1. درجة التبريد الفائق/التبريد الفرعي
يشير التبريد الفائق إلى مزيد من تبريد مادة التبريد التي تم تكثيفها في سائل مشبع بحيث تكون درجة حرارته أقل من درجة حرارة الحالة المشبعة تحت الضغط. يمكن اعتبار هذه العملية بمثابة خطوة تبريد إضافية تتجاوز درجة حرارة التكثيف العادية.
التبريد الفرعي هو مقياس لدرجة التبريد الفائق، ويتم تعريفه على وجه التحديد على أنه الفرق بين درجة الحرارة الفعلية للسائل بعد التبريد الفائق ودرجة حرارة تشبع السائل تحت نفس الضغط. بمعنى آخر، إذا كان السائل أكثر برودة من درجة الحرارة التي يجب أن يبدأ عندها نظريًا في التصلب (أو يظل سائلًا مشبعًا) عند ضغطه الحالي، فإن هذا الفرق الإضافي في درجة الحرارة المنخفضة يسمى التبريد الفرعي.
لماذا هناك حاجة إلى التبريد الفرعي
تحسين الكفاءة: يمكن أن يقلل التبريد الفائق بشكل كبير من غاز الوميض (أي يتبخر جزء من السائل إلى غاز) الناتج عن الانخفاض المفاجئ في الضغط عند اختناق مادة التبريد (على سبيل المثال من خلال صمام التمدد أو الأنبوب الشعري). تشغل هذه الغازات الوميضية حجمًا أكبر ولكنها لا يمكنها المساهمة بشكل فعال في قدرة التبريد، مما يقلل من كفاءة نظام التبريد. يمكن أن يؤدي التبريد الفرعي إلى تقليل نسبة غاز الوميض، بحيث توفر وحدة كتلة سائل التبريد قدرة تبريد أكبر.
تحسين استقرار النظام: من خلال التحكم في درجة التبريد الفرعي، يمكن تثبيت تشغيل نظام التبريد، وتقليل تقلبات درجات الحرارة، وتحسين الموثوقية العامة ودقة التحكم.
معنى التبريد الفرعي
تحسين كفاءة التبريد: من خلال تقليل خسائر تغيير الطور غير الضرورية، يمكن للنظام تحقيق نفس تأثير التبريد مع استهلاك أقل للطاقة.
إطالة عمر المعدات: تجنب تلف الضاغط بسبب الطرق السائل، وتقليل تكرار الصيانة، وإطالة عمر خدمة النظام بأكمله.
استجابة محسنة للنظام: يساعد التبريد الفرعي المستقر النظام على الاستجابة بسرعة لتغيرات التحميل، خاصة في المواقف التي تتطلب تبريدًا سريعًا.
توفير الطاقة وخفض الانبعاثات: تقليل استهلاك الطاقة مع تلبية نفس احتياجات التبريد، والامتثال لمتطلبات توفير الطاقة الحديثة وحماية البيئة.
2. درجة الحرارة الزائدة/درجة الحرارة الزائدة
التسخين الزائد يعني أنه في ظل ظروف ضغط معينة، تتجاوز درجة حرارة بخار مادة التبريد درجة حرارة البخار المشبع تحت هذا الضغط. يُطلق على بخار مادة التبريد في هذا الوقت اسم البخار المحموم، والسخونة الزائدة شائعة في مرحلة عادم الضاغط في نظام التبريد.
درجة الحرارة الفائقة هي مقياس لدرجة الحرارة الفائقة، ويتم تعريفها على وجه التحديد على أنها الفرق بين درجة حرارة البخار المسخن ودرجة حرارة البخار المشبع عند نفس الضغط. وهذا يعني أن درجة الحرارة الفائقة هي قيمة درجة حرارة ذلك الجزء من البخار شديد الحرارة الذي تكون درجة حرارته الفعلية أعلى من درجة حرارة التشبع.
لماذا هناك حاجة للحرارة الفائقة؟
تجنب المطرقة السائلة: في نظام التبريد، يمكن أن تضمن كمية مناسبة من الحرارة الزائدة أن البخار الممتص إلى الضاغط جاف، مما يمنع البخار الرطب أو سائل التبريد من دخول الضاغط، وبالتالي يمنع المطرقة السائلة. قد يتسبب تباطؤ السائل في تلف الضاغط وتقليل كفاءة النظام وحتى تلف المعدات.
التحكم التنظيمي: في أنظمة التبريد التي تستخدم صمامات التمدد، يتم استخدام الحرارة الزائدة كإشارة تغذية راجعة مهمة لتنظيم فتح صمام التمدد الحراري. من خلال التحكم في درجة الحرارة الفائقة، يمكن تعديل تدفق مادة التبريد بشكل أكثر دقة، وبالتالي التحكم في تأثير تبريد المبخر والحفاظ على التشغيل المستقر للنظام.
تحسين كفاءة النظام: يمكن أن تساعد الحرارة الزائدة المناسبة في تقليل الحالة التي لا يتبخر فيها سائل التبريد بالكامل في نهاية المبخر ويتم امتصاصه في الضاغط. وهذا يمكن أن يزيد من قدرة التبريد لكل وحدة كتلة من مادة التبريد، وبالتالي تحسين كفاءة التبريد الشاملة للنظام.
معنى الحرارة الزائدة
ضمان سلامة الضاغط: من خلال تجنب تباطؤ السائل، تعمل الحرارة الزائدة على حماية الضاغط من التلف وإطالة عمر المعدات.
تحسين استقرار النظام: من خلال التحكم الدقيق، تساعد الحرارة الفائقة في الحفاظ على استقرار وموثوقية تشغيل النظام، مما يضمن استمرارية واتساق تأثير التبريد.
تحسين كفاءة استخدام الطاقة: يمكن للتحكم المعقول في الحرارة الزائدة تجنب إهدار الطاقة غير الضروري وتحسين نسبة كفاءة طاقة النظام مع ضمان تأثير التبريد.
التشخيص والصيانة المريحة: تعد مراقبة الحرارة الزائدة أيضًا معلمة مهمة لتحديد ما إذا كان نظام التبريد يعمل بشكل طبيعي. قد تكون الحرارة الزائدة غير الطبيعية مؤشرا على فشل النظام، مما يساعد على اكتشاف المشاكل في الوقت المناسب وإجراء الصيانة.
