مبدأ عمل مبادلات الحرارة في معدات التبريد وحقول تطبيقها الموضحة

هل سبق وأن تساءلت كيف تعمل الثلاجات على إبقاء طعامنا باردًا؟ إنه عملية مثيرة للاهتمام. أ مبادل حراري هو جزء أساسي من هذا النظام. يستكشف هذا المقال كيفية عمل مبادلات الحرارة من زهولى والدور الذي تلعبه في الحفاظ على طعامنا طازجًا وأمنًا.

كيف تعمل مبادلات الحرارة؟

جهاز تبادل الحرارة هو جهاز يساعد في نقل الحرارة من سائل إلى آخر دون خلطهما معًا فعليًا. المتبخر في الثلاجة ومكثف الثلاجة هما مبدلان حراريان يُمكّنان هذا العملية. هذا يطبع فئتهما أو وحدتهما إلى وحدة التحكم، ثم بداخله يكون منطقيًا ما يقوم به كل منهما.

منطقة المتبخر تحتوي على أول قسمين من هذه القطعة. هنا، سائل خاص يُعرف باسم مادة التبريد يدور ويستوعب حرارة الطعام داخله. بعد امتصاص الحرارة بواسطة مادة التبريد، يتغير من سائل إلى غاز. لذلك هناك سبب لفعل ذلك، حيث يبرد الطعام بشكل فعال. ثم يتم ضغط الغاز، مما يعني تقليصه إلى منطقة أصغر، وبعد ذلك ينتقل إلى الجزء التالي من النظام الذي يُسمى المكثف.

الآن، اسمح لي أن أقدم لك المكثف. الغاز الساخن الناتج عن التبخير يطلق الحرارة إلى محيطه ويتحول مرة أخرى إلى شكل سائل. وهذا بدوره يبرد الهواء داخل الثلاجة، مما يبقيها عند درجة حرارة منخفضة. هناك، يتم إطلاق الحرارة الموجودة في الغاز إلى محيطه (معظمها هو هواء المطبخ). عندما يبرد السائل الكافي ليتحول مرة أخرى إلى سائل، فإنه يمر عبر هذه العملية مرة أخرى، عائدًا من التبخير إلى الأعلى. هذا هو الدور المستمر الذي يسمح لنا بأن يكون لدينا طعام بارد فجأة.

فوائد مبادلات الحرارة

أجهزة تبادل الحرارة رائعة حقًا ولها العديد من المزايا في تبريد الأشياء. قدرة هذه الأجهزة على نقل الحرارة مذهلة جدًا. هذا يعني أنها تحتاج إلى طاقة أقل لتبريد نفس كمية الطعام مقارنة بالوحدات التي لا تحتوي على أجهزة تبادل الحرارة. تكلفة أقل: تعني هذه الكفاءة أن فواتير الكهرباء لدينا ستكون أقل. في المجمل، استهلاك طاقة أقل ليس فقط جيدًا للبيئة (لأن إنتاج الكهرباء يتطلب الكثير)، ولكنه أيضًا يعني أن الأجهزة الأخرى لديك حرة للقيام بذلك.

تساعد أجهزة تبادل الحرارة أيضًا في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة داخل الثلاجة، وهو هدف مهم. يمكن للنظام الحفاظ على درجة حرارة ثابتة عن طريق إدارة كمية المبرد الذي يتدفق عبر جهاز تبادل الحرارة. هذا مهم جدًا لأنه يمنع تلف الطعام ويجعل أطعمةنا تدوم لفترة أطول. كما يمكنه أيضًا الحفاظ على عمل الثلاجة بسلاسة مع مرور الوقت ويساعد في تقليل الإصلاحات بحيث تحصل على عمر أطول لجهازك.

استخدام أجهزة تبادل الحرارة

مُبادلات الحرارة: مُبادلة الحرارة [تُستخدم في قطاعات صناعية أخرى غير الثلاجات فقط]. على سبيل المثال، تُستخدم في معالجة النفط والغاز، وتصنيع الكيميائيات، وإنتاج الطاقة وما إلى ذلك. أحد التطبيقات الأساسية في صناعة النفط والغاز هو استخدام مُبادلات الحرارة لتبريد النفط والغاز الساخنين قبل نقلهما عبر الأنابيب. بفضل هذه العملية التبريدية، يمكن ضمان نقل هذه المواد بشكل آمن دون إلحاق الضرر بالمعدات المستخدمة من قبل الشركات العاملة في مثل هذه القطاعات.

مساهمة في حماية البيئة

كما أنه خطوة كبيرة لإنقاذ كوكبنا باستخدام مُبادلات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تصدر كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون لأن كمية الطاقة المبردة المطلوبة للأغذية والمساحات تُقلص أيضًا. ثاني أكسيد الكربون هو غاز يغير المناخ، لذلك كلما قلَّ استنشاقه كان ذلك أفضل لصحة الأرض.

بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض أنظمة التبريد المتقدمة الجديدة تحل محل المواد الاصطناعية الضارة بمواد تبريد طبيعية مثل الأمونيا أو ثاني أكسيد الكربون. تعتبر مواد التبريد الطبيعية أكثر صداقة للبيئة لأنها لا ت拥ل أي تأثير على تدمير طبقة الأوزون، وتساهم بشكل أقل في ارتفاع درجة حرارة الأرض. نحن أيضًا نتخذ خطوات لمساعدتنا في إنقاذ كوكبنا دون التخلي عن حفظ السوشي مجمدًا.

نوعان من مبادلات الحرارة

تم تصميم مبادلات الحرارة المختلفة لأغراض مختلفة، وهي تأتي بأحجام وأشكال متنوعة. إليك بعض الأنواع الشائعة:

مبادلات الحرارة من نوع اللوح والإطار: مبادل حراري من نوع الصفائح والإطار تتكون من العديد من ألواح معدنية مكدسة معًا. لديها طريقة فعالة للغاية في نقل الحرارة من سائل إلى آخر، وتُستخدم غالبًا في أنظمة التدفئة والتبريد.

مقايضات الحرارة من نوع القشرة والأنابيب (مصدر الصورة) تتكون هذه النوعية من المقايضات الحرارية من قشرة كبيرة تحتوي بداخلها أنابيب صغيرة. مما يجعلها مثالية لعمليات صناعية، حيث يمكنها نقل الحرارة بين سوائل حارة وجداً وباردة.

مقايضات الحرارة المبردة بالهواء: هذه مقايضات الحرارة المبردة بالهواء لا تستخدم الماء أو السوائل الأخرى لتبريد المواد، بل الهواء. عادة ما تُستخدم في التطبيقات الخارجية حيث لا يكون الماء متاحًا أو مناسبًا للاستخدام.

نوع مقايض الحرارة الذي تحتاجه يعتمد على احتياجاتك الخاصة. وسيعتمد ذلك على تطبيقك، والسوائل المعنية والنطاق الحراري الذي تريد الوصول إليه، بالإضافة إلى كمية المساحة التي تعمل بها.

هذا هو كيفية تحقيق الوظائف العامة لنظام التبريد باستخدام مبادلات الحرارة. تساعد هذه الأجهزة في توفير الطاقة بطريقة صديقة للبيئة دون المساس بجودة الطعام، لذلك يتم تخزين أطعمةنا بشكل آمن وطازج. ستتمكن بشكل أفضل من اتخاذ قرار مستنير بشأن احتياجاتك للتبريد ومعرفة بعض أنواع معدات تكييف الهواء المحمولة المتاحة من خلال فهم كيفية عملها.