در كتابهاي چين قديم از چگونگي نگهداري يخ مطالبي به دست آمده است كه تبريد را بعنوان يك حرفه شناخته شده در هزاران سال قبل معرفي مي كند.

همچنين گفته اند كه روسها و يونانيها برف فشرده را در انبارها نگهداري و در فصل گرم از آن استفاده مي كردند. هنديها و مصريها و ايرانيهاي قديم نيز با پر كردن ظروف سفالي از آب و نگهداري آن در محفظه هاي مخصوص، آب سرد و يخ تهيه مي كردند.

ž اما حمل يخ بوسيله كشتي و نگهداري آن در انبار ها كه بين سالهاي 1810 الي 1850 ميلادي رواج پيدا كرد و استفاده از برودت را در سطح وسيعي گسترش داد. بعنوان تاريخ پيدايش تبريد ثبت شده است. اگر چه ميشل فاراده در سال 1824 اصول سرد كردن از نوع جذبي را كشف نمود ولي در سال 1855 يك مهندس آلماني اولين مكانيزم سرد كننده از نوع جذبي را توليد كرد كه اين كشف تحولي در صنعت تبريد به وجود آورد.

ž در همين سالها شخصي به نام Tudor با ساختن يك سرد خانه كه از خاك اره بجاي عايق استفاده كرده بود، قدم مؤثري جهت حمل و نگهداري يخ برداشت. حمل يخ به مناطق مختلف دنيا و استفاده از آن بتدريج عادات و زندگي مردم را تغيير داد تا اينكه در سال 1880 كارخانه يخ مصنوعي براي رفع نياز مردم ساخته شد.

ž اولين ماشين تبريد مكانيكي كه با دست كار ميكرد در سال 1834 در انگلستان ساخته شد.

žدر سال 1851 يك مخترع آمريكايي ماشين يخسازي خود را كه از هوا بجاي مبرد استفاده مي كرد عرضه نمود. در سال 1860 نيز اولين ماشين اتر سولفوريك براي ايجاد تبريد در استراليا ساخته شد كه در صنايع نوشابه سازي مورد استفاده قرار ميگرفت.

ž در اوايل سال 1890 تبريد مصنوعي رواج يافت و سيستمهاي مختلف تبريد عموميت يافت و سيستم تبريد جذبي نيز در كشورهاي مختلف مورد استفاده قرار گرفت.

ž در اوايل قرن نوزدهم كمپرسورهاي سيستم تراكمي هنوز با بخار كار ميكردند و سرعت آنها حدود 50 دور در دقيقه بود. در سال 1903 انجمن ماشين آلات تبريد و در سال 1904 انجمن مهندسين و متخصصين تبريد بوجود آمد.

ž در سال 1905 كه كمپرسور دو زمانه به ثبت رسيد تا سال 1911 كه تكميل گرديد سرعت آن از 100 به 300 دور در دقيقه افزوده شد و در سال 1915 اولين كمپرسور مدرن دو زمانه ساخته شد. و تا سال 1940 از آن استفاده ميشد. در همين سالها بود كه توليدات صنايع تبريد و تهويه مطبوع به نقطه اوج خود رسيد و دستگاههاي تبريد صنعتي و خانگي به ميزان قابل توجهي توليد گرديد.

موارد عمده استفاده از تبريد

ž زماني از صنعت تبريد فقط براي تهيه يخ استفاده مي شد ولي امروزه كاربرد تبريد در رشته هاي مختلف صنعتي و زندگي انسان گسترش چشمگيري يافته است. به طور خلاصه ميتوان كاربرد تبريد را به سه دسته عمده تقسيم كرد:

ž 1 – تهيه و نگهداري مواد غذايي و فاسد شدني

ž 2 – صنايع شيميايي

ž 3 – دستگاههاي سرد كننده خانگي و دستگاههاي مخصوص جهت استفاده در خط توليد كارخانجات.

تهويه مطبوع و تهويه صنعتي

ž استفاده از تبريد در نگهداري مواد غذايي امروزه به وفور در زندگي انسانها مشاهده ميشود و ظاهراً بدون تبريد زندگي انسانها به كلي مختل ميشود.

ž اما در صنايع شيميايي خدماتي كه بوسيله تبريد در عمليات مختلف صنايع شيميايي انجام مي گيرند عبارتند از:

ž 1 – جدا كردن گازها 5 – نگهداري ماده در فشار كم

ž2 – تقطير گازها 6 – عمليات سرد كردن

ž 3 – رطوبت گيري از هوا 7 – دفع حرارت در تحولات شيميايي

ž 4 – جامد سازي ماده از محلول 8 – كنترل تركيبات شيميايي

ž مصارف توسعه روز افزون دستگاههاي مختلف تبريد دگرگوني محسوسي در زندگي ما بوجود آورده و هنوز هم در حال توسعه و تكميل است يكي از مصارف اختصاصي تبريد سرد كردن فلزات تا حدود 125 – درجه فارنهايت به منظور عمليات سخت كردن آنها است در حرفه دارو سازي نيز براي تهيه و نگهداري انواع داروها و بخصوص نگهداري خون استفاده هاي وسيعي از سيستم تبريد ميشود.

ž در ساختمانهاي بتني، بخصوص در ايجاد سدها از اعمال سرد كردن بتن قبل از بتن ريزي به منظور كم كردن حجم مخصوص آن و در نتيجه تراكم و فشردگي بيشتر ذرات در همديگر و افزايش استحكام و مقاومت سد در مقابل فشار آب و لرزش و عوامل مخرب ديگر استفاده ميشود. همچنين شيرين كردن آب دريا كه از ضروريات زندگي امروز بشر بوده و در آينده هم مسئله مهمي براي ادامه حيات بشر خواهد بود نيز همچون هزاران هزار مورد ديگر، از موارد استفاده مخصوص تبريد محسوب مي شود.

مخصوص تبريدانواع سيستم هاي خنك كننده
روشهاي مختلف تبريد (توليد برودت)

ž تبريد عبارت است از جذب حرارت از مواد و دفع آن به محيط خارج در كليه سيستمهاي عملي تبريد حفظ سرما مستلزم گرفتن حرارت از موادي با درجه حرارت پايين تر و خارج كردن آن به محيطي با درجه حرارت بالاتر ميباشد.

ž 1 – افزايش درجه حرارت مبرد (مانند فرستادن هواي سرد به داخل ساختمان براي سرد كردن محيط و وسايل داخل و گرم شدن خود هواي سرد)

ž 2 – تغيير فاز (مقدار حرارتي كه در اثر تغيير حالت از جامد به مايع يا مايع به گاز يا جامد به بخار جذب ميگردد براي برودت استفاده ميشود)

ž 3 – انبساط مايع (انبساط مايعات باعث تقليل درجه حرارت آنها مي شود)

ž 4 – انبساط گاز ايده ال (در يك جريان ثابت وقتي يك گاز ايده ال منبسط ميشود كاهش درجه حرارت بوجود مي آيد مقدار افت درجه حرارت ممكن است جزيي و يا قابل توجه باشد كه بستگي به وضعيت محل انبساط دارد)

ž – توليد خلاء: اگر مخزن بسته اي را در محيطي با فشار كم رها كنيم كاهش حرارت در مخزن تحت فشار حاصل ميشود. چنانچه هوا را با فشار محيط به داخل مخزني كه تحت خلاء است وارد كنيم عكس عمل قبل اتفاق مي افتد و در داخل مخزن پس از توازن فشار بيشتر از درجه حرارت محيط ميگردد. اين تغيير انرژي از طريق روابط ترموديناميك اثبات مي شود اما با توجه به اينكه داراي ارزش اقتصادي چنداني نيست. به ندرت مورد استفاده قرار مي گيرد.

ž 6 – انبساط گاز حقيقي: وقتي يك گاز حقيقي منبسط ميشود. حتي اگر آنتالپي ثابت بماند تغييري در درجه حرارت بوجود مي آيد.

ž 7 – عمليات الكتريكي: با استفاده از الكتريسيته و يا مغناطيس به دو طريق ميتوان ايجاد برودت نمود. يكي با قرار دادن مولوكولها در يك ميدان مغناطيسي و دوم با استفاده از عكس عمل ترموكوپل مي باشد. تبريد مغناطيسي عملي است كه براي رسيدن به نزديك درجه حرارت صفر مطلق بسيار مفيد بوده و به كار مي رود.

انواع سيكلهاي متداول توليد برودت:

ž – روشهاي تبخير سطحي مانند آن چيزي كه در كولرهاي آبي متداول ميباشد. اين نوع تبريد محدود به درجه حرارت خاصي ميباشد كه به دماي محيط و رطوبت نسبي هوا بستگي دارد و فقط در بعضي موارد جهت خنك كردن محيط داخل ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرد.

ž 2 – سيستم هاي تراكمي تبخيري: در اين روش مبرد در كمپرسور فشرده شده و در اوپراتور منبسط ميشود اين انبساط باعث تبخير مبرد و سرد شدن اوپراتور ميگردد. بخار مبرد در قسمتي به نام كنداسور كندانس ميشود و حرارت گرفته شده را به محيط پس مي دهد.

ž 3- سيستمهاي تبريد جذبي: كه در قسمت های آينده مفصلاً توضيح داده خواهد شد و شامل سيستمهاي جذبي آب و آمونياك و سيستمهاي جذبي ليتيوم برومايد و آب يك مرحله اي يا چند مرحله اي و سيستمهاي جذبي با جاذب جامد solid absorption chiller مي باشد.

 

فهرست مطالب:

تبرید

موارد استفاده از تبرید

موارد غذایی

صنایع شیمیایی

روش های تولید سرما

سیستم تبخیری

سیستم تراکمی

سیکل تبرید کارنو

اجزای سیکل تبرید تراکمی

شرح اجزای سیستم تبرید تراکمی

کمپرسور و انواع آن

کمپرسورهای پیستونی

کمپرسورهای دوار

کمپرسورهای پیچی

کمپرسورهای حلزونی

کمپرسورهای سانتریفیوژ

اپراتورها

کندانسورها

کندانسور آبی

کندانسور آبی پوسته و کویل

کندانسور آبی پوسته و لوله

کندانسور آبی دو لوله ای

تعریف برج خنک کننده

انواع برج خنک کننده

از نظر جهت جریان هوا

از نظر نوع فن

از نظر گردش آب

از نظر ساختار

روش های کنترل ظرفیت برج خنک کن

کندانسورهای هوایی

کندانسورهای تبخیری

شیر انبساط

سیستم جذبی

طرح یک مثال

سیکل کامل چیلر جذبی

طبقه بندی چیلرهای جذبی

و...