چگونه سردخانه آمونیاکی بهره‌وری صنایع را افزایش می‌دهند؟

به جرات می‌توان گفت سردخانه آمونیاکی (Ammonia refrigeration) در سال‌های اخیر به یکی از محبوب‌ترین انواع سردخانه در صنایع تبدیل شده است. دلیل این محبوبیت را می‌توان در خواص ترمودینامیکی شگفت‌انگیز آمونیاک جستجو کرد؛ از جذب زیاد گرما در فرایند تبخیر گرفته تا افزایش بهره‌وری و همچنین سازگاری بهتر با محیط زیست. در این مطلب برای آشنایی بیشتر شما با سردخانه آمونیاکی، به معرفی کامل آن، مزایا و معایب، کاربردها و همچنین اهمیت آن می‌پردازیم و بررسی می‌کنیم که چگونه سردخانه آمونیاکی، بهره‌وری صنایع را افزایش می‌دهد. 

سردخانه آمونیاکی؛ کارآمدترین سیستم تبرید

یکی از اهداف مهم صنایع، نگهداری از محصولات و حفظ کیفیت آن‌ها در بلندمدت است. از آنجا که آمونیاک، خنک‌سازی بسیار بالایی دارد، از آن به عنوان یک مبرد جایگزین و قابل اعتماد برای نگهداری از محصولات استفاده می‌شود. از طرفی، این مبرد در مقابل مبردهای CFCs مبتنی بر کلر و فلوئور، ارزان‌تر بوده و اثرات منفی زیست‌محیطی کمتری دارد.

سردخانه  آمونیاکی چیست؟

به زبان ساده، سردخانه آمونیاکی مانند دیگر انواع سردخانه، با هدف تبرید و خنک‌سازی مواد غذایی و محصولات در صنایع مختلف ایجاد می‌شود؛ با این تفاوت که در این سیستم تبرید، به جای مبردهای CFCs از آمونیاک (NH3) استفاده شده است. سردخانه‌های آمونیاکی، راندمان بالایی دارند و ظرفیت سرمایشی مناسبی را ارائه می‌کنند.

چرا استفاده از سردخانه آمونیاکی در صنعت، اهمیت دارد؟

مساله‌ای که در صنایع مختلف اهمیت دارد، بهره‌وری است و آمونیاک ( یا R-717) به عنوان کارآمدترین مبرد موجود در صنایع شناخته می‌شود. از طرفی، تجهیزات سردخانه آمونیاکی معمولاً طول عمر و مقاومت بیشتری دارند و به همین دلیل در صورت استفاده از آن‌ها، هزینه کمتری برای نگهداری پرداخت می‌کنید. 

به نقل از سایت Danfoss، آمونیاک دارای خواص انتقال حرارت بهتری نسبت به بیشتر مبردهای شیمیایی است؛ بنابراین امکان استفاده از تجهیزاتی با سطح انتقال حرارت کوچکتر را فراهم می‌کند. در نتیجه، هزینه ساخت تأسیسات کاهش می‌یابد. این ویژگی‌ها باعث افزایش راندمان ترمودینامیکی سیستم شده و هزینه‌های عملیاتی سیستم را نیز کاهش می‌دهد.

به نقل از سایت bassettmechanical، آمونیاک بوی تندی دارد که فواید به همراه خواهد داشت. به افرادی که در اطراف هستند از نشتی هشدار می دهد، خروج سریع از مناطق آسیب دیده را امکان پذیر کرده و در نتیجه به تشخیص و تعمیر نشتی کمک می کند.

به نقل از سایت «برودت کار اطلس»، سیستم های تبرید آمونیاکی به دلیل کارایی قابل توجه خود مشهور هستند و مقادیر COP از ۳/۸  تا ۶/۸ را دارند. در مقایسه با مبردهای مصنوعی مانند HCFC ها یا HFC ها، آمونیاک قابلیت انتقال حرارت بهتری را ارائه می دهد که به کاهش مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی کمتر منجر می شود. سیستم برودتی آمونیاکی با کاهش تعداد کمپرسورها و دمای دیس شارژ پایین تر میزان بهره وری را افزایش می دهد.

مزایای استفاده از سردخانه‌های آمونیاکی چیست؟

در ادامه به مزایای استفاده از سردخانه آمونیاکی برای افزایش بازدهی و بهره‌وری صنایع اشاره می‌کنیم.

کاهش هزینه‌های انرژی

 مقدار کمی از آمونیاک، قابلیت خنک‌سازی قابل توجهی دارد؛ به همین دلیل، هزینه استفاده از آن به عنوان مبرد در صنایع حتی کمتر از یک دهم مبردهای هیدروفلوئوروکربن معمولی است، از طرفی هزینه‌های عملیاتی سردخانه آمونیاکی نیز به مراتب کمتر است، زیرا تجهیزات مورداستفاده در سردخانه آمونیاکی، دوام و طول عمر بهتری دارند.  

حفظ کیفیت محصولات

سردخانه آمونیاکی با عملکرد فوق‌العاده در خنک‌سازی باعث حفظ کیفیت محصولات مختلف می‌شود و به همین دلیل کاربرد گسترده‌ای در صنایع حساس دارویی، کشاورزی و غذایی دارد. همچنین استفاده از این نوع سردخانه، امکان ذخیره‌سازی مواد غذایی در دماهای خیلی پایین‌تر (تا ۶۰- درجه سانتی‌گراد) و مدت زمان نگهداری طولانی را فراهم می‌کند.

کاربردهای سردخانه‌های آمونیاکی در صنایع مختلف کدام است؟

از جمله کاربردهای گسترده سردخانه‌های آمونیاکی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنعت غذایی: برای نگهداری از مواد غذایی مانند لبنیات، گوشت، ماهی و … .
• صنعت داروسازی: برای نگهداری و ذخیره‌سازی داروها، واکسن‌ها و محصولات بیولوژیکی که نیاز به نگهداری در دماهای پایین دارند.
• نگهداری محصولات کشاورزی: ذخیره‌سازی میوه‌ها و سبزیجات در فصول مختلف سال.
• صنعت شیمیایی: کمک به عملکرد فرآیندها، راکتورها و تجهیزات مختلف برای تولید، پالایش و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی.
• مقایسه سردخانه‌های آمونیاکی با سایر سیستم‌های تبرید.

برای انتخاب نوع سردخانه باید به نیازها و شرایط صنعت موردنظر توجه کنیم. به صورت کلی، سردخانه‌های فریونی کم خطرتر هستند. در مقابل، آمونیاک یکی گازهای به شدت سمی است که انتشار آن در محیط کار می‌تواند مسمومیت‌زا باشد؛ با این حال، همین گاز سمی در صورت استفاده ایمن و اصولی، اثرات مخرب محیط زیستی خیلی کمتری دارد. در ادامه به مقایسه کامل سردخانه فریونی و آمونیاکی خواهیم پرداخت.

تفاوت سردخانه‌های آمونیاکی و فریونی

تفاوت اصلی سردخانه‌های آمونیاکی و فریونی در نوع مبرد مورد استفاده و در نتیجه، در برخی ویژگی‌ها و کاربردهای آن‌ها است. در جدول زیر این دو سردخانه را به صورت خلاصه مقایسه کرده‌ایم.

ویژگی	سردخانه فریونی	سردخانه آمونیاکی
مبرد	گازهای فریونی مانند R22، R134a و …	آمونیاک (NH3)
کارایی	خوب	بسیار بالا
هزینه مبرد	بالا	پایین
هزینه اولیه	پایین‌تر	بالا
هزینه عملیاتی (بلندمدت)	بالاتر	پایین
ایمنی	ایمنی بیشتر، اما اثرات زیست محیطی بیشتر	نیاز به سیستم‌های ایمنی قوی، سمی و قابل اشتعال
کاربرد	پروژه‌های کوچک‌تر، صنایع غذایی، دارویی و کشاورزی	پروژه‌های بزرگ صنعتی
شرایط نصب و نگهداری	ساده‌تر	نیاز به تخصص بالا، رعایت استانداردهای ایمنی دقیق
اثرات زیست محیطی	بیشتر	کم‌تر

چالش‌ها و راهکارهای استفاده از سردخانه‌های آمونیاکی

یکی از چالش‌های جدی استفاده از سردخانه‌های آمونیاکی که شاید برخی از صنایع را در استفاده از آن دچار تردید کند، هزینه اولیه راه‌اندازی آن است؛ با این حال، استفاده از سردخانه آمونیاکی به دلیل کاهش هزینه‌های انرژی و تعمیرات در بلندمدت به شدت کارآمد و مقرون به صرفه است. بعضی از چالش‌های استفاده از ammonia refrigeration عبارت هستند از:

• خطرات ایمنی: آمونیاک یک گاز سمی و قابل اشتعال است؛ بنابراین نشت آن می‌تواند خطرات جدی برای کارکنان و محیط زیست ایجاد کند. به دلیل ویژگی‌های خاص این گاز، رعایت اصول ایمنی و کنترل دقیق نشت ضروری است.
• نیاز به تهویه مناسب: تجمع آمونیاک در فضای سردخانه می‌تواند باعث ایجاد شرایط خطرناک شود. سیستم‌های تهویه باید به طور مستمر و موثر کار کنند تا ایمنی محیط حفظ شود.
• نگهداری و تعمیرات پیچیده: سردخانه‌های آمونیاکی به دلیل سیستم‌های پیچیده خود، نیازمند نگهداری دقیق و تعمیرات به‌موقع هستند. عدم نگهداری صحیح می‌تواند منجر به کاهش کارایی یا خرابی سیستم‌ها شود.
•  آموزش کارکنان:  کارکنان باید با خطرات احتمالی آشنا شوند و مهارت‌های لازم برای برخورد با شرایط اضطراری را داشته باشند. آموزش ناکافی می‌تواند به بروز حوادث منجر شود.

برای مقابله با این چالش‌ها می‌توان از راهکارهای مختلفی کمک گرفت؛ برای مثال، با استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب مانند ماسک، دستکش و لباس‌های محافظ برای کارکنان ضروری و همچنین نصب سیستم‌های هشداردهنده برای شناسایی نشت آمونیاک می‌توانید خطرات احتمالی را کاهش دهید. 

از طرفی، فراهم کردن دوره‌های آموزشی برای کارکنان در خصوص نحوه استفاده از سردخانه آمونیاکی و اقدامات ایمنی می‌تواند به کاهش حوادث و بهبود عملکرد کمک کند.

نتیجه‌گیری: آینده سردخانه‌های آمونیاکی در صنایع پیشرفته

در پایان خوب است به این نکته اشاره کنیم که در حال حاضر، سیستم‌های تبرید آمونیاکی به مقدار زیادی از این گاز طبیعی استفاده می‌کنند، اما پروژه‌های آینده‌محور روی این هدف تمرکز دارند که با کاهش میزان پرشدگی یا fillings (میزان مبرد موردنیاز در سیستم تبرید) و استفاده بهینه از آمونیاک، هزینه انرژی این سیستم‌ها را کاهش دهند. این پروژه‌ها به دنبال توسعه راهکارهایی هستند که بتوانند سیستم‌های تبرید آمونیاکی را با مصرف انرژی کمتر و عملکرد بهتر به‌کار گیرند.

همچنین با کاهش میزان پرشدگی، ایمنی سیستم‌های تبرید آمونیاکی نیز بهبود می‌یابد. این راهکارها به‌ویژه با استفاده از تکنیک‌های جدید مانند روش‌های کنترل جریان (CCR) و بازگشت خشک (DR)، تلاش دارند تا خطرات ناشی از نشت گاز آمونیاک و مشکلات مرتبط با فشار را کاهش دهند.

صنعت و معدن