مبرد المياه

وسيط التبريد

من جانب آخر، يمكن تصنيف المبردات بناءً على وسيط التبريد إلى نوعين رئيسيين. النوع الأول هو المبردات المائية التبريد، التي تعتمد على الماء كوسيط لتبريد المكثف، وتُستعمل بشكل واسع في المباني الكبيرة والصناعات المختلفة. تتميز هذه المبردات بكفاءتها العالية في استخدام الطاقة وتحسين الأداء، إلا أنها تتطلب تجهيزات إضافية مثل أبراج التبريد ونظام لمعالجة المياه المستعملة. أما النوع الثاني فهو المبردات الهوائية التبريد، التي تستعمل الهواء كوسيط تبريد، وتُعتبر مناسبة للمناطق التي تعاني من ندرة المياه وللمباني الصغيرة نسبيًا. تمتاز هذه المبردات بانخفاض تكلفتها وبساطة تصميمها، ولكنها تتطلب مواقع ذات تهوية جيدة لعملها بكفاءة، كما أنها تستهلك طاقة كهربائية أعلى مقارنة بالنوع الأول.

استخدام المبرد في الصناعة

وفي هذا السياق، المبردات اللامركزية عادة ما تكون صغيرة الحجم ومنخفضة في قدرة التبريد، تتراوح قدرة تبريدها ما بين (0.2 - 10) طن بينما المبردات المركزية عمومًا تكون قدرة التبريد فيها عشرة أطنان إلى مئات أو آلاف الأطنان.

وفي السياق ذاته، حيثما كان ذلك متاحًا، يمكن استخدام الماء البارد المتوفر بسهولة في المسطحات المائية القريبة مباشرةً لتبريد أو استبدال أو تعويض نقص مياه أبراج التبريد. مثال على ذلك نظام تبريد مصدر المياه العميقة في تورنتو ، أونتاريو، كندا. فهي تستعمل مياه البحيرة الباردة لتبريد المبردات، والتي بدورها تستعمل لتبريد مباني المدينة عبر نظام (تبريد المنطقة) . يتم استخدام المياه الراجعة في دورة التبريد لتدفئة إمدادات مياه الشرب في المدينة، وهو أمر مرغوب فيه في المناخ البارد. وكلما تم إستغلال الحرارة الضائعة في المبرد، يكون من الممكن الحصول على فعالية حرارية عالية.

وفي هذا السياق، يتم استخدام المياه المبردة لتبريد الهواء وإزالة الرطوبة منه في المنشآت التجارية والصناعية متوسطة الحجم إلى كبيرة الحجم. المبردات التي تكون مبردة بالماء (water-cooled) تستعمل أبراج التبريد التي تعمل على تحسين الفعالية الديناميكية الحرارية للمبرد وتجعله أكثر كفاءة مقارنة بالمبردات التي يتم تبريدها بالهواء. وسبب ذلك هو أن أبراج التبريد تقوم بإطلاق الحرارة من السائل عند درجة حرارة الهواء الرطب أو قريبة منها بدلاً من إطلاق الحرارة عند درجة حرارة الهواء الجاف. توفر المبردات المبردة بالبخار كفاءة أعلى من المبردات التي يتم تبريدها بالهواء ولكنها أقل من المبردات المبردة بالماء.

ومن ناحية أخرى، في التطبيقات الصناعية، يتم ضخ المياه المبردة أو أي سائل آخر من المبرد إلى المعدات المراد تبريدها. تستعمل المبردات الصناعية للتحكم بتبريد المنتجات والآليات وآلات المصانع في الصناعات المختلفة.

وعلى صعيد آخر، تم تصميم المبردات المبردة بالمياه عادة للتركيب والتشغيل في الأماكن المغلقة، ويتم تبريدها بواسطة دورة منفصلة متصلة بأبراج التبريد الخارجية لطرد الحرارة إلى الغلاف الجوي. المبردات المبردة بالهواء مصممة للتركيب والتشغيل في الهواء الطلق. يتم تبريد الآلات عن طريق الهواء المحيط الذي يتم إستخدامه مباشرةً لطرد الحرارة إلى الجو، لا يلزم عادةً استخدام برج تبريد مع أجهزة التبريد (المبردة بالهواء).

ومن ناحية أخرى، غالبًا ما يتم استخدام المبرد في: الصناعات البلاستيكية، تبريد معدات تقطيع المعادن، وفي تبريد معدات اللحام وآلات الصب (صب المعادن)، وفي المعالجة الكيميائية والمستحضرات الصيدلانية ومعالجة الأغذية والمشروبات والورق والأسمنت، ويستعمل المبرد كذلك في أنظمة تفريغ الهواء وفي تبريد أجهزة التصوير المقطعي (X-ray) وفي محطات إمدادات الطاقة ومحطات توليد الطاقة، والمعدات التحليلية (معدات تحليل البيانات) وأشباه الموصلات، ويستعمل المبرد كذلك في تبريد الهواء المضغوط وتبريد الغاز. كما يستعمل لتبريد المعدات التي تنتج الحرارة العالية مثل آلات التصوير بالرنين المغناطيسي وأشعة الليزر في المستشفيات والفنادق والجامعات وغيرها.

• انظر كذلك
• زراعة الحدائق
• المبادل الحراري

إضافةً إلى ذلك، يمكن تركيب المبردات المستعملة في التطبيقات الصناعية إما في منطقة وسطية في المبنى، بحيث يخدم مبرد واحد احتياجات المبنى كاملا وتسمى هذه الطريقة (بالتبريد المركزي)، أو تركيب عدة مبردات في أماكن مختلفة بحيث يكون لكل جهازأو معدة مبرد خاص به (تسمى هذه الطريقة التبريد اللامركزي). وكل طريقة لها مزاياها. من الممكن كذلك استخدام المبردات المركزية واللامركزية بنفس الوقت، خاصة إذا كانت متطلبات التبريد هي نفسها ومستعملة لنفس المكان.

أنواع مبردات المياه

وفي هذا السياق، يوجد عدة طرق لتقسيم المبردات المستعملة في القطاعات الإقتصادية المختلفة إستنادا الى دورة التبريد المستعملة او وسيط التبريد للمكثف، كما يمكن تقسيمها بناءا على الضاغط المستعمل

دورات التبريد

وفي هذا الصدد، يوجد نوعان رئيسيان من دورات التبريد التي تُستعمل بشكل شائع في المبردات. النوع الأول هو المبردات العاملة بضغط البخار، والتي تعتمد على دورة تبريد تقوم بتغيير حالة وسيط التبريد بشكل مستمر بين السائل والبخار. تُعد هذه التقنية فعالة جدًا في نقل الحرارة، مما يجعلها الخيار الأكثر شيوعًا في التطبيقات التجارية والصناعية بفضل كفاءتها التشغيلية العالية واعتمادها على الكهرباء كمصدر للطاقة. أما النوع الثاني فهو المبردات العاملة بالدورة الامتصاصية، التي تعتمد على امتصاص الحرارة عبر تفاعلات كيميائية. يُعتبر هذا النوع مثاليًا للتطبيقات التي يتوفر فيها مصدر حرارة مثل الغاز الطبيعي أو الطاقة الشمسية، حيث يتميز بكفاءة عالية في تقليل استهلاك الكهرباء، مما يجعله حلاً مستدامًا للتبريد.

استخدام المبرد في أنظمة تكييف الهواء

وفي هذا الصدد، في أنظمة تكييف الهواء، يتم توزيع المياه المبردة عادةً على المبادلات الحرارية أو الملفات (Coils) الموجودة في وحدات مناولة الهواء، أو أي أنواع أخرى من المعدات التي تعمل على تبريد الهواء في المساحة المطلوبة. يعاد الماء فيما بعد إلى المبرد ليتم إعادة تبريده. تقوم ملفات التبريد بنقل الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة من الهواء إلى الماء البارد، وبالتالي يتم التبريد وإزالة الرطوبة عن مجرى الهواء. مبرد المياه المستعمل لتطبيقات تكييف الهواء يصنع بقدرة تبريد تتراوح بين 15 و 2000 طن، يستطيع مصنع واحد على الأقل تصنيع مبرد مياه تصل قدرة تبريده إلى 5200 طن. يمكن أن تتراوح درجات حرارة الماء المبرد بين (35-45 فهرينهايت أو 2-7 سيليوس) بحسب المتطلبات.

من جانب آخر، عندما تكون مبردات أنظمة تكييف الهواء غير قابلة للتشغيل أو في حاجة إلى الإصلاح أو الاستبدال، فقد يتم استخدام مبردات الطوارئ (Standby) لتزويد المياه المبردة. يمكن كذلك إستئجار مبرد المياه بحيث يتم تثبيته على مقطورة أو عربة يمكن تركيبه بسرعة في الموقع المطلوب. يتم استخدام أنابيب المياه المبردة الكبيرة للتوصيل بين وحدات التبريد المبردة وأنظمة تكييف الهواء.