سیستم های خنک کننده آب و کاربر آنها در صنایع غذایی

بیش‌تر فرایندهای تولید، به مشخصات دمایی  کاملاً مشخصی نیاز دارند. عدم رعایت آنها می‌تواند منجر به مشکلاتی شود و کیفیت محصول را کاهش دهد. این امر مربوط به صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، نفتی، متالورژی و صنایع دیگر است. آب یا سایر سیستم‌های خنک کننده در سیستم‌های تهویه مطبوع، بسته بندی خلأ، در تولید ریخته گری اشکال و غیره استفاده می‌شود.خنک کننده آب کارآمد و اقتصادی، بدون تجهیزات با کیفیت بالا غیر ممکن است.متخصصان تجهیزات را بر اساس کاربرد در فرایندها که به نوع و ظرفیت تجهیزات بستگی دارد انتخاب می‌کنند. این کار در صورتی انجام می‌شود که ویژگی‌های هر یک از انواع دستگاه‌های ارائه شده برای خنک کردن آب را درک کنید. دستگاه‌های برودتی ویژه به نام چیلر که در چیدمان سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی استفاده می‌شوند. این تجهیزات برای خنک کردن یا گرم کردن مبرد مایع (اغلب آب یا گلیکول) و هدایت آن به سیستم تهویه مطبوع از طریق سیستم خطوط لوله ویژه به محل نصب مبدل‌های حرارتی طراحی شده‌اند. علاوه بر این، هنگامی که مبرد خنک شده مستقیماً به دستگاه عرضه می‌شود، از چیلرها استفاده می‌شود. به عنوان مثال، هنگام کار ریخته گری، دمای ثابت باید حفظ شود. این کار توسط چیلر انجام می‌شود، و باعث می‌شود که خنک کنده دمای مطلوبی داشته باشد و آن را به شکل ‌های ریخته گری هدایت کند.

برج های خنک سازی

برای خنک سازی، جریان قابل توجهی از آب که در فرایندهای مختلف استفاده می‌شود، از کولرهای خشک استفاده می‌گردد. به این نوع خنک کننده برج خنک کننده خشک نیز گفته می‌شود. آنها به عنوان تجهیزات اضافه شده برای خنک کردن خازن های چیلر و واحد کندانسور-کمپرسور سایر تجهیزات تبرید کار می‌کنند.هنگام خنک کردن آب ‌در مقیاس صنعتی، از برج‌های خنک کننده مرطوب  که تقریباً در تمام بخش‌های مدرن، جایی که به کنترل دقیق دما نیاز است، استفاده می‌شود. برج خنک کننده مرطوب از نوع باز و بسته است. در نوع اول آب در جلوی سیستم تهویه مطبوع اسپری می‌شود و در اثر تبخیر جزئی خنک می‌شود. در نوع بسته، مبادله گرما با استفاده از مبدل حرارتی انجام می‌شود، که در آن آبی که توسط فن یا هوای سرد خنک شده جریان می‌یابد. این مبدل حرارتی برای فصل سرد استفاده می‌شود و از گلیکول همراه آب استفاده می‌شود تا آب یخ نزند.

مبدل حرارتی هوا خنک

ساختار این نوع خنک کننده های آب  ، مشابه یک رادیاتور فن دار می باشد. این خنک کننده های آب، آب گرم را از یک سمت وارد مبدل می کند و حرارت را از جداره صفحات مبدل و لوله های آب به هوایی که توسط فن این خنک کننده دمیده شده ،می دهد. مبدل های حرارتی هوا خنک در بیشتر سردخانه ها جهت خنک کردن آب مورد استفاده قرار می گیرند.

چیلر های تراکمی

 دستگاه های مختلف بسیاری در صنایع می باشند که که آب خنک کننده برای خنک کاری آن از موارد ضروری دستگاه به حساب می آید. در چنین شرایطی به چندین روش می توان دستگاه را خنک کرد. اگر ظرفیت خنک کاری کمی برای دستگاه نیاز باشد، می توان از مدار آب به همراه رادیاتور یا با روش هوا خنک دستگاه را خنک کرد. اما اگر به کنترل دقیق درجه حرارت دستگاه و علاوه بر آن ظرفیت بالای خنک کاری نیاز باشد، می بایستی از چیلر خنک کننده تراکمی برای خنک سازی استفاده کرد و آب را که خنک شده است را در مدار دستگاه به گردش در آورد. اما روش خنک سازی و کار با چیلرهای تراکمی به چه صورتی می باشد؟

روش کار چیلر تراکمی 

روش کار این چیلرها به این شکل می باشد که کمپرسور (از نوع پیستونی ، اسکرو ، اسکرال و غیره) یک سیال مبرد (گاز R134A یا R22 و …) را متراکم می کند و به سوی حرارتی( کندانسور) جاری می کند. این کندانسور که که از لوله های متعدد پر پیچ و خمی تشکیل شده است، مبرد درون لوله ها و آب و هوا از اطراف لوله های دستگاه عبور داده می شود. آب یا هوا گرمای اضافی مبرد را گرفته و آن را از حالت گاز  آن را به حالت مایع تبدیل خواهد کرد. چمانچه هوای داخل فن ها، گرما را از مبرد دریافت کند به آن چیلر تراکمی هوا خنک گفته می شود و اگر آب، گرما را از مبرد دریافت کند به آن چیلر تراکمی آب خنک گفته می شود.مبرد پس از اینکه از سوپاپ منبسط کننده عبور کند، وارد مبدل حرارتی دیگری به اسم اواپراتور خواهد شد. مبدل حرارتی اواپراتور نیز همانند کندانسور از لوله های متعدد و پر پیچ و خم ایجاد شده است که مبرد از درون لوله ها و آب از اطرافش رد می کند. در نهایت مبرد، گرمای آب را دریافت می کند و درجه حرارت آن را تا حدود دمای صفر و یا حتی زیر صفر درجه کاهش می دهد. این آب خنک با پمپ به دستگاه های فن کویل یا همان هواساز ساختمانی و … و یا به سوی دستگاه های صنعتی ارسال می شوند تا فرایند خنک سازی دستگاه انجام شود

آیس بانک ها

اگر قرار باشد از آب خنک کننده در دمای بسیار کم (حدود صفر درجه سانتی‌گراد) به عنوان مبرد میانی استفاده شود، آیس بانک‌ها گزینه مناسبی هستند. برای این منظور، آب در ظروف مخصوص عایق حرارتی قرار می‌گیرد که در آن سیم پیچ‌هایی با مبرد که با دمای زیر 0 درجه سانتی‌گراد گردش می‌کند، قرار دارند. لایه‌ای از یخ روی آنها که ضخامت آن توسط تجهیزات کنترل می‌شود، آب عبوری از مخزن را به دمای مطلوب خنک می‌کند.در صنایع غذایی، در کارهای فنی اغلب مقدار قابل توجهی آب با دمای حدود 1 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود. در این حالت، آب توسط یک فیلم نازک روی اواپراتور با مبرد توزیع می‌شود، در نتیجه به طور موثر در دمای مورد نظر خنک می‌شود. پس از آن، تا دمای 1 درجه سانتی‌گراد سرد شده، به درون محفظه می‌ریزد و از طریق خط لوله به جای مناسب منتقل می‌شود تا در فرایندهای تولید بیش‌تر استفاده شود.