ساخت سردخانه فریونی و سردخانه آمونیاکی

ساخت سردخانه فریونی یا ساخت سردخانه آمونیاکی؟

سوال اصلی در پروژه های ساخت سردخانه همواره انتخاب بین ساخت سردخانه فریونی و ساخت سردخانه آمونیاکی بوده است. سردخانه‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌های صنعت نگهداری و ذخیره‌سازی مواد غذایی و صنعتی، نقشی حیاتی در زنجیره تأمین محصولات دارند. انتخاب نوع سردخانه و مبرد مورد استفاده در آن، تأثیر زیادی بر عملکرد، هزینه‌ها و همچنین اثرات زیست‌محیطی این تجهیزات دارد. دو نوع اصلی سردخانه‌ها که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، سردخانه فریونی و سردخانه آمونیاکی هستند. هر کدام از این سردخانه‌ها دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خود هستند و انتخاب بین آنها به نیازهای پروژه، شرایط محیطی و بودجه‌ی در دسترس بستگی دارد.

نکته کلیدی اینجاست که سردخانه های فریونی و آمونیاکی هر دو در ساخت سردخانه های بزرگ استفاده می شوند. اما در ساخت سردخانه های کوچک و مخصوصا سردخانه های کانکسی و کانتینری غالبا از سیستم فریونی استفاده می شود.

اهمیت انتخاب مبرد مناسب

مبردها نقش اصلی در فرایند تبرید سردخانه‌ها ایفا می‌کنند. آنها مسئول انتقال گرما از محیط داخلی سردخانه به بیرون و حفظ دمای مطلوب درون آن هستند. انتخاب مبرد مناسب نه تنها بر عملکرد سردخانه تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند به طور مستقیم بر هزینه‌های اجرایی و نگهداری، امنیت و اثرات زیست‌محیطی سردخانه نیز مؤثر باشد. در این مقاله، ما به بررسی جامع تفاوت‌ها، مزایا و معایب سردخانه‌های فریونی و آمونیاکی پرداخته و راهنمایی‌های لازم برای انتخاب مناسب‌ترین نوع سردخانه را ارائه خواهیم داد.

سردخانه فریونی

تعریف و عملکرد سردخانه فریونی

سردخانه فریونی یکی از انواع سردخانه‌های پرکاربرد در صنایع مختلف است که با استفاده از گازهای مبرد فریونی کار می‌کند. این نوع سردخانه‌ها برای نگهداری و حفظ دمای مطلوب مواد غذایی، دارویی و صنعتی در دماهای پایین طراحی شده‌اند. در سردخانه‌های فریونی، فرآیند تبرید با فشرده‌سازی گاز فریون آغاز می‌شود. گاز فریون در این مرحله به یک مایع تبدیل شده و از طریق کندانسور، حرارت خود را به محیط بیرونی انتقال می‌دهد. سپس این مایع از طریق شیر انبساطی وارد اواپراتور شده و با تبخیر شدن، حرارت محیط داخل سردخانه را جذب کرده و دمای آن را کاهش می‌دهد.

در فرایند خنک سازی،  سیستم های خنک کننده احتیاج به سیال مبرد برای انتقال گرما و حرارت داخل سالن ها به محیط خارج می باشند . به طور کلی انتخاب و تعیین نوع این که  سیال مبرد بسته به عوامل گوناگونی نظیر ابعاد و نوع کاربری سردخانه، شرایط نگهداری و … می‌باشد . از این میان گازهای فریونی و آمونیاک از پر کاربرد ترین این سیال ها می‌باشد، که امروزه در دنیا و  همچنین کشور مورد استفاده قرار می گیرند. تمام گازهای فریونی هیدروکربن های هالوژنی هستند. هالوژن ها شامل مولکولهای کلر و فلوئور هستند.

در سالهای اخیر برای سازگاری هرچه بیشتر با محیط زیست ، تغییراتی در فرمولاسیون آنها اعمال شده است.  این امر موجب تفاوت های در ساختار و خواص مبردهای فریونی شد. گاز های قدیمی دارای  مولکول های کربن و هالوژن بودند و با CFC ها نشان داده می شدند که دارای ترکیبات کلر، فلوئور و کربن بودند که موجب ایجاد  اثر گلخانه ای در کره زمین می شدند و هچنین خواصی نظیر توانایی حل شدن بالا در روغن های معدنی داشتند و دافع رطوبت بودند.

اما با تحقیقات گسترده و اضافه نمودن عنصر هیدروژن و حذف کامل کلر و فلوئور گازهای هیدرو کربن (R134)HC بدست آمد که بر خلاف نمونه های پیشین کاملا سازگار بامحیط زیست بوده و همچنین خواصی نظیر محلول در روغن های معدنی و دافع رطوبت بودن را حفظ کرده اند، اما از سوی دیگر گاز های هیدروکربن دارای قابلیت اشتعال زایی می باشند.

 

تجهیزات و اجزا

سردخانه فریونی شامل اجزا و تجهیزاتی است که هر یک نقش مهمی در فرآیند تبرید ایفا می‌کنند. کمپرسور سردخانه فریونی، یکی از مهم‌ترین اجزای این سیستم است که وظیفه فشرده‌سازی و افزایش فشار گاز مبرد را بر عهده دارد. این کمپرسور با تبدیل گاز به مایع، امکان انتقال حرارت را فراهم می‌کند. کندانسور نیز وظیفه دارد حرارت جذب شده توسط مبرد را به محیط بیرونی منتقل کند. اواپراتور که یکی دیگر از اجزای کلیدی است، در مرحله آخر فرآیند تبرید قرار دارد و با تبخیر مبرد، باعث کاهش دمای محیط داخل سردخانه می‌شود.

انواع مبرد فریونی

برای سردخانه‌های فریونی، انواع مختلفی از گازهای مبرد استفاده می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. فریون 12، یکی از رایج‌ترین مبردهای فریونی است که به دلیل ایمنی بالا و غیر سمی بودن، در بسیاری از سردخانه‌ها استفاده می‌شود. فریون 22، برای سیستم‌های تهویه مطبوع و برخی از سردخانه‌های خاص به کار می‌رود. فریون 113 و فریون 114 نیز برای کاربردهای صنعتی و سیستم‌های تبرید با دماهای پایین‌تر مناسب هستند.

مزایا و کاربردهای سردخانه فریونی

یکی از مهم‌ترین مزایای سردخانه فریونی، ایمنی بالای آن است. گازهای فریونی در مقایسه با آمونیاک، غیر سمی و غیر قابل اشتعال هستند که این ویژگی‌ها، سردخانه‌های فریونی را برای استفاده در محیط‌های کوچک و پروژه‌های جمع و جور مناسب می‌سازد. همچنین این سردخانه‌ها به دلیل قابلیت استفاده در دماهای مختلف و شرایط محیطی متنوع، در بسیاری از صنایع از جمله صنایع غذایی، دارویی و نگهداری محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سردخانه فریونی با توجه به استفاده از گازهای مبرد با درصد سمیت کم، انتخاب مناسبی برای پروژه‌هایی است که ایمنی و سلامت افراد اولویت دارند. این سردخانه‌ها همچنین به دلیل طراحی انعطاف‌پذیر، قابلیت نصب در مکان‌های مختلف و با اندازه‌های گوناگون را دارا می‌باشند. برخلاف سردخانه‌های آمونیاکی که تنها در پروژه‌های بزرگ قابل استفاده هستند، سردخانه‌های فریونی هم در پروژه‌های کوچک و هم در پروژه‌های بزرگ قابل استفاده‌اند.

قیمت و هزینه‌های سردخانه فریونی

قیمت سردخانه فریونی بستگی به عوامل مختلفی دارد که شامل ابعاد سردخانه، نوع تجهیزات مورد استفاده، شرکت سازنده و حتی منطقه جغرافیایی است. این قیمت‌ها می‌توانند بسته به نیازهای پروژه و سطح تخصص مورد نیاز برای نصب و راه‌اندازی، متغیر باشند. به طور کلی، سردخانه‌های فریونی به دلیل ساختار پیچیده‌تر و نیاز به تجهیزات خاص، هزینه‌های بالاتری نسبت به سردخانه‌های سنتی دارند. با این حال، مزایای آنها در دراز مدت و کاهش هزینه‌های نگهداری، این هزینه‌ها را توجیه می‌کند.

هزینه ساخت سردخانه فریونی

هزینه ساخت سردخانه فریونی نیز مانند قیمت آن به عوامل متعددی بستگی دارد. این هزینه شامل هزینه‌های مربوط به خرید تجهیزات، نصب و راه‌اندازی، و همچنین هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری است. در ساخت سردخانه‌های فریونی، استفاده از تجهیزات با کیفیت و مطابق با استانداردهای جهانی از اهمیت بالایی برخوردار است. هزینه‌های نگهداری این سردخانه‌ها نیز با توجه به نوع گاز مبرد و تجهیزات مورد استفاده متفاوت است، اما معمولاً پایین‌تر از هزینه‌های نگهداری سردخانه‌های آمونیاکی است.

مزایا و معایب سردخانه فریونی

اصلی ترین برتری مبردهای فریونی غیر سمی بودن و سازگاری آنها با محیط زیست می‌باشد. این مهم موجب قوانین ایمنی آسان تر در زمان نگهداری و همچنین در زمان ساخت سردخانه های فریونی می شود. البته استفاده از این نوع مبرد معایبی نظیر هزینه بالای خرید و عدم داشتن بو که موجب اطلاع دیر هنگام از نشتی سیال های مبرد سیستم گرماگیری سردخانه می‌شود. به صورت کلی استفاده از مبرد های فریونی در سردخانه های کوچک و متوسط از نظر علم و اقتصادی توصیه می‌شود.

سردخانه‌های فریونی به دلیل مزایایی که دارند، در صنایع مختلف از جمله صنعت سردخانه محبوب هستند. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ایمنی و سلامت: گازهای فریونی به طور کلی غیر سمی و غیر قابل اشتعال هستند. این ویژگی آنها را برای استفاده در محیط‌های صنعتی و تجاری که در آن‌ها ایمنی و سلامت کارکنان اهمیت دارد، مناسب می‌سازد.
• کاربرد گسترده: سردخانه‌های فریونی به دلیل اندازه و مقیاس کوچک‌تر، برای پروژه‌های کوچک و متوسط و حتی بزرگ مناسب هستند. این ویژگی باعث می‌شود تا این سردخانه‌ها در صنایع غذایی، دارویی و کشاورزی به کار روند.
• نگهداری آسان‌تر: سردخانه‌های فریونی معمولاً به تجهیزات کمتری نیاز دارند و به همین دلیل نگهداری آنها نسبت به سردخانه‌های آمونیاکی آسان‌تر است.

اما معایبی نیز برای این سردخانه‌ها وجود دارد که باید مد نظر قرار گیرد:

• هزینه‌های بالاتر مبرد: گازهای فریونی معمولاً هزینه بالاتری دارند، که این موضوع می‌تواند به افزایش هزینه‌های کلی سردخانه منجر شود.
• تأثیرات زیست‌محیطی: برخی از گازهای فریونی مانند CFCs و HCFCs دارای پتانسیل بالایی برای تخریب لایه اوزون هستند و همچنین می‌توانند به گرمایش جهانی کمک کنند. این مسئله می‌تواند چالش‌هایی برای استفاده از این سردخانه‌ها ایجاد کند.

سردخانه آمونیاکی

تعریف و عملکرد سردخانه آمونیاکی

سردخانه آمونیاکی یکی از انواع سردخانه‌های صنعتی است که به طور گسترده در پروژه‌های بزرگ و حجیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. سردخانه آمونیاکی با استفاده از گاز آمونیاک به عنوان مبرد، دمای محیط را کاهش داده و شرایط مناسب برای نگهداری مواد را فراهم می‌سازد. گاز آمونیاک دارای نقطه جوش پایینی است که آن را برای کاربردهای تبریدی بسیار مناسب می‌سازد. در این نوع سردخانه‌ها، گاز آمونیاک ابتدا توسط کمپرسور سردخانه آمونیاکی فشرده می‌شود، سپس وارد کندانسور شده و حرارت خود را به محیط بیرونی منتقل می‌کند. در نهایت، آمونیاک مایع وارد اواپراتور می‌شود و با جذب حرارت از محیط داخلی، دمای آن را کاهش می‌دهد.

تجهیزات و اجزا

سردخانه‌های آمونیاکی برای کارکرد بهینه نیازمند تجهیزاتی هستند که به طور خاص برای کار با گاز آمونیاک طراحی شده‌اند. کمپرسورهای سردخانه آمونیاکی از جمله مهم‌ترین این تجهیزات هستند که برای فشرده‌سازی گاز آمونیاک و ایجاد شرایط لازم برای فرآیند تبرید استفاده می‌شوند. دیگر اجزای این سردخانه شامل کندانسور، اواپراتور و شیرهای انبساطی هستند که هر یک نقشی کلیدی در عملکرد صحیح سردخانه ایفا می‌کنند.

مزایا و کاربردهای سردخانه آمونیاکی

سردخانه‌های آمونیاکی به دلیل راندمان بالا و توانایی خنک‌سازی سریع و مؤثر، در پروژه‌های بزرگ صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از بزرگ‌ترین مزایای این سردخانه‌ها، هزینه‌های پایین‌تر مربوط به انرژی است. آمونیاک به عنوان یک مبرد کارآمد، با استفاده از حجم کمتری می‌تواند همان مقدار خنک‌سازی را نسبت به مبردهای دیگر فراهم کند. این ویژگی، سردخانه‌های آمونیاکی را به انتخابی ایده‌آل برای صنایع بزرگ تبدیل کرده است که نیاز به نگهداری حجم زیادی از مواد دارند.

معایب و چالش‌های سردخانه آمونیاکی

با وجود مزایای قابل توجه، سردخانه‌های آمونیاکی دارای معایبی نیز هستند. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های این سردخانه‌ها، سمی بودن و قابلیت اشتعال گاز آمونیاک است. در صورت نشتی، این گاز می‌تواند به شدت خطرناک باشد و سلامت انسان‌ها و محیط زیست را تهدید کند. علاوه بر این، استفاده از این سردخانه‌ها نیازمند رعایت قوانین ایمنی سخت‌گیرانه‌ای است که می‌تواند هزینه‌های نصب و نگهداری را افزایش دهد.

قیمت و هزینه‌های سردخانه آمونیاکی

قیمت سردخانه آمونیاکی نیز مانند سردخانه فریونی بستگی به عوامل متعددی دارد که شامل ابعاد، تجهیزات مورد استفاده و شرکت سازنده می‌شود. با این حال، به دلیل استفاده از گاز آمونیاک که هزینه کمتری نسبت به گازهای فریونی دارد، هزینه ساخت سردخانه آمونیاکی معمولاً کمتر از سردخانه فریونی است. این سردخانه‌ها به دلیل کارایی بالا و نیاز به حجم کمتر از مبرد، در دراز مدت هزینه‌های کمتری برای نگهداری و بهره‌برداری دارند.

هزینه ساخت سردخانه آمونیاکی

ساخت سردخانه آمونیاکی به تخصص و تجهیزات خاص نیاز دارد که این موضوع می‌تواند هزینه‌های اولیه را افزایش دهد. با این حال، هزینه ساخت سردخانه آمونیاکی معمولاً پایین‌تر از سردخانه‌های فریونی است، به خصوص زمانی که هزینه‌های بلند مدت و بهره‌وری انرژی در نظر گرفته شود. این سردخانه‌ها به دلیل استفاده از آمونیاک که یک مبرد با کارایی بالا و هزینه کم است، در بلند مدت به صرفه‌تر هستند.

مزایا و معایب سردخانه آمونیاکی

سردخانه‌های آمونیاکی به دلیل ویژگی‌های خاص خود در پروژه‌های بزرگ صنعتی بسیار محبوب هستند:

• کارایی بالای مبرد: آمونیاک به عنوان یک مبرد، کارایی بسیار بالایی دارد. این ویژگی باعث می‌شود تا سردخانه‌های آمونیاکی در حفظ دما و کنترل شرایط محیطی بسیار موثر باشند.
• هزینه‌های پایین‌تر: آمونیاک به عنوان یک مبرد ارزان قیمت و فراوان، هزینه‌های عملیاتی سردخانه را به شدت کاهش می‌دهد.
• پایداری در دماهای پایین: سردخانه‌های آمونیاکی می‌توانند در دماهای بسیار پایین به خوبی عمل کنند، که این ویژگی آنها را برای پروژه‌هایی که نیاز به حفظ دمای بسیار پایین دارند، ایده‌آل می‌کند.

با این حال، سردخانه‌های آمونیاکی نیز معایبی دارند:

• خطرات ایمنی: آمونیاک یک گاز سمی و قابل اشتعال است. این ویژگی‌ها نیاز به رعایت دقیق اصول ایمنی و استفاده از تجهیزات حفاظتی مناسب دارد. نشت آمونیاک می‌تواند خطرات جدی برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد کند.
• نیاز به تخصص بالا در نگهداری: سردخانه‌های آمونیاکی نیاز به تخصص و دانش فنی بالا برای نگهداری و تعمیرات دارند، که این موضوع می‌تواند هزینه‌های نگهداری را افزایش دهد.

مقایسه سردخانه فریونی و آمونیاکی

تفاوت‌ها

سردخانه‌های فریونی و آمونیاکی هر دو دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند. سردخانه فریونی به دلیل ایمنی بالاتر و امکان استفاده در اکثر پروژه ها، انتخاب مناسبی برای صنایع غذایی، دارویی و کشاورزی است. از سوی دیگر، سردخانه آمونیاکی به دلیل کارایی بالا و هزینه کمتر مبرد، برای پروژه‌های بزرگ صنعتی مناسب‌تر است. تفاوت اصلی این دو سردخانه در نوع مبرد مورد استفاده و شرایط نصب و نگهداری آنها است.

از سوی دیگر سیستم های آمونیاکی با توجه به قیمت پایین تر آمونیاک(نزدیک به یک هفتم گازR134 ) و هچنین دارا بودن بالاترین اثر تبرید در بین مبردها که موجب افزایش ضریب عملکرد تا 10% می‌گردد . سیستم های آمونیاکی برای سردخانه های بزرگ صرفه اقتصادی بیشتری داشته و همچنین قدرت عملکردی مناسب تر نیز برخوردار می‌باشد. نظر به توضیحات بالا سیستم های خنک سازی آمونیاکی بیشتر برای سردخانه های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند .

شرایط زیست محیطی

سردخانه فریونی به دلیل استفاده از گازهای مبرد فریونی که به طور معمول دارای پتانسیل بالای تخریب لایه اوزون هستند، ممکن است اثرات زیست محیطی منفی داشته باشد. از سوی دیگر، سردخانه آمونیاکی با استفاده از گاز آمونیاک که به طور طبیعی در محیط وجود دارد، اثرات زیست محیطی کمتری دارد. با این حال، سمی بودن و قابلیت اشتعال آمونیاک نیاز به رعایت قوانین و مقررات سخت‌گیرانه‌تری دارد که می‌تواند چالش‌هایی را ایجاد کند. اما ساخت سردخانه های آمونیاکی به دلیل نیازمندی به آب در مناطقی که با بحران آب روبرو هستند توصیه نمی شود.

نحوه عملکرد کمپرسورها

کمپرسورهای فریونی: کمپرسورهای فریونی به عنوان قلب سردخانه‌های فریونی، وظیفه فشرده‌سازی مبرد فریون را بر عهده دارند. این کمپرسورها با فشرده‌سازی مبرد، آن را به حالت مایع در می‌آورند و سپس این مبرد مایع از طریق لوله‌های سردخانه به سایر تجهیزات منتقل می‌شود. کمپرسورهای فریونی به دلیل ساختار ساده‌تر، نگهداری و تعمیرات آسان‌تری دارند.

کمپرسورهای آمونیاکی: کمپرسورهای آمونیاکی نیز وظیفه مشابهی دارند اما به دلیل ماهیت آمونیاک، این کمپرسورها باید با دقت و استانداردهای بالاتری ساخته و نگهداری شوند. این کمپرسورها معمولاً در سردخانه‌های بزرگ و صنعتی استفاده می‌شوند و به دلیل کارایی بالای خود، می‌توانند حجم زیادی از مبرد را فشرده و به تجهیزات دیگر منتقل کنند.

مقایسه هزینه‌ها

هنگام مقایسه قیمت سردخانه فریونی و آمونیاکی، باید توجه داشت که سردخانه‌های آمونیاکی معمولاً هزینه‌های ساخت و نصب بالاتری دارند. اما این سردخانه‌ها به دلیل کارایی بالاتر و هزینه کمتر مبرد، در بلند مدت هزینه‌های کمتری را به همراه دارند. در مقابل، سردخانه‌های فریونی به دلیل استفاده از گازهای مبرد گران‌تر، هزینه‌های عملیاتی بالاتری دارند ولی در مراحل ساخت با هزینه کمتری می توان سردخانه های فریونی را ساخت. این سردخانه‌ها به دلیل ایمنی بالاتر و امکان استفاده در پروژه‌های کوچک‌تر، ممکن است در برخی موارد انتخاب مناسب تری باشند.

نتیجه‌گیری

در پایان، انتخاب بین سردخانه‌های فریونی و آمونیاکی بستگی به نیازهای خاص پروژه، شرایط محیطی و بودجه دارد. سردخانه‌های فریونی به دلیل ایمنی بالا و کاربردهای متنوع در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که سردخانه‌های آمونیاکی به دلیل کارایی و هزینه‌های جاری پایین‌تر، در پروژه‌های بزرگ صنعتی محبوب‌تر هستند. با بررسی دقیق نیازها و شرایط خاص هر پروژه، می‌توان بهترین انتخاب را برای دستیابی به عملکرد بهینه و بهره‌وری بالا انجام داد.