سردخانه های فریونی به صورت گسترده مورداستفاده قرار می گیرد. زمانی صورت می گیرد که نیاز به سردخانه ها با ظرفیت پایین تر داشته باشیم از سیال فریون برای طراحی سیکل های تبرید سردخانه ای استفاده می شود.
همانطور که می دانید سردخانه های فریونی برای نگهداری انواع مواد غذایی می باشند که خود انواعی دارند از نظر دما به دو گروه سردخانه بالای صفر و زیر صفر تقسیم می شوند و از نظر قابلیت جا به جایی به دو گروه سردخانه ثابت و متحرک و از نظر نوع گاز مصرفی به دو نوع سردخانه آمونیاکی و فریونی تقسیم می شوند.
سردخانه فریونی
با توجه به نوع محصول مورد نظر، متراژ سردخانه و از همه مهم تر بودجه مورد نظر می توانید سردخانه مورد نظر خود را سفارش دهید که همواره سردخانه فریونی کم هزینه تر بوده و انتخاب مشتریان است.
فریون (هالوکربن ها) دو نوع هستند، یکی مبتنی بر متان و دیگری بر پایه اتان. به دلیل نگرانی در مورد کاهش اوزن ، متان ها از مصارف صنعتی حذف می شوند. به عنوان بخشی از پروتکل مونترال ، هالومتان R-12 که به طور گسترده استفاده می شود در سال 1995 از رده خارج شد. سیستم های هالوکربن مبتنی بر اتان امروزه در انواع خاصی از تاسیسات فرآوری بسیار رایج می باشد.
کارکرد سردخانه فریونی
روش کارکرد سردخانه های فریونی و در کل سیکل تبرید تراکمی به این ترتیب می باشد که مبرد در کمپرسور متراکم شده و بر اثر تراکم افزایش فشار و دما را به همراه خواهد داشت.
پس از این مرحله مبرد با فشار بالا و فاز گاز وارد کندانسور می‌شود در کندانسور از حالت گاز به مایع تبدیل شده و دمای آن کاهش پیدا می‌کند اما فشار آن همچنان ثابت و بالا میباشد پس از کندانسور مبرد وارد مخزن ریسیور مخزن جمع آوری مایع شده، تا این قسمت از سیستم را قسمت فشار بالا و خط مایع می‌نامند .
در مرحله بعد مبرد از ریسیور با حالت مایع و فشار بالا 200 psi خارج شده و به عامل انبساط اکسپنشن والو و یا لوله مویی میرسد.
در این قسمت بر اثر افت فشار شدید مبرد به صورت مخلوط پودر مایع و گاز در می آید و در سطح اواپراتور پر می شود و در طول مسیر و طی نمودن اواپراتور تبخیر شده و به حالت بخار کامل و گاز در می آید فشار در این قسمت سیستم حدود 40_30 psi می باشد.
در این حالت و شرایط اواپراتور توسط برودت ایجاد شده ،جذب گرما نموده و گرمای سالن را به خود جذب کرده و به خارج از سالن انتقال می دهد.
اگر به خواهیم به صورت شفاف و گام به گام عملکرد آن را بررسی کنیم به صورت زیر می باشد.
مرحلۀ اول: فشرده سازی سیال فریون
در نخستین مرحله سیال فریون به کمک دستگاه های کمپرسور فشرده شده، دما و فشار آن بالا می رود. نوع کمپرسور سردخانه ها با توجه به ظرفیت سرمایشی و نیاز سردخانه مشخص می شود. گاهی نیز از دو تا چند کمپرسور به صورت همزمان در سیکل تبرید سردخانه کمک گرفته می شود که این رویکرد به این خاطر است که در صورت خرابی یکی از کمپرسورها و خارج شدنش از مدار، سردخانه همچنان بتواند عمل خنک سازی محصولات را انجام دهد و خسارت بیشتری به کاربر وارد نگردد.
مرحلۀ دوم: ورود به کندانسور
دومین مرحله، ورود سیال فریون به بخش کندانسور سردخانه است. در این مرحله سیال فریون طی یک فرایند فشار ثابت، دمای خود را از دست داده، خنک می شود. عمل خنک سازی سیال مبرد می تواند به کمک فن های هوا و یا یک کویل حرارتی پوسته – لوله انجام گیرد. اتفاقی که در بخش کندانسور می افتد این است که سیال به حالت مایع اشباع می رود و در نقطۀ خروجی ما مبرد فریون را در فاز مایع اشباع در اختیار خواهیم داشت که آمادۀ ورود به مرحلۀ سوم سیکل می شود.
مرحلۀ سوم: عبور از شیر انبساطی
سیالی که از کندانسور خارج می شود، همچنان تقریباً فشار اولیۀ خود را داراست. در این مرحله از یک شیر انبساط استفاده می شود که با افزایش یکبارۀ حجم سیال مبرد، باعث افت فشار ناگهانی آن می گردد. عملی که نتیجه اش تبدیل شدن سیال مبرد به گاز فریون است. سیال دو فازی در حالت اشتباع سپس وارد اواپراتور می گردد.
مرحلۀ چهار: ورود به اواپراتور
اواپراتور تبادل کار:جذب گرمای سردخانه درست در این مرحله اتفاق می افتد. سیال مبرد که دمای پایینی دارد، به خاطر اختلاف دمایی که با محیط دارد، آمادۀ دریافت گرمای محیط است. امری که موجب می شود دمای سردخانه پایین بیاید و در عوض دمای گاز فریون بالاتر رفته، به صورت تمام به گاز اشباع یا بخار داغ تبدیل می گردد. عمل انتقال حرارت بین محیط داخلی سردخانه و سیال مبرد می تواند به کمک یک کویل حرارتی پوسته – لوله انجام گیرد. البته اگر سردخانه از نوع کوچک باشد، می توان به صورت مستقیم از خود سیال مبرد هم برای خنک سازی محیط استفاده کرد. گاز فریون پس از اینکه از اواپراتور برگشت خورد، مجدداً آمادۀ ورود به کمپرسور خواهد بود.
بررسی معایت و مزایا سردخانه فریونی:
مزایای سردخانه فریونی
- غیر سمی‌بودن مبرد
- غیر قابل اشتعال بودن مبرد
- قوانین ایمنی آسان درخصوص سردخانه های فریونی(به این علت که خطر جانی و مسمومیت ندارند)
- مناسب برای سردخانه های کوچک و متوسط
معایب سردخانه فریونی
- ناسازگاری گازهای فریونی با محیط زیست
- گران بودن گازهای فریونی
- بدون بو(عدم تشخیص نشتی) بودن گاز فریونی
- محدود شدن و عوض شدن مبردهای مجاز(البته این مورد با توجه به روز شدن محصولات تولیدی این حوزه مانعی ایجاد نمی‌کند)
هزینه سیستم تبرید:به منظور تصمیم گیری بین آمونیاک و فریون ، شما یک محاسبه بار را برای یک قانون کلی برای اهداف هزینه انجام می دهید. اگر بار سیستم تبرید کمتر از 100 تن باشد ، به احتمال زیاد به سیستم هالوکربن نیاز خواهید داشت. البته از هالوکربن (فریون) می توان در سیستم های بسیار بزرگتری نیز استفاده کرد و بسیاری به دلایل مختلف این کار را انتخاب می کنند. بعلاوه ، نصب سیستم فریون معمولاً هزینه بالاتری نسبت به آمونیاک دارد.
الزامات دما:هنگام انتخاب بین آمونیاک و فریون ، با یک مهندس کاملاً آشنا به توانایی ها و محدودیت های هر سیستم مشورت کنید. چنین متخصصی حجم محصول ، نوع محصولی را که تأسیسات شما تولید می کند و دمای مورد نیاز برای خنک سازی محصول را در نظر می گیرد. به عنوان مثال ، فرون برای خنک کردن حداکثر 60،000 پوند خوب است. گوشت در ساعت از 150 درجه فارنهایت تا -10 درجه فارنهایت. محصولات نان و پنیر مرزهای مشابهی دارند.
بهره وری: به طور معمول ، یک سیستم تبرید آمونیاک کارآیی بیشتری نسبت به سیستم فریون خواهد داشت. با این حال ، یک سیستم فریون با طراحی مناسب می تواند با یک سیستم آمونیاک رقابت کند و حتی می تواند تا 25 درصد کارآمدتر از یک سیستم آمونیاک طراحی ضعیف باشد. به همین دلیل مهم است که یک مهندس باتجربه سیستمی متناسب با نیازهای خود طراحی کنید.
انعطاف پذیری:با یک سیستم دندانه دار (که معمولاً در صنایع غذایی استفاده می شود) ، دندانه دار فولادی دارای قاب فولادی شامل چندین کمپرسور خواهد بود. اگر یک کمپرسور خراب شود ، سایر محصولات به حمل بار کمک می کنند. یک کندانسور خنک کننده از راه دور در خارج از ساختمان ، به طور معمول روی سقف قرار دارد. این عملکرد این کندانسور انتقال حرارت به محیط خارج است.
نگهداری:برخلاف سیستم های آمونیاک ، یک سیستم فریون به راحتی توسط یک پیمانکار گرمایش و تهویه مطبوع کاملاً آموزش دیده قابل نگهداری است.
اما آمونیاک تنها مبرد مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی ، گوشت ، لبنیات ، نانوایی و سردخانه نیست، فریون توسط بسیاری از پردازنده ها ترجیح داده می شود.
