صيانة الدائرة الميكانيكية لمبردات الماء

وصف الموقف التعليمي التعلمي: أحضر صاحب مبرد ماء منزلي إلى ورشة الصيانة طالباً إصلاحه بسبب عدم تبريد الماء.

1. أوضح المعايير الواجب مراعاتها عند شراء مبرد الماء.
2. أفسر سبب اختلاف أشكال مبردات الماء.
3. بماذا يختلف الثيرموستات المستخدم في مبردات الماء عن الثيرموستات المستخدم في الثلاجات المنزلية؟
4. كيف تقوم بتجهيز المكان المناسب لتركيب مبرد الماء؟
5. أعمل بحث عن أنواع مبردات الماء من حيث: الشكل، والسعة، ومكان تركيب دائرة التبريد.

1. شرب الماء هو حاجة ضرورية جداً لحياة الإنسان، فإذا توفر هذا الماء بارداً خلال فصل الصيف، فسيكون هذا أمراً جيداً. تستخدم مبردات الماء للحصول على الماء البارد، بمعزل عن درجة الحرارة الخارجية للجو المحيط، حيث تُقدم الماء البارد بدرجة حرارة ثابتة تتراوح بين (7-13) درجة مئوية.
2. ويُعد مبرد الماء جهازاً رائعاً في حياتنا اليومية، فهو يستخدم في المدارس والمنازل والمكاتب والأماكن العامة وغيرها، حيث تعمل هذه المبردات على إرواء ظمأ الناس الذين يعملون في الأجواء الحارة، وتعمل هذه المبردات بواسطة ثيرموستات يضبط على قيم ضمن مجال معين.

(قنينة الماء، مبخر، أنبوب شعري، مكثف، ضاغط، خط السحب، صنبور ماء) جميع أنواع هذه المبردات تتكون من الأجزاء الأساسية الآتية:

1. الضاغط: ويكون من النوع الترددي المغلق، وتكون قدرة الضاغط مناسبة لسعة المبرد.
2. المكثف: ويكون من النوع المبرد بالهواء طبيعياً في المبردات الصغيرة، وقسرياً باستخدام مروحة في المبردات الكبيرة.
3. أداة التمدد: يستخدم الأنبوب الشعري في المبردات الصغيرة بطول وقطر يتناسب مع قدرة الضاغط، وفي المبردات الكبيرة يمكن استخدام صمام التمدد الحراري.
4. المبخر: له أكثر من شكل، وذلك حسب نوع المبرد كما سيرد لاحقاً.
5. غلاف المبرد: وعادة ما يصنع من معدن حديدي مقاوم للصدأ، وخصوصاً للمبردات الكبيرة الحجم، ومن غلاف بلاستيكي للمبردات ذات الأحجام الصغيرة، وتفك وتركب الألواح المعدنية والبلاستيكية بسهولة من أجل تسهيل تركيب الأجزاء الميكانيكية وصيانتها، ويتم عمل فتحات في غلاف المبرد لتمديد الأجزاء وتوصيلها وتثبيتها عليه.
6. صنبور الماء: تركب في فتحات خاصة على غلاف المبرد، وتكون معدنية في مبردات الماء الكبيرة، وبلاستيكية في مبردات الماء الصغيرة، كما هو مبين في الشكل (2)، وتعمل على تسهيل الحصول على الماء البارد والماء الساخن في بعض الأنواع.

بشكل عام يوجد نوعان لمبردات الماء:

1. مبردات الماء ذات خزان الماء.
2. مبردات الماء ذات التبريد الفوري.

يحتوي هذا النوع من المبردات كما في شكل (3) على جميع عناصر دائرة التبريد الأساسية، لكن المبخر في هذا النوع عبارة عن ملفات من الأنابيب ملتفة ومثبتة حول الجدار الخارجي لخزان الماء، كما هو مبين في الشكل (4)، ويتم المحافظة على مستوى الماء داخل الخزان الكبير بواسطة عوامة تركب على فتحة دخول الماء إلى الخزان.

ومن مساوئ هذا النوع من المبردات أنه يستغرق وقتاً طويلاً في تبريد الماء عند نقصان الماء من الخزان بسرعة، وإعادة تعبئة نفس كمية الماء؛ حيث يتحسس الثيرموستات درجة حرارة الماء داخل الخزان، ويوقف الضاغط عن العمل عند وصول درجة حرارة الماء إلى الدرجة المطلوبة، وعند استخدام الماء للشرب تقل كمية الماء في الخزان؛ مما يستدعي تعويض نفس الكمية من الماء، حيث ترتفع درجة حرارة الماء في الخزان، فيعمل الثيرموستات على تشغيل دائرة التبريد. ويوجد هذا النوع من المبردات في المدارس والجامعات والأماكن العامة.

يحتوي هذا النوع من المبردات عادة على ملفين حلزونيين منفصلين: أحد هذين الملفين يمر فيه سائل وسيط التبريد البارد، والملف الآخر يمر به الماء المراد تبريده، كما هو مبين في الشكل (5).

(مخرج الماء البارد، صمام تنظيم التدفق، فلتر، ماء التزويد، إلى خط السحب للضاغط، من صمام التمدد) وتصنع هذه الملفات من النحاس أو الألمنيوم، وتتشابك هذه الملفات بعضها مع بعض، وتثبت باللحام، ويتم تبريد الماء بها نتيجة فقده للحرارة بالتوصيل نتيجة تلامس ملف الماء مع ملف أنابيب وسيط التبريد.

تصنف المبردات الفورية إلى الأنواع الآتية:

1. النوع الذي يحتوي على قارورة ماء في الأعلى.
2. النوع الذي يعمل بضغط الماء.
3. النوع ذي التبريد عن بعد.

وفيه يكون الماء المطلوب تبريده في قارورة ماء أو خزان في أعلى المبرد، وتكون سعته بحدود 25 لتر ماء، ويحتوي المبرد على حنفية لخروج الماء البارد، وكذلك على مستقبل أسفل الحنفية لتصريف الماء الزائد عبر أنبوب تصريف. الشكل (6) يبين هذا النوع من المبردات.

عند فتح الحنفية يتدفق الماء عبر منظم لتدفق الماء، وعند مروره في ملف الأنابيب يفقد حرارته إلى سائل وسيط التبريد في ملف المبخر، فيخرج ماء مبرداً للشرب، ويثبت الثيرموستات في نهاية ملف الماء ليتحكم بعمل الضاغط حسب درجة حرارة الماء. ويمكن أن يحتوي هذا النوع من المبردات على حنفية للماء الساخن، ويستخدم في المكاتب والمنازل. والشكل (7) يبين أجزاء هذا النوع من المبردات ومبدأ العمل.

في هذا النوع من المبردات يزود الماء البارد تحت الضغط، حيث يدخل الماء المراد تبريده من خلال أنابيب ماء المنزل من خلف المبرد، فيبرد الماء تبريداً أولياً بواسطة ماء التصريف البارد الزائد عن الحاجة، من خلال مروره عبر ملف التصريف؛ حيث يتم لف أنبوب التصريف حول أنبوب الماء الداخل إلى المبرد (مبادل حراري)؛ مما يقلل من حمل التبريد المطلوب لتبريد الماء وتقليل استهلاك الطاقة اللازمة للتبريد، ثم يذهب الماء المبرد أولياً إلى أسطوانة خزان الماء، حيث يقوم وسيط التبريد بسحب الحرارة من الماء وتبريده، ثم يخرج الماء البارد من أسفل أسطوانة التخزين عند الضغط على حنفية تحتوي على صمام ذاتي الإغلاق، ويعمل الثيرموستات على التحكم بدرجة حرارة الماء الموجود في الأنابيب للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.

1. يحتوي هذا النوع من المبردات على دائرة تبريد ميكانيكية، حيث يبرد الماء بواسطة المبرد الموجود بغرفة موجودة على بعد عن مكان شرب الماء البارد، ويتم إعداد المكان المناسب لإنشاء خزان الماء البارد بالسعة المطلوبة وتزويده بمخارج الماء البارد المناسبة (صنابير)، ويثبت الثيرموستات على مخرج أنبوب الماء، ويتم في هذا النوع ضبط تدفق الماء البارد ليتوافق مع قدرة المبرد، فإذا كان تدفق الماء كبيراً فلا يستطيع مبرد الماء أن يخفض درجة حرارة الماء إلى الدرجة المطلوبة، وترتفع درجة حرارة المبخر؛ مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط في خط السحب؛ مما يؤدي إلى تلف محرك الضاغط.
2. ويستخدم هذا النوع من المبردات عند الحاجة للحصول على مياه باردة للشرب بكميات كبيرة في المدارس والمستشفيات.