تفاوت سردخانه آمونیاکی و فریونی چیست؟

امروزه سردخانه های صنعتی جایگاه ویژه ای در امر تولید و تجارت بازی می کنند. زیرا سرما می تواند جلوی رشد عوامل میکروبی و باکتری های تجزیه کننده را بگیرد و از فاسد شدن مواد غذایی و دیگر مواد فسادپذیر جلوگیری کند. به همین خاطر برای ذخیره سازی مواد غذایی خام یا محصولات تولیدی مرتبط اغلب از سردخانه های بزرگ استفاده می شود. اما سؤال اینجاست که چه سردخانه ای مناسب تر است؟ باید از چه نوع سردخانه ای و با چه ظرفیتی استفاده کنیم؟ یکی از دسته بندی های صورت گرفته برای سردخانه های صنعتی، دسته بندی آن ها بر مبنای سیال مبرد سیکل تبرید است. بر این اساس سردخانه ها را در دو دستۀ سردخانه های آمونیاکی و سردخانه های فریونی دسته بندی می کنند. در این مقاله قصد داریم به مقایسۀ این دو دسته و بیان تفاوت های سردخانه های آمونیاکی و فریونی بپردازیم و ببینیم با توجه به شرایط محیطی و موارد مورد نظرمان، بهتر است به سراغ کدام سردخانه برویم.

سیکل تبرید تراکمی و بررسی شباهت ها

مهم ترین شباهت دو سردخانۀ آمونیاکی و فریونی در طراحی سیکل تبرید تراکمی آن هاست. در حقیقت طراحی هر دو سردخانه بر مبنای همین سیکل تبرید تراکمی صورت می گیرد. البته تفاوت نوع سیال مبرد باعث می شود که اندازۀ سیستم های طراحی شده متغیر باشد و ظرفیت سرمایشی نهایی نیز تغییر کند. با این حال می توان گفت که کلیات این سردخانه ها شبیه به هم است و درست بر یک مبنا طراحی و ساخته می شود. طراحی سیکل های تبریدی در چهار مرحله صورت می گیرد. فشرده سازی سیال به کمک کمپرسورها، عبور از بخش کندانسور، گذر از شیر انبساطی و در نهایت عبور از اواپراتور چهار مرحلۀ اصلی سیکل های تبریدی است.

بررسی تفاوت ترکیبت های شیمیایی آمونیاک و فریون

برای اینکه به سراغ تفاوت های این دو سردخانه بپردازیم، لازم است از مهم ترین نقطۀ تفاوت شان کار را شروع کنیم. برای این کار لازم است به سراغ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این دو ترکیب، یعنی آمونیاک و فریون برویم.

آمونیاک یک ترکیب شیمیایی است که از سه اتم هیدروژن و یک اتم نیتروژن تشکیل شده است. این ماده اغلب در صنایع پتروشیمی‌ و به کمک فرایند هابر تولید می شود. آمونیاک دمای جوش پایینی (حدود منفی سی و سه درجه سلسیوس) داشته و به خاطر دارا بودن پیوند هیدروژنی در آب انحلال پذیری بالایی دارد. آمونیاک بوی بدی تولید می کند، تحت شرایطی خاص خاصیت اشتعال پذیری دارد و در صورت نشت کردن در محیط می تواند موجب مسمومیت شود. همچنین ضریب انتقال حرارت آمونیاک در حالت گازی یا مایع مقدار بالایی است. نکتۀ دیگری که باید دربارۀ آمونیاک گفت این است که در محلول ها حالت بازی دارد و در تماس با هوا یا رطوبت به عنوان یک عامل خورنده مطرح می شود.

فریون دسته ای از ترکیبات شیمیایی بدون بویی هستند که آن ها را با نام CFC ها می شناسند. مهم ترین عناصر سازندۀ این ترکیبات، کلر و فلئور است. این ترکیبات می توانند با مولکول های اوزون (O3) وارد واکنش شده، تولید مولکول های اکسیژن کنند. دمای جوش فریون ها حدود منفی سی درجه سانتیگراد است. انحلال پذیری ترکیبات فریونی در آب میزان کمی است، خاصیت اشتعال پذیری ندارد و باعث مسمومیت افراد هم نمی شود.

تأثیر سیال مبرد بر طراحی دستگاه های سردخانه ای

همین طور که گفته شد، طراحی سردخانه های فریونی و آمونیاکی بر مبنای سیکل تبرید تراکمی صورت می گیرد. اما تفاوت نوع سیال مبرد باعث می شود که در سایز کردن هر بخش تفاوت هایی ایجاد شود. مهم ترین عواملی که روی اندازۀ هر دستگاه و در مجموع روی ظرفیت سرمایشی سردخانه تأثیر می گذارد، نرخ انتقال حرارت سیال مبرد و دمای جوش آن است. به همین خاطر است که از سیال آمونیاک اغلب در ساخت سردخانه های صنعتی بزرگ استفاده می شود و از سیال مبرد فریون در ساخت سردخانه های کوچک و متوسط بهره می گیرند.

نکات طراحی سردخانه های آمونیاکی

سیال آمونیاک نرخ انتقال حرارت بالایی داشته و دمای جوش آن نسبت به فریون عدد پایین تری است. ضمن اینکه آمونیاک در صنایع پتروشیمی به مقدار بالایی تولید می شود. به همین خاطر گاز آمونیاک برای طراحی سردخانه های صنعتی به عنوان یک سیال مبرد خوب شناخته می شود. به خاطر عملکرد خوب آمونیاک اغلب در ساخت سردخانه های بزرگ و زیر صفر به سراغ این سیال مبرد می روند. طراحی سیکل های تبرید آمونیاک اغلب به صورت چند سیکل در کنار هم صورت می گیرد. در هر سیکل نیز سعی می شود از دو تا چهار کمپرسور اینورتر استفاده شود. به طوری که اگر به هر علتی یکی از سیکل های تبریدی از کار افتاد، کل فرایند سرمایش مختل نشود و سردخانه همچنان با ظرفیت پایینتر به کار خودش ادامه دهد. به خاطر نرخ بالای انتقال حرارت آمونیاک، در سیکل های تبرید می توان از کندانسورها و اواپراتورهای کوچکتری استفاده کرد. همچنین طول خط لولۀ مربوط به سیکل تبریدی می تواند کمتر باشد. البته کاهش قطر خط لوله و طول آن در مقیاس های پایین خیلی نمی تواند اثر مثبتی در صرفه جویی مراحل ساخت و طراحی سردخانه داشته باشد. اما زمانی که صحبت از ساخت یک سردخانه بزرگ به میان می آید، کاهش قطر خط لوله و طول خط لوله باعث می شود صرفه جویی بالایی صورت بگیرد.


توصیه می کنیم این مقاله را نیز مطالعه کنید : سردخانه آمونیاکی چیست؟


البته در کنار موارد مثبت گفته شده، استفاده از گاز آمونیاک می تواند مشکلاتی را نیز ایجاد کند. از جمله اینکه گفتیم آمونیاک یک گاز سمی و اشتعال پذیر است. نشت گاز آمونیاک در سیکل های تبریدی می تواند مشکل ساز شده؛ یا باعث مسمویت افراد شود و یا خطرات آتش سوزی را به وجود بیاورد. البته اینکه آمونیاک گازی بد بوست، باعث می شود خیلی زود نشتی آن مشخص شود. با این وجود، لازم است در سردخانه های آمونیاکی دستورالعمل ایمنی دقیقی را به اجرا در آورد و به طور مرتب خط لوله را مورد ارزیابی قرار داد. مشکل دیگری که در سردخانه های آمونیاکی ممکن است به وجود بیاید، مسئلۀ خوردگی خط لوله است. ورود هوا یا رطوبت به سیکل تبریدی، می تواند باعث افزایش میزان خوردگی آمونیاک شود. به خصوص اینکه در انتهای خط لوله فشار سیال پایین تر از فشار جو است و سوراخ شدن خط لوله در انتهای مسیر می تواند باعث مکش جریان هوا به درون سیکل تبرید شود.

نکات طراحی سردخانه های فریونی

فریون به عنوان گازی بی بو شناخته می شود. مهم ترین مشکلی که گاز فریون به وجود می آورد، تأثیر آن روی محیط زیست است. این گاز می تواند باعث نابودی مولکول های اوزون شده، روند سوراخ شدن لایۀ اوزون رو سریع تر کند. به همین خاطر است که محدودیت های زیادی برای استفاده از ترکیبات فریونی وضع شده و امروزه ساخت سردخانه های فریونی هم محددودتر شده است. با این وجود ترکیبات فریونی مجازی نیز وجود دارد که طراحان سردخانه های صنعتی به سراغ آن ها می روند. ترکیباتی که خطرات کمتری برای محیط زیست و لایۀ اوزون دارند.

از سیال مبرد فریون اغلب در ساخت سردخانه های کوچک و متوسط استفاده می شود. سردخانه های فریونی را می توان به صورت پیش ساخته نیز در محل مورد نظر نصب کرد. نکته ای که دربارۀ فریون وجود دارد، این است که باعث مسمومیت نمی شود و قابل اشتعال نیز نیست. به همین خاطر دیگر نیازی به وضع قوانین صفت و سخت ایمنی نخواهد بود. همین عامل باعث شده تا بیشتر خریداران عادی، مثل کشاورزان، انبارداران و تولید کننده های خرده پا بیشتر به سراغ سردخانه های فریونی بروند. مسئلۀ خوردگی قطعات سیکل تبرید، موضوع دیگری است که کمتر در سردخانه های فریونی پیش می آید.


مطالعه مقاله آشنایی با سردخانه های فریونی نیز مفید خواهید بود


البته ساخت سردخانه های فریونی با محدودیت هایی نیز روبرو است. برای مثال ساخت سردخانه های بزرگ با ظرفیت سرمایشی بالا به کمک سیال فریون امکان پذیر نیست و توجیه اقتصادی ندارد. به علاوه که ترکیبات فریونی در آزمایشگاه تولید می شود و نسبت به آمونیاک قیمت بالاتری دارد. به علاوه بدون بو بودن گازهای فریونی باعث می شود که در زمان نشتی کاربران متوجه نقصان عملکرد دستگاه ها نشوند و گاهی با مشکلاتی روبرو گردند. البته دستورالعمل های مشخصی برای پیشگیری از این موارد وجود دارد. در صورت خرابی خط لوله یا سایر دستگاه های سیکل تبرید، لازم است گاز فریون به طور کامل تخلیه شود و پس از تعمیر دوباره شارژ سیال صورت بگیرد. موضوعی که می تواند هزینه های تعمیرات را برای کاربران سردخانه های فریونی بالا ببرد.

جمع بندی

سردخانه های صنعتی اغلب در دو دستۀ سردخانه های فریونی و سردخانه های آمونیاکی تولید می شوند. مهم ترین عاملی که باعث ایجاد تفاوت های عمده در این دو سیکل تبریدی می شوند، تفاوت سیال مبرد است. آمونیاک ضریب انتقال حرارتی بالاتری نسبت به فریون دارد و دارای دمای جوش پایین تری است. ضمن اینکه قیمت هر کیلو سیال آمونیاک بسیار کمتر از یک کیلو سیال فریون است.  همین چند مورد است که باعث می شود از آمونیاک در طراحی سردخانه های صنعتی بزرگ استفاده شود. البته اشتعال پذیری گاز آمونیاک و سمی بودن آن، سبب شده تا قوانین صفت و سختی برای سردخانه های آمونیاکی وضع شود. عاملی که باعث شده تا کاربران عادی سردخانه ها، مثل کشاورزان، انبارداران و تولید کننده های خرده پا به استفاده از سردخانه های فریونی مایل تر باشند. زیرا استفاده از سردخانه های فریونی نیاز به دانش فنی بالایی ندارد و لازم نیست قوانین ایمنی سختی برای آن وضع گردد.

دیدگاه‌ها 0

*
*

همین الان با مشاوران ما تماس بگیرید