سردخانه آمونیاکی چیست؟ از سَر سردخانه تا تِه سردخانه

سردخانه آمونیاکی و استفاده از گاز آمونیاک در یخچال های صنعتی قدمتی طولانی دارد. چرا که بسیاری از مواد غذایی که روزانه مصرف می کنیم، در مواقع مورد نیاز، در سیستم های سرمایشی مبتنی بر آمونیاک نگهداری شده اند. انواع بستنی، آبمیوه، نوشابه، ماهی و گوشت از جمله این مواد غذایی هستند. آمونیاک یکی از مبردهای طبیعی که هم ارزان است و هم نسبت به مواد مشابه، برای محیط زیست ضرری ندارد.

در واقع به عنوان ماده اصلی برای سیستم های برودتی در کارخانه های صنعتی برای عمل تبرید استفاده می شود. البته سرمایش عموماً در سیستم تهویه مطبوع از طریق چرخه تبرید حاصل می‌ شود، اما گاهی اوقات از تبخیر یا خنک‌ کننده آزاد استفاده می‌ شود. این سیستم همچنین می‌ تواند براساس مواد خشک‌ کننده (مواد شیمیایی که رطوبت هوا را از بین می‌ برند) ساخته شود.

تجهیزات بکار رفته در سیکل سردخانه آمونیاکی

سردخانه های آمونیاکی دارای قطعاتی هستند که عبارتند از: کمپرسور، کندانسور، سپراتور، مخزن رسیور، اواپراتور، کویل آیس بانک، پمپ آمونیاک و مخزن روغن. در ادامه به بیان نحوه عملکرد این سیستم می پردازیم که با این تجهیزات و عملکرد آن ها بیشتر آشنا شوید.

نحوه کار سیستم سردخانه آمونیاکی

از گذشته تا کنون سیستم سردخانه های آمونیاکی بر پایه سیکل تبرید بوده است. به طوری که با استفاده از سیال مبرد که در اینجا آمونیاک است، گرما از محیط هایی با دمای کمتر به محیط هایی با دمای بیشتر منتقل می شود که برای انجام این عمل نیاز به تزریق انرژی به سیکل تبرید است. اما با نصب دریچه تهویه هوا می توان برای حذف گرما و رطوبت از فضای داخلی ورودی و خروجی هوا را به محیط کنترل کرد.

1. فشرده شدن سیال آمونیاک

به عنوان اولین مرحله، عمل تراکم سازی گاز آمونیاک (NH3) در کمپرسور انجام می شود. در سردخانه های بزرگی که از این مبرد آمونیاک استفاده می کنند، از یک کمپرسور استفاده نمی شود. به طور معمول از دو سیکل یا چهار کمپرسور استفاده می شود. تا در صورت خرابی در یکی از آن ها، سیستم به مشکل برخورد نکند.

2. ورود به کندانسور

در هنگام ورود، گاز آمونیاک به کندانسور که دارای دما و فشار بالایی است و باید خنک شود. از این رو در این مرحله عمل تقطیر انجام می شود. یعنی آمونیاک از حالت گاز به مایع خالص در می آید. برای این کار از یک کویل یا مبدل حرارتی که در پوسته لوله تعبیه شده است، استفاده می شود. وقتی ماده سیال مبرد از این لوله عبور می کند، به کمک جریان آب خنک می شود. در سردخانه های کوچک، به کمک فن های هوا عمل خنک سازی مبرد انجام می شود. 

یکی از دلایل خنک کردن گاز آمونیاک، این است که در فضایی با فشار ثابت و دمای پایین تر، به حالت اشباع برسد.

3. عبور از شیر انبساطی

سیال آمونیاکی در این مرحله از یک شیر انبساط عبور می کند. در حین عبور، فشار و در نتیجه دمای سیال کاهش می یاید. در نتیجه به دلیل افزایش حجم، به دو حالت فازی گاز مایع اشباع در می آید.

4. اواپراتور

این بخش در سردخانه های آمونیاکی به مانند یک مبدل حرارتی پوسته لوله طراحی شده است. سیال آب در اطراف کویل حرارتی جریان دارد که می توانید با هواگیری فن کویل که ارتباطی دو جانبه مبرد آمونیاک دارد سبب خنک شدن آن شوید و از این آب خنک شده برای سرد کردن محیط سردخانه استفاده می شود. آمونیاک موجود در اواپراتور پس از دریافت گرمای آب، دوباره به حالت گاز در می آید و برای ورود به کمپرسور آماده می شود.

مزایا استفاده از سردخانه آمونیاکی

وجود مزایای بسیار در استفاده از سردخانه امونیاکی، باعث گستردگی استفاده از آن در صنعت شده است. در ادامه به بیان مزایای این نوع سردخانه ها می پردازیم:

• دوست دار محیط زیست
• آمونیاک به دلیل این که دمای جوش پایینی دارد، به عنوان یکی از بهترین مبرد ها برای انجام عمل تبرید شناخته شده است.
• ارزان بودن آمونیاک
• عملیاتی کردن آسان تر و مقرون به صرفه تر در سیستم سردخانه امونیاکی
• ضریب عملکرد بالاتر سیکل آمونیاکی به نسبت سیکل فریونی
• عدم مخلوط شدن روغن با آمونیاک
• تشخیص آسان نشتی به علت بوی زیاد آمونیاک
• هزینه کم برای تولید آمونیاک: آمونیاک به عنوان یکی از فرآورده های پتروشیمی است که هزینه پایینی دارد.
• کاهش قطر خط لوله: اگر از آمونیاک برای انتقال حرارت استفاده می شود، می توانیم از لوله هایی با قطر کم استفاده کنیم. اندازه خطوط لوله و قطر آن ها بر هزینه های طراحی سردخانه ها مؤثر است.

معایب استفاده از سردخانه آمونیاکی

به طور قطع استفاده از آمونیاک به عنوان مایع مبرد، دارای معایبی نیز است که باعث می شود از مبردهای دیگر به جای آمونیاک در بعضی موارد استفاده شود.

• سمی بودن گاز آمونیاک: NH3، گازی سمی است و کار با آن مستلزم رعایت نکات ایمنی زیادی است.
• قابلیت اشتعال پذیری: آمونیاک در شرایط خاصی مشتعل می شوند.
• ویژگی خورندگی آمونیاک در مجاورت با آب: حالت بازی که آمونیاک در مجاورت با آب دارد، باعث خوردگی فلزاتی همچون آهن، برنج یا مس می شود.
• بازبینی و تعمیرات مداوم: سمی بودن گاز آمونیاک باعث می شود که عملیات بازبینی و نگهداری از سیستم سردخانه امونیاکی از جمله لوله های آب سرد، به صورت مستمر انجام شود.
•  نیاز به رعایت ایمنی بالا: قوانین سختگیرانه ای برای سردخانه هایی که از آمونیاک استفاده می کنند، وجود دارد. این قوانین به علت سمی بودن و اشتعال پذیر بودن آمونیاک است.

گاز آمونیاک در کارخانه و نقش سیستم مطبوع

برای تامین محیط کارآمدتر و ایجاد شرایط تهویه مناسب در خصوص گازهای مبرد که در کارخانه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند استفاده از سیستم تهویه مطبوع کارخانه الزامی می باشد چرا که در سیستم های سرمایشی که در کارخانه های صنعتی مبتنی بر آمونیاک کار می کنند استفاده سیستم تهویه مطبوع می تواند به کنترل هوای ورودی و خروجی کمک کند و سبب شود بازدهی کارایی دستگاه بالا برود و از عدم آلودگی مضرر هم جلوگیری می کند.

برای جلوگیری از نشت آمونیاک چه باید کرد؟

با توجه به اینکه نشتی آمونیاک بسیار خطرناک است باید برای جلوگیری از آن تمهیداتی را اندیشید. بعضی از این راه حل ها شامل این موارد می شوند:

• بهره گیری از سیستم‌های کنترل نشت
• سیستم‌های تشخیص و جداسازی آمونیاک
• سنسورهای تشخیص آمونیاک

در سیستم VRF گاز آمونیاک یا گاز فرئون؟

در پاسخ به این سؤال باید به بخش های سیستم VRF که از دو بخش تشکیل شده است توجه کنیم که می تواند فرق استفاده این دو گاز را در دستگاه های مختلف نشان یدهد. از این رو در این دستگاه چند یونیت داخلی و یک یونیت خارجی تشکیل شده است که این دو قسمت توسط لوله کشی مسی که محتوی گاز فرئون است، به هم متصل می گردد. اما با استفاده از گاز آمونیاک که به کمک یک سیال مبرد گرما را از محیط هایی گرم تر به محیط هایی با دمای سردتر منتقل می کند که برای انجام این عمل نیاز به تزریق انرژی به سیکل تبرید است.

در سیستم های سردخانه ای یا سیستم وی آر اف عملکرد هر یک از این گازها متفاوت می باشد و بسته به نوع استفاده در آن صنعت را دارد.

نکات ایمنی در سیستم سردخانه آمونیاکی

1. مراقب نشت آمونیاک باشید!

به علت تمایل شدید گاز آمونیاک به رطوبت، این ماده به راحتی توسط مواد زیادی جذب می شود. با توجه به این که آمونیاک سمی است و احتمال اشتعال آن وجود دارد، در صورت متوجه شدن نشتی گاز، باید به سرعت محل را تخلیه کرد. پس آموزش های لازم را در مواجه با این موضوع برای کارکنان ضروری است.

2. اطمینان از تخصص اواپراتور

برای اینکه سیستم سردخانه آمونیاکی به درستی کار کند، باید توسط متخصصانی این عملکرد، بررسی شود. اینکه اپراتور های آموزش دیده ای در محل حضور داشته باشند که نسبت به سیستم های تبرید اشراف کافی داشته باشند بسیار مهم است. این امر باعث می شود کارکرد سیستم به درستی بررسی و کنترل می شود. این کار از مشکلات احتمالی جلوگیری می کند.

3. توجه به نکات ایمنی در موارد جابه جایی

جا به جایی محصول در داخل سردخانه می تواند آسیب هایی را در پی داشته باشد و موجب آسیب به بخش های محافظت نشده مانند لوله ها یا اواپراتورهای سیستم شود. توجه به نکات ایمنی برای مقابله با خوردگی، فرسایش و… در یک سردخانه ضروری است.

نتیجه گیری

استفاده از سردخانه آمونیاکی از قدیم رواج داشته است. آمونیاک بیشتر برای سیستم های سردخانه های بزرگ صنعتی به کار می رود. NH3 به علت خاصیت مبری، در سیستم های سردخانه ای استفاده می شود. استفاده از سردخانه امونیاکی مزایای بسیاری دارد که می توان به هزینه کمتر و عملکرد خوب آن اشاره کرد. با این حال توصیه مجموعه آپادانا کالا به شما این است که دقت های لازم در استفاده از گاز سمی و قابل اشتعال آمونیاک را داشته باشید تا از وقوع خطرهای احتمالی جلوگیری کنید.

سوالات متداول

نحوه کار سیستم سردخانه آمونیاکی چگونه است؟

از گذشته تا کنون سیستم سردخانه های آمونیاکی بر پایه سیکل تبرید بوده است. به طوری که با استفاده از سیال مبرد که در اینجا آمونیاک است، گرما از محیط هایی با دمای کمتر به محیط هایی با دمای بیشتر منتقل می شود. اطلاعات بیشتر در مقاله بیان شده است.

مزایا استفاده از سردخانه آمونیاکی چیست؟

دوست دار محیط زیست – ارزان بودن آمونیاک – ضریب عملکرد بالاتر سیکل آمونیاکی به نسبت سیکل فریونی – عدم مخلوط شدن روغن با آمونیاک و…