عملکرد و مزایای سردخانه های آمونیاکی

 سردخانه های آمونیاکی امروزه بخش بزرگی از سردخانه های صنعتی را تشکیل می دهند. علت بکارگیری  آمونیاک برای طراحی سردخانه های صنعتی به ویژگی ها متعدد سیال مبرد مربوط می شود.عملکرد سردخانه های آمونیاکی شبیه به سردخانه هایتراکمی است، به این نحو که در سردخانه های آمونیاکی، سیستم دارای ادواتی مانند کمپرسور ،کندانسور، ریسیور تانک،اواپراتور هستند؛ با این فرق که آمونیاک در بخش دیگری می باشد که اهمیت زیادی دارد. در ادامه این پست با پیشینه سردخانه آمونیاکی و عملکرد آن آشنا می شویم.

پیشینه سردخانه آمونیاکی

ساخت سردخانه های آمونیاکی پیشینه ای چند صد ساله دارد. در سری های اولیه یخچال های صنعتی از گاز آمونیاک به بجای سیال مبرد استفاده می شد؛ بعدها به دلیل مشکلات فراوانی که آمونیاک به همراه داشت، این نوع سیال با سیال های دیگری مانند مبرد های فریونی عوض شد. در سال های اخیر شرکت های سازنده سردخانه به دلیل خطرات زیست محیطی ترکیبات فریون و اثر آنها بر روی لایه اوزون، باری  دیگر برای طراحی و ساخت سردخانه های صنعتی به سراغ گاز آمونیاک آمدند. علاوه براین در طراحی های امروزه بسیاری از مشکلات گذشته بر طرف شده است. به نحوی که سردخانه های آمونیاکی در سال های اخیر جزو انتخاب اولیۀ صاحبان تولیدی های بزرگ بوده است. 

نحوه عملکرد سردخانه آمونیاکی

 طرز کار سردخانه های آمونیاکی بسیار شبیه به سردخانه های فریونی می باشد به این شکل که آمونیاک در کمپرسور به صورت بخاری تحت تراکم قرار می گیرد و با فشار و دمای بالا وارد کندانسور می شود سپس در کندانسور فرایند تقطیر صورت می گیرد و آمونیاک از حالت گاز به مایع خالص تبدیل می شود. در مرحله دوم خروجی از کندانسور آمونیاک به ریسیور تانک و مخزن آمونیاک انتقال می یابد. در این بخش فشار آمونیاک حدود 12 بار است و دمای آن به ۳۵ درجه سانتی گراد می رسد .ر مخزن آمونیاک در  انبار سردخانه،  به دو قسمت تقسیم می شوند. مایع آمونیاک در مخزن و قسمت گاز آمونیاک در بالای مخزن قرار گرفته و از کف مخزن مسیری به قسمت بالای سپراتور متصل می شود، ولی قبل از رسیدن آمونیاک به سپراتور باید یکی از بخش های اصلی سیکل با یا همان عامل انبساط عبور نماید. با گذشت زمان مایع از قسمت های زیر حاصل می شود:

1)شکست فشار از 12 بار به 2 بار

2)کاهش دما تا 10- درجه سانتی گراد

پس از طی دو مرحله بالا مایع به حالت پودر در می آید

مزایای سردخانه آمونیاکی

سیستم آمونیاکی جذب آب بسیار بالایی دارد، حتی در دمای پایین، آب از آمونیاک رسوب نخواهد کرد و یخ نمی‌زند، و در این صورت هیچ پدیده‌ی «پلاگ یخی» در سردخانه وجود نخواهد داشت.در حال حاضر، سیستم تبریدصنعتی یا مایع آمونیاک هنوز هم می‌تواند به عنوان یک خنک‌کننده استفاده شود و از بین نرفته است.اما این تنها یکی از مزیت های  بسیار مهم سردخانه های آمونیاکی است. 

 دمای جوش پایین

 دمای پایین گاز آمونیاک موجب می شود تا بیشترین میزان تبرید را در بین سیال های تبرید موجود داشته باشد. به همین منظور است که اغلب افراد برای ساخت سردخانه های بزرگ و قدرت سرمایشی بالا به سراغ گاز آمونیاک می روند.

 هزینۀ پایین تولید آمونیاک

 آمونیاک یکی از فراورده های صنایع پتروشیمی است که هزینۀ تولیدی پایینی دارد. در یک مقایسۀ نسبی باید گفت هزینۀ تولید یک کیلوگرم از فریون 22 نزدیک به دو برابر و نیم بیشتر از هزینۀ تولید یک کیلوگرم آمونیاک است.

بوی شدید آمونیاک

آمونیاک بوی نامطبوعی دارد و در صورت نشت کردن، بالافاصله قابل تشخیص است.

 کاهش هزینه های عملیاتی

 استفاده از گاز آمونیاک هزینه های عملیاتی و اجرا را در سردخانه های بزرگ کاهش می دهد.

میزان انتقال حرارت آمونیاک

میزان ضریب انتقال حرارت در گاز آمونیاک نسبت به دیگر سیال های مبرد بالاتر است. در نتیجه عمل انتقال گرما در بخش های اواپراتور و کندانسور بهتر و سریع تر انجام می گیرد. به علاوه که به این شکل می توان از اواپراتورها و کندانسورهای کوچکتری بهره برد که باعث صرفه جویی در ساخت سردخانه می گردد.

عدم اختلاط پذیری

سیال آمونیاک با ترکیبات روغنی قابل امتزاج نیست. این مورد به خصوص در زمان کار با کمپرسورها اهمیت بالایی پیدا می کند.

کاهش قطر خط لوله

در سردخانه های بزرگ اندازه خطوط لوله و قطر آن ها روی هزینه های طراحی اثر مستقیم خواهد داشت. در صورت استفاده از آمونیاک، به خاطر ضریب انتقال حرارت بالا، می توانیم از لوله های با قطر کمتر استفاده کنیم.

معایب سردخانه آمونیاکی

یکی از بزرگترین چالش های سردخانه داران در زمان ساخت سیستم های تبرید آمونیاک برای انبارها به خطر افتادن ایمنی پرسنل سردخانه می باشد. کارگران می توانند در معرض تماس های پوستی با آمونیاک ، استنشاق بخار آمونیاک ، انفجارهای آمونیاک و آتش سوزی های قرار گیرند. در حالی که نمی توانیم به طور مستقیم و دقیق  فعالیت های کارگران شما را تحت نظارت داشته باشیم، تمام تلاش خود را کرده تا مطمئن شویم که سیستم ها از نقص تولید و مشکلات دیگری که می توانند منجر به حوادث ناشی از سیستم آمونیاک است، عاری هستند. بنابراین اگر به عنوان مدیر سردخانه نتوانید نظارت دقیقی بر کارگران خود داشته باشید، سیستم آمونیاک مشکلات بسیاری در پی خواهد داشت.

جمع بندی

سردخانه های آمونیاکی دسته ای از سردخانه های صنعتی هستند که ظرفیت سرمایشی بالایی دارند و در اندازه های بزرگتری طراحی و ساخته می شوند. آمونیاک یک ترکیب شیمیایی است که امروزه در صنایع پتروشیمی به صورت عمده تولید می شود. آمونیاک نقطه جوش پایینی داشته و دارای ضریب انتقال حرارت بالایی است. به همین خاطر به عنوان یک سیال مبرد عملکرد ایده آلی دارد. نخستین یخچال های ساخته شده صنعتی اغلب از آمونیاک کمک می گرفتند. اما سمی بودن آمونیاک و خاصیت آتش گیری آن باعث شد تا سازندگان به سراغ دیگر ترکیبات شیمیایی بروند. با این حال همچنان در طراحی سردخانه های بزرگ صنعتی از مبرد آمونیاک استفاده می شود. هزینه های پایین تأمین گاز آمونیاک، افزایش نرخ انتقال حرارت در سیستم های سرمایشی و سازگاری آن با محیط زیست از جمله مزایای مهم این سیال مبرد به شمار می آید.