دليل حساب قدرة مبرد المياه للتبريد الصناعي

تعتبر المبردات الصناعية، والمعروفة أيضًا باسم وحدات التبريد أو آلات المياه المثلجة، معدات أساسية تعمل على خفض درجة حرارة الماء أو المبردات السائلة الأخرى من خلال دورات التبريد. تلعب هذه الأنظمة دورًا حاسمًا في عمليات التصنيع بما في ذلك قولبة البلاستيك وتصنيع المعادن والإنتاج الكيميائي، حيث يضمن الحفاظ على درجات حرارة دقيقة جودة المنتج وكفاءة التشغيل.

يمثل اختيار سعة المبرد المناسبة تحديًا فنيًا كبيرًا. تؤدي الوحدات صغيرة الحجم إلى تبريد غير كافٍ يعطل الإنتاج، بينما تهدر المبردات كبيرة الحجم الطاقة وتزيد من تكاليف رأس المال. يوفر هذا الدليل نهجًا منهجيًا لتحديد كمية متطلبات التبريد واختيار المعدات ذات الحجم المناسب.

يشكل تحديد الحمل الحراري الدقيق - كمية الطاقة الحرارية التي تتطلب الإزالة - أساس اختيار المبرد. يجب أن تأخذ هذه الحسابات في الاعتبار عوامل متعددة بما في ذلك خصائص المواد ومعلمات العملية وتبديد حرارة المعدات.

تنطبق هذه الطريقة على العمليات التي تنطوي على تسخين المواد أو تبريدها أو تغيير مراحلها. يتضمن الحساب السعة الحرارية النوعية والفروق في درجات الحرارة والحرارة الكامنة للتحول.

الصيغة الرئيسية:

Q = m × c × ΔT + m × ΔH

حيث:

• Q: الحمل الحراري (وحدة حرارية بريطانية/ساعة)
• m: معدل تدفق كتلة المادة (رطل/ساعة)
• c: السعة الحرارية النوعية (وحدة حرارية بريطانية/رطل·درجة فهرنهايت)
• ΔT: الفرق في درجة الحرارة (درجة فهرنهايت)
• ΔH: الحرارة الكامنة لتغير الطور (وحدة حرارية بريطانية/رطل)

خطوات التنفيذ:

1. حدد معدل إنتاجية المواد
2. الحصول على خصائص الحرارة الخاصة بالمادة
3. قياس أو تحديد التغيرات في درجة الحرارة
4. ضع في الاعتبار أي تحولات في المرحلة
5. احسب إجمالي الحمل الحراري

مثال عملي:تنتج عملية حقن البلاستيك التي تتعامل مع 100 رطل/ساعة من المادة (c=0.4 وحدة حرارية بريطانية/رطل·درجة فهرنهايت) مع ارتفاع في درجة الحرارة من 80 درجة فهرنهايت إلى 180 درجة فهرنهايت 4000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة. يؤدي تطبيق عامل أمان بنسبة 15% إلى وصول المتطلب إلى 4600 وحدة حرارية بريطانية/ساعة.

يقيس هذا النهج أداء نظام التبريد الحالي من خلال معدلات تدفق المبرد والتغيرات في درجة الحرارة.

الصيغة المبسطة:

Q = GPM × 500 × ΔT

حيث:

• GPM: تدفق المبرد (جالون/دقيقة)
• ΔT: الفرق في درجة حرارة المبرد (درجة فهرنهايت)

مثال على التطبيق:يتطلب النظام الذي يبلغ تدفقه 40 جالونًا في الدقيقة وانخفاض درجة الحرارة من 97 درجة فهرنهايت إلى 60 درجة فهرنهايت سعة تبريد تبلغ 740000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة.

تقيس معايير الصناعة سعة المبرد بالأطنان التبريدية (RT)، حيث يعادل 1 RT 12000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة. صيغة التحويل:

RT = Q / 12000

يتطلب 240000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة سعة 20 RT.

تتطلب الظروف الواقعية تعديلات على السعة:

• درجة حرارة المبرد:كل 1 درجة فهرنهايت فوق الظروف القياسية البالغة 50 درجة فهرنهايت تقلل السعة بنسبة ~2%.
• درجة الحرارة المحيطة:كل ارتفاع بمقدار 1 درجة فهرنهايت يقلل السعة بنسبة ~1%.
• الارتفاع:كل ارتفاع بمقدار 1000 قدم يقلل السعة بنسبة ~3%.

• طابق نوع المبرد (تبريد بالهواء/الماء، لولبي/طرد مركزي) مع احتياجات التطبيق
• ضع في اعتبارك مدى تعقيد التحكم (يدوي/تلقائي/PLC)
• قم بتقييم خيارات كفاءة الطاقة مثل محركات السرعة المتغيرة
• اختر الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة لتحقيق الموثوقية
• قم بتضمين هوامش سعة معقولة للاحتياجات المستقبلية

تتطلب مواصفات المبرد المناسبة تحليلًا دقيقًا للأحمال الحرارية وظروف التشغيل. تمكن هذه المنهجية الشركات المصنعة من تحقيق كل من موثوقية الإنتاج وكفاءة الطاقة في أنظمة التبريد الخاصة بها.