ما هي أفضل مادة أنابيب للمياه المبردة ؟

في أنظمة التبريد والتكييف الصناعية ،ماء مبرديعد النظام مكونًا مهمًا لتحقيق نقل الطاقة بكفاءة. لضمان التشغيل المستقر للنظام ، فإن اختيار مادة الأنابيب المناسبة له أهمية حيوية.
لذلك ، في نظام المياه المبردة ، أي نوع من مواد الأنابيب هو الخيار الأفضل ؟ ستبدأ هذه المقالة من مجموعة متنوعة من مواد الأنابيب الشائعة الاستخدام ، وتحليل أدائها ومزاياها وعيوبها بشكل شامل ، بالإضافة إلى سيناريوهات التطبيق ، لمساعدتك على اتخاذ المزيد من القرارات العلمية.

ما هو نظام الماء البارد ؟

يستخدم نظام المياه المبردة بشكل رئيسي في المباني التجارية الكبيرة أو المرافق الصناعية أو أنظمة تكييف الهواء المركزية. المبدأ هو تبريد الهواء أو المعدات عن طريق توزيع المياه المبردة عبر الأنابيب (عادة عند درجة حرارة تتراوح من 4 درجات مئوية إلى 13 درجة مئوية).

بما أن المياه المبردة في حالة درجات حرارة منخفضة ورطوبة عالية ودورة دوران ، فإن خطوط الأنابيب تحتاج إلى تلبية المتطلبات الأساسية التالية:

مقاومة للتآكل
في نظام الحلقة المغلقة ، تتراوح درجة حرارة الماء عادة بين 5 درجات مئوية و 15 درجة مئوية. عملية طويلة الأجل يمكن أن يؤدي بسهولة إلى تشكيل الماء المكثف على الجدران الداخلية للأنابيب. المواد المعدنية تحتاج إلى مقاومة الأكسدة والتآكل الكهروكيميائي. إذا كانت نوعية المياه تحتوي على أيونات الكلوريد (التطهير المتبقي) أو لديها صلابة عالية (ترسب كربونات الكالسيوم) ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد البوليمر أكثر موثوقية.

التوصيل الحراري وكفاءة العزل
يحتاج خط الأنابيب إلى الحفاظ على درجة حرارة منخفضة لتوصيل المياه (نموذجي ΔT هو 5 درجة مئوية). كلما كانت الموصلية الحرارية للمادة أقل ، كلما كان الفقد البارد أصغر. إن الموصلية الحرارية للبوليمرات الجزيئية العالية (مثل HDPE) (0.4 · K) أقل بكثير من النحاس (400: K) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (15: K) ، والتي يمكن أن تقلل من سمك طبقة العزل بأكثر من 50 ٪.

القوة الميكانيكية وضغط النظام:
يجب مطابقة مقاومة الضغط مع ظروف عمل التصميم (عادة 0.6 إلى 1.6 MPa). الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس لديها قوة عالية نسبيا (قوة الشد> 200 MPa) ، في حين أن الأنابيب البلاستيكية تحتاج إلى تقوية مع الألياف الزجاجية (مثل FRPP) لمنع تشوه الزحف.

مقاومة السوائل
تؤثر خشونة الجدار الداخلي بشكل مباشر على استهلاك الطاقة لمضخة المياه. تبلغ الخشونة المطلقة لـ (0.0015) 1/100 فقط من الأنابيب الفولاذية المجلفنة (0.15) ، والتي يمكن أن تقلل من فقدان الرأس على طول الطريق بنسبة 12 ٪ إلى 18 ٪ ، وبالتالي تقلل من استهلاك الطاقة لمضخة التردد المتغير.

الأنواع الشائعة من مواد الأنابيب لأنظمة المياه المبردة

تشمل الأنابيب المشتركة لأنظمة المياه المبردة بشكل رئيسي الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والأنابيب النحاسية والبلاستيك/البولي فينيل كلورايد وhdpe ، إلخ. أدناه ، سأقدم خصائصها ونطاقاتها على التوالي.

1.أنبوب من الفولاذ الكربوني
أنابيب الصلب الكربوني مصنوعة أساسا من خليط من السبائك والكربون ، تتميز بمحتوى كربون مرتفع نسبيا ، وقوة عالية ، والقدرة على تحمل الضغط القوي. أنابيب الكربون الصلب غالبا ما تستخدم لتوريد وإعادة المياه المبردة ، وبالتالي فإنها تسمى أيضا أنابيب تشوز (أنابيب إمدادات المياه المبردة) وأنابيب تشور (أنابيب المياه المبردة).
أنابيب الفولاذ الكربوني عرضة للتآكل وتتطلب تقنيات داخلية وخارجية مضادة للتآكل ، مثل الطلاء الإيبوكسي أو بطانة الملاط الإسمنتي.

2.ماسورة من الفولاذ المقاوم للصدأ
يمكن أيضًا استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في أنظمة المياه المبردة. لديهم قدرات قوية مضادة للتآكل ومناسبة لبيئات عالية الكلور ، حقول المياه الباردة المعالجة الصيدلانية أو الغذائية. ومع ذلك ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ مكلف نسبيا وأكثر تكلفة بكثير من أنابيب الفولاذ الكربوني وأنواع أخرى من الأنابيب. بشكل عام ، يتم اختياره فقط في ظروف محددة.

3. أنابيب النحاس
تتميز الأنابيب النحاسية بأداء ممتاز في التوصيل الحراري ، وهي خفيفة الوزن نسبيًا ، وسهلة التركيب ومناسبة لنقل الطاقة الباردة. مقارنة مع أنابيب الصلب المجلفن ، أنابيب النحاس هي أكثر عرضة للتآكل. عندما يتجاوز معدل تدفق المياه في الأنابيب النحاسية ثلاثة أمتار في الثانية ، فمن المحتمل أن يحدث التآكل. من الضروري استخدامها بمرونة وفقًا للحالة.

4. أنابيب PVC/CPVC
يتميز بسعر منخفض وخفيف الوزن وسهولة التركيب ولا داعي للقلق بشأن التآكل. ومع ذلك ، فإن مقاومتها للضغط ضعيفة نسبيًا وليست مناسبة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية أو الضغط العالي. تنطبق على المباني الصغيرة أو النقل المؤقت للمياه المبردة.

العوامل الرئيسية لاختيار أنابيب المياه المبردة

ضغط ودرجة حرارة النظام: أنظمة الضغط العالي أكثر ملاءمة لأنابيب الكربون الصلب أو الفولاذ المقاوم للصدأ.
مقاومة التآكل: يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني مع طلاء مضاد للتآكل للبيئات الرطبة.
شروط التركيب والصيانة: مواد خفيفة الوزن (مثل PVC أو HDPE) مناسبة للبناء ، ولكن صيانتها معقدة.
عمر الخدمة والاقتصاد: الفولاذ المقاوم للصدأ له عمر خدمة طويل ولكن بتكلفة عالية. يوفر الفولاذ الكربوني قيمة أفضل مقابل المال.
أنواع المشاريع: المشاريع التجارية أو الصناعية أو السكنية لديها اختلافات كبيرة في المتطلبات المادية.

ملخص

في الوقت الحالي ، لا تزال أنابيب الفولاذ الكربوني هي الخيار الأكثر استخدامًا وفعالية من حيث التكلفة في أنظمة المياه المبردة. بعد الخضوع لعلاج مضاد للتآكل داخل الجدار ، يمكن لمقاومة التآكل وعمر الخدمة تلبية متطلبات التشغيل على المدى الطويل.