قاعدة المعرفة
يُباع الرادياتير أو المبرد الجاف بحسب قدرة تبريده بالكيلوواط، وهذا الرقم هو أكثر الأرقام التي يساء فهمها في هذه التجارة، لأنه لا يعني شيئًا دون الظروف التي حُسب لها. يشرح هذا الدليل الحساب وراءه - الميزان الحراري في جانب السائل وجانب الهواء وعبر الملف - والأرقام الثلاثة أو الأربعة التي يجب أن ترافق القدرة لتصبح قابلة للمقارنة.
جانب السائل: التدفق والحرارة النوعية وفرق درجة الحرارة
الحرارة التي يتخلى عنها السائل تساوي تدفقه الكتلي في حرارته النوعية في هبوط درجة الحرارة. وللماء يساوي ذلك تقريبًا 1.16 kW لكل متر مكعب في الساعة يُبرَّد بمقدار كلفن واحد: فتدفق 100 m³/h يُبرَّد من 90 إلى 82 °C يطرد نحو 930 kW. وخليط الجلايكول له حرارة نوعية أقل وكثافة أعلى؛ وعند 50 % من جلايكول الإيثيلين يبلغ الرقم نحو 1.0 kW لكل m³/h وكلفن، فيطرد التدفق نفسه ودرجات الحرارة نفسها حرارة أقل بنحو 15 % - أو بالعكس، تحتاج الحرارة نفسها إلى هبوط أكبر في درجة الحرارة أو إلى تدفق أكثر.
تحدد ورقة بيانات المحرك اثنين من الثلاثة: التدفق والحرارة. ثم يأتي هبوط درجة الحرارة تبعًا، وعلى الرادياتير أن يحققه عند درجة حرارة الدخول المحددة.
جانب الهواء: التدفق الكتلي وارتفاع درجة الحرارة
تصل الحرارة نفسها إلى الهواء: التدفق الكتلي للهواء في حرارته النوعية في ارتفاع درجة حرارته. يحمل الهواء نحو 0.34 W لكل متر مكعب في الساعة وكلفن عند مستوى سطح البحر و20 °C، وأقل عندما يكون ساخنًا أو رقيقًا؛ ويحتاج طرد 930 kW مع ارتفاع في درجة حرارة الهواء قدره 15 K إلى نحو 180,000 m³/h. ولذلك تكون الرادياتيرات كبيرة، ولذلك يغيّر الارتفاع - انخفاض الكثافة بنسبة 10 % لكل 1,000 m - والمحيط التصميمي تدفق الهواء الذي يجب أن توفره المراوح.
عبر الملف: فرق الاقتراب وفرق درجة الحرارة الابتدائي
ينقل الملف الحرارة من السائل إلى الهواء عبر سطحه، مدفوعًا بفرق درجة الحرارة بينهما. ويصف رقمان مدى صعوبة ذلك. فرق درجة الحرارة الابتدائي (ITD) هو دخول السائل ناقص دخول الهواء: مبرِّد عند 90 °C مع محيط 40 °C يعطي 50 K، والمبرِّد نفسه مع محيط 50 °C يعطي 40 K - أي قوة دافعة أقل بخُمس، وتقريبًا سطحًا أكثر بخُمس للحرارة نفسها. أما فرق الاقتراب فهو خروج السائل ناقص دخول الهواء: وكلما صغر كبر الملف، ولا يمكن للمبرد الجاف أن يجعله صفرًا.
لملف معين تكون القدرة قريبة من التناسب مع ITD، وهذه أسرع طريقة لمعرفة ما يفعله تغيّر المحيط: فوحدة مقننة 500 kW عند محيط 40 °C ومبرِّد 90 °C يتبقى لها نحو 400 kW عند 50 °C.
لماذا تحتاج القدرة إلى ظروفها
الرادياتير نفسه وحدة 500 kW عند مجموعة من الظروف ووحدة 400 kW عند أخرى. ولذلك لا تكتمل القدرة إلا بدرجتي حرارة دخول السائل وخروجه والتدفق ونسبة الجلايكول ودرجة حرارة دخول الهواء والارتفاع - وللمقارنات الدقيقة، أساس الرطوبة. ولا يجوز مقارنة عرضين إلا بعد جلبهما إلى الظروف نفسها؛ فالعرض الأرخص عند محيط أدنى هو عرض لموقع آخر. تطبع TECS كل واحد من هذه الظروف على ورقة البيانات بجانب القدرة المطلوبة والمحسوبة، حتى يتمكن أي شخص بيده ورقة بيانات المحرك من التحقق من الرقم.
باختصار
- الماء: نحو 1.16 kW لكل m³/h وكلفن؛ والجلايكول 50 % نحو 1.0
- الهواء: نحو 0.34 W لكل m³/h وكلفن عند مستوى سطح البحر و20 °C
- ITD هو ما يقود الملف؛ والمحيط الأسخن يعني ITD أقل وسطحًا أكبر
- فرق الاقتراب هو الحد الذي لا يستطيع المبرد الجاف تجاوزه
- لا تكتمل القدرة إلا بدرجات حرارتها وتدفقها وجلايكولها ومحيطها وارتفاعها
- تذكرها TECS كلها على ورقة البيانات بجانب القدرة المطلوبة والمحسوبة
ما يُرسَل مع الاستفسار
- الحرارة المراد طردها، أو التدفق ودرجات الحرارة التي تحددها
- السائل: الماء أو خليط الجلايكول ونسبته
- درجة حرارة دخول الهواء التصميمية والارتفاع
- درجة حرارة خروج السائل المطلوبة أو فرق الاقتراب المسموح
- حد انخفاض الضغط في جانب السائل
- الموقع وحد الصوت والمساحة، للتصميم الذي يلي ذلك
أسئلة تُطرح علينا كثيرًا
كيف أحوّل kW إلى kcal/h أو BTU/h؟
1 kW = 860 kcal/h = 3,412 BTU/h. تستخدم أوراق بيانات المحركات من الشركات المختلفة الثلاث جميعها؛ ويستخدم تصميم الرادياتير kW.
لماذا يطرد رادياتير 500 kW الخاص بي 420 kW فقط؟
افحصوا الظروف: محيط أسخن مما صُمم له، أو دخول مبرِّد أدنى، أو جلايكول أكثر، أو ملف متسخ، أو ارتفاع لم يكن في الاستفسار - كل منها يأخذ نصيبًا. وتذكر ورقة البيانات الظروف التي حُسبت لها 500 kW.
هل يمكن رفع القدرة بتدفق أكبر؟
التدفق الأكبر عند درجة حرارة الدخول نفسها يرفع القدرة قليلًا وانخفاض الضغط كثيرًا؛ وتحدّه حدود التدفق وانخفاض الضغط عند الشركة المصنعة للمحرك. والطريق المعتاد هو سطح أكبر أو هواء أكثر.
ما هو فرق الاقتراب الجيد للمبرد الجاف؟
خمسة إلى عشرة كلفن معتاد في رادياتيرات المحركات حيث يكون المبرِّد ساخنًا؛ وفروق أصغر ممكنة لكن كل كلفن يكلف سطحًا. ودون نحو ثلاثة كلفن تصبح الوحدة كبيرة جدًا.
هل تُحتسب الرطوبة في القدرة؟
الهواء الرطب أخف قليلًا ويحمل بخارًا يسخن هو الآخر؛ والأثر بضعة بالمئة في موقع حار ورطب. وتذكر ورقة البيانات الأساس حتى تمكن مقارنة الأرقام.
اتصلوا بنا
أرسلوا إلينا الحمل الحراري ودرجات حرارة الموائع ومعدلات تدفقها والظروف المحيطة وقيود التركيب. وسنرد بعرض تصميم، أو راسلونا عبر WhatsApp.
