تعريف التبريد الحر: يشير التبريد الحر ، المعروف أيضًا باسم وضع الاقتصاد ، إلى قدرة نظام المبرد على استخدام درجات حرارة الهواء المحيطة المنخفضة للمساعدة أو التعامل مع حمل التبريد بشكل كامل دون إشراك دورة التبريد الميكانيكية. هذه العملية تلغي أو تقلل من استخدام المكونات المكثفة للطاقة مثل الضواغط ، وبالتالي تحقيق وفورات كبيرة في الطاقة والكفاءة التشغيلية خلال الظروف الجوية الباردة. في هذا الوضع ، يتم استخدام الهواء البارد الخارجي كحوض حراري طبيعي لإزالة الحرارة من الماء المبرد أو سائل العملية من خلال أنظمة التبادل الحراري المباشر أو غير المباشر.

تبريد الهواء مقابل تبريد الماء مبردات : تعتمد قدرة المبردات على أداء التبريد الحر بشكل كبير على ما إذا كان النظام مبردًا بالهواء أو مبرد بالمياه. عادة ما تكون المبردات المبردة بالماء المقترنة بأبراج التبريد أكثر قابلية للتكيف مع استراتيجيات التبريد المجانية من خلال المبادلات الحرارية للوحة والدوائر الالتفافية. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تزويد المبردات الحديثة المبردة بالهواء بملفات تبريد مجانية متكاملة أو مبردات جافة تسهل التبريد الخالي من غير المباشر. يوفر كل تكوين مزايا مختلفة-توفر الأنظمة المبردة بالمياه عمومًا كفاءة أعلى وإمكانات تبريد حرة ، في حين أن الإصدارات المبردة بالهواء تتطلب بنية تحتية للمياه أقل وأسهل في الحفاظ عليها.

متطلبات الظروف الموسمية: من أجل تنشيط التبريد الحر بفعالية ، يجب أن تكون درجة حرارة الهواء المحيطة أقل بكثير من درجة حرارة العودة للماء أو سائل العملية. يصبح التبريد الحر قابلاً للحياة عندما تكون درجات الحرارة الخارجية على الأقل 5 درجات مئوية إلى 10 درجة مئوية تحت درجة حرارة السائل. على سبيل المثال ، إذا كانت درجة حرارة إرجاع الماء المبرد 15 درجة مئوية ، فقد يبدأ التبريد الحر في المساهمة عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى أقل من 10 درجة مئوية. كلما زادت برودة الهواء المحيط ، كلما أصبحت عملية التبريد الحرة أكثر فاعلية ، يمكن نزوحها أو تجنب طاقة ضاغط أكبر أو تجنبها تمامًا.

تصميم المبرد المختلط: تم تصميم بعض المبردات كأنظمة هجينة ، مما يعني أنها تجمع بين كل من التبريد الميكانيكي ووظائف التبريد الحرة داخل وحدة متكاملة واحدة. تنتقل هذه المبردات تلقائيًا بين أوضاع التشغيل بناءً على ظروف درجة الحرارة الخارجية ومتطلبات تحميل النظام. أثناء الطقس المعتدل ، قد يعمل النظام في وضع تبريد مجاني جزئي حيث تعمل الضواغط عند الحمل المنخفض ، بينما في المواسم الباردة ، قد يتحول إلى وضع التبريد المجاني الكامل حيث يتم تجاوز الضواغط تمامًا. توفر المبردات الهجينة حلاً قابلاً للتكيف للغاية للمرافق التي تعاني من تقلبات درجات الحرارة الموسمية الواسعة.

وفورات الطاقة: فإن الفائدة الأساسية لاستخدام التبريد الحر تتمثل في انخفاض كبير في استهلاك الطاقة الكهربائية ، وخاصة خلال أشهر الخريف والشتاء وأوائل الربيع. من خلال تقليل أو القضاء على الحاجة إلى تشغيل الضاغط ، يمكن للمرافق أن تقلل من رسوم الطلب على الذروة وتكاليف التشغيل. وقد أظهرت الدراسات أن المرافق في المناخات المعتدلة أو الباردة يمكن أن تحقق ما يصل إلى 30 ٪ إلى 50 ٪ من توفير الطاقة السنوي باستخدام المبردات المجهزة المجانية بالتبريد. نظرًا لأن الضواغط هي مكونات ميكانيكية خاضعة للارتداء ، فإن تقليل وقت التشغيل الخاص بهم يمتد حياتهم التشغيلية ، مما يقلل من نفقات الصيانة واستبدالها على المدى الطويل.

أنواع تكامل التبريد المجاني: هناك ثلاث طرق رئيسية لدمج التبريد المجاني في أنظمة المبرد. أولاً ، يجلب الاقتصاديون المباشرون من جانب الهواء الهواء الطلق في الهواء الطلق مباشرة إلى نظام توزيع الهواء في المنشأة ، وهو مناسب لتطبيقات HVAC. ثانياً ، يستخدم الاقتصاديون غير المباشرون من جانب الماء أبراج التبريد الخارجية والمبادلات الحرارية لنقل الحرارة من دائرة الماء المبردة إلى الهواء المحيط دون خلط أجهزة الهواء. ثالثًا ، تقوم ملفات التبريد المجانية المتكاملة ، التي تستخدم غالبًا في المبردات المبردة بالهواء ، بتعميم السائل القائم على الجليكول من خلال لفائف ترفض الحرارة مباشرة إلى الهواء المحيط دون إشراك ضواغط. يعتمد اختيار طريقة التكامل على نوع المنشأة ، والبنية التحتية الحالية ، ومنطقة المناخ.