنوات الدقيقة بقطر أصغر من الأنابيب النحاسية، مما يتيح تبادلًا حراريًا أعلى في نقل الحرارة أحادي الطور
  • الأنابيب المسطحة متعددة المنافذ ذات القنوات الدقيقة تزيد من التوتر السطحي مقارنة بالأنابيب النحاسية، مما يتسبب في تدفق طبقي. وهذا يتيح أيضًا تبادلًا حراريًا أعلى في نقل الحرارة على مرحلتين
  • تستخدم وحدات القنوات الصغيرة زعانف ذات فتحات تهوية. وهذا يضمن معامل نقل الحرارة أعلى بنسبة 50% من الزعانف المستطيلة الموجودة عادة في المبادلات الحرارية ذات الزعانف والأنابيب
  • يمكن للزعانف ذات فتحات تهوية أن تقلل من اضطراب تدفق الهواء وتقلل من ظلال الهواء
  • تنتج الزعانف ذات فتحات تهوية انخفاضًا أقل في الضغط الهوائي، مما يقلل من استهلاك طاقة المروحة
  • تتمتع MCHE بمقاومة فائقة للتآكل، مما يزيد من العمر الافتراضي.

يتفق مصنعو MCHE على قدرتهم الفائقة على نقل الحرارة وأهميتهم ضمن أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) عالية الكفاءة. توفر المبادلات الحرارية ذات القنوات الصغيرة مستوى عالٍ من الموثوقية والمتانة، وشحنًا منخفضًا لغاز التبريد، وانخفاضًا في الحجم والوزن، إلى جانب توفير البصمة الكربونية بشكل لا يُحسد عليه.

Microchannel مقابل الزعانف والأنبوب

مزايا المبادل الحراري Microchannel:

  • كفاءة في استخدام الطاقة - تزعم بعض الشركات المصنعة أنها أكثر كفاءة بنسبة 20-40% من المبادلات الحرارية ذات الزعانف والأنابيب
  • تعد MCHE أصغر بكثير ويمكن أن يصل وزنها إلى 60% أقل لكل مبادل حراري، أو ما يصل إلى 7% أقل لكل مبرد
  • شيدت بقوة مع عمر أطول
  • سهولة التنظيف مما يحسن إمكانية الخدمة
  • من المحتمل أن تكون تكلفة المواد أقل
  • يمكن تحسين كفاءة استخدام الطاقة في الأنظمة القديمة عند استبدال المبادلات الحرارية ذات الزعانف والأنبوب
  • أكثر هدوءًا في التشغيل، حيث يمكن استخدام مراوح أصغر حجمًا
  • أكثر مرونة فيما يتعلق بالتخطيط والتصميم.

عيوب المبادل الحراري Microchannel:

  • يمكن أن يشكل التكثيف مشكلة ويمكن أن يعيق تدفق الهواء فوق الزعانف
  • نظرًا لأن الوحدة أكثر تعقيدًا، فإن ميزات التصميم داخل المبادل الحراري تحتاج إلى ضمان التدفق الصحيح لغاز التبريد. الوحدات المصممة أو المصنعة بشكل سيء لن تحقق النتائج المرجوة.

إحدى الفوائد الكبيرة لـ MCHE هي المقاومة الطبيعية للتآكل التي يوفرها هيكل الألومنيوم، والتي يمكن تعزيزها بشكل أكبر من خلال الطلاءات الواقية. قامت دراسة متانة التآكل للمبادل الحراري - الناقل الحراري التي أجرتها شركة Advanced Materials Engineering، بمقارنة تسعة ملفات مختلفة بما في ذلك MCHE غير المطلية والمطلية، والنحاس المطلي وغير المطلي وأنظمة زعانف وأنابيب الألومنيوم، جنبًا إلى جنب مع الملفات العارية في كل من الألومنيوم والنحاس.

ومن غير المستغرب أن يأتي المبادل الحراري للقناة الصغيرة المطلي المتميز في مقدمة جميع الاختبارات. ومع ذلك، فإن MCHE غير المطلية لا تزال خارج نطاق المبادلات الحرارية ذات الزعانف والأنبوب التقليدية غير المطلية، والتي كانت بها زعانف من الألومنيوم مطلية مسبقًا وتستخدم ملفات مطلية بالذهب مع أنابيب نحاسية وزعانف من الألومنيوم. كما قامت MCHE غير المطلية أيضًا بأداء الملف العاري بأنابيب نحاسية وزعانف نحاسية.

شهادة للمبردات باستخدام المبادلات الحرارية ذات القنوات الدقيقة

عند اختيار مبرد باستخدام MCHE، فأنت تريد التأكد من تحديد المنتج المناسب لتطبيقك. لا تحتاج فقط إلى معرفة قدراته، ولكن من المهم جدًا أن يكون لديك معلومات حول أدائه الفني. سيساعدك هذا على تجنب أي مشكلات محتملة في الأداء.

تمكنك الشهادة من مقارنة المنتجات بموضوعية لاتخاذ قرار مستنير. تشمل فوائد اختيار منتج معتمد ما يلي:

  • يتم تقييم أداء المنتج وفق نفس المعايير، ويتم التعبير عن النتائج بنفس وحدة القياس، بغض النظر عن البلد الذي يتم فيه تصنيع المنتجات أو تسويقها
  • يتم التحقق من أداء المنتج المعتمد من قبل هيئة معتمدة محايدة ومستقلة ومختصة
  • تتوافق المنتجات المعتمدة مع المعايير
  • المنتج الذي تم اعتماد أدائه سيعمل وفقًا للمواصفات التي حددتها الشركة المصنعة.

لذلك، إذا كنت ترغب في عرض ومقارنة تكنولوجيا التبريد، فإن دليل منتجاتنا المعتمد هو مكان جيد للبدء. تتيح لك أداة البحث سهلة الاستخدام عرض المنتجات حسب العائلة والنوع والعلامة التجارية واسم الطراز ورقم الشهادة.

ابحث عن المبردات المعتمدة الآن