اتاق‌های سردخانه های دو مرحله ای فضاهایی هستند که به لطف یک سیستم تبرید که شرایط آب و هوایی خاصی را ایجاد می‌کند، برای فرآیند حفاظت یا تولید محصولات مختلف مطلوب است. آن‌ها یک عنصر اساسی در بسیاری از بخش‌ها هستند. از بخش مواد غذایی و HORECA برای نگهداری صحیح مواد غذایی، تا بخش صنعتی برای فرآیندهای تولید که در آن تبرید در آن نقش دارد. به عنوان مثال، در یک تونل تست وسیله نقلیه، که در آن یک اتاق سرد شرایط آب و هوایی خاصی را شبیه سازی می‌کند، یا در فرآیند تولید داروهایی مانند انسولین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سردخانه چیست؟
اتاق سرد محیطی با دمای کنترل شده است که از طریق سرد کردن قادر است شرایطی را برای نگهداری، آزمایش و نگهداری مواد غذایی، تجهیزات و لوازم پزشکی ایجاد کند. انواع اتاق‌های سرد بر اساس محدوده دما و اندازه آن‌ها طبقه بندی می‌شوند که از یک واحد ساده تا اتاق‌های سرد به اندازه یک انبار متفاوت است.
فرآیند خنک‌سازی برای یک اتاق سرد شبیه به هر شکلی از واحد تبرید است؛ زیرا از کمپرسور سردخانه، کندانسور سردخانه، فن‌ها، دریچه‌های انبساط و اواپراتور سردخانه برای ایجاد دماهای پایین و حفظ آن‌ها استفاده می‌کنند. بسته به نوع اتاق سرد، دما می‌تواند بین -40 درجه سانتیگراد و -2 درجه سانتیگراد (40- درجه فارنهایت و 28.4 درجه فارنهایت) مطابق با آنچه که ذخیره می‌شود و استفاده از اتاق سرد متفاوت باشد.
مزیت اصلی اتاق‌های سردخانه توانایی آن‌ها در کنترل دقیق دما برای عملیات تجاری و تولیدی است که نیاز به نگهداری مواد فاسد شدنی برای مدت طولانی دارند. اتاق‌های سرد ابزار مناسبی برای نگهداری محصولات غذایی و مواد شیمیایی هستند.
اتاق های سرد با توجه به محدوده دمایی آن ها
بسته به محدوده دمایی که در آن اتاق‌های سرد کار می کنند، چهار نوع سردخانه وجود دارد:
- سردخانه های ذخیره سازی یا سردخانه های با دمای مثبت
برای نگهداری محصولات بین 0 تا 10 درجه سانتیگراد طراحی شده‌اند. آن‌ها عمدتاً برای نگهداری مواد غذایی تازه، نوشیدنی‌ها یا داروها استفاده می‌شوند.
- سردخانه‌های منجمد یا اتاق‌های سرد با دمای منفی
برای نگهداری محصولات منجمد بین 0 تا 28- درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. معمولاً عایق بهتری دارند و بازشوهای روزانه کمتری دارند. مواد غذایی منجمد، واکسن‌ها یا مواد آلی در این دماها نگهداری می‌شوند.
- تونل انجماد عمیق
در این نوع سردخانه‌های انجمادی که به 30- تا 40- درجه سانتیگراد می رسد. در حالی که محصول در داخل محفظه حرکت می‌کند، محصول را به صورت جداگانه با استفاده از سیستم‌های جابجایی خودکار و جریان‌های سرد منجمد می‌کند. آن‌ها عمدتاً در صنایع غذایی برای انجماد سینی‌های گوشت یا شیرینی استفاده می‌شوند.
- چیلرهای انفجاری دما
در این نوع سردخانه، هدف کاهش سریع دمای محصول برای کاهش خطر آلودگی و حفظ مدت طولانی‌تری بدون از دست دادن خواص آن است. این نوع سردخانه معمولا در تهیه غذا در آشپزخانه‌های صنعتی کاربرد دارد.
منظور از سردخانه دو مرحله ای چیست؟
اتاق‌های سرد را می‌توان بر اساس عملکرد آن‌ها یا اندازه ساخت و ساز طبقه بندی کرد.
یکی از این مدل‌ها سردخانه های دو مرحله ای است. ساخت سردخانه دارای شرایط و مراحل به خصوصی که باید به آن توجه داشته باشید.
سردخانه های دو مرحله ای در دست سردخانه‌های زیر صفری قرار می‌گیرد. از این نوع سردخانه برای محصولات گوشی یا مواد غذایی که نیاز به دمای بسیار پایین دارند استفاده می‌شود.
همچنین در برخی از مصارف صنعتی نیز ممکن است نیاز به دماهای خیلی پایین وجود داشته باشد و در نتیجه از این سردخانه‌ها کمک گرفته شود. دمای عملکردی سردخانه‌های دو مرحله‌ای می‌تواند تا منفی شصت درجه سانتیگراد نیز کاهش پیدا کند.
از دیگر کاربردهای سردخانه های دو مرحله ای می‌توان به این مورد اشاره کرد که در برخی از موارد ممکن است در یک سردخانه هم به دمای بالا و هم به دمای پایین نیاز داشته باشید. برای مثال زمانی که شما برای نگهداری گوشت و سبزیجات نیاز به سردخانه داشته باشید باید از سردخانه های دو مرحله ای کمک بگیرید. بدین صورت که یک سوله سردخانه به دمای بالا و یک سوله به دمای پایین نیاز دارد.
نحوه طراحی سیکل های تبرید تراکمی برای سردخانه های دو مرحله‌ای
نسبت به مراحل ساخت سردخانه های دو مرحله ای آشنایی نسبی پیدا کردید. در سیکل‌های تبرید تراکمی عمل خنک سازی محیط به کمک یک سیال مبرد انجام می‌گیرد. سیال مبرد در مرحلۀ اول وارد کمپرسور شده، فشار و دمای آن بالا می‌رود. سپس جهت کاهش دمای سیال مبرد از یک کندانسور استفاده می‌شود. در این بخش از سیستم، فشار سیال مبرد ثابت باقی مانده و با عبور سیال از خط لولۀ مارپیچی کندانسور دمای آن کاهش پیدا می‌کند.
سپس در سیکل‌های تبرید تراکمی عبور سیال از یک شیر انبساطی ترموستاتیکی یا همان فشار شکن شروع می‌شود. به این شکل فشار سیال به یکباره افت پیدا کرده، دمای تبخیر آن نیز کاهش می‌یابد. در نتیجه سیال مبرد به ترکیبی از مایع و گاز تبدیل می‌شود. در مرحلۀ پایانی سیکل، سیال مبرد وارد بخش اواپراتور می‌گردد. در این مرحله اواپراتور سردخانه همه گرمای محفظه یخچال سردخانه را دریافت می‌کند تا به صورت کامل به حالت گاز تغییر شکل دهد.
روند گفته شده برای سیکل‌های تبرید تراکمی است اما آیا در طراحی سردخانه های دو مرحله ای نیز از این فرآیند پیروی می‌شود؟
می‌توان گفت که در سردخانه های دو مرحله عمل فشرده سازی در دو مرحله صورت می‌گیرد. معمولا در سردخانه‌هایی که نیاز به دمای پایین‌تری داشته باشند از کمپرسورهای اسکرو استفاده می‌شود؛ زیرا با فشار بیشتری هوای گرم را دریافت می‌کند.
ضمن اینکه مصرف انرژی نیز در این گونه طراحی‌ها به شکل چشمگیری افزایش خواهد یافت. نکته‌ای که برای طراحی سردخانه‌های صنعتی به هیچ عنوان مطلوب نیست. به همین جهت یک کمپرسور دو مرحله‌ای( اسکرو یا سیلندری پیستونی) را جایگزین کمپرسورهای تک مرحله‌ای می‌کنند. به این شکل فشار سیال در دو مرحله افزایش می‌یابد و در بین این دو مرحله سعی می‌شود تا به کمک یک اینترکولر یا تزریق مجدد سیال مبرد دمای آن پایین آورده شود.
به صورت کلی دو نوع طراحی برای سردخانه های دو مرحله ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دو نوع طراحی عبارت است از:
- طراحی اول مخصوص سردخانه‌های آمونیاکی
- طراحی دوم به سردخانه‌های فریونی
طراحی اول مخصوص سردخانه‌های آمونیاکی
از آمونیاک گازی محلول در آب (“آکوا آمونیاک”) استفاده می‌شود. کارل فون لینده، استاد مهندسی در دانشگاه فناوری مونیخ در آلمان، در سال 1876 یک روش بهبود یافته برای مایع سازی گازها را به ثبت رساند و اولین یخچال آمونیاک فشرده قابل اعتماد و کارآمد را ایجاد کرد.
در چرخه مبرد، گاز آمونیاک از طریق استفاده از کمپرسور تحت فشار قرار می‌گیرد. این باعث می‌شود گاز تحت فشار، گرم شود. گاز به داخل کندانسور حرکت می‌کند که در آن گرما در سیم پیچ‌ها پخش می‌شود. این امر آمونیاک را متراکم می‌کند و آن را به شکل مایع تبدیل می‌کند، اما همچنان در فشار بالا است. آمونیاک مایع بلافاصله می‌جوشد و تبخیر می‌شود (آبی روشن)، دمای آن به 27- درجه فارنهایت کاهش می‌یابد. این باعث سرد شدن داخل یخچال می‌شود. گاز آمونیاک سرد توسط کمپرسور مکیده می‌شود و چرخه تکرار می‌شود.
استفاده از آمونیاک به عنوان مبرد دو عیب کلیدی دارد: این ماده با مس سازگار نیست؛ بنابراین در هیچ سیستمی با لوله‌های مسی قابل استفاده نیست و مورد دوم اینکه آمونیاک در غلظت‌های بالا سمی است.
طراحی دوم به سردخانه‌های فریونی
سیستم‌های تبرید فریون معمولاً به تأسیسات تبرید کوچک تا متوسط پاسخ می‌دهند. این سیستم‌ها شامل تجهیزات ضروری مانند کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، مخزن گیرنده، تابلو برق، شیرها و دستگاه‌های کنترلی می‌باشد. این اجزا به طور منسجم برای تنظیم دما کار می‌کنند و از حفظ تازگی و کیفیت برای کالاهای حساس به دما اطمینان حاصل می‌کنند. در طراحی سردخانه‌های فریونی برای خنک سازی سیال مبرد دیگر از مخزن مایع یا اینترکولر استفاده نمی‌شود؛ بلکه از پاشش سیال مبرد اضافه کمک گرفته می‌شود. مراحلی که سیال مبرد طی می‌کند به شرح زیر است:
- سیال مبرد در ابتدا وارد سیلندر یا کمپرسور اول شده فشار و دمای آن تا حد معینی بالا می‌رود.
- سیال مبرد خروجی از کمپرسور فشار پایین به کمک سیستم پاشش سیال مبرد اضافی خنک می‌شود.
- پس از آن نوبت به ارسال سیال مبرد به کمپرسور فشار بالا می‌رسد. در این مرحله فشار سیال تا حد مشخص شده افزایش می‌یابد.
- دیگر مراحل سیکل دو مرحله‌ای درست مانند سیکل‌های تک مرحله‌ای است. سیال مبرد وارد کندانسور شده، سپس از یک شیرآلات و کنترل آلات فشار شکن عبور می‌کند و در نهایت نیز به اواپراتور می‌رسد.
آشنایی با کمپرسورهای دو مرحله ای
ساخت سردخانه صنعتی یا حتی سردخانه های دو مرحله ای نیاز به کمپرسور دارند. کمپرسور هوای دو مرحله‌ای یک کمپرسور هوای سنگین است که از دو سیلندر استفاده می‌کند. کمپرسور هوا وسیله‌ای است که میزان هوای یک فضای محدود را افزایش می‌دهد. هوای محدود باعث ایجاد فشار و تولید برق برای مصارف صنعتی، تجاری و شخصی می‌شود. کمپرسور هوای دو مرحله‌ای دارای دو پیستون می‌باشد. یکی هوا را از یک سیلندر به سیلندر دوم پمپ می‌کند و این باعث افزایش فشار هوا برای تولید مقدار نیروی لازم برای تجهیزات می‌شود.
کمپرسورهای دو مرحله‌ای طراحی شده می‌توانند از گازهای مبردی مانند R404A، R134A، R22، NH3 و … استفاده کنند. این سردخانه‌ها در صورتی که از گاز مبرد R404 استفاده کنند، می‌توانند سرمایشی تا منفی 60 درجۀ سانتیگراد نیز ایجاد کنند. کمپرسورهای دو مرحله‌ای به دلیل اینکه قطعات بیشتری دارند هزینه بیشتری دارند. با این حال، قطعات کمپرسور دو مرحله‌ای کوچک‌تر هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند. حتی اگر یک نوع دو مرحله‌ای ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد، می‌تواند در هزینه‌های تعمیر و نگهداری در طول زمان صرفه جویی کند.
چگونه هنگام انتخاب واحد تبرید اشتباه نکنیم؟
INTARCON دارای سیستم Calcooling است، نرم افزاری که برای محاسبه نیازهای برودتی یک اتاق سرد و انتخاب تجهیزات برودتی توسعه یافته است که با معرفی پارامترهای خاصی با توجه به نوع اتاق سرد (مژولار، کابینت یخچال، کابینت نمایش، محل ساختمان و…) نوع عایق و اندازه، ماشین حساب تبرید تجهیزات مناسب را نشان می‌دهد.
ماشین حساب تبرید علاوه بر نشان دادن نوع اتاق سرد، پارامترهای استاندارد نگهداری برای انواع محصولات (گوشت، سبزیجات، غلات، لبنیات، میوه‌ها، محصولات دارویی، نان، غذاهای دریایی…) را می‌شناسد و به شما امکان می‌دهد تعداد باز شدن درها، تجدید هوای روزانه، رطوبت خارجی یا حتی بار محصول را در اتاق سرد وارد کنید. با تمام این داده‌ها، ابزار نیازهای تبرید آن محفظه را به ما می‌دهد، به عبارت دیگر، قدرت تبرید مورد نیاز شما برای حفظ بهینه محصول را به شما نشان می‌دهد.
با این الزامات فنی و با در نظر گرفتن ضوابط نصب تجهیزات برودتی می‌توانیم تجهیزات ایده آل را برای سردخانه انتخاب کنیم.
نتیجه گیری
اتاق سردخانه به عنوان یک راه حل اساسی برای بسیاری از مشاغل است. ساخت یک اتاق سرد کارآمد و درجه یک نیاز به تخصص و تجهیزات برتر دارد. سردخانه سازان از توان متخصصان باتجربه و دانش فنی پیشرفته خود برای طراحی، تامین و اجرای انواع سردخانه‌های تجاری و صنعتی، چه بر پایه فریون یا آمونیاک و با ظرفیت‌های متفاوت استفاده می‌کند.
سابقه ما در ساخت اتاق‌های سرد در سراسر منطقه برای محصولات کشاورزی، کالاهای آبزی پروری، اقلام پروتئینی، محصولات لبنی، داروها، ذخیره سازی یخ و موارد دیگر، گویای توانایی و تعهد ماست. به ما اعتماد کنید تا راه حل‌های با کیفیت متناسب با نیازهای شما ارائه دهیم و از ذخیره سازی بهینه برای محصولات متنوع شما اطمینان حاصل کنیم. شما به صورت عینی می‌توانید مراحل ساخت سردخانه را از نزدیک مشاهده کنید تا با اطمینان کامل ما را انتخاب کنید. بسته به نیازی که دارید، سردخانه سازان برای شما بهترین سوله‌های سردخانه را احداث و ایجاد می‌کنند.
سوالات متداول
1- طراحی سردخانه های دو مرحله ای شامل چند نوع است؟
- طراحی اول مخصوص سردخانه‌های آمونیاکی
- طراحی دوم به سردخانه‌های فریونی
2- سردخانه چیست؟
اتاق سرد محیطی با دمای کنترل شده است که از طریق سرد کردن قادر است شرایطی را برای نگهداری، آزمایش و نگهداری مواد غذایی، تجهیزات و لوازم پزشکی ایجاد کند.
3- سردخانه دو مرحله ای چه تفاوتی با دیگر سردخانه ها دارد؟
می‌توان گفت که در سردخانه های دو مرحله عمل فشرده سازی در دو مرحله صورت می‌گیرد. معمولا در سردخانه‌هایی که نیاز به دمای پایین‌تری داشته باشند از کمپرسورهای اسکرو استفاده می‌شود؛ زیرا با فشار بیشتری هوای گرم را دریافت می‌کند.
