خمس مشكلات شائعة في المبردات الصناعية وكيفية إصلاحها

ضعف التبريد في مبرد الدورة المائية للتبريد : الأسباب والحلول

فهم علامات أداء التبريد غير الكافي

يمكن أن يمنع الكشف المبكر عن ضعف كفاءة التبريد التوقف الصناعي المكلف. وتشمل المؤشرات الرئيسية:

• اختلافات درجات الحرارة بين القيم المحددة والخرج الفعلي (انحراف ±2°م يشير إلى وجود مشكلة)
• تكوّن الجليد على ملفات المبخر بسبب أداء غير كافٍ لمادة التبريد
• اهتزازات غير طبيعية في المضخة أو انخفاض في معدل التدفق بأكثر من 15%
• درجات حرارة ماء المكثف تزيد عن المواصفات المحددة بـ 5°م فأكثر

غالبًا ما تكون هذه الأعراض مؤشرًا مبكرًا على حدوث أعطال كبيرة في النظام، مما يجعل المراقبة الدورية أمرًا ضروريًا للحفاظ على الأداء الأمثل للمبرد.

انخفاض مستويات السوائل المبردة واختلالات مادة التبريد كأسباب رئيسية

أظهر استطلاع صناعة تكييف الهواء والتدفئة لعام 2023 أن 43% من أعطال التبريد ناتجة عن سوء إدارة السوائل. وتشمل القضايا الحرجة:

1. نقص السائل المبرد نتيجة لتسرب غير مكتشف أو تبخر (وهو أمر شائع في البيئات ذات درجات الحرارة المحيطة العالية)
2. زيادة أو نقصان في شحن مادة التبريد مما يخل بكفاءة عملية التغير الطوري
3. السوائل الملوثة تقليل السعة الحرارية بنسبة 20—35%

مثال: تمكنت مصنع نسيجي من حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة المستمرة من خلال تنفيذ فحوصات دورية لمائع التبريد كل أسبوعين وتثبيت كاشفات تسرّب أوتوماتيكية، مما قلّل الهدر في استهلاك الطاقة بنسبة 18%.

دراسة حالة: استعادة الكفاءة التبريدية في وحدة تبريد بشركة تصنيع أدوية

واجهت منشأة معتمدة وفقًا للممارسات التصنيعية الجيدة (GMP) فقدانًا بنسبة 30% في التبريد، ما عرّضها لتأخيرات إنتاجية تُقدّر بـ 2 مليون دولار شهريًا. وقد قام الفنيون بما يلي:

1. إجراء اختبار بالموجات فوق الصوتية لتحديد مواقع التسربات الدقيقة في خطوط المبرّد
2. استبدال مائع التبريد المتدهور بسوائل مقاومة للتآكل
3. تحسين تدفق ماء المكثف إلى 3 م/ث عن طريق إعادة معايرة المضخات

استعادت هذه الإجراءات السعة التبريدية الأصلية خلال 72 ساعة، مع الحفاظ باستمرار على درجات حرارة العمليات ضمن النطاق 2—8°م، ما يُظهر كيف يمكن للتشخيصات المستهدفة والصيانة الاستباقية أن تمنع حدوث اضطرابات تشغيلية حرجة.

تسربات المبرّد وإدارة الشحن في أنظمة مبردات التدوير بالتبريد المائي

كشف تسربات المبردات من خلال مؤشرات الضغط والأداء

فقدان 10٪ فقط من المبرد يمكن أن يقلل قدرة التبريد بنسبة حوالي 20٪ في مبردات التدوير المبردة بالماء وفقًا لبحث جمعية ASHRAE من العام الماضي. عندما يحدث خلل ما، غالبًا ما يلاحظه الفنيون أولًا من خلال ضغوط الشفط التي تنخفض إلى أقل من 30 رطل/بوصة مربعة أو درجات الحرارة التي تختلف أكثر من درجتين فهرنهايت عن القيمة المطلوبة. أما المحلات عالية المستوى فقد انتقلت الآن إلى أدوات كشف أفضل. يُثبت البعض أجهزة كشف إلكترونية تستطيع اكتشاف فقدان يصل إلى 0.1 أوقية سنويًا، في حين يفضل آخرون أنظمة تتبع الأصباغ بالأشعة فوق البنفسجية التي تُضيء حتى أصغر التسربات التي تفوتها طرق الفحص العادية.

تأثير شحن المبرد غير السليم على كفاءة المبرد

تعمل الأنظمة ذات الشحن الناقص بجهد أكبر بنسبة 35٪ للحفاظ على درجات الحرارة، مما يزيد من تكاليف الطاقة بمقدار 5600 دولار سنويًا لكل 100 طن (وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية 2023). أما الوحدات ذات الشحن الزائد فتتعرض لخطر عودة السائل المبرد إلى الضواغط؛ وأظهرت دراسة كفاءة أنظمة التبريد والتدفئة لعام 2023 أن وجود 22٪ من مادة التبريد الزائدة يؤدي إلى انخفاض الكفاءة بنسبة 18٪ بسبب تضرر تبادل الحرارة وارتفاع ضغوط المخرج.

دراسة حالة: تحديد التسريبات الدقيقة في وحدات التبريد الخاصة بتجهيز الأغذية باستخدام غاز التتبع

خفضت مصنع لتجهيز الأغذية استبدال الضواغط بنسبة 72٪ بعد تنفيذ كشف غاز التتبع. وقد حددت تقنية تتبع النيتروجين أربع تسريبات بكمية أقل من 0.5 أونصة/سنة في وصلات المبخر كانت قد فاتت التقنيات القياسية سابقًا. واستعاد الإصلاح 96٪ من سعة التبريد الأصلية خلال 48 ساعة، مما يبرز أهمية التشخيص الدقيق للحفاظ على عمر المعدات.

قيود تدفق المياه والانسداد في وحدات التبريد الصناعية

التعرف على أعراض الدورة المائية السيئة وعدم كفاءة المضخة

يجب على المشغلين مراقبة ما يلي تقلبات مقياس الضغط بين 12—15 رطل/بوصة مربعة اهتزازات غير منتظمة في المضخة – مؤشرات مبكرة على تقييد التدفق في وحدات التبريد الدائرية. وجد استطلاع صيانة صناعية أُجري في عام 2023 أن 34% من انخفاض أداء وحدات التبريد ناتج عن مشكلات في الدورة لا يتم اكتشافها. وتشمل علامات التحذير الرئيسية:

• زيادة تكرار تشغيل الضاغط
• فروق في درجة الحرارة تتجاوز 8° فهرنهايت عبر ملفات المبخر
• أصوات تمدد هوائي مسموعة في المضخات الطرد المركزي

يتيح التعرف الفوري على هذه الأعراض التدخل قبل حدوث أضرار متتالية.

الصيانة الوقائية: بروتوكولات التنظيف وترقيات التصفية

التنفيذ التنظيف الدوري النصفي للأنابيب باستخدام محاليل متعادلة الحموضة يقلل من مخاطر الترسبات بنسبة 63٪ مقارنةً بدورة التنظيف السنوية. تشير المرافق التي تستخدم أنظمة تصفية متعددة المراحل إلى ما يلي:

• انخفاض بنسبة 89٪ في إصلاحات الطوارئ المتعلقة بالانسدادات الجسيمية
• فترات خدمة أطول بنسبة 41٪ لأختام المضخات
• تقليل بنسبة 29٪ في استخدام عوامل التنظيف الكيميائية

بالنسبة للتطبيقات الحرجة، فإن تركيب مرشحات مزدوجة بحجم 50 ميكرون مع وظيفة تنظيف تلقائي بالعكس يحافظ على معدلات تدفق ثابتة ويسمح بالتشغيل المستمر أثناء تغيير المرشحات—وبالتالي تعزيز الموثوقية دون التأثير على وقت التشغيل.

الأعطال الكهربائية ومشكلات التحكم والتشغيل في أنظمة المبردات الدائرية للتبريد المائي

تشخيص مشكلة عدم التشغيل: فحص مصدر الطاقة والمكونات الكهربائية

حوالي 37 بالمئة من جميع مشكلات مبردات التبريد الدائرية تعزى في الواقع إلى مشكلات كهربائية وفقًا لبحث بونيمون لعام 2023. عندما يحدث خلل ما، ابدأ بالتحقق من الأساسيات أولًا. تحقق مما إذا كان هناك تيار كهربائي مستمر يسري عبر النظام. تأكد من عدم انقطاع أي قواطع دوائر، وافحص ما إذا كانت الصمامات قد تحطمت (قراءة أقل من 50 ألف أوم عادةً تعني أنها تالفة)، وراقب تقلبات الجهد التي تتجاوز أكثر من 10٪ فوق أو تحت القيمة المحددة لمعدات التشغيل. كما تحتاج أجهزة بدء تشغيل المحركات والماسكات إلى فحص دقيق أيضًا، لأن القوس الكهربائي أو التلامسات البالية يتسببان في حوالي 42٪ من مشكلات تشغيل الضواغط المحبطة التي يتعامل معها الفنيون يوميًا. ولا تنسَ إجراء عمليات مسح حراري بالتصوير الحراري على وصلات الأسلاك. غالبًا ما تظهر هذه النقاط الساخنة قبل حدوث مشكلات كبيرة، وهي المسؤولة عن نحو 63٪ من الحرائق الكهربائية التي نشهدها في مبردات المصانع بشكل عام.

استكشاف أخطاء لوحة التحكم وأجهزة الاستشعار وإصلاحها

عندما تبدأ أجهزة استشعار درجة الحرارة في إعطاء قراءات غير دقيقة أو تتوقف عناصر التحكم عن الاستجابة بشكل صحيح، فإن السبب في معظم الأحيان إما اتصالات متآكلة عند طرفي المستشعر أو وجود نوع من الضوضاء الكهربائية تؤثر على كابلات الإشارة. وفقًا للتقرير الصناعي الأخير حول أجهزة استشعار المبردات لعام 2024، أظهر ما يقرب من ثلاثة أخماس الوحدات انحرافًا كبيرًا في مقاييس الضغط عن مواصفاتها الأصلية، وأحيانًا أكثر من 8%. قبل محاولة برمجة أي شيء جديد في النظام، يجب دائمًا إعادة ضبط معايير التحكم إلى الإعدادات الافتراضية للمصنع أولًا. إن إعدادات الـ PID السيئة تُعدّ سببًا في ما يقارب ثلث مشكلات التشغيل المتكرر للضواغط التي نراها في الميدان. وإذا كان النظام خاضعًا لمتحكم منطقي قابل للبرمجة (PLC)، فتحقق جيدًا من سجلات الأخطاء. يجد معظم الفنيين أن حوالي 19% من حالات الإيقاف المفاجئة يمكن إرجاعها إلى وحدات إدخال/إخراج معيبة في مكان ما داخل النظام.

أسئلة شائعة

ما هي العلامات الشائعة لنقص التبريد في نظام جهاز تبريد الماء ?

تشمل العلامات الشائعة تفاوت درجات الحرارة، وتكوّن الجليد على ملفات المبخر، واهتزازات غير طبيعية في المضخة أو انخفاض معدل التدفق.

كيف يمكن أن تؤثر اختلالات مبردات الطور على كفاءة التبريد؟

يمكن أن تؤدي اختلالات المبردات مثل الشحن الزائد أو الناقص إلى تعطيل كفاءة تغيير الطور، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة وتقليل قدرة التبريد.

ما الخطوات التي يجب اتخاذها عند اكتشاف تسرب في المبرد؟

من الضروري إفراغ المبرد المتبقي، وسد التسريبات باستخدام مركبات مناسبة، وإعادة الشحن إلى المستويات المحددة، والتحقق من استقرار النظام من خلال اختبارات الضغط.

كيف يمكن منع تقييدات تدفق المياه في وحدات التبريد؟

يمكن للصيانة الدورية، بما في ذلك تنظيف الأنابيب نصف سنويًا وترقية أنظمة الترشيح، أن تساعد في منع تقييدات تدفق المياه، مما يحسن الموثوقية والأداء.