در حال حاضر و صرف نظر از نوع صنعت (مواد غذایی، پزشکی، ساخت و ساز، معدن، و غیره) تولید محصولات مستلزم فرآیند انجماد و استفاده از سردخانه است. از آنجایی که بازار سردخانه صنعتی و تبرید صنعتی در حال رشد و نوآوری مداوم است. بنابراین، برای رقابت لازم است که در ساخت سردخانه به روز باشید و از تمام اجزای تشکیل دهنده سردخانه مطلع باشید. در این مقاله شما را با اجزای تشکیل دهنده سردخانه بیشتر آشنا خواهیم کرد.
یک سیستم برودتی باعث ایجاد سرما نمی‌شود (طبق قوانین ترمودینامیکی، این کار غیرممکن است)، بلکه گرمای یک شی را از بین می‌برد و آن را بیرون می‌کشد. برای انجام این کار، یک ماده برودتی دستکاری می‌شود. چنین ماده‌ای به طور مداوم از حالت مایع به گاز تبدیل می‌شود و در طی این فرآیند، گرما را جذب و بخار می‌کند.
نکته: هر فرآیند تبریدی دارای بخش‌های اساسی است که در یک چرخه‌ی نامحدود کار می‌کنند:
فشرده‌سازی > چگالش > انبساط > تبخیر
بنابراین در چرخه‌ی تبرید، از لوازم جانبی و تجهیزات سردخانه مختلف برای انجام هر قسمت استفاده می‌شود که به طور مشترک با هم کار می‌کنند. در بخش زیر نحوه‌ی عملکرد هر یک از آنها را توضیح می‌دهیم.
تجهیزات سردخانه:
۱. کمپرسور
کمپرسور درواقع مبرد (ماده خنک کننده) را در حالت گازی نگه می‌دارد و آن را فشرده می‌کند تا فشار و دما را افزایش دهد. بسته به نوع پروژه، برخی از کمپرسورهای مورد استفاده در صنعت عبارتند از:
۱) کمپرسورهای پیستونی یا ضربه‌ای
این نوع کمپرسور ضربه ای یا پیستونیِ جمع و جور و نیمه هرمتیک، در سطح جهانی هستند و برای بسیاری از مبردها مناسب‌اند.
۲) کمپرسورهای مارپیچی حلزونی
این کمپرسورها مخصوص تبرید صنعتی و تهویه مطبوع هستند. فناوری آنها بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی و بهره‌وری پر انرژی و پایدار تأکید دارد.
۳) کمپرسورهای اسکرو یا مارپیچی
کمپرسورهای اسکرو یا مارپیچی برای کاربردهای تجاری و صنعتی طراحی شده‌اند. آنها برای مبردهای HCFC / CFC مناسب هستند و تنظیم برق کارآمد را ارائه می‌دهند.
۴) کمپرسورهای اسکرول
این کمپرسورها توسط دو اسکرول ساخته می‌شوند که مبرد در آنها فشرده می‌شود: یک اسکرول ثابت و یک اسکرول چرخان است. اسکرول اول به بدنه کمپرسور وصل می‌شود. اسکرول دوم به میل لنگ متصل می‌شود و به جای چرخش، به صورت دوار حرکت می‌کند. این حرکت مداری یک سری بسته‌ی گازی خنک کننده ایجاد می‌کند که بین هر دو اسکرول حرکت می‌کنند و فشار را افزایش می دهند.
۵) کمپرسورهای هرمتیک
کمپرسورهای هرمتیک با کاربردهای گوناگون در سیستم‌های تهویه مطبوع، پمپ‌های حرارتی و برودتی، به طور گسترده‌ای مورد پذیرش واقع شده و در صنعت تبدیل به یک اصل کلاسیک شده‌اند.
۶) کمپرسورهای نیمه هرمتیک
این کمپرسورهای نیمه هرمتیک برای سیستم‌هایی ساخته شده‌اند که نیاز به عملکرد دمای بالایی دارند، حتی در شرایط دمای تبخیر پایین تا دمای 4.5- درجه سانتیگراد (40- درجه فارنهایت).
برندهای اصلی کمپرسور در صنعت
برند کمپرسور Froztec دارای متخصصانی با تجربه گسترده در زمینه‌ی تجهیزات و نوآوری‌های تکنولوژیکی است. به همین دلیل برندهای کمپرسور زیر را توصیه می‌کنیم: GEA،Bitzer و Copeland-Emerson.
۲. کندانسور (چگالنده)
گاز مبرد را با فشار دریافت کرده و دمای آن را کاهش می‌دهد تا به مایع تبدیل شود.
توجه: وقتی یک کندانسور با یک موتور تهویه و یک کمپرسور همراه است، این یعنی در مورد یک کندانسینگ یونیت صحبت می‌کنیم.
بسته به پروژه، هدف آن و شرایط صنعت، انواع مختلفی از کندانسورها در تبرید صنعتی وجود دارد. بیشترین موارد استفاده شده عبارتند از:
- کندانسور تبخیری.
- کندانسور از راه دور.
- کندانسینگ یونیت (کندانسور + موتور تهویه + کمپرسور).
برندهایی که ما برای پروژه‌های خود در نظر می‌گیریم، از لحاظ کیفیت و شهرت تکنولوژیکی آنها، عبارتند از: SPX Cooling Technologies و Krack.
۳.سیستم انبساط
این سیستم مبرد مایع را با فشار کم به ذرات مایع کوچک تبدیل می‌کند (مشابه عملکرد اتومایزر). این ذرات کوچک گرمای محیط را جذب کرده و تبخیر می‌شوند.
سیستم انبساط عمدتاً از دریچه‌ها (شیرها) تشکیل شده است. این تجهیزات جریان مبرد مایع را کنترل می‌کند و وارد اواپراتور انبساط مستقیم می‌شود و گرمایش مجدد بخار مبرد را در خروجی اواپراتور ثابت نگه می‌دارد.
اساساً، مأموریت آن در تجهیزات انبساط مستقیم (یا خشک) دارای دو عملکرد است: کنترل جریان مبرد مایعِ وارد شده به اواپراتور و پشتیبانی از گرمایش مداوم خروجی آن.
شیرها انواع مختلفی دارند:
۱) شیر انبساط حرارتی
شیر انبساط حرارتی جریان مبرد مایع را که به اواپراتورِ انبساط مستقیم وارد می‌شود کنترل می‌کند و گرمایش مجدد بخار مبرد را در خروجی اواپراتور ثابت نگه می‌دارد.
۲) شیرهای سلنوئید
هدف اصلی یک شیر سلنوئید که با برق کار می‌کند کنترل خودکار جریان مایعات، مایعات یا گازها است.
۳) شیرهای توپی
این شیرهای توپی با تنظیمات پورت که طیف وسیعی از نیازهای سیستم را پشتیبانی می‌کند، جهت جریان را کنترل کرده و بسته شدن را امکانپذیر می‌کنند.
۴) شیرهای فشار خطی کارتر
این شیرهای فشار خطی کارتر برای جلوگیری از اضافه بار موتور کمپرسور و محدود کردن فشار کارتر تا حداکثر مقدارِ از پیش تعیین شده، در طول چرخه یخ‌زدایی و یا یک دوره خاموش کردن طبیعی، طراحی شده‌اند.
۵) شیرهای تنظیم کننده فشار اواپراتور
این شیرهای تنظیم کننده فشار اواپراتور درواقع با کنترل غیرمستقیم فشار اواپراتور، دمای اواپراتور را کنترل می‌کنند.
۶) شیرهای تنظیم کننده فشار کندانسور
این شیرها برای کنترل فشار سیستم‌ها با کندانسورهایی که توسط هوا خنک شده‌اند استفاده می‌شوند.
برند اصلی در صنعت: Sporlan
۴. اواپراتور
سیستم تبخیر با تبخیرِ مایع برودتی، گرما را جذب می‌کند.
خواه یک دستگاه تهویه مطبوع باشد یا یک تجهیزات 1 تنی، تمام پروژه‌های تبرید دارای این عناصر هستند؛ فقط تغییراتی در اندازه، ظرفیت و شکل آنها وجود دارد. اواپراتورها که در تمام سیستم‌های تبرید صنعتی مانند تونل انجماد اجرا می‌شوند، از نظر اندازه و ظرفیت متفاوت هستند.
بسته به کاربرد آنها می‌توان مدل مناسبی برای عملکرد سیستم تعریف کرد. اواپراتورهای Krack به دلیل فناوری، توجه به حفاظت از محیط زیست و کارایی مصرف انرژی، رهبران صنعت هستند.
۵. مبرد (مایع خنک کننده)
مبرد یک ماده شیمیایی است که خواص آن باعث می‌شود گرما از یک شی به شی دیگر جذب شود و باعث کاهش دما می‌شود. دو نوع مبرد وجود دارد:
مبردهای مصنوعی
- هیدرو فلوئوروکربن‌ها (HFC).
- هیدروکلروفلوئوروکربن (HCFC).
- کلروفلوئورکربن‌ها (CFC).
مبردهای طبیعی
مبردهای طبیعی جایگزین مواد مصنوعی هستند زیرا به لایه ازن آسیب نمی‌رسانند و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) بسیار اندکی دارند. برخی از مبردهای طبیعی عبارتند از:
- دی‌اکسیدکربن
- آمونیاک
- هیدروکربن‌ها
چگونه می‌توانم از قیمت تمام شده‌ی سیستم‌های تبرید مطلع شوم؟
در مراحل ساخت سردخانه هیچ روش خاصی برای قیمت‌گذاریِ سیستم مناسب برای مشاغل شما وجود ندارد. همه چیز با مشاوره تخصصی یک متخصص تبرید شروع می‌شود که جنبه‌های فنی لازم را بررسی می‌کند.
با این حال، فرآیند مهندسی یک پروژه شامل در نظر گرفتن عناصر مهمی مانند بازگشت سرمایه، بازده دارایی‌های خالص و هزینه‌های پارامتریک است.
جنبه‌هایی که باید ارزیابی شوند عبارتند از:
مرحله مهندسی
این مرحله نتایج ارزیابی نیازها و ماندگاری هر پروژه را ارائه می‌دهد. در طول دوره، هزینه بر اساس پروژه‌های مشابه برآورد می‌شود. پروژه اجرایی بین 20 تا 30 درصد از کل هزینه‌ی پارامتری ذکر شده است.
سطح شارژ حرارتی
شارژ حرارتی جنبه‌ی دیگری است که باید در سیستم تبرید صنعتی ارزیابی شود. این مطالعه به ما در انتخاب دیوارها و مواد عایق کمک می‌کند زیرا این موارد بر هزینه‌ها تأثیر می‌گذارند و اگرچه این ممکن است به معنی سرمایه‌گذاری اولیه‌ی بیشتری باشد، اما با این کار منافع بلند مدت را تخمین خواهیم زد که باعث تولید هزینه انرژی کمتری می‌شود.
چرخه زندگی سیستم تبرید
تجزیه و تحلیل مالی به ما امکان می‌دهد تا سرمایه‌گذاری‌های بزرگی در سیستم‌های برودتی انجام دهیم. شما باید هزینه انرژی و همچنین هزینه‌های نگهداری و تأثیرات زیست محیطی را در نظر بگیرید.
هزینه اولیه از طریق انتخاب کارآمدترین تجهیزات، بهترین مواد و روش‌های ساخت تعیین می‌شود. شما باید هزینه‌های سرمایه‌گذاری را با مقایسه‌ی یک عملیات نگهداریِ پیشگیرانه و پیشبینی کننده با یک عملیات نگهداریِ اصلاحی محاسبه کنید. هزینه‌های تولید شده توسط هر عملیات در مقابل هزینه‌ی خاموش کردن تجهیزات باید در شرایط بهینه تقریباً برابر باشند.
