تصميم محطات التبريد(2) – أساسيات الأنابيب ( الضغط الثابت”Static Pressure”,خزانات التمدد”Expansion “Tanks)
أساسيات الأنابيب
الضغط الثابت
تكون الأنابيب عادة من الحديد الصلب ( الفولاذ) أو النحاس أو البلاستيك. تكون دارة أنابيب المياه المبردة عادة مغلقة. دارة الحلقة المغلقة لا تكون مفتوحة للهواء. يُظهر الشكل المرفق حلقة مغلقة بسيطة بالمضخة في أسفل الحلقة. لاحظ أن الضغط الثابت الناتج عن تغيرات الارتفاع متساوٍ على جانبي المضخة.
في دارة الحلقة المغلقة، تحتاج المضخة فقط للتغلب على فقد الاحتكاك في الأنابيب والمكونات. لا تحتاج المضخة لـ”رفع” المياه إلى أعلى الحلقة (الدارة).
عند استخدام أبراج التبريد المفتوحة في أنابيب المكثف، تكون دارة الحلقة من النوع المفتوح. يجب على مضخة المكثف التغلب على احتكاك النظام و”رفع” المياه من الغرفة إلى أعلى برج التبريد. يوضح الشكل حلقة مفتوحة. لاحظ أن المضخة تحتاج فقط للتغلب على الفارق في ارتفاع برج التبريد، وليس على كامل المبنى.
في التطبيقات على المباني العالية، يمكن أن يصبح الضغط الثابت كبيرًا ويتجاوز تقييم الضغط للأنابيب والمكونات مثل المبردات(الشيلرات). على الرغم من أنه يمكن بناء المبردات بتصنيفات ضغط أعلى (المعيار عادة ما يكون 150 (PSI ولكن مطلوب من المهندس التحقق مع الشركة المصنعة، يمكن أن تصبح أنظمة الضغط العالي مكلفة. التصنيف القياسي التالي هو عادة 300 PSI. أعلى وبذلك تصبح المبردات مكلفة للغاية.
إحدى الحلول هي استخدام مبادلات حرارية لعزل المبردات ( الشيلرات) عن الضغط الثابت. بينما يُحل هذا التحدي بالنسبة لتصنيف الضغط للمبرد، ويقدم جهاز آخر ونهج آخر يؤثر على درجة حرارة مياه التزويد وأداء المبرد. والحل الثاني هو توضيب شبكات المبردات ( الشيلرات) على طوابق متعددة في جميع أنحاء المبنى مختارة بحيث تتجنب تجاوز تصنيف 150 PSI للمبرد.
ملاحظة: معظم مبردات التبريد تصنف لضغط جانب الماء البارد 150 PSI. يجب أن يُنظر إلى هذا بعناية للمباني التي تزيد عن 10 طوابق.
خزانات التمدد
يتطلب وجود خزان التمدد في دارة المياه المبردة للسماح بالتمدد الحراري للماء. يمكن أن تكون خزانات التوسع من النوع المفتوح، أو النوع المُغلق مع (هواء-ماء) أو نوع الغشاء. ستؤثر موقع الخزان على النوع.
يجب أن توضع الخزانات المفتوحة فوق أعلى نقطة في النظام (على سبيل المثال، الطابق العلوي). بينما يمكن أن توضع خزانات (هواء-ماء) ونوع الغشاء في أي مكان في النظام. عمومًا، كلما كانت الضغوط في الخزان أقل، كلما احتاج الخزان إلى أن يكون أصغر حجمًا. يمكن تقليل حجم الخزان عبر توضيحه في الأعلى في النظام.
الضغط الذي يعمل عليه الخزان هو النقطة المرجعية للنظام الهيدروليكي بأكمله. سيؤثر موقع الخزان – أي الجانب على المضخة (الشفط أو التصريف) (suction or discharge) – على الضغط الإجمالي الذي يتم رؤيته بواسطة النظام. عندما تكون المضخة متوقفة، سيُعرض الخزان للضغط الثابت بالإضافة إلى الضغط الناتج عن التمدد الحراري. إذا تم وضع الخزان على الجانب الشفطي (suction) ، فعندما تكون المضخة قيد التشغيل، سيكون الضغط الإجمالي الذي يُشاهد على الجانب التصريفي (discharge) هو فرق الضغط الذي يتم إنشاؤه بواسطة المضخة، بالإضافة إلى ضغط خزان التوسع. وإذا تم وضع خزان التوسع على الجانب التصريفي من المضخة، سيكون الضغط على الجانب التصريفي هو نفس ضغط خزان التوسع وضغط الشفط سيكون ضغط خزان التوسع ناقص الفرق في ضغط المضخة.
