تجهیزات تبرید صنعتی: سیستم ها، قطعات و انتخاب

اجزای اصلی یک سیستم تبرید صنعتی

هر سیستم تبرید صنعتی حول یک چرخه تبرید چهار مرحله ای ساخته شده است، اما در مقیاس صنعتی، هر مرحله توسط تجهیزات اختصاصی و سنگین به جای واحدهای فشرده و یکپارچه موجود در تبرید تجاری اداره می شود. کمپرسور، اعم از رفت و برگشتی، پیچی یا گریز از مرکز، قلب مکانیکی سیستم است و نوع کمپرسور انتخاب شده تأثیر عمده ای بر راندمان، نیازهای تعمیر و نگهداری و محدوده ظرفیت قابل دستیابی دارد - به عنوان مثال، کمپرسورهای اسکرو به دلیل قابلیت اطمینان و توانایی آنها در تعدیل هموار ظرفیت بار، بر سیستم های آمونیاک بزرگتر غالب هستند.

کندانسورها گرمای جذب شده توسط مبرد را رد می کنند و تاسیسات صنعتی معمولاً از کندانسورهای تبخیری یا کندانسورهای هوا خنک با اندازه آب و هوای محلی و منبع آب موجود استفاده می کنند، زیرا عملکرد کندانسور مستقیماً کارایی کلی سیستم را محدود می کند، به ویژه در ماه های گرم تابستان که شرایط محیطی دمای میعان را بالاتر می برد. اواپراتورها که در داخل اتاق سردخانه، خط فرآیند یا واحد انتقال هوا در حال خنک شدن قرار می‌گیرند، در طیف گسترده‌ای از پیکربندی‌ها - از واحدهای هوای بزرگ گرفته تا سیستم‌های کویل سیل‌آلود و با انبساط مستقیم - بر اساس نیازهای کنترل دما و رطوبت خاص فضای مورد استفاده انتخاب می‌شوند.

گره زدن این اجزا به یکدیگر یک لایه کنترل و نظارت پیچیده به طور فزاینده ای است، با تجهیزات مدرن تبرید صنعتی که به کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی و سیستم های نظارت از راه دور برای ردیابی فشار مکش، فشار تخلیه، سطوح مبرد و چرخه های یخ زدایی در زمان واقعی تکیه می کنند. این سطح از کنترل به جای یک ویژگی ممتاز به یک روش استاندارد تبدیل شده است، زیرا تشخیص زودهنگام یک عیب در حال توسعه، خواه نشتی آهسته مبرد یا خرابی بلبرینگ کمپرسور، از تبدیل شدن یک مشکل جزئی به خاموش شدن کامل سیستم جلوگیری می کند.

انتخاب مبرد و نوع سیستم مناسب

انتخاب مبرد یکی از مهم ترین تصمیمات در تعیین تجهیزات تبرید صنعتی باقی می ماند، با آمونیاک (R-717)، دی اکسید کربن (R-744)، و سیستم های حلقه ثانویه گلیکول مختلف که نشان دهنده انتخاب های غالب در تاسیسات صنعتی مدرن هستند. آمونیاک راندمان ترمودینامیکی فوق‌العاده‌ای ارائه می‌دهد و سابقه طولانی در ذخیره‌سازی سردخانه‌های بزرگ و کاربردهای پردازش مواد غذایی دارد، اگرچه سمیت آن مستلزم سیستم‌های ایمنی سخت‌گیرانه، تشخیص نشت و اغلب رعایت مقررات تخصصی است که پیچیدگی و هزینه را به نصب کلی می‌افزاید.

سیستم‌های دی‌اکسید کربن، چه به‌عنوان یک مبرد مستقل در دمای پایین و چه به‌عنوان جزء مرحله پایین در یک سیستم آبشاری همراه با آمونیاک، در سال‌های اخیر به دلیل تأثیر محیطی کم CO2، غیرسمی بودن، و درمان نظارتی مطلوب‌تر در مقایسه با مبردهای HFC مصنوعی که در بسیاری از مناطق با محدودیت‌های فاز پایین مواجه هستند، جایگاه قابل توجهی به دست آورده‌اند. سیستم‌های آبشاری آمونیاک-CO2 در حال حاضر در سردخانه‌های سردخانه‌های جدید رایج هستند، به‌ویژه به این دلیل که کارایی آمونیاک را در مرحله دمای بالا با مزایای ایمنی CO2 در مرحله دمای پایین که در آن خطر مواجهه پرسنل احتمال بیشتری دارد، ترکیب می‌کنند.

سیستم‌های مبرد ثانویه که از حلقه‌های گلیکول یا آب نمک استفاده می‌کنند، رویکرد متفاوتی را ارائه می‌دهند، مبرد اولیه را به یک اتاق ماشین مرکزی جدا می‌کند و یک سیال ثانویه را در سرتاسر تاسیسات به گردش در می‌آورد، که ردپای مبردهای بالقوه خطرناک را محدود می‌کند و انطباق در تاسیساتی را که در آن شارژهای آمونیاک زیاد در سرتاسر ساختمان دشوار است، اجازه می‌دهد. انتخاب مناسب در بین این انواع سیستم به اندازه تاسیسات، نیازهای دما، محیط نظارتی محلی و ملاحظات هزینه عملیاتی بلند مدت بستگی دارد که یک مهندس تبرید واجد شرایط باید در برابر کاربرد خاص ارزیابی کند.

تعمیر و نگهداری، کارایی، و هزینه کل مالکیت

تجهیزات تبرید صنعتی نشان‌دهنده سرمایه‌گذاری قابل توجهی است، اما هزینه‌های انرژی و نگهداری مداوم در طول عمر عملیاتی یک سیستم معمولاً چندین برابر از قیمت اولیه خرید بیشتر می‌شود، به همین دلیل است که راندمان و قابلیت نگهداری به اندازه هزینه اولیه در هنگام تعیین مشخصات مستحق توجه است. راندمان کمپرسور، اندازه کندانسور نسبت به آب و هوای محلی، و پیچیدگی سیستم کنترل، همگی مستقیماً بر مصرف انرژی تأثیر می‌گذارند و امکاناتی که روی کمپرسورهای با سرعت متغیر و توالی کنترل بهینه سرمایه‌گذاری می‌کنند، اغلب کاهش قابل‌توجهی در هزینه‌های برق در مقایسه با سیستم‌های قدیمی‌تر با ظرفیت ثابت دارند که با منطق کنترل روشن/خاموش اولیه کار می‌کنند.

برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه برای محافظت از این سرمایه‌گذاری ضروری هستند، زیرا سیستم‌های تبرید صنعتی که به طور مداوم تحت بار سنگین کار می‌کنند، سایش اجزای کمپرسور، دریچه‌ها و سطوح تبادل حرارت را با سرعتی سریع‌تر از تجهیزاتی که به‌طور متناوب استفاده می‌شوند، جمع می‌کنند. تجزیه و تحلیل روغن برنامه ریزی شده، آزمایش نشت مبرد و تمیز کردن کویل کندانسور عناصر استاندارد یک برنامه تعمیر و نگهداری هستند و امکاناتی که این تعمیر و نگهداری را به نفع صرفه جویی در هزینه های کوتاه مدت به تعویق می اندازند، معمولاً در تعمیرات اضطراری و خرابی های برنامه ریزی نشده بسیار بیشتر از هزینه تعمیر و نگهداری معوق پرداخت می کنند.

هنگام ارزیابی تجهیزات تبرید صنعتی از سازندگان مختلف یا یکپارچه‌کننده‌های سیستم، خریداران از درخواست هزینه کل دقیق پیش‌بینی‌های مالکیت که مصرف انرژی، فواصل زمانی مورد انتظار تعمیر و نگهداری و عمر سرویس قطعات را پوشش می‌دهند، به جای مقایسه سیستم‌ها بر اساس هزینه نصب شده، سود می‌برند. سیستمی با قیمت اولیه بالاتر اما مصرف انرژی به طور معنی‌داری کمتر و فواصل خدمات طولانی‌تر معمولاً هزینه کل کمتری را در طول عمر کاری ده تا بیست ساله ارائه می‌کند که افق برنامه‌ریزی واقعی برای اکثر تاسیسات تبرید صنعتی است.

صنایعی که به تجهیزات تبرید صنعتی متکی هستند