ما هو المبرد المائي (Chiller)؟

المبرد المائي هو جهاز تبريد مركزي يعمل على تبريد كميات كبيرة من الماء (الماء البارد Chilled Water)، ثم توزيع هذا الماء المبرد عبر شبكة أنابيب إلى وحدات تعامل الهواء (AHU) ومبردات المروحة (FCU) المنتشرة في أرجاء المبنى.

يُعدّ خيار المبردات المائية الأمثل للمباني التي تتجاوز مساحتها 3,000 م² أو طاقتها التبريدية 150 طن فأكثر.


مبرد مائي بقدرة 500RT لكل منهما — مشروع مستشفى خاص

أنواع المبردات المائية

1. مبردات التبريد بالهواء (Air-Cooled Chillers)

تُثبَّت في الهواء الطلق (سطح المبنى أو أرضي). تُكثّف المبرد بواسطة مراوح هواء.

  • الميزة: لا تحتاج برج تبريد — تكلفة تشغيل وصيانة أقل
  • العيب: كفاءة أقل في المناطق الحارة (COP يتراجع مع ارتفاع الحرارة)
  • النطاق المناسب: 20 – 500 طن تبريد

2. مبردات التبريد بالماء (Water-Cooled Chillers)

تستخدم برج تبريد لتصريف الحرارة. تتميز بكفاءة أعلى بكثير.

  • الميزة: COP يصل إلى 7.0 — الأفضل للمشاريع الكبيرة
  • العيب: تحتاج غرفة ميكانيك + برج تبريد + معالجة مياه
  • النطاق المناسب: 100 – 5,000 طن تبريد وأكثر

3. مبردات الامتصاص (Absorption Chillers)

تعمل بالطاقة الحرارية (بخار أو ماء ساخن) بدلاً من الكهرباء. مثالية عند توفر طاقة حرارية مجانية.

معاملات كفاءة الطاقة

المعامل التعريف الحد الأدنى (ASHRAE 90.1)
COP معامل الأداء عند الحمل الكامل ≥ 5.0 (مبرد هواء)
EER نسبة الكفاءة الطاقية ≥ 17.0 BTU/W·h
IPLV معامل الكفاءة الجزئية المتكاملة ≥ 6.1 (مبرد هواء)
kW/ton القدرة المستهلكة لكل طن تبريد ≤ 0.70 kW/ton

أبراج تبريد متصلة بمبردات مائية مركزية — مشروع مجمع تجاري

أنواع ضواغط المبردات المائية

الضاغط اللولبي (Screw Compressor)

الأكثر شيوعاً في نطاق 100-1,000 طن. يتميز بموثوقية عالية وصيانة أقل من الترددي.

الضاغط الطاردي (Centrifugal Compressor)

للمشاريع الكبيرة جداً (500-5,000 طن). يحقق كفاءة COP تصل إلى 7.5 في أحدث الطرازات Magnetic Bearing.

الضاغط الطاردي المغناطيسي (Magnetic Bearing)

أحدث تقنية في السوق. يعمل بدون زيت تشحيم، كفاءة استثنائية 0.50 kW/ton، وعمر خدمة يتجاوز 25 سنة.

معادلة اختيار قدرة المبرد

قدرة المبرد (RT) = (تدفق الماء البارد L/s × ΔT °C × 4.18) ÷ 3.517

حيث ΔT = فرق درجة حرارة دخول وخروج الماء البارد (عادةً 5-7°C في التصميمات الحديثة)

اشتراطات التركيب وفق ASHRAE

  • درجة حرارة الماء البارد الخارج: 6-7°C (معيار الصناعة)
  • درجة حرارة الماء البارد العائد: 11-12°C
  • ضغط النظام: 10 bar كحد أدنى
  • معدل تدفق الماء: 0.18 – 0.24 L/s لكل طن تبريد
  • عزل حراري للأنابيب: Armaflex سماكة 25mm للمواسير حتى 4 بوصة