نقش چیلرهای فرآیندی در تنظیمات صنعتی

نقش چیلرهای فرآیندی در تنظیمات صنعتی

کسب و کار تبرید صنعتی طیف وسیعی از فرآیندها از سرد کردن فرآیند با دمای بالا تا فریزرهای با دمای پایین را پوشش می دهد. تبرید صنعتی یک بخش تجاری بزرگ است و اهمیت و تأثیر آن در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی و ساخت و ساز را نمی توان دست کم گرفت.

چیلرها برای اطمینان از دمای مناسب برای دستگاه یا ابزار خاص مورد نظر مهم هستند. در واقع اگر فرآیند خنک سازی به درستی انجام نشود، کل فرآیند تبرید به خطر می افتد. این امر می تواند سایر فرآیندهای مهم را تحت تأثیر قرار دهد. در مقابل، وقتی همه چیز به اندازه کافی خنک شود، همه چیز به خوبی اجرا می شود.

مبانی تبرید صنعتی

فرآیندهای تبرید صنعتی در صنایع عمده از تولید و فناوری گرفته تا مواد غذایی و شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. تبرید صنعتی نیز بخش مهمی از هر فرآیندی است که در آن دماهای پایین برای نگهداری سرد باید حفظ شود. در عین حال، چیلرهای فرآیندی نقش مهمی در خنک سازی صنعتی دارند.

قبل از پرداختن به جزئیات، بهتر است که فرآیندهای اولیه تبرید را درک کنید. اینها شامل فرآیند چرخه تبرید و نحوه انتقال انرژی گرمایی از یک مکان به مکان دیگر است. مورد دیگری که باید درک کرد، اجزای کلیدی همه سیستم های تبرید است.

طبق تعریف اولیه، تبرید فرآیند حذف گرما از یک ماده، ماده یا فضا است. در فرآیندهای صنعتی، چیلرهای فرآیندی برای حذف گرما از یک فرآیند یا ماده خاص استفاده می شوند. چیلرها از یک مدار تبرید استفاده می کنند که با استفاده از سیستم فشرده سازی بخار یا جذب برای خنک کردن یا رطوبت زدایی هوا کار می کند. اصل کلی تبرید این است که مایع منبسط شده به گاز گرما را از ماده یا فضای محلی خارج می کند. بررسی یک چرخه تبرید ساده و اجزای آن به توضیح این موضوع کمک خواهد کرد.

سیستم تبرید

چهار جزء کلیدی در هر سیستم تبرید عبارتند از کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور.

در طول مدار تبرید، مبرد از یک کمپرسور عبور می کند. کمپرسور قلب هر سیستمی است و معمولاً توسط یک موتور الکتریکی کار می کند. این فرآیند باعث افزایش فشار مبرد می شود.

از کمپرسور، مبرد از طریق کندانسور جریان می یابد. در کندانسور از حالت بخار به مایع تبدیل می شود و گرما از خود ساطع می کند. برای چیلرهای فرآیند هوا خنک، بخار در دمای بالاتری نسبت به هوای عبوری از کندانسور است. برای چیلرهای فرآیندی که با آب خنک می شوند، بخار مبرد در دمای بالاتری نسبت به آب عبوری از کندانسور قرار دارد.

پس از عبور مبرد از کندانسور، از طریق شیر انبساط (که به آن دستگاه اندازه گیری نیز گفته می شود) حرکت می کند و فشارش کاهش می یابد.

در آخرین مرحله مبرد به سمت اواپراتور حرکت می کند و گرما را می کشد و باعث تبخیر آن می شود. اواپراتور گرما را از ناحیه ای که باید خنک شود می گیرد. سپس، مبرد به کمپرسور برمی‌گردد و چرخه از نو شروع می‌شود.

این چرخه اصلی تبرید را توصیف می کند. با این حال، برای کاربردهای صنعتی، این فرآیند می تواند پیچیده تر شود. این به چند دلیل است:

با کاربردهای صنعتی، بارهای بزرگ که در دوره های زمانی طولانی اجرا می شوند به منابع بیشتری نیاز دارند تا عملکرد را بهبود بخشند.

• ممکن است دماهای پایین تری مورد نیاز باشد که به حجم زیادی عایق نیاز دارد.
• در سیستم های خنک کننده چند مرحله ای، ممکن است به چندین کمپرسور و اواپراتور نیاز باشد.

در نتیجه با سیستم های تبرید صنعتی از واحدها و تجهیزات دیگر استفاده می شود. اینها ممکن است شامل موارد زیر باشد:

گیرنده های مایع: اینها واحدهایی هستند که در نزدیکی کندانسورهایی قرار دارند که شارژ مبرد را دریافت و ذخیره می کنند.

تله مکش: تله مکش از ورود مبرد مایع به کمپرسور جلوگیری می کند. معمولاً در نزدیکی اواپراتور و کمپرسور قرار دارد.

گیرنده های کم فشار: گیرنده فشار کم به جداسازی مایع از بخار کمک می کند، که در درجه اول در سیستم های تغذیه بیش از حد مایع استفاده می شود.

اکنون که اصول سیستم تبرید صنعتی درک تعریف شد، کاربردهایی را که در آن چیلرها استفاده می شود در نظر بگیرید.

استفاده از چیلرها در کاربردهای صنعتی

تبرید صنعتی در بسیاری از صنایع از صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی و پلاستیک گرفته تا ساخت و ساز استفاده می شود.

در این صنایع، چیلرهای آب خنک نقش مهمی در فرآیندهایی دارند که نیاز به خنک کردن مقدار زیادی آب دارند. از واحدهای کوچک یک تنی گرفته تا سایزهای بزرگ هزار تنی، چیلرهای آب خنک دارای ابعاد گسترده ای هستند. در حالی که چیلرهای آب خنک کارآمد هستند و عمر طولانی دارند، معمولاً به دلیل تعمیر و نگهداری مورد نیاز گران تر هستند.

فرآوری مواد غذایی بازار بزرگی برای فرآیندهای تبرید صنعتی است. از کارخانه های لبنی و آبجوسازی گرفته تا نانوایی ها، خنک سازی در این کاربردها ضروری است. به عنوان مثال، صنعت لبنیات و یکی از محصولات محبوب آن را در نظر بگیرید: پنیر.

پنیر در پنج مرحله فرآوری می شود. آنها عبارتند از:

• تهیه و فرآوری شیر (مصرف)
• فرآیند پاستوریزاسیون
• فرآیند خنک‌سازی آب (آب‌شکن)
• رسیدن
• ذخیره سازی محصول

پنیر به فرایند خنک سازی آب نیاز دارد. نه تنها خود پنیر را درست می کند، بلکه عمر تجهیزات مورد استفاده را نیز افزایش می دهد. آب سرد همچنین برای مهار رشد باکتری ها و کاهش هزینه های انرژی به طور کلی حیاتی است. برای فرآوری پنیر در مرحله پخت، یخچال نیاز است، جایی که ممکن است برای مدتی بین 50 تا 68 درجه فارنهایت (10 تا 20 درجه سانتیگراد) نگهداری شود.

یکی دیگر از کاربردهای اصلی تبرید در کارخانه‌های تولیدی رخ می‌دهد، جایی که فرآیندهای خنک‌سازی برای آزمایش‌های محیطی شرایط شدید مورد نیاز است. به عنوان مثال می توان به آزمایش دماهای بالا و پایین، یا میزان رطوبت بالا و پایین اشاره کرد. همچنین ممکن است در طول فرمولاسیون برخی مواد مانند پلاستیک و فلزات، نیاز به تبرید باشد.

در صنعت ساخت و ساز، فرآیندهای خنک کننده برای سخت شدن بتن مورد نیاز است، جایی که مواد درگیر مانند ماسه، سیمان، شن و آب سرد می شوند. همچنین باید از تبرید برای یخ زدن خاک مرطوب استفاده شود، بنابراین حفاری می تواند با خیال راحت انجام شود.

کسانی که در صنایع شیمیایی و دارویی هستند باید الزامات قانونی خاصی مخصوص سیستم های تبرید را رعایت کنند. بنابراین نیاز مهمی به فرآیندهای تبرید صنعتی دارند. از تراکم گازها تا کنترل رطوبت برای برخی مواد شیمیایی، نیاز به تاسیسات تبرید بزرگ ضروری است.

حال چگونه می دانید چیلر مناسب برای صنعت یا کاربرد خاص شما چیست؟ در ادامه مواردی وجود دارد که باید در نظر بگیرید:

• اهمیت کنترل دقیق دما به عنوان بخشی از فرآیند تولید چیست؟
• آیا نوسان زیادی در بار حرارتی مورد نیاز وجود دارد؟
• آیا منبع خنک کننده از محیط های ناهموار جدا است؟

هنگامی که درک اولیه ای از تبرید صنعتی و نحوه عملکرد فرآیند خنک سازی داشته باشید، به راحتی می توانید ببینید که چگونه کاربرد آن برای عملکرد روان برخی از مهم ترین صنایع جهان ضروری است.