راهنمای انتخاب دستگاه ها، طراحی و ساخت سردخانه‌ها
امروزه از تبرید در سطح وسیعی جهت تهیه و نگهداری مواد غدایی و انواع میوه‌جات استفاده می‌شود و برای این منظور ایجاد سردخانه‌های مختلف در شهرها و مجتمع‌های مسکونی بزرگ اجتناب ناپذیر گردیده و ابعاد کوچک نیز در فروشگاه‌ها و حتی منازل از انواع فریزرها و یخچال‌ها استفاده می‌گردد.از آنجاییکه یکی از وظایف متخصصین تبرید بخصوص مهندسین بوران طرح و محاسبه و انتخاب دستگاههای سردکننده از جمله سردخانه‌ها بوده و حتی آشنایی با نحوه ساخت و برآورد آنها نیز برای مهندسین تاسیسات ضروری می‌باشد.
در این مقاله سعی شده علاوه بر آشنایی با روش محاسبه دستگاههای سردکننده مثل کمپرسور و کندانسور و اواپراتور شما دوستان را با طرح انواع سردخانه‌ها و انتخاب صحیح دستگاهها مورد نیاز آشنا کرد.
نکته‌ای که لازم به ذکر می‌باشد این است که در این مقاله به محاسبات سردخانه‌ها با فرض مسئله و معلوم نبودن ابعاد یک سردخانه و مقدار و نوع محصول ورودی و مدت نگهداری آن ، حتی با تعیین درجات حرارت داخل و خارج و رطوبت نسبی مجموع بارهای سرمایی را محاسبه نموده و قدرت و ظرفیت دستکاهها ( کمپرسور ، کندانسور ، اواپراتور ) را تعیین می‌کردیم در صورتی که در عمل قضیه برعکس می‌باشد یعنی یک مهندس طراح با اطلاع از نوع محصولات سردخانه و تعداد ساکنین شهرکی که سردخانه برای آنها ساخته می‌شود اقدام به طرح و محاسبه می نمایید.
به این ترتیب که اول مصرف سرانه محصولاتی را که قرار است در سردخانه نگهداری شوند بوسیله آمار موسسات مسوئل و حتی آمارگیری از خانواده‌ها تعیین نموده و با اطلاعات از روش و مدت نگهداری آنها حجم محصولات را تعیین و با توجه ضرایب حجم که برای محصولات مختلف متفاوت است حجم هر یک از اتاق‌های سردخانه و در نتیجه ابعاد آنها را بدست آورده و پس از تعیین انواع عایق‌ها و نوع مصالح ساختمانی و سایر سطوح اقدام به محاسبه بار سرمائی نموده و بالاخره ظرفیت دستگاههای مورد نیاز و قطر لوله‌ها و سایر مجهولات را مشخص می‌نماییم.
لازم به ذکر است که در بعضی مواقع بدون توجه به روش فوق سردخانه‌ها به عنوان محل نگهداری انواع گوشت و یا میوه جات مختلف با تناژ معین ساخته می‌شوند.
انتخاب دستگاههای سردکننده
· انتخاب اواپراتورها
اواپراتورها ار عامل جذب حرارت در سردکنندها بوده و بمنظور سردکردن هوا در داخل سردخانه‌ها نصب می‌گردند، در اینجا بعنوان اولین عضو مورد بحث قرار می‌گیرد.
نکاتی که می‌بایست قبل از محاسبه اواپراتورها در نظر گرفت عبارتنداز:
- اواپراتور با همکاری سایر اعضا تشکیل دهنده سردخانه‌ها ، زمانیکه دستگاه کار می‌کند حرارت محیط خود را جذب و ایجاد سرما می‌نماید. به عبارت دیگر گرمای محصولات و هوای داخل سردخانه که آنرا Cooling load می‌نامند بوسیله اواپراتور جذب و به خارج دفع می‌کند.
- با توجه به این که اواپراتور در ۲۴ ساعت معمولا بین ۱۴ الی ۲۰ ساعت کار می‌کند می‌بایستی ظرفیت آن به حدی باشد که بار سرمائی ۲۴ ساعت را تامین نماید.
- ظرفیت اواپراتورها به عوامل زیر بستگی دارد:
درجه حرارت سردخانه – درجه حرارت مبرد – حجم داخلی سردخانه
- در صورتی که درجه حرارت نهایی سردخانه کمتر از f°۳۰باشد برفک زدن لوله‌های اواپراتور اجتناب ناپذیر بوده و باید با ایجاد یک سیستم برفک زدایی Defrosting مشکل برفک را حل کرد.
- ظرفیت اواپراتورهای ساخته شده معمولا از کاتالوگ مشخصات کارخانه‌سازنده بدست می‌آید و عوامل زیر روی ظرفیت اثر مستقیم دارند:
- طریقه جریان هوا روی اواپراتور
- شرایط برفک زدن اواپراتور و روش دیفراست آن
- رطوبت هوا
- با توجه باینکه نوع و شکل پره‌ها ، فاصله پره‌ها نسبت به هم و مسائل دیگر از عواملی است که دستیابی به جواب صحیح را مشکل می‌نمایند ولی از آنجایی که کارخانجات‌سازنده با آزمایش و تحقیقات آزمایشگاهی خود ظرفیت اواپراتورهای ساخته شده را با شرایط مختلف تعیین می‌کنند میتوان در انتخاب اواپراتور از کاتالوگها استفاده کرد البته باید توجه داشت که با تغییرشرایط اواپراتور ظرفیت آن نیز تغیر خواهد کرد.
- بمنظور انتخاب اواپراتور مناسب از کاتالوگ کارخانه‌سازنده کافیست که بارسرمایشی محاسبه شده اطاق باضافه اختلاف درجه حرارت مبرد و هوای اطلاق را داشته باشیم که در نتیجه مدل و سایر مشخصات اواپراتور از قبیل مقدار هوادهی – سرعت هوا – قدرت الکترومتور فن و دور موتور و … از کاتالوگ بدست می‌آید.
- از جدول مشخصات هوا در تعیین شرایط هوای عبوری در تهویه مطبوع بسادگی میتوان استفاده کرد.
- جدول زیر اختلاف بین درجه حرارت هوای داخل سردخانه را با میانگین درجه حرارت ماده مبرد نسبت به رطوبت‌نسبی مورد نظر در سردخانه را تعیین می‌کند.
| اختلاف درجه به حرارت (°c) | رطوبت نسبی به درصد |
| ۶٫۶–
۷٫۷– ۸٫۸– ۱۰– |
۷۰ تا ۷۵
۷۶ تا ۸۰ ۸۱ تا ۸۵ ۸۶ تا ۹۰ |
· محاسبه و انتخاب کندانسورها و واحد تقطیر
- کندانسور که عامل دفع حرارت جذب شده در سیستم‌های تبرید می‌باشد، حرارت را بوسیله‌ی هوا یا آب از سیستم خارج می‌نماید و بر حسب اینکه سیال خنک کننده هوا یا آب باشد بنام کندانسور‌هوایی یا آبی نامیده می‌شود.
- مقدار حرارت دفع شده در کندانسور با اختلاف آنتالپی‌های مبرد ورودی و خروجی و مقدار مبرد جریانی نسبت مستقیم دارد که میتوان به صورت فرمول زیر آنرا بیان کرد.
H = W ( h2-h1 )
که در آن :
H = مقدار حرارت دفع شده از کندانسور بوسیله آب یا هوا BTU \hr
w= مقدار مبرد جریانی در کندانسور lb\hr
h 2= آنتالپی مبرد ورودی به کندانسور BTU \hr
h 1= آنتالپی مبرد خروجی از کندانسور BTU \hr
- مقدار دبی سیال خنک‌کننده که هوا با آب باشد از رابطه زیر بدست می‌آید.
W w = H \ C(t o – t i)
که در آن :
W w = دبی سیال خنک‌کننده بر حسب lb\hr
H= مقدار حرارت دفع شده در کندانسور برحسب BTU \hr
t o= درجه حرارت سیال خروجی خنک‌کننده از کندانسور به °f
t i= درجه حرارت سیال ورودی خنک‌کننده از کندانسور به °f
C= گرمای ویژه سیال خنک‌کننده BTU \hr .°f
- از لحاظ انتخاب کندانسور همان طوری که قبلا نیز گفته شده است معمولا کندانسورها همراه با کمپرسورهای معادل خودشان یکجا و به نام واحد تقطیر به بازار عرضه می‌شوند ، یعنی کمپرسور و کندانسور روی یک شاسی سوار شده و کلیه اتصالات بین آنها نیز از طرف کارخانه سازنده انجام می‌گردد.
پس در انتخاب آنها که بر اساس ظرفیت محاسبه شده صورت خواهد گرفت دو عامل زیر را باید در نظر گرفت.
- فشار مکش
- درجه حرارت متوسط تقطیر
