راهنمای انتخاب دستگاه ها، طراحی و ساخت سردخانه ها
به نقل از دانفوس؛ امروزه از تبرید در سطح وسیعی جهت تهیه و نگهداری مواد غدایی و انواع میوه جات استفاده می شود و برای این منظور ایجاد سردخانه های مختلف در شهرها و مجتمع های مسکونی بزرگ اجتناب ناپذیر گردیده و ابعاد کوچک نیز در فروشگاه ها و حتی منازل از انواع فریزرها و یخچال ها استفاده می گردد.از آنجاییکه یکی از وظایف متخصصین تبرید بخصوص مهندسین بوران طرح و محاسبه و انتخاب دستگاههای سردکننده از جمله سردخانه ها بوده و حتی آشنایی با نحوه ساخت و برآورد آنها نیز برای مهندسین تاسیسات ضروری می باشد.
در این مقاله سعی شده علاوه بر آشنایی با روش محاسبه دستگاههای سردکننده مثل کمپرسور و کندانسور و اواپراتور شما دوستان را با طرح انواع سردخانه ها و انتخاب صحیح دستگاهها و تجهیزات مورد نیاز مانند درب اتاق سردخانه آشنا کنیم. جهت دریافت لیست قیمت اتاق سردخانه نیز می توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
نکته ای که لازم به ذکر می باشد این است که در این مقاله به محاسبات سردخانه ها با فرض مسئله و معلوم نبودن ابعاد یک سردخانه و مقدار و نوع محصول ورودی و مدت نگهداری آن ، حتی با تعیین درجات حرارت داخل و خارج و رطوبت نسبی مجموع بارهای سرمایی را محاسبه نموده و قدرت و ظرفیت دستکاهها ( کمپرسور ، کندانسور ، اواپراتور ) را تعیین می کردیم در صورتی که در عمل قضیه برعکس می باشد یعنی یک مهندس طراح با اطلاع از نوع محصولات سردخانه و تعداد ساکنین شهرکی که سردخانه برای آنها ساخته می شود اقدام به طرح و محاسبه می نمایید.
به این ترتیب که اول مصرف سرانه محصولاتی را که قرار است در سردخانه نگهداری شوند بوسیله آمار موسسات مسوئل و حتی آمارگیری از خانواده ها تعیین نموده و با اطلاعات از روش و مدت نگهداری آنها حجم محصولات را تعیین و با توجه ضرایب حجم که برای محصولات مختلف متفاوت است حجم هر یک از اتاق های سردخانه و در نتیجه ابعاد آنها را بدست آورده و پس از تعیین انواع عایق ها و نوع مصالح ساختمانی و سایر سطوح اقدام به محاسبه بار سرمائی نموده و بالاخره ظرفیت دستگاههای مورد نیاز و قطر لوله ها و سایر مجهولات را مشخص می نماییم. لازم به ذکر است که در بعضی مواقع بدون توجه به روش فوق سردخانه ها به عنوان محل نگهداری انواع گوشت و یا میوه جات مختلف با تناژ معین ساخته می شوند.
انتخاب دستگاههای سرد کننده
· انتخاب اواپراتورها
اواپراتورها ار عامل جذب حرارت در سردکنندها بوده و بمنظور سردکردن هوا در داخل سردخانه ها نصب می گردند، در اینجا بعنوان اولین عضو مورد بحث قرار می گیرد.
نکاتی که می بایست قبل از محاسبه اواپراتورها در نظر گرفت عبارتنداز:
- اواپراتور با همکاری سایر اعضا تشکیل دهنده سردخانه ها ، زمانیکه دستگاه کار می کند حرارت محیط خود را جذب و ایجاد سرما می نماید. به عبارت دیگر گرمای محصولات و هوای داخل سردخانه که آنرا Cooling load می نامند بوسیله اواپراتور جذب و به خارج دفع می کند.
با توجه به این که اواپراتور در 24 ساعت معمولا بین 14 الی 20 ساعت کار می کند می بایستی ظرفیت آن به حدی باشد که بار سرمائی 24 ساعت را تامین نماید.
ظرفیت اواپراتورها به عوامل زیر بستگی دارد:
درجه حرارت سردخانه – درجه حرارت مبرد – حجم داخلی سردخانه
در صورتی که درجه حرارت نهایی سردخانه کمتر از f°30باشد برفک زدن لوله های اواپراتور اجتناب ناپذیر بوده و باید با ایجاد یک سیستم برفک زدایی Defrosting مشکل برفک را حل کرد.
ظرفیت اواپراتورهای ساخته شده معمولا از کاتالوگ مشخصات کارخانه سازنده بدست می آید و عوامل زیر روی ظرفیت اثر مستقیم دارند:
- طریقه جریان هوا روی اواپراتور
- شرایط برفک زدن اواپراتور و روش دیفراست آن
- رطوبت هوا
با توجه باینکه نوع و شکل پره ها ، فاصله پره ها نسبت به هم و مسائل دیگر از عواملی است که دستیابی به جواب صحیح را مشکل می نمایند ولی از آنجایی که کارخانجات سازنده با آزمایش و تحقیقات آزمایشگاهی خود ظرفیت اواپراتورهای ساخته شده را با شرایط مختلف تعیین می کنند میتوان در انتخاب اواپراتور از کاتالوگها استفاده کرد البته باید توجه داشت که با تغییرشرایط اواپراتور ظرفیت آن نیز تغیر خواهد کرد.
بمنظور انتخاب اواپراتور مناسب از کاتالوگ کارخانه سازنده کافیست که بارسرمایشی محاسبه شده اطاق باضافه اختلاف درجه حرارت مبرد و هوای اطلاق را داشته باشیم که در نتیجه مدل و سایر مشخصات اواپراتور از قبیل مقدار هوادهی – سرعت هوا – قدرت الکترومتور فن و دور موتور و … از کاتالوگ بدست می آید.
از جدول مشخصات هوا در تعیین شرایط هوای عبوری در تهویه مطبوع بسادگی میتوان استفاده کرد.
جدول زیر اختلاف بین درجه حرارت هوای داخل سردخانه را با میانگین درجه حرارت ماده مبرد نسبت به رطوبت نسبی مورد نظر در سردخانه را تعیین می کند.
| اختلاف درجه به حرارت (°c) | رطوبت نسبی به درصد |
| 6٫6–
7٫7– 8٫8– 10– |
70 تا 75
76 تا 80 81 تا 85 86 تا 90 |
· محاسبه و انتخاب کندانسورها و واحد تقطیر
کندانسور که عامل دفع حرارت جذب شده در سیستم های تبرید می باشد، حرارت را بوسیله ی هوا یا آب از سیستم خارج می نماید و بر حسب اینکه سیال خنک کننده هوا یا آب باشد بنام کندانسور هوایی یا آبی نامیده می شود.
مقدار حرارت دفع شده در کندانسور با اختلاف آنتالپی های مبرد ورودی و خروجی و مقدار مبرد جریانی نسبت مستقیم دارد که میتوان به صورت فرمول زیر آنرا بیان کرد.
H = W ( h2-h1 )
که در آن :
H = مقدار حرارت دفع شده از کندانسور بوسیله آب یا هوا BTU \hr
w= مقدار مبرد جریانی در کندانسور lb\hr
h 2= آنتالپی مبرد ورودی به کندانسور BTU \hr
h 1= آنتالپی مبرد خروجی از کندانسور BTU \hr
مقدار دبی سیال خنک کننده که هوا با آب باشد از رابطه زیر بدست می آید.
W w = H \ C(t o – t i)
که در آن :
W w = دبی سیال خنک کننده بر حسب lb\hr
H= مقدار حرارت دفع شده در کندانسور برحسب BTU \hr
t o= درجه حرارت سیال خروجی خنک کننده از کندانسور به °f
t i= درجه حرارت سیال ورودی خنک کننده از کندانسور به °f
C= گرمای ویژه سیال خنک کننده BTU \hr .°f
از لحاظ انتخاب کندانسور همان طوری که قبلا نیز گفته شده است معمولا کندانسورها همراه با کمپرسورهای معادل خودشان یکجا و به نام واحد تقطیر به بازار عرضه می شوند ، یعنی کمپرسور و کندانسور روی یک شاسی سوار شده و کلیه اتصالات بین آنها نیز از طرف کارخانه سازنده انجام می گردد.
پس در انتخاب آنها که بر اساس ظرفیت محاسبه شده صورت خواهد گرفت دو عامل زیر را باید در نظر گرفت.
- فشار مکش
- درجه حرارت متوسط تقطیر
تجهیزات برودتی سردخانه
کمپرسور
یکی از مهم ترین تجهیزات یک سردخانه، کمپرسور آن می باشد. در این دستگاه دو بخش وجود دارد که بخش اول موتور الکتریکی کمپروسور است و برق را به انرژی حرکتی تبدیل می کند و بخش دوم تجهیزات مکانیکی قرار دارد که در آن گاز مبرد فشرده سازی شده و در طی این عمل دمای گاز نیز افزایش می یابد تا انرژی لازم برای حرکت در چرخه را داشته باشد.
امروزه کمپرسورها در انواع مختلف و برند های گوناگون تولید می شوند و شرکت رادفر با بررسی دقیق عواملی همچون نوع عملکرد (اسکرال، اسکرو، روتاری و پیستونی)، نوع مبرد کمپرسور (آمونیاکی یا فریونی)، نوع اتصال بخش های کمپرسور (هرمتیک، باز یا سمی هرمتیک)، حرکت پیستون داخل سیلندر (پیچی یا رفت و برگشتی) و مراحل تراکم مبرد ( تک مرحله یا دو مرحله) و … بهترین کمپرسور متناسب با نیاز مشتری را تهیه می نماید.
کندانسور
یکی دیگر از تجهیزات مورد استفاده در سردخانه کندانسور می باشد. از کندانسور به عنوان مبدل حرارتی استفاده می شود. کندانسور گرمای موجود در سردخانه و سیال داغ داخل کمپرسور را جذب می کند و مبرد داغ را به حالت مایع با دمایی نزدیک به دمای محیط تبدیل می کند تا بتوان از آن برای انتقال به اواپراتور استفاده نمود. کندانسور در دو نوع آبی و هوایی می باشد. در نوع هوایی آن، دستگاه در فضای باز نصب و عمل جذب حرارت بوسیله چند فن و با تولید جریان هوا در کنار لوله های کویل انجام می دهد، اما در نوع آبی آن، بجای هوا از آب برای کاهش دمای مبرد استفاده می شود.
اواپراتور
در واقع اواپراتورها کولرهای یک سردخانه محسوب می شوند و به طور عمده برای برای توزیع بهینه هوای خنک در اتاق های سرد بکار می روند. عملکرد این دستگاه بدین صورت است که مبرد سرد شده از طریق کندانسور وارد و در لوله های کویل به جریان می افتد و با استفاده از فن های خود هوای سرد را پخش و محیط سردخانه و اقلام موجود در آن را خنک تر می کند. اواپراتورها اغلب در اتاقک سردخانه نصب شده و عمدتا در دو نوع صفحه ای و پره دار و با توجه به ظرفیت سردخانه، دمای داخلی و خروجی تبرید واحد کندانس طراحی می شوند.
اویل سپراتور
در طی فرآیند فشرده سازی گاز و هنگام خروج آن از کمپرسور، مقداری روغن نیز خارج می گردد که با استفاده از دستگاهی به نام جداکننده روغن یا اویل سپراتور جلوی فرار آن گرفته می شود. این دستگاه بعد از کمپرسور نصب می شود و روغن مخلوط شده با گاز با شدت به آن وارد شده و سپراتور با سه روش تغییر ناگهانی جهت حرکت تیغه ها، بکارگیری نیروی گریز از مرکز یا استفاده از فیلتر های مخصوص این روغن را از گاز جدا کرده و به کارتل کمپرسور باز می گرداند.
