سردخانه آمونیاک

سردخانه آمونیاکی
(Ammonia cold storage)

در این سردخانه ها از آمونیاک به عنوان مبرد در سیستم تبرید استفاده می شود و به منظور راه اندازی سردخانه های بسیار بزرگ در صنعت برودت گزینه مناسبی است، به طور اصولی زمانیکه تقاضا برای ساخت سردخانه ای با حجم، ابعاد و ظزفیت سرمایشی بالا وجود دارد، بهترین گزینه انتخابی استفاده از سیال آمونیاک می باشد.

آمونیاک با فرمول شیمیایی NH3 یک مبرد طبیعی است و هیچگونه تاثیری در تخریب لایه ازن و گرمایش جهانی نخواهد داشت، لذا با در نظر گرفتن راندمان بالای این سیال می توان گفت آمونیاک یکی از مناسب ترین مبردهای دوستدار محیط زیست است، ضمن اینکه مبردی بسیار ارزان قیمت میباشد که در ایران عزیزمان هم به وفور یافت میشود.

چرا سردخانه آمونیاکی؟

. مقرون به صرفه بودن این نوع سیستم برودتی ( امکان استفاده از تعداد کمتری کمپرسور با ظرفیت بیشتر و موتورخانه مرکزی)
. کاهش مصرف برق و هزینه های نگهداری.

. ایمن از جهت مخاطرات محیط زیست ( صفر بودن پارامتر های ( ODP / تخریب لایه ازن ) و ( GWP / گرمایش جهانی ) )
. عمر طولانی تر کمپرسور های به کار رفته در سیستم آمونیاک به دلیل صنعتی بودن آن.

 


 

آمونیاک از دیدگاه فیزیکی
گاز آمونیاک ( NH3 ) یک گاز بی رنگ با بوی تند و زننده است که این قابلیت را به کاربر میدهد تا هنگام نشتی گاز به راحتی قابل تشخیص باشد، چگالی این مبرد تقریبا نصف هواست ( 0.769 کیلوگرم بر متر مکعب ) که منجر به سبکی آن و همچنین سهولت فرایند تبدیل آن به مایع می گردد. نقطه جوش آمونیاک  -33 درجه سانتی گراد است و در این دما تبخیر سریع آن صورت می پذیرد، لذا بهتر است برای نگهداری آمونیاک از مخازن تحت فشار استفاده شود و یا آن را در دمای پایین تر از دمای تبخیر نگهداری کرد.
آمونیاک از دیدگاه شیمیایی

آمونیاک (NH3) یک ترکیب شیمیایی است که از یک اتم نیتروژن و سه اتم هیدروژن تشکیل شده است. این ماده در حالت خالص گازی بی رنگ با بوی تند و تحریک کننده است و در دمای اتاق به صورت گاز وجود دارد. آمونیاک یک باز ضعیف است و در آب نیز حل می‌شود و محلول آن به نام آمونیوم هیدروکسید شناخته می‌شود، آمونیاک یک ماده خورنده است و تماس با آن می‌تواند باعث تحریک پوست، چشم و دستگاه تنفسی گردد.  در صنعت تبرید، آمونیاک به عنوان یک مبرد با ویژگی‌های مکانیکی خاصی شناخته می‌شود. این ویژگی‌ها شامل نقطه جوش پایین، ظرفیت سرمایش بالا، و انتقال حرارت مناسب است که آن را برای استفاده در سیستم‌های تبرید، به ویژه سردخانه‌های صنعتی، مناسب می‌سازد.بهترین گزینه برای انتقال آمونیاک لوله های آهنی میباشد. عملکرد آمونیاک در سیستم برگشت روغن به مراتب بهتر است زیرا از روغن سبک تر است و با آنها حل نمیشود.


 

مراحل سیکل تبرید سردخانه آمونیاکی

مرحله اول کمپرسور (Compressor):در این مرحله، آمونیاک به صورت بخار با فشار و دمای پایین وارد کمپرسور می‌شود. وظیفه کمپرسور این است که این بخار را فشرده کند و فشار آن را به طور چشمگیری افزایش دهد. وقتی فشار بخار آمونیاک افزایش پیدا می‌کند، دمای آن هم بالا می‌رود (بر اساس قوانین ترمودینامیک، افزایش فشار باعث افزایش دما می‌شود). در واقع، کمپرسور انرژی مکانیکی (معمولاً از موتور الکتریکی) دریافت می‌کند و آن را به انرژی فشاری و حرارتی در گاز آمونیاک تبدیل می‌کند.

نتیجه: گاز آمونیاک با فشار و دمای بالا (گازی داغ و فشرده) از کمپرسور خارج می‌شود.

 

مرحله دوم کندانسور (Condenser):

گاز داغ و پر فشار که از کمپرسور خارج شده، وارد کندانسور می‌شود. کندانسور معمولاً یک مبدل حرارتی است که گرمای گاز آمونیاک را به محیط اطراف (هوا یا آب) انتقال می‌دهد. وقتی گرما از گاز گرفته می‌شود، دمای آن کاهش می‌یابد ولی فشار همچنان بالا باقی می‌ماند. این کاهش دما باعث می‌شود گاز آمونیاک به مایع تبدیل شود. این مرحله شبیه به فرآیند خنک کردن بخار آب در بویلرهای بخار است.

نکته مهم: آمونیاک در کندانسور به حالت مایع پر فشار تبدیل می‌شود ولی همچنان دما و فشار بالایی دارد.

مرحله سوم شیر انبساط (Expansion valve):

مایع آمونیاک پر فشار از کندانسور خارج شده و وارد شیر انبساط می‌شود. وظیفه شیر انبساط کاهش ناگهانی فشار مایع است. این کاهش فشار باعث می‌شود دمای مایع به شدت افت کند. در این مرحله مایع آمونیاک دچار افت فشار شده و بخشی از آن تبخیر می‌شود؛ یعنی به مخلوطی از مایع و بخار سرد تبدیل می‌گردد. این مرحله خیلی حیاتی است چون باعث ایجاد شرایط لازم برای جذب گرما از محیط سردخانه می‌شود. بدون کاهش فشار و دمای آمونیاک، تبرید اتفاق نمی‌افتد.

مرحله آخر اواپراتور (Evaporator):

مخلوط سرد مایع و بخار وارد اواپراتور می‌شود. اواپراتور مثل یک مبدل حرارتی داخل سردخانه یا محفظه سرد است که گرمای محیط داخل سردخانه را به آمونیاک منتقل می‌کند. گرمای محیط باعث می‌شود مایع آمونیاک تبخیر شود و تبدیل به بخار کم فشار و سرد شود. در این فرایند، محیط سردخانه خنک می‌گردد. بخار آمونیاک کم فشار و سرد شده، دوباره به کمپرسور بازمی‌گردد و سیکل تکرار می‌شود.

توضیحات بیشتر برای قطعات سردخانه آمونیاکی

 

کندانسور
در سردخانه آمونیاکی، کندانسور باید با توجه به ماکسیمم توان دفع حرارتی مورد نیاز سیستم گزینش شود. چراکه حرارت دفع شده در تایم پیک بار برودتی چندین برابرِ میزان شرایط نرمال راهبری با دمای پایین است. اگر سایزینگ کندانسور برای شرایط پیک بار برودتی طراحی نشده باشد و ظرفیت کمپرسور قابلیت محدود شدن را در این بازه نداشته باشد، ممکن است فشار کندانسور تا حدی بالا برود که منجر به از کار افتادن سیستم (به دلیل تدابیر امنیتی) گردد.

اواپراتور

در سیستم های آمونیاکی تنوع استفاده از اواپراتور ها بالا میباشد اما بهتر است به این موضوع ( استفاده از اواپراتور های وزشی یا Direct Expansion در سیستم هایی که دمای ساکشن 10- درجه سانتیگراد و بیشتر از آن باشد ) توجه شود؛ که این موضوع بخاطر راندمان نسبتاً پایین کویل های DX است. بعلاوه، مسئله مهم این است که دبی پایین آمونیاک در این نوع سیستم، تغذیه یکنواخت مایع آمونیاک را در کویل مشکل ساز خواهد بود. بنابراین جایگزین مناسب اواپراتور های وزشی، سیستم های پمپی (overfeed) پیشنهاد میگردد که این سیستم دارای استاندارد و راندمان بالایی است. درضمن، از اواپراتور های غرقابی (Flooded) پوسته و لوله (شل و تیوب) به طور معمول در سیستم های آمونیاکی که به خنک سازی یک سیال ثانویه مثل آب نیاز دارد، استفاده میشود.

 


 

با توجه به بودجه و نوع محصول مورد نظر شما، تیم فنی بوران صنعت دنا با محاسبات دقیق مناسب ترین خدمات را ارائه خواهند داد.

0915490004805136900400

 


 

اقدامات مهم در انتخاب نوع کمپرسور سردخانه آمونیاکی

  • توجه و دقت در نوع و برند کمپرسور
  • ظرفیت مورد نیاز کمپرسور
  • ابعاد سردخانه
  • توجه به شرایط محیطی و محل نصب کمپرسور (فضای داخلی، خارجی/ روی سطح زمین، روی سقف)
  • میزان صدای کمپرسور
  • بهره وری در بارهای میانی ( Partial load )  یا تمام ظرفیت ( full load )
  • میزان بهره وری مورد نیاز در زمستان و تابستان
  • زمان مورد نیاز جهت کاهش دمای اولیه محصول به دمای مطلوب
  • سازگاری کمپرسور با مبرد آمونیاک

 

نکات ایمنی در سردخانه های آمونیاکی
1- مراقب نشت آمونیاک باشید

آمونیاک توسط مواد زیادی جذب می شود زیرا این ماده تمایل شدیدی به رطوبت دارد. همچنین باتوجه به سمی بودن و قابل اشتعال بودن آمونیاک، ضروری است آموزش های لازم ارائه شود، کارکنان باید در مورد خطرات آمونیاک و نحوه کار با این سیستم به طور کامل آموزش ببینند.
2- اطمینان از تخصص اواپراتور

برای بهینه و بهتر کارکردن سیستم آمونیاکی، میبایست توسط متخصصان این حوزه بررسی های کارشناسی صورت پذیرد. بوران صنعت دنا با توجه به سرمایه منابع انسانی کارآمد و اپراتورهای حرفه ای خود، تخصص کامل در این موارد را دارد تا ضمن کمک به عملکردی مناسب از خطرات احتمالی پیش رو نیز پیشگیری نماید.
3- توجه به نکات ایمنی هنگام جابه جایی
یکی از دیگر ضروراتی که باید در سردخانه های آمونیاکی به آن اشاره شود، توجه به بخش های محافظت نشده مانند لوله ها یا اواپراتورهای سیستم است تا در مقابل با خوردگی، فرسایش و… ایمن بمانند.

 

گام های مهم در اجرای سیستم سردخانه آمونیاکی

نوع طراحی و انتخاب سیستم محاسبه بار برودتی و ظرفیت مورد نیاز انتخاب نوع تجهیزات استفاده از ابزارآلات تخصصی و با کیفیت تهیه نقشه ها و دیتیل اجرایی نیروهای فنی متخصص جهت اجرای صحیح و اصولی تهیه چک لیست راه اندازی

انواع سردخانه هایی که از مبرد آمونیاک استفاده میشوند به شرح زیر است: