سردخانه چیست؟
صنعت سردخانه یا به طور کلی صنعت برودتی در هر کشوری یکی از مهم ترین صنایع به شمار می رود. به دلیل نیاز همیشگی انسان به سرما جهت خنک کردن محیط اطراف، نگهداری مواد غذایی و دارویی، خنک سازی دستگاه های بزرگ کارخانجات و …. اهمیت صنعت برودتی مشخص می شود. سردخانه ها به طور کلی از لحاظ مبرد به کار رفته، به نوع فریونی و آمونیاکی تقسیم می شود. در این مقاله قصد داریم به طور کامل درباره سردخانه و تاریخچه آن، سیستم کارکرد سردخانه، انواع سردخانه و تجهیزات مورد نیاز در ساخت سردخانه، اشاره نماییم.
تعریف سردخانه
در تعریفی ساده می توانیم سردخانه را مکانی بسته در نظر بگیریم که دمای پایین تری نسبت به هوای معمولی اطراف دارد تا محصولات داخل آن با حفظ کیفیت شان نگهداری شوند. پایین آمدن دما در این اتاقک بسته از طریق سیستمی به نام سیستم برودتی ( سیکل تبرید ) و با استفاده از تجهیزاتی صورت می گیرد. جهت تعریف دقیق تر و علمی تر سردخانه، در ادامه به تاریخچه آن و سپس به سیستم کارکرد آن می پردازیم. با ما همراه باشید.
تاریخچه سردخانه در ایران و جهان
صنعت سردخانه مانند دیگر صنایع، پله پله پیشرفت کرده تا به صنعت و تکنولوژی امروزی رسیده است. صنعت سردخانه تاریخچه دور و دراز دارد. در زمان های قدیم انسان ها برای نگهداری مواد غذایی خود از روش هایی مانند خشک کردن، ترشی انداختن، دودی کردن و … استفاده می کردند. همچنین مردم در آن زمان مواد غذایی را به صورت کاملا تازه بدون نگهداری استفاده می کردند. در آن زمان چینی ها دریافتند می توانند برای نگهداری طولانی مدت و با کیفیت محصولات غذایی از سرما استفاده کنند. در گذشته هر جامعه ای بنا بر اقلیم خود، به گونه ای از سرما برای نگهداری مواد غذایی استفاده میکرده است. مثلا در کشور خودمان، ساختمان هایی با معماری خاص ساخته می شدند که به آن یخچال یا یخدان می گفتند. این ساختمان ها از 3 بخش تشکیل شده بودند : 1. دیوارهای بلند 2. حوضچه جهت پر شدن از آب برای یخ زدن 3. مخزن های گنبدی شکل جهت نرسیدن نور خورشید به حوضچه های پر از یخ
دیوار های بلند جهت سایه انداختن بر روی حوضچه یخ کاربرد داشتند. در زمستان ها مردمان ایرانی حوضچه یخدان ها را از مقدار معینی آب پر می کردند تا یخ بزند. سپس دوباره با همان مقدار آب، یخدان ها پر می کردند تا دوباره آب اضافه شده یخ بزند. این عمل را تا وقتی که حوضچه کامل پر می شد ادامه می دادند. در تابستان از این یخ های ذخیره شده زمستان جهت خنک کردن استفاده می کردند. رفته رفته با پیشرفت تکنولوژی، اختراع برق و تولید یخچال ها، صنعت سردخانه پیدایش و رونق یافت، به طوری که امروزه یکی از بزرگ ترین و پر اهمیت ترین صنایع به شمار می رود. در ادامه این مقاله قصد داریم به سیستم کارکرد سردخانه بپردازیم.
سیستم کارکرد سردخانه
به طور کلی هر ماشین سرمایشی بر اساس چرخه برودت یا همان سیکل تبرید کار می کند. سیستم کارکرد سردخانه نیز از همین چرخه برودت یا همان سیستم برودتی، پیروی می کند. 4 عضو اصلی در این سیستم شامل کمپرسور، کندانسور، اکسپنشن و اواپراتور می شود. کمپرسور مرکز و قلب سیستم برودتی به شمار می رود و با هدف فشرده سازی مبرد و افزایش فشار آن جهت فرستادن به کندانسور، در سیستم نصب می شود.
کندانسور دستگاه دیگری در سیستم برودت است که نام دیگر آن چگالنده و نوعی مبدل حرارتی است. جایگاه این دستگاه در سیستم برودتی، پس از کمپرسور و قبل از اکسپنشن است. مبرد در این دستگاه، تغییر فاز داده از حالت گازی به حالت مایع تبدیل شده و آماده ی ورود به اکسپنشن می شود. به طور کلی مبرد داغ و گازی شکل خروجی از کمپرسور، در کندانسور به وسیله ی عواملی، خنگ شده و مایع می شود.
جزء سوم و اصلی هر سیستم برودتی، اکسپنشن یا شیر انبساط است. اکسپنشن در سیستم برودتی، پس از کندانسور و قبل از اواپراتور قرار دارد. مبرد خروجی از کندانسور که دمای آن تا حدودی پایین آمده است، وارد اکسپنشن شده و به سوی اواپراتور اسپری می شود.
آخرین دستگاه به کار رفته در سیستم برودتی، اواپراتور است. این دستگاه قبل از کمپرسور قرار دارد. اواپراتور نیز مانند کندانسور نوعی مبدل حرارتی است. مبردی که از اکسپنشن به سمت اواپراتور اسپری می شود، وارد لوله و کویل های اواپراتور شده و با گرفتن گرما از محیط، به نقطه جوش رسیده و بخار می شود. به عبارتی دیگر، در اواپراتور، مبرد با گرفتن دما از سیال اطراف ( آب یا هوا ) تغییر فاز داده و از حالت مایع به حالت گاز تبدیل می شود.
مبرد به وسیله لوله و اتصالات بین این 4 جزء مهم در چرخش بوده و عملیات تولید سرما اتفاق می افتد. به طور کلی در طی چهار مرحله اصلی سیستم برودتی، سرما تولید می شود:
- مبرد گازی و پر فشار از کمپرسور وارد کندانسور شده و تغییر فاز داده و مایع می شود.
- سپس مبرد مایع وارد اکسپنشن شده، فشارش تا حدی کاهش یافته و به سوی اواپراتور اسپری می شود.
- مبرد اسپری شده (مایع) و کم فشار در اواپراتور تغییر فاز داده می دهد، یعنی از حالت مایع به حالت گاز تبدیل می شود.
- سپس مبرد گازی از اواپراتور وارد کمپرسور شده و دچار افزایش فشار می شود.
علاوه بر این 4 جز اصلی کمپرسور، کندانسور، اکسپنشن و اواپراتور، قطعات، تجهیزات و لوازم دیگری هم در سیستم برودتی به کار رفته است تا این سیستم یا همان سیستم سردخانه، به درستی و بی نقص کار کرده و سرما تولید کنند.