سرد خانه صنعتی

چه در مقیاس بزرگ و چه در مقیاس جزئی هر سردخانه صنعتی فراتر از یک سیستم تهویه مطبوع است. سردخانه صنعتی را می توان به عنوان تجهیزات و لوازم جانبی پیش بینی شده برای حذف گرما از فرآیندها یا مواد در مقیاس بزرگ تعریف کرد و دما را به مقدار دلخواه کاهش داد. بسته به پارامترهای مختلف مانند مقیاس تولید، اختلاف دما، دقت یا دمای مورد انتظار، روش‌های متعددی برای اعمال سردخانه صنعتی استفاده می‌شود. سردخانه صنعتی از سال های اولیه قرن بیستم از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. از لحاظ تاریخی، صنایعی مانند مواد غذایی و آشامیدنی، داروسازی یا پتروشیمی، به لطف سیستم‌هایی که برای کاهش دمای محصولات یا فرآیندهایشان یا حفظ آنها در شرایط بهینه برای جلوگیری از مسائل ایمنی، به پیشرفت‌های مهمی دست یافتند. در صنایعی که فرآیندهای زیستی در آن دخیل هستند، محصولات و فرآیندها باید در شرایط ایده آل ایجاد و ذخیره شوند تا حداکثر بازده در واکنش ها به دست آید یا از پوسیدگی محصولات جلوگیری شود. گاهی اوقات تبرید برای حفظ شرایط ایمن در فرآیند یا محصول برای جلوگیری از حوادث یا واکنش های زنجیره ای ضروری است، به عنوان مثال. در ترکیبات با نقطه جوش کم. علاوه بر این، خنک ‌سازی ممکن است برای داشتن محیطی مناسب برای کار افراد یا ماشین‌ها، مانند صنایعی که مقادیر زیادی گرما تولید می‌شود یا برای تجهیزاتی که نیاز به دفع گرمای تولید شده دارند، اعمال شود.

کاربردهای تبرید در 7 صنعت مختلف

سیستم های تبرید و سرمایش یا همان سردخانه صنعتی برای برآوردن الزامات صنعتی مختلفی تعیین شده بر اساس ویژگی های خاص هر صنعت طراحی و تولید شده اند. عمده ترین صنایعی که به سیستم های برودتی یا سرمایشی نیاز دارند عبارتند از:

خنک کننده منطقه

تولید برق

مواد شیمیایی و پتروشیمی

دارویی

غذا و نوشیدنی

مراکز داده

سایر صنایع

1. خنک کننده منطقه

یکی از بازارهای برتر برای خنک کننده، بر ارائه هوای خنک به مناطق شهری و توریستی متمرکز است، بنابراین محیط های بسته را مستقل از آب و هوای بیرون راحت نگه می دارد. در هتل‌های بزرگ، استراحتگاه‌ها و مناطق منطقه ای، تولید سردخانه معمولاً توسط سیستم‌های خنک‌ کننده منطقه انجام می‌شود.

محصول خنک کننده منطقه ای

مفهوم District Cooling بر اساس تولید جریان های خنک کننده (عمدتا آب سرد) با فناوری های مختلف در یک کارخانه مرکزی است. سپس به مکان‌های پرجمعیت مختلف مانند خانه ‌ها، ادارات، مکان ‌ها یا سایر پروژه‌های مسکونی یا تجاری توزیع می‌ شود. با متمرکز کردن تولید خنک کننده، راندمان بالاتری حاصل می شود. این امر به دلیل بهینه سازی تجهیزات صنعتی و مصرف برق در مقایسه با سیستم های تبرید مجزا برای هر ساختمان می باشد. علاوه بر این، District Cooling مزایای دیگری نیز دارد، مانند کاهش هزینه های سرمایه، بهره برداری و نگهداری با توجه به سیستم های خنک کننده فردی. در ترکیب با سیستم‌های ذخیره ‌سازی انرژی، می‌توان به کاهش قابل توجهی در پیک تقاضای برق دست یافت. District Cooling مزایای اقتصادی و زیست محیطی مهمی را برای جوامع مسکونی و مناطق توریستی فراهم می کند. بسته به وسعت ناحیه یا منطقه ای که نیاز به یخچال دارد، تولید خنک کننده منطقه ای به تجهیزات و فناوری های متفاوتی نیاز دارد. یک مسئله اساسی برای انتخاب مناسب ترین روش خنک کننده در هر مورد، در دسترس بودن منابع آب یا آب دریا است، زیرا این مکانیسم معمول برای تولید و یا توزیع جریان های خنک کننده است. برج های خنک کننده و سیستم های تراکم مستقیم/غیر مستقیم از جمله پرکاربرد ترین فناوری های خنک کننده هستند. با این حال، در مکان‌هایی مانند منطقه خاورمیانه، که تامین آب محدود است، می‌توان از سیستم‌های جایگزین مانند چیلرهای زمین گرمایی یا سیستم‌های خنک‌ کننده با آب دریا استفاده کرد.

2. تولید برق

نیروگاه تولید برق اغلب بر اساس احتراق سوخت های مختلف است. برای دستیابی به راندمان بالاتر، هوای ورودی باید در شرایط معینی باشد. اگر دمای هوای ورودی بیش از حد بالا باشد، چگالی آن کاهش می یابد و تولید برق کاهش می یابد. برای جلوگیری از این مشکل، سیستم‌هایی مانند سیستم خنک‌ کننده هوای ورودی توربین، برای خنک کردن این جریان‌های هوا استفاده می‌شوند. سایر بخش‌های سیستم‌های تولید و توزیع، مانند ژنراتورهای الکتریکی یا کارخانه‌ های توزیع، نیز هنگام کار تولید گرما می‌کنند. برای به حداقل رساندن عملیات تعمیر و نگهداری، سیستم های تبرید ضروری است. این تجهیزات تبرید معمولاً بر اساس چرخه های فشرده سازی یا جذب است.

3. شیمی و پتروشیمی

اگرچه واکنش‌های شیمیایی و پتروشیمی به اندازه واکنش ‌ها در حوزه داروسازی کنترل نمی ‌شوند، اما کنترل دما عامل مهمی در دستیابی به راندمان بالا در تبدیل آنها است. تقطیر، کریستالیزاسیون یا تراکم عملیاتی هستند که نیاز به حذف گرما دارند. از این رو سیستم های تبرید برای به دست آوردن محصولات آنها ضروری است. در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از واحدهای خنک کننده در مقیاس بزرگ در فرآیندهای خود استفاده می شود. با توجه به دبی زیاد مورد نیاز و موقعیت مکانی صنایع، از آب رودخانه یا آب دریا به عنوان مبرد استفاده می شود. سیکل های فشرده سازی و سیکل های جذب برای خنک کردن جریان داغ پس از دفع گرما در عملیات های مختلف استفاده می شود. علاوه بر این، از آنجایی که جریان‌های داغ در سایر بخش‌ های فرآیند نیز مورد نیاز است، معمولاً از مبدل‌های حرارتی برای گرم کردن این جریان‌ها و به حداکثر رساندن بازده عملیات استفاده می‌شود.

4. دارویی

صنعت داروسازی مبتنی بر عملیاتی است که در آن رعایت شرایط سخت برای موفقیت هر فرآیند ضروری است. از این گذشته، بسیاری از فرآیندهای تولید مستلزم واکنش‌های بیولوژیکی یا بیوشیمیایی هستند که تنها در شرایط سختی اتفاق می‌افتند که در آن گونه‌ های میکروبیولوژیکی ترکیبات شیمیایی را با حداکثر بازده تولید می‌کنند. به همین دلیل بسیار مهم است که شرکت های داروسازی محصولات خود را در اتاق های تمیز ضد عفونی شده توسعه دهند.

یکی از پارامترهای مهم در صنعت ذخیره سازی صنایع دارویی دما است. علاوه بر این، سویه های مورد استفاده برای تولید دارو و در شرایط بسیار کنترل شده، معمولاً در دماهای پایین ذخیره می شوند. به این دلایل، صنعت داروسازی باید بر سیستم ‌های تبرید بسیار پیچیده تکیه کند که امکان تنظیم دمای اتاق ‌ها و واحد های ذخیره ‌سازی را تا دماهای بسیار دقیق فراهم می ‌کند. برای داروسازی، اندازه سردخانه صنعتی یا سیستم خنک نگهدارنده کوچکتر است، زیرا ظرفیت تولید تجهیزات صنعت داروسازی محدود است. به طور معمول، این صنعت از یک کارخانه خنک کننده مرکزی با ایستگاه های ترانسفورماتور و مبرد استفاده می کند که از طریق اتاق های تمیز مختلف کارخانه توزیع می شود. سایر سیستم های تبرید که در این صنعت یافت می شوند، کارخانه های اکسی کلر، کارخانه های مایع سازی آمونیاک/کلر/ اکسیژن یا کمپرس هستند.

5. غذا و نوشیدنی

یخچال نگهداری صنایع غذایی و آشامیدنی

حفظ زنجیره سرد در صنعت برای حفظ محصولات و جلوگیری از آلودگی میکروبیولوژیکی احتمالی حیاتی است. هر محصول شرایط بهینه خود را برای نگهداری و ذخیره کردن دارد. در فرآیند آماده سازی، دما یکی از مهمترین پارامترها برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی است. در محصولاتی مانند ماهی، مرغ، گوشت، لبنیات یا میوه ها، سیستم های تبرید برای نگهداری محصولات در دمای پایین و افزایش دوره مصرف توصیه شده ضروری است. انواع دیگر صنایع مانند کارخانه آبمیوه سازی - به چندین سیستم تبرید برای پایان دادن به واکنش های بیولوژیکی و شیمیایی که در طول فرآیند انجام می شود و حفظ شرایط بهینه محصول پس از اتمام فرآیند نیاز دارند. در صنعت غذا و نوشیدنی می توان از چندین سیستم تبرید استفاده کرد. اگر سیستم خنک کننده در طول پردازش ضروری باشد، معمولی ترین سیستم تبرید استفاده از آب سرد است. مبردهای دیگری وجود دارد که می توان به جای آب از آنها استفاده کرد، اما مهم است که در صورت ریزش از آلودگی شیمیایی جلوگیری شود. بنابراین، آب توصیه شده ترین مبرد برای استفاده است. با این حال، هنگامی که محصول به پایان رسید و بسته بندی شد، دمای کمتر از 0 درجه سانتیگراد ضروری است، بنابراین می توان از سیستم های دیگر مانند چرخه های فشرده سازی یا جذب استفاده کرد. این سیستم‌ ها علاوه بر آب از مبردهای دیگری با ویژگی‌های بهتر (حرارت نهان یا ظرفیت جذب بالا) استفاده می ‌کنند تا دما های پایین ‌تری داشته باشند که محصولات را منجمد می ‌کند.

6. مراکز داده

مراکز داده گروهی از سرورها را ذخیره می کنند که برای پردازش و توزیع داده ها استفاده می شوند. سرورها به طور طبیعی در حین کار گرما تولید می کنند و اگر گرما حذف نشود، دما افزایش می یابد. متأسفانه، این می تواند بر عملکرد سرورها تأثیر منفی بگذارد. برای جلوگیری از این مشکل، معمولاً سیستم های خنک کننده هوای قدرتمندی در این مراکز داده قرار می گیرند و گرمای تولید شده را دفع می کنند و عملیات تعمیر و نگهداری را به حداقل می رسانند. این سیستم های خنک کننده معمولاً مبتنی بر هوا یا مایع هستند، بسته به شرایط بیرونی. علاوه بر این، سیستم های خنک کننده جدید با استفاده از آب دریا به عنوان مبرد، دوستدار محیط زیست می شوند.

7. سایر صنایع

صنایع دیگری مانند صنایع دریایی یا متالوژی وجود دارند که برای فعالیت های خود به تبرید یا ایجاد محیطی راحت برای کارگران خود برای توسعه فعالیت های خود متکی هستند. سیستم های خنک کننده برای این صنایع باید به طور کامل طراحی شوند تا از مشکلات کوتاه مدت و بلند مدت که می تواند منجر به هزینه های بسیار بالای نگهداری و بهره برداری شود جلوگیری شود.

نتیجه

سردخانه صنعتی و یا سیستم های تبرید و خنک‌ کننده برای بسیاری از صنایع برای کارکرد مناسب، از خنک‌ کننده منطقه ‌ای گرفته تا مراکز داده، بسیار مهم هستند. سردخانه صنعتی به ویژه در District Cooling می تواند مزایای اقتصادی و زیست محیطی مهمی برای پروژه های املاک مسکونی یا تجاری، هتل ها، بیمارستان ها، دانشگاه ها و ادارات داشته باشد. هر صنعت نیازمندی ها و متغیرهای خاص خود را دارد که در سیستم های خنک کننده و اندازه های متعددی که امروزه در دسترس هستند منعکس شده است. با توجه به این موضوع، سیستم‌ها و راه ‌حل‌ های تولید سردخانه صنعتی سفارشی که به راحتی اجرا می‌شوند، مانند موارد ارائه شده توسط گروه صنعتی ناب زیست ، ابزاری قدرتمند برای افزایش کارایی و بهبود تولید، صرف ‌نظر از صنعتی که در آن فعالیت می‌کنید، هستند.