-->
U3F1ZWV6ZTM1ODIyNjIyNDRfQWN0aXZhdGlvbjQwNTgyMDkyMjc0
recent
أخبار ساخنة

دورة التبريد بالامتصاص وشرح أجزائها



دورة التبريد الامتصاصية(Absorption refrigeration cycle) لا يوجد فيها ضاغط، وهذا ما يميزها عن دورة التبريد الانضغاطية، إذ يوجد في الدورة الامتصاصية عنصران يعملان معا عوضا عن الضاغط، هما: الماص، والمولد، ويستعمل كمصدر للحرارة مثل الطاقة الشمسية، ويعد التبريد بالامتصاص الطريقة الأكثر انتشارا بعد التبريد بالانضغاط، وتظهر أهمية دورات التبريد الامتصاصية عندما تكون الكهرباء غير متوافرة مثل المناطق النائية والبعيدة عن المدن او ارتفاع ثمن الكهرباء.

دورة التبريد الامتصاصية(Absorption refrigeration cycle)

مبدأ عمل الدورة الامتصاصية مشابه لدورة انضغاط البخار، من حيث تبخر وسيط التبريد عند ضغط منخفض لإحداث التأثير التبريدي، ومن ثم تكثفه عند ضغط مرتفع لطرد الحرارة من وسيط التبريد. 
دورة التبريد بالامتصاص الاساسية
دورة التبريد بالامتصاص الأساسية


الاختلاف الرئيسي بين الدورتين هو في كيفية الحصول على الضغط المرتفع في المكثف. في دورة انضغاط البخار يحدث ذلك باستخدام الضاغط، أما في الدورة الامتصاصية فيتم من خلال الأجزاء والعمليات التالية :
  •  امتصاص وسيط التبريد في مادة أخرى تعرف بالمادة الماصة في وعاء الامتصاص، وغالبا ما تكون هناك حاجة للتخلص من الحرارة الناتجة عن عملية الامتصاص .
  • يضخ المحلول الناتج من وسيط التبريد والمادة الماصة باستخدام مضخة .
  • يفصل وسيط التبريد عن المادة الماصة بعد عملية الضخ في ما يعرف بالمولد generator (حيث يعيد فصل وسيط التبريد عن المادة الماصة) ويتم ذلك باستخدام طاقة حرارية لتبخير وسيط التبريد.

بعد فصل وسيط التبريد يمر وسيط التبريد في المكثف ومن ثم في صمام التمدد والمبخر ، كما هو الحال في دورة انضغاط البخار. في
حين يعود محلول قليل التركيز من وسيط التبريد والمادة الماصة إلى وعاء الامتصاص من خلال صمام تخفيف الضغط.


الفرق بين دورة التبريد بالامتصاص ودورة انضغاط البخار 


  1. الجزء المتحرك في الدورة الامتصاصية هو المضخة فقط ،وهو أقل ضوضاء واستهلاكا للطاقة من الضاغط في دورة انضغاط البخار.
  2. تستخدم الدورة الامتصاصية طاقة حرارية لإعادة فصل وسيط التبريد عن المادة الماصة، وبذلك يمكن استخدام اشكال مختلفة من الطاقة الحرارية لهذا الغرض مثل الوقود او الطاقة الشمسية.
  3. تغير الأحمال التبريدية لا يؤثر على أداء الدورة الامتصاصية بينما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الدورة الانضغاطية.
  4. في الدورة الانضغاطية يفضل تحميص البخار في المبخر لتجنب الاثار السلبية لوجود السائل في البخار أثناء عملية الانضغاط، بينما لا يوجد مثل هذا التأثير في الدورة الامتصاصية.
  5. يمكن أن تصنع أنظمة التبريد الامتصاصية بسعات تبريديه أكثر من1000٠ طن تبريدي، وهذه لا يمكن بلوغها في الدورة الانضغاطية مفردة الضاغط .
  6. معامل الأداء عادة أقل من 1 في الدورة الامتصاصية، بينما في الدورة الانضغاطية يصل إلى 4 .

من الأمثلة على دورات التبريد الامتصاصية دورة بروميد الليثيوم - ماء الامتصاصية، دورة الأمونيا - الماء الامتصاصية، ودورة الماء- الأمونيا- الهيدروجين الامتصاصية.

 دورة بروميد الليثيوم - ماء الامتصاصية Lithium bromide-water absorption cycle


في  دورة بروميد الليثيوم - ماء الامتصاصية يستخدم الليثيوم كمادة ماصة، في حين يكون الماء هو وسيط التبريد، ويمتاز بروميد
الليثيوم بمقدرته الكبيرة على امتصاص الماء عند درجات حرارة منخفضة، وعادة تضاف كرومات الليثيوم لحماية أجزاء الدورة المعدنية ومنع تأكلها. ويستخدم هذا النظام للتبريد لدرجات حرارة دون الصفر المئوي.
دورة بروميد الليثيوم - ماء الامتصاصية Lithium bromide-water absorption cycle
دورة بروميد الليثيوم - ماء الامتصاصية Lithium bromide-water absorption cycle



وتتكون من الأجزاء التالي:
المبخر: وظيفته امتصاص الحرارة من الماء المراد تبريده، ثم نقلها إلى الماء المتكاثف القادم من صمام التمدد فيتبخر.
الماص: وظيفته تجميع قطرات محلول ( بروميد الليثيوم الماء).
المولد: وظيفته فصل الماء عن بروميد الليثيوم بواسطة مصدر حراري خارجي، ثم إرسال الماء على شكل بخار إلى المكثف، وإرسال بروميد الليثيوم إلى الماص بفعل الجاذبية الأرضية، وبفعل الفرق في الضغط بين المولد والماص.
المكثف: وظيفته تكثيف بخار الماء ( تحويله من بخار إلى سائل)، ثم إرساله إلى صمام التمدد.
وتعمل العناصر المساعدة الآتية على إمام مهمة الدورة:
مضخة الفاكيوم: وظيفتها سحب محلول ( بروميد الليثيوم الماء) ثم ضخه إلى المولد، وإحداث ضغط منخفض أقل من الضغط الجوي في منطقتي المبخر والماص (ضغط فاكيوم).
صمام التمدد: وظيفته تذرية الماء القادم من المكثف إلى داخل المبخر.
مصدر الحرارة: وظيفته تسخين محلول (بروميد الليثيوم- الماء) في المولد إلى درجة حرارة تبخر الماء لينفصل عن المحلول.


مبدأ عمل دورة بروميد الليثيوم الامتصاصية

عندما ينخفض الضغط إلى ما دون الضغط الجوي في وعاء فيه ماء، فإن الماء يتبخر عند درجات حرارة متدنية قد تصل إلى (4) درجات سليسيوس، ويستفاد من هذه الخاصية للماء في دورات التبريد الامتصاصية للحصول على تبريد قد يصل إلى (4) درجات سليسيوس، إذ يمزج الماء ببروميد الليثيوم لتكوين محلول بروميد الليثيوم المخفف في وعاء خاص يسمى المولد، ويكون تركيز بروميد الليثيوم ف المحلول 65%، والماء 35% ، ويستفاد من خاصية انفصال الماء عن محلول بروميد الليثيوم عند تسخين المحلول إلى درجة حرارة التبخر، إذ يتبخر الماء عند درجة 100 سليسيوس تاركا بروميد الليثيوم المركز وحده في الوعاء؛ لأن درجة حرارة غليان الماء
أقل من درجة حرارة غليان بروميد الليثيوم عند الظروف نفسها، وينتقل بخار الماء إلى المكثف حيث يتحول إلى سائل، ثم يذهب الماء السائل إلى المبخر عبر صمام التمدد الذي يقوم بتذريره ( على شكل رذاذ)، ويقوم صمام التمدد بتخفيض ضغطه أيضا، إذ ينتشر الماء حول أنابيب المبخر، ويتبخر مجددا عند ضغط منخفض مما يؤدي إلى إزالة الحرارة من الماء المراد تبريده.
محلول بروميد الليثيوم المركز المتبقي في المولد يذهب إلى الوعاء الماص، إذ يمتص بروميد الليثيوم بخار الماء من المبخر مما يودي إلى تخفيف تركيز محلول (بروميد الليثيوم مع الماء)، ثم يضخ محلول بروميد الليثيوم المخفف بواسطة مضخة المحلول إلى المولد مجددا لتكرر الدورة من جديد، وتستمر هذه العملية بالتكرار طالما استمر مصدر الحرارة بتسخين المحلول في المولد.
 

 دورة الأمونيا - الماء الامتصاصية ammonia-water absorption refrigeration cycle


لدى الأمونيا قدرة على الذوبان والامتزاج بالماء بشكل مناسب جدا لعمليات التبريد، مكونة محلول الأمونيا المائي الذي يتميز بأنه مستقر للغاية، ويعمل بشكل جيد مع مواد عديدة باستثناء النحاس وسبائكه التي تتآكل بوجود الأمونيا، وعلى الرغم من ميزات نظام التبريد بالأمونيا، إلا أن تطبيقاتها محدودة بسبب سميتها، إذ إن الأمونيا غاز سام وخانق.
تتكون دورة الأمونيا/ ماء الامتصاصية من: المولد، والمكثف، وصمام التمدد، والمبخر، والماص، ومضخة المحلول، والمبادل الحراري، وصمام معايرة.
دورة الامونيا -ماء الامتصاصية
دورة الأمونيا - الماء الامتصاصية 
1- المولد  2-المكثف 3-صمام التمدد 4- المبخر 5-الماص 6- مضخة المحلول 7-المبادل الحراري 8-صمام معايرة 

مبدأ عمل دورة الأمونيا/ ماء الامتصاصية

يسخن محلول الأمونيا في المولد، فيتبخر سائل الأمونيا ويصعد إلى الأعلى تاركا المولد و حاملا معه كمية قليلة من بخار الماء، ويتم التخلص من بخار الماء وإعادته إلى المولد؛ ليذهب بخار الأمونيا و حده إلى المكثف، في المكثف يحول بخار الأمونيا إلى سائل، وتطرد حرارة التكثيف إلى المحيط الخارجي، يتجه سائل الأمونيا إلى المبخر مرورا بصمام التمدد، وتحدث عملية التبريد المفيدة في محيط المبخر حيث يتم امتصاص الحرارة من منطقة التبريد لتحدث عملية تبخر سائل الأمونيا إلى بخار، ثم يتجه بخار الأمونيا من المبخر إلى الماص لمزج الأمونيا بالماء لتكوين محلول الأمونيا، ثم تسحب مضخة المحلول السائل المحلول من الماص، وضخه إلى المولد لتتكرر
العملية من جديد.

 دورة تبريد الأمونيا - الماء - الهيدروجين الامتصاصية 

تحتوي دورة تبريد الأمونيا - الماء - الهيدروجين الامتصاصية water- Ammonia - Hydrogen absorption cycle
 على الأمونيا كوسيط تبريد والماء كمادة ماصة في حين يضاف الهيدروجين، وهو غاز خامل لا يتفاعل مع الماء او الأمونيا لتحقيق توازن في الدورة وإحداث فرق ضغط بين المبخر والمكثف، وبذلك لا تستخدم مضخة في هذه الدورة. 
دورة تبريد الأمونيا - الماء - الهيدروجين الامتصاصية
دورة تبريد الأمونيا - الماء - الهيدروجين الامتصاصية


بوجود الهدروجين في المبخر يقل الضغط البخاري للأمونيا، وبهذا تتبخر عند درجات حرارة منخفضة ، في حين يحjوي المكثف على بخار الأمونيا فقط، وبذلك يكون ضغطه مرتفعا ودرجة غليانه مرتفعة أيضا. 
وبفعل الحرارة تتبخر الأمونيا في المولد، ومعها بخار الماء ، حيث يرتفع الخليط إلى الوعاء الفاصل وتستمر الأمونيا بالارتفاع إلى المكثف، لتتكثف هناك، في حين يعود الماء بفعل الجاذبية إلى وعاء الامتصاص، ليختلط مع محلول الأمونيا- والهيدروجين الراجع من المبخر .
بالنسبة للهيدروجين يذهب للمبخر ومنه إلى وعاء الامتصاص مختلطا مع الأمونيا الراجعة من المكثف، في حين يعود محلول الأمونيا المركز إلى المولد لتستمر الدورة.
الاسمبريد إلكترونيرسالة