أسباب تسرب المياه من الثلاجة

يعتبر المبخر احد مكونات دائرة التبريد الأساسية ، فوجود أي مشكلة فيه تؤثر علي أداء دائرة التبريد ، وهو عبارة عن مبادل حراري ، وفي هذا المقال سنتعرف علي المبخر ووظيفته في دائرة التبريد أو التكييف وانواعه.

المبخرات المستخدمة في مجال التبريد والتكييف

المبخر (Evaporator)هو ذلك الجزء من دورة التبريد الذى فيه يتبخر أو يغلى مركب التبريد مستخلصا بذلك حرارة من الوسط المحيط به فالغرض من استخدام المبخر هو استقبال مركب التبريد ذي الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة والقادم من صمام التمدد وجعله في تلامس حرارى مع الحمل ويستمد مركب التبريد حرارته الكامنة للتبخير من الحمل ويترك المبخر في صورة بخار جاف وتوجد عدة تصميمات مختلفة للمبخرات حسب الاستعمال والسعة والحجم وقد يسمى المبخر أيضا بملف التبريد أو المبرد.

تعريف المبخر في دائرة التبريد

المبخر هو أحد الأجزاء الرئيسية لدورة التبريد، وهو عبارة عن مبادل حراري تنتقل الحرارة فيه من الحيز المراد تبريده او الوسط المحيط إلى وسيط التبريد، الذي يمر خلال المبخر. حيث تكون درجة حرارة وسيط التبريد عند دخوله المبخر منخفضة جدا (تحت الصفر المئوي)، وهذا الانخفاض يؤدي إلى امتصاص الحرارة الكامنة من الحيز المراد تبريده او الوسط المحيط، والتي تعمل على خفض الحرارة المحسوسة له. ويؤدي هذا التبادل الحراري إلى غليان وسيط التبريد، ويحوله إلى بخار مشبع او محمص، ولذلك سميت المبخرات. 

وظيفة المبخر في دائرة التبريد

يعمل المبخر على تحويل سائل مركب التبريد القادم من وسيلة التمدد إلى بخار مركب التبريد ذو ضغط منخفض ودرجة حرارة منخفضة وذلك عن طريق انتقال الحرارة من الوسط المحيط بملفات المبخر إلى مركب التبريد الموجود بداخل ملفات المبخر .

أنواع المبخرات المستخدمة في مجال التبريد والتكييف

تصمم المبخرات المستخدمة في مجال التبريد والتكييف بأشكال مختلفة ،وتصنع من مواد ذات مواصفات معينة ويتم اختيار المواد وفق شروط خاصة منها، جودة التوصيل الحراري وعدم التأكل وتحمل الضغوط التشغيلية. واعتمادا على هذه الشروط يتم اختيار مائع التثليج المناسب في الدورة الانضغاطية. وبشكل عام يتم تصنيف المبخرات بالشكل الآتي:

 

• حسب عملية انتقال الحرارة من الوسط المراد تبريده إلى السطح الخارجي لملف المبخر. وعليه تقسم المبخرات إلى مبخرات الحمل الطبيعي وفيها تعتمد عملية انتقال الحرارة على حركة الوسط الذي تتكون فيه بسبب اختلاف كثافته وهو أما هواء أو ماء أو سائل آخر. أو مبخرات الحمل القسري، وهنا تكون حركة الوسط بسبب قوة خارجية محركة للوسط، مثل المراوح للغازات أو المضخات للسوائل.
• جريان مائع التثليج داخل أو خارج أنابيب المبخر. لأن عملية انتقال الحرارة خلال مرحلة غليان المائع تختلف عندما يكون المائع داخل الأنابيب عنها إذا كان خارج الأنابيب.
• ظروف أسطح انتقال الحرارة، هنا يعتمد على حالة مائع التثليج داخل المبخر، فإذا كان سائلاً يغطي السطح الداخلي للأنابيب فتسمى مبخرات مغمورة Flooded Evaporators ، وإذا كان المبخر يستخدم لعملية تحميص بخار المائع إضافة إلى تبخره فتسمى مبخرات جافة Evaporators Dry.

وهنا سيتم التطرق وبإيجاز إلى المبخرات مصنفة اعتمادا على نوع الوسط المراد تبريده أي ظروف تشغيلها ، وتصنف المبخرات حسب ظروف تشغيلها تبعا لعدة طرق نذكر منها :

المبخرات المبردة بالهواء : وتنقسم إلى

• مبخرات ذات أنابيب عارية .
• مبخرات ذات أنابيب بين لوحين .
• مبخرات بزعانف .

المبخرات المبردة بالماء : وتنقسم إلى

• مبخرات مزدوجة الأنبوب .
• المبخر ذو الغلاف والأنبوب .
• المبخر ذو الغلاف والملف .

المبخرات المبردة بالهواء

في هذا النوع من المبخرات يمر مركب التبريد بداخل الملف ويسرى الهواء من الخارج ويكون حجم المبخرات ذات الزعانف صغير ، إذا ما قورن بالمبخرات ذات الأنابيب العارية لنفس السعة التبريدية .

 مبخرات ذات انابيب عارية

الاشكال الشائعة لمبخر ذات أنابيب عارية ملتوية وبيضاوية وحلزونية

مبخرات ذات انابيب عارية

وتصنع المبخرات ذات الأنابيب العارية من مواسير من الصلب في حالة استخدام الأمونيا لمركب تبريد ومن النحاس في حالة استخدام الفريونات.

نظرية العمل :
تتم تغذية هذا المبخر بمركب التبريد من أحد طرفين بواسطة وسيلة تمدد بمدل يضمن تبخيره مع وصوله إلى مخرج المبخر المتصل بخط السحب للضاغط ، ويستخدم هذا المبخر في مخازن لتجميد حيث يتطلب حركة بطيئة للهواء وتستخدم مع مراوح الطرد المركزي لتوفير هواء بارد لعمليات التجميد والتبريد .

مبخرات ذات أنابيب بين لوحين

 

أنواع المبخرات ذات السطح اللوحي

هناك أنواع متعددة لمبخرات الاسطح اللوحية ،والمبخر السطحي يصنع من لوحين معدنين يستويين بشكل ممرات بحيث تكون أحدهما عكس الأخر وعند انطباقهم على بعضها وتوصيلهم باللحام تشكل هذه الممرات مواسير مرور مركب التبريد في المبخر 

نظرية العمل : يدخل سائل مركب التبريد عن طريق الماسورة الشعرية إلى المواسير المشكلة للمبخر وخلال مروره فيها يتم انتقال الحرارة من المأكولات المراد حفظها إلى سائل مركب التبريد خلال معدن المبخر فيتم تبخر مركب التبريد ثم يتجمع في نهاية ممر السريان بالمبخر إلى خط السحب . 

 
ويستخدم هذا النوع مع الثلاجات المنزلية لسهولة تشكيلة و تنظيفه ، وتستخدم المبخرات ذات الاسطح اللوحية كأرفف في غرف التجميد ودواليب عرض المجمدات وكفواصل لوحدات الديب فريزر . 

  

 

مبخرات مجهزة بزعانف

 يتركب المبخر المزعنف ذو دروة واحدة من عدد من المواسير تتصل بوصلات منحنية فى كل جانب لتكن دورة واحدة لمركب التبريد خلال المبخر . 

مبخر ذو مواسير مزعنفه

نظرية العمل :
يدخل مركب التبريد إلى مواسير المبخر في صورة سائل تقريبا وخلال مروره في المواسير يقوم بسحب كمية من الحرارة من الهواء المار خلال الزعانف وعلى سطح المواسير الخارجي فيتم تبخره وبذلك يخرج الهواء بعد مروره خلال المبخر في درجة حرارة أقل من الدخول سواء كان مرور هذا الهواء بتيارات الحمل الطبيعية أو عن طريق تيارات الحمل المدفوعة عن طريق مروحة تسمى مروحة المبخر .
وتستخدم هذه المبخرات في الاستخدامات التي تتطلب سرعة هواء بسيطة ومعدل تجفيف بسيط للمواد الغذائية مثل الثلاجات المنزلية ، صناديق العرض ، وعنابر حفظ المجمدات

المبخرات التي تبرد بالماء 

المبخرات التي تبرد بالماء او المبخرات تبريد السائل وتكون عاده احد الأنواع التالية  مبخرات مزدوجة الأنبوب او المبخر ذو الغلاف والأنبوب او المبخر ذو الغلاف والملف .

كثيرا ما تكون مبخرات تبريد السائل من طراز الغلاف والأنبوب، أو الغلاف والملف. يكون السائل داخل الأنابيب في حالة طراز الغلاف والأنبوب، بينما يمتلئ الغلاف إلى ثلاثة أرباع حجمه بوسيط التبريد الذي يغلي. ويراعى ألا توجد أنابيب عند قمة الغلاف لتوفير الفراغ الكافي لمرور الغاز المسحوب، دون أن يقطر معه أي سائل. وهناك احتياطيات أخرى تمنع قطرات السائل من دخول ماسورة السحب مثل المخارج. المتعددة وقبة مصيدة السحب والحواجز. وفيما يلي توضيح لأنواع المبخرات تبريد السائل:

مبخرات مزدوجة الأنبوب (المبرد ذو الأنبوبتين)

يتركب هذا المبخر من انبوبة داخل انبوبة أخرى حيث يمر السائل المراد تبريده في الأنبوبة الداخلية بينما يمر مركب التبريد فى الحيز الخارجي بين الأنبوبة الداخلية والخارجية وتلحم الأنبوبة الخارجية بالقوائم الرأسية في حين تمر الأنبوبة الداخلية خلال القوائم لتوصل بالأنبوبة التالية عن طريق وصلة منحنية سهلة الفك والتركيب ويمكن تشغيل هذه المبخرات إما بالتمدد الجاف أو المغمور

المبخر مزدوج الانبوب

نظرية العمل :
يدخل السائل المراد تبريده من أعلى فيمر خلال الأنابيب الداخلية في حين يدخل سائل مركب التبريد من أسفل أي أن اتجاه الانسياب متعاكس وهذا يحدث معدل انتقال حرارة عالي وخلال دخول مركب التبريد كسائل من أسفل يمتص كمية من الحرارة من السائل المار خلال الأنبوبة الداخلية فيتبخر ويتحول إلى بخار وهكذا خلال دورته في المبخر ثم يخرج بخارا من أعلى أما السائل فيخرج من أسفل باردا ويعتبر هذا النوع من المبخرات الكبيرة بالنسبة لسعة تبريده ويستخدم في تبريد المياه والألبان والعصائر وفى التبريد الفجائي
للزيوت في صناعة البترول . 

المبخر ذو الغلاف والأنبوب 

يعتبر هذا المبخر من أكثر مبردات السوائل شيوعا وذلك لأنه مناسب لمعظم أغراض التثليج للسوائل وكفاءته العالية وسهولة تركيبه . 

المبخر ذو الغلاف والأنبوب

ويتركب من غلاف اسطواني من الصلب بداخله عدد من الأنابيب المستقيمة مرتبة على التوازي في قرص مثقوب بنفس القطر الخارجي للأنابيب بحيث يمر كل أنبوب بداخل ثقب ثم يلحم وذلك من الطرفين كما في المكثف ذو الغلاف والأنبوب وتصنع من النحاس الأحمر عند استخدام مركبات التبريد أما في حالة استخدام الأمونيا فتصنع من الصلب.

نظرية العمل :
عند تشغيل المبخر بالتمدد الجاف يمر مركب التبريد خلال الأنابيب بينما يمر السائل المراد تبريده خلال الغلاف ولزيادة كفاءة عملية التبريد للسائل توضع موجهات لعكس اتجاه سريان السائل خلال المبخر حينما يشتغل المبرد مغمورا يمرر السائل المبرد خلال الأنابيب في حين يمرر مركب التبريد في الغلاف ويكون منسوب مركب التبريد في الغلاف محافظا عليه عند ارتفاع معين بواسطة عوامة ويستخدم في معظم أغراض التبريد للسوائل. 

المبخر ذو الغلاف والملف :

 المبخر ذو الغلاف والملف هو عبارة عن ملف حلزوني من الأنابيب العادية داخل غلاف اسطواني من الصلب وعادة يعمل مبرد غلاف وملف مع وسيلة تمدد حر يسرى مركب التبريد خلال الملف بينما يتواجد السائل المراد تبريده في الغلاف حول الملف .

المبخر ذو الغلاف والملف

نظرية العمل :
يدخل مركب التبريد عن طريق صمام الانتشار من أعلى إلى بداية الملف من أسفل كسائل وقد يكون به جزء بخار ومع امتصاصه للحرارة من السائل المراد تبريده خلال جدار الملف يتبخر ويتحول إلى بخار يتجمع في أعلى الملف ويتم سحبه إلى الضاغط خلال خط السحب أما السائل المراد تبريده فيدخل الغلاف من أعلى نتيجته انخفاض درجة حرارته يتجه إلى أسفل الغلاف. 

ويستخدم هذا المبرد في الاستخدامات الصغيرة مثل تبريد مياه الشرب ومن عيوبه تلفه عند تجمد السائل داخل المبرد ولذا لا يفضل استخدامه لدرجات حرارة أقل من 4 درجة مئوية وهو أرخص من المبرد ذو الغلاف والأنبوب.

العوامل المؤثرة على اختيار المبخرات

و العوامل المؤثرة على اختيار المبخرات هي الحيز المتاح، والتكلفة، وكفاءة النظام، وتكلفة التشغيل، وفرق درجات الحرارة بين دخول الهواء إلى المبخر، ودرجة التشبع لمائع التبريد المناظرة لضغط المبخر .

 
ويتأثر حفظ المواد الغذائية بدرجات الحرارة والرطوبة النسبية للهواء. فعند انخفاض الرطوبة يزداد جفاف المواد الغذائية وعند زيادتها
يزداد نمو البكتيريا والفطريات. لذا فان أهم عامل مؤثر على الرطوبة النسبية هو فرق درجات الحرارة بين دخول الهواء للمبخر ودرجة التشبع لوسيط التبريد ونوعية المبخر.