ما هو المبخر؟ الوظائف والميزات والتصميم

في نظام التبريد، المبخر هو أحد المكونات الأساسية لتحقيق تأثيرات التبريد. سواء في الثلاجات المنزلية، أو مخازن التبريد التجارية، أو لوجستيات سلسلة التبريد واسعة النطاق، فإن أداء المبخر يحدد بشكل مباشر دقة التحكم في درجة الحرارة ونسبة كفاءة الطاقة. سوف تتعمق هذه المقالة في الوظائف والخصائص التقنية واختيارات التصميم للمبخرات في سيناريوهات التبريد المختلفة.

ما هو المبخر؟ ما هي وظيفتها الأساسية؟

ان المبخر هو مبادل حراري وظيفته الرئيسية هي تبخير سائل التبريد تحت ضغط منخفض، وبالتالي امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة (الهواء أو الماء) لتحقيق التبريد.

ببساطة، يتدفق غاز التبريد عبر أنابيب المبخر، ويتبادل الحرارة مع الهواء الخارجي من خلال جدران الأنابيب والزعانف. عندما يمتص المبرد الحرارة ويتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، تنخفض درجة الحرارة الداخلية.

التصميم والخصائص المادية للمبخرات عالية الكفاءة

لضمان كفاءة عالية في التبادل الحراري ومتانة المعدات، تستخدم المبخرات الصناعية الحديثة عادةً تصميمًا على شكل زعانف أنبوبية. يعمل هذا التصميم على زيادة مساحة التبادل الحراري إلى الحد الأقصى ضمن مساحة محدودة.

1. مزيج المواد: أنابيب النحاس وزعانف الألومنيوم

أنابيب النحاس: تمتلك موصلية حرارية ممتازة ومقاومة للتآكل، وقادرة على تحمل تشغيل مادة التبريد تحت تقلبات الضغط عالية التردد.

زعانف ألومنيوم عالية الكفاءة: الألومنيوم خفيف الوزن ويبدد الحرارة بسرعة. من خلال تصميمات مموجة أو مخرمة خاصة، تعمل زعانف الألومنيوم على زيادة اضطراب الهواء، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة التبادل الحراري.

2. اختيار قطر الأنبوب المرن

اعتمادًا على متطلبات سعة التبريد ومتطلبات مقاومة تدفق النظام، توفر المبخرات عادةً تكوينات مختلفة لقطر الأنبوب:

φ9.52mm: مناسب لمعدات التبريد الصغيرة والمتوسطة الحجم، مع هيكل مدمج.

φ14mm: مناسب للتخزين البارد الصناعي الكبير، قادر على التعامل مع معدلات تدفق أكبر وتقليل انخفاض ضغط النظام.

المبخر Series Classification for Different Application Scenarios

في التطبيقات العملية، يجب تحسين تصميم المبخر وفقًا لدرجة حرارة التخزين المستهدفة لتحقيق التوازن بين كفاءة التبادل الحراري ودورة إزالة الجليد. فيما يلي ثلاث سلاسل رئيسية لمتطلبات درجات الحرارة المختلفة:

سلسلة UCL: مخصصة للحفاظ على النضارة (-5 درجة مئوية إلى 5 درجة مئوية)

يستخدم في المقام الأول لتخزين الفواكه والخضروات والزهور الطازجة. تم تصميم هذه السلسلة مع الأخذ في الاعتبار التحكم في الرطوبة والتنظيم الدقيق لدرجة الحرارة، مما يؤدي إلى إطالة العمر الافتراضي للمنتجات الزراعية بشكل فعال ومنع تلف جدار الخلية الناتج عن التقلبات المفرطة في درجات الحرارة.

سلسلة UCD: التبريد القياسي (-15 درجة مئوية إلى -20 درجة مئوية)

يستخدم على نطاق واسع لتبريد اللحوم والدواجن والآيس كريم والأطعمة شبه المصنعة. تتميز هذه السلسلة من المبخرات بتباعد مثالي للزعانف، مما يحافظ على كفاءة التبريد عند درجات حرارة منخفضة ويقلل من تأثير الصقيع على تدفق الهواء.

سلسلة UCJ: التجميد العميق (<-25 درجة مئوية)

مصممة خصيصًا لأنفاق التجميد السريع ومستودعات التجميد العميق طويلة المدى. بالنسبة للبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية، تتميز هذه السلسلة بتصميم معزز لنظام إزالة الجليد، مما يضمن أداء مستقر للتبادل الحراري في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة القاسية ويمنع الانخفاض الكبير في قدرة التبريد.

كيفية اختيار المبخر المناسب؟

عند اختيار المبخر بالإضافة إلى مراعاة المواد ونطاق درجة الحرارة المذكور أعلاه، ينبغي أيضًا مراعاة تفاصيل التصميم التالية:

مطابقة تدفق الهواء

يجب أن يتطابق تدفق هواء المروحة مع منطقة التبخر لمنع التبادل الحراري غير المتساوي.

مقاومة التآكل

إذا كانت البيئة رطبة أو تحتوي على ملح، فمن المستحسن تطبيق طلاء محب للماء أو معالجة مضادة للتآكل على زعانف الألومنيوم.

التركيب والصيانة

يمكن أن يؤدي تخطيط الأنابيب المصمم جيدًا والألواح الجانبية القابلة للإزالة إلى تقليل تكاليف الصيانة اللاحقة بشكل كبير.

باعتباره "محطة التبريد" لنظام التبريد، فإن جودة المبخر تؤثر بشكل مباشر على تأثير الحفظ. من خلال اعتماد تصميمات فعالة للزعانف الأنبوبية وتصنيفات السلسلة المستهدفة (مثل UCL وUCD وUCJ)، يمكن للشركات تصميم حلول سلسلة التبريد الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة واستقرارًا وفقًا لاحتياجاتها المحددة.