سردخانه آمونیاکی چیست؟

---

---

۱- مقدمه

سردخانه آمونیاکی چیست؟ آمونیاک (R-717) یکی از قدیمی‌ترین و درعین‌ حال کارآمد ترین مبرد هایی است که تا امروز جایگاه خود را در صنعت تبرید سنگین حفظ کرده است. علت این پایداری مجموعه‌ ای از ویژگی‌ های ترمودینامیکی ممتاز، هزینه عملیاتی پایین، راندمان بالا، و عدم تأثیر مخرب بر لایه ازون یا گرمایش زمین است. برخلاف بسیاری از مبردهای سنتتیک که طی دهه‌ های اخیر به دلیل قوانین زیست‌ محیطی حذف شده‌اند آمونیاک همچنان یکی از انتخاب‌ های اصلی در صنایع غذایی، دارویی، سردخانه‌های بزرگ، تونل‌های انجماد و سیستم‌های تبرید با بار حرارتی بالا محسوب می‌شود.

کمتر از ۲٪ تولید جهانی آمونیاک در صنعت تبرید مصرف می‌شود، اما همین سهم کوچک نقشی کلیدی در زنجیره تأمین مواد غذایی و فرآیندهای صنعتی دارد.

در ایران نیز طی سال‌های اخیر به دلیل افزایش هزینه برق قیمت بالای گازهای مبرد HFC و مسائل زیست‌محیطی تمایل به استفاده از سردخانه‌ آمونیاکی به‌ طور چشمگیری افزایش یافته است.

---

۲- تاریخچه سیستم‌های تبرید آمونیاکی

تاریخچه آمونیاک در سیستم‌های تبرید بسیار قدیمی‌ تر از مبردهای مدرن است. اولین استفاده مستند از آمونیاک به سال ۱۸۵۸ برمی‌گردد زمانی که «فردیناند کاره» سیستم جذب آمونیاکی را توسعه داد و عملاً اولین ماشین تولید یخ صنعتی را ساخت.

در دهه‌های بعد:

• ۱۸۷۳: «دیوید بویل» اولین کارخانه یخ‌ سازی با سیستم کمپرسوری آمونیاکی را در تگزاس راه‌اندازی کرد.
• ۱۸۷۵ تا ۱۸۸۱: «کارل فن لینده» با حمایت مالی چندین کارخانه آبجوسازی، بیش از ۳۰ دستگاه یخ‌ ساز صنعتی مبتنی بر آمونیاک تولید کرد.
• ۱۹۱۳: تولید تجاری آمونیاک سنتتیک آغاز شد و امکان توسعه صنعتی سردخانه‌ها فراهم شد.

در دهه ۱۹۲۰ سه مبرد اصلی در جهان استفاده می‌شدند:

• آمونیاک (R-717)
• کلرومتان (R-40)
• دی‌اکسید گوگرد (R-764)

از میان این سه تنها مبردی که امروز همچنان مورد استفاده گسترده است، آمونیاک است.
علت ساده است:
راندمان بالا + هزینه عملیاتی پایین + عدم تخریب محیط زیست.

---

۳- چرا آمونیاک؟ مزایا و ویژگی‌ های کلیدی

از نگاه مهندسی ترمودینامیک آمونیاک مزایایی دارد که آن را برای سردخانه‌ های بزرگ ایده‌ آل می‌کند:

۳.۱ راندمان انرژی بسیار بالا

آمونیاک دارای ظرفیت گرمایی ویژه بالا، گرمای نهان تبخیر زیاد و رفتار پایدار در فشارهای عملیاتی مختلف است.
این ویژگی‌ها موجب می‌شود که:

• مصرف انرژی کمپرسور کمتر باشد
• ظرفیت تبرید بیشتری نسبت به فریون تولید شود
• COP سیستم در بارهای سنگین بالاتر رود

۳.۲ هزینه عملیاتی پایین

از آنجا که آمونیاک یک ماده ارزان‌ قیمت و در دسترس است هزینه شارژ، سرویس و نگهداری آن کم‌ تر از مبردهای HFC یا HCFC است.

۳.۳ دوستدار محیط زیست

طبق ASHRAE، مبردهایی مانند R-744 (CO₂) و R-717 (آمونیاک) دارای ODP برابر صفر و GWP نزدیک به صفر هستند. این در حالی است که بسیاری از مبردهای رایج نوین مثل R-404A با GWP حدود 3922 و R-410A با GWP حدود 2088 اثر گلخانه‌ای بسیار بالایی دارند. به همین دلیل، این مبردها در سال‌های اخیر تحت محدودیت‌های شدید بین‌المللی قرار گرفته‌اند و در بسیاری از کشورها مشمول برنامه‌های Phase Down شده‌اند.

در مقابل، مبردهای طبیعی به‌دلیل سازگاری با محیط زیست، عدم تخریب لایه اوزون و آینده‌پذیری از نظر قوانین زیست‌محیطی، به‌عنوان گزینه‌های استراتژیک صنعت تبرید و تهویه مطبوع شناخته می‌شوند؛ هرچند که هرکدام چالش‌های فنی خاص خود را دارند

بسیار بالا هستند و قوانین جهانی استفاده از آن‌ها را محدود کرده است.

۳.۴ قابلیت تشخیص سریع نشتی

آمونیاک بوی بسیار تند و مشخصی دارد.
این ویژگی یک مزیت ایمنی محسوب می‌شود زیرا در صورت وجود نشت اپراتور می‌تواند بلا فاصله آن را تشخیص دهد.

۳.۵ سازگاری با کمپرسورهای صنعتی

کمپرسورهای اسکرو و پیستونی به‌ طور گسترده برای آمونیاک طراحی شده‌اند.
طبق ASHRAE کمپرسورهای اسکرو در توان‌های بالاتر از ۷۵ کیلووات عملاً انتخاب غالب‌ اند.

---

۴- معایب و چالش‌های آمونیاک

هرچند آمونیاک کارآمد و اقتصادی است اما نیاز به طراحی و نگهداری صحیح دارد.

۴.۱ سمیت

در غلظت‌ های بالا آمونیاک می‌تواند خطرناک باشد. استاندارد ها مقدار مجاز تماس شغلی را محدود می‌کنند.
آمونیاک در غلظت ۱۶ تا ۲۵ درصد امکان اشتعال و انفجار دارد.

۴.۲ خوردگی مس و آلیاژهای مس

بنابراین لوله‌ کشی آمونیاکی کاملاً از فولاد ساخته می‌شود.
(در ادامه در بخش پایپینگ، استانداردهای ASME B31.5 و IIAR توضیح داده می‌شود.)

۴.۳ نیاز به اپراتور متخصص

به دلیل ماهیت صنعتی سیستم اپراتور باید آموزش‌ دیده باشد و مسئولیت پایش فشار، عملکرد کمپرسورها و سیکل‌های دیفراست را بر عهده بگیرد.

---

۵- اصول عملکرد سیستم تبرید آمونیاکی (چرخه تبرید)

چرخه تبرید آمونیاکی دقیقاً مشابه چرخه مبردهای دیگر است اما رفتار فشاردمای آمونیاک متفاوت است.

مایع آمونیاک موجود در مخزن سپراتور توسط پمپ‌های آمونیاک به سمت شیر اکسپنشن اواپراتور ارسال می‌شود. پس از عبور از شیر اکسپنشن و کاهش فشار، وارد اواپراتور شده و در آنجا با جذب گرمای محیط تبخیر می‌گردد. بخار ایجادشده تحت مکش کمپرسور به مخزن سپراتور بازمی‌گردد و سپس توسط کمپرسور متراکم شده و به شکل بخار داغ وارد کندانسور می‌شود. در کندانسور بخار آمونیاک تقطیر شده و به صورت مایع وارد مخزن ریسیور می‌گردد. در صورت کاهش سطح آمونیاک در سپراتور، مایع موجود در ریسیور از طریق شیر اکسپنشن به سپراتور منتقل می‌شود تا سطح مبرد جبران گردد.

---

۶- اجزای اصلی سردخانه آمونیاکی (بر اساس ASHRAE 2014)

در ادامه، اجزای سیستم را از نگاه استاندارد ASHRAE مرور می‌کنیم.

۶.۱ کمپرسورها

در سیستم‌های آمونیاکی معمولاً از سه نوع کمپرسور استفاده می‌شود:

الف) کمپرسورهای پیستونی (Reciprocating)

• مزیت: راندمان خوب در بارهای متغیر
• مناسب سردخانه‌های متوسط و کوچک

ب) کمپرسورهای اسکرو (Rotary Screw)

• برای توان‌های متوسط و بالا
• بدون لرزش
• قابلیت کارکرد 24 ساعت کارکرد
• دارای سیستم داخلی روغن‌کاری و خنک‌ کاری

ج) کمپرسورهای Rotary Vane

در کاربردهای خاص، عمدتاً برای بوستر در سیستم‌های دو مرحله‌ای استفاده می‌شود.

۶.۲ کندانسورهای آمونیاکی

کندانسور تبخیری

رایج‌ ترین نوع کندانسور در ایران و جهان. ویژگی‌ها:

• مصرف آب محدود
• راندمان بالا
• نیاز به حداقل ۱۵۰۰ میلی‌متر Drop Leg برای ایجاد ستون مایع

نکته مهم استانداردی

وجود اختلاف فشار بین کندانسورهای موازی می‌تواند مانع تخلیه مناسب مایع شود.
برای همین ASHRAE توصیه می‌کند:

• استفاده از تله مایع (Liquid Trap)
• استفاده از Equalizer Line بین کندانسورها

۶.۳ اواپراتورها

ASHRAE توضیح می‌دهد که اواپراتورهای DX (Direct Expansion) برای آمونیاک توصیه نمی‌شوند، مگر در دماهای بالاتر از ‎–18°C.
دلیل:

1. توزیع مایع در DX آمونیاک دشوار است.
2. ظرفیت DX پایین‌تر از سیستم‌های Flooded یا Overfeed است.

انواع اواپراتور در سردخانه آمونیاکی:

۱– اواپراتور Overfeed Recirculation

(نسبت گردش ۲.۵:۱ تا ۴:۱)

در این سیستم، آمونیاک بیش از مقدار تبخیر مورد نیاز به اواپراتور پمپ می‌شود و مایع اضافی دوباره به سپراتور برمی‌گردد.

مشخصات فنی:

• نسبت گردش (Recirculation Ratio): معمولاً بین ۲.۵ تا ۴
• تغذیه توسط پمپ آمونیاک
• همیشه سطح اواپراتور کاملاً خیس می‌ماند
• بازده انتقال حرارت بسیار بالا

مزایا:

• راندمان تبادل حرارتی عالی
• یکنواختی دما در کل اواپراتور
• جلوگیری از خشک شدن سطح اواپراتور

معایب:

• مصرف برق پمپ
• سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر
• طراحی کنترلی حساس

کاربرد اصلی:
سردخانه‌های بزرگ، تونل انجماد، IQF، صنایع گوشت و لبنیات صنعتی

۲- اواپراتور Flooded

(اشباع کامل با مایع)

در سیستم Flooded کل حجم اواپراتور کاملاً از آمونیاک مایع پر شده و تبخیر از سطح سیال انجام می‌شود، بدون پمپ گردش.

مشخصات فنی:

• بدون پمپ سیرکولاسیون
• سطح مایع توسط لول کنترل تنظیم می‌شود
• تبخیر کاملاً پایدار و یکنواخت

مزایا:

• راندمان حرارتی بسیار بالا
• مصرف انرژی کمتر نسبت به Overfeed
• عملکرد پایدار در بارهای ثابت

معایب:

• کنترل سطح مایع حساس
• خطر برگشت مایع به کمپرسور در صورت طراحی ضعیف
• عدم انعطاف در تغییر بار سریع

کاربرد اصلی:
چیلرهای آمونیاکی، فرآیندهای صنعتی، بارهای ثابت و پیوسته

۳- اواپراتور Shell & Tube

(پوسته و لوله)

یکی از رایج‌ترین انواع اواپراتور در سیستم‌های آمونیاکی صنعتی که می‌تواند به‌صورت Flooded یا Overfeed کار کند.

ساختار:

• آمونیاک در سمت پوسته
• سیال ثانویه (آب، آب‌نمک، گلایکول) داخل لوله‌ها

مزایا:

• تحمل فشار بالا
• مناسب برای آمونیاک
• تعمیر و نگهداری ساده
• عمر طولانی

معایب:

• ابعاد بزرگ
• هزینه ساخت بالا نسبت به کویل فین‌دار

کاربرد اصلی:
چیلرهای صنعتی، سردخانه مرکزی، کارخانه‌های مواد غذایی

۶.۴ تجهیزات کنترلی و ایمنی

در استانداردهای ASHRAE و IIAR:

• شیرهای Relief Valve الزامی است
• Dual relief assembly پیشنهاد می‌شود
• در خطوط Hot Gas نباید تله مایع وجود داشته باشد
• کنترل سطح (Level Control) در Surge Drum بسیار حیاتی است

---

۷– محاسبات، مقایسه فنی آمونیاک با فریون، کاربردها و تحلیل اقتصادی

۷.۱ محاسبات پایه در طراحی سردخانه آمونیاکی

طراحی یک سردخانه آمونیاکی بدون محاسبات صحیح عملاً قابل‌اعتماد نیست. هر پروژه سردخانه، قبل از هر چیز باید سه دسته بار را تعیین کند:

۷.۲ بار حرارتی نفوذ (Transmission Load)

به حرارتی اشاره دارد که از دیوارها، سقف و کف وارد اتاق سردخانه می‌شود.
فرمول پایه آن:$$Q = U \times A \times \Delta T$$Q=U×A×ΔT

• U: ضریب انتقال حرارت پنل سردخانه
• A: مساحت
• ΔT: اختلاف دما (داخل سردخانه – محیط)

در سردخانه‌های آمونیاکی، به‌دلیل COP بالا معمولاً می‌توان اختلاف دمای کمتری بین اواپراتور و دمای اتاق در نظر گرفت،
که این موضوع راندمان را افزایش می‌دهد و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

۷.۳ بار محصول (Product Load)

این بار شامل:

• سرد کردن اولیه محصول
• انجماد محصول
• کاهش دمای هسته محصول
• گرمای تنفس (برای محصولات کشاورزی)
• گرمای آزادشده از واکنش‌های شیمیایی/بیولوژیک

برای مثال:

• گوشت تازه تا ۲۸٪
• مرغ تا ۲۲٪
• ماهی تا ۱۸٪
  از انرژی سرمایشی صرف انجماد و تغییر فاز می‌شود.

۷.۴ بار ناشی از هوا و اپراتورها (Internal Load)

شامل:

• گرمای افراد
• گرمای روشنایی
• باز و بسته شدن درب
• لیفتراک برقی یا احتراقی

در سردخانه‌های بزرگ صنعتی، این مقدار کاملاً قابل‌توجه است.

---

۸– دمای تبخیر و دمای تقطیر (طبق ASHRAE 2014)

هرچه اختلاف بین دمای اتاق سردخانه و دمای تبخیر کمتر باشد:

• ظرفیت تبرید بیشتر
• COP بالاتر
• مصرف انرژی کمتر
• عملکرد کمپرسور پایدارتر

اما این موضوع تنها با سیستم‌های Overfeed قابل دستیابی است؛ زیرا DX آمونیاک در ΔT پایین راندمان ندارد.

---

۹– محاسبه گرمای نهان آمونیاک (Latent Heat)

یکی از دلایلی که آمونیاک راندمان بالایی دارد، گرمای نهان تبخیر بالای آن است.

به‌عنوان مثال:

• گرمای نهان R-717 ≈ 1370 kJ/kg
• گرمای نهان R-404A ≈ 210 kJ/kg

این یعنی:

به ازای حجم مشخص مبرد، آمونیاک ۶ تا ۷ برابر انرژی بیشتری جابجا می‌کند.

این موضوع برای سردخانه‌های بزرگ و تونل انجماد یک مزیت رقابتی حیاتی است.

---

۱۰. مقایسه کامل آمونیاک با فریون‌ها (تحلیل فنی + اقتصادی)

۱۰.۱ راندمان انرژی

به‌طور متوسط:

• آمونیاک: COP بالاتر
• فریون (R404, R507, R22): COP پایین‌تر

در دماهای پایین (زیر –۳۵°C)، اختلاف حتی بیشتر است.

۱۰.۲ هزینه تجهیزات

• تجهیزات آمونیاکی صنعتی هستند و طول عمر بسیار بالایی دارند.
• قطعات مصرفی کمتر خراب می‌شوند.
• کمپرسورهای آمونیاکی از لحاظ طراحی robust هستند.

در مقابل:

• سیستم‌های فریونی معمولاً دارای lifespan کوتاه‌تر هستند.
• کمپرسورهای اسکرو/رفت‌وبرگشتی آمونیاکی سنگین‌تر هستند ولی بسیار بادوام‌ترند.

۱۰.۳ هزینه عملیاتی

در بلندمدت:

آمونیاک ارزان‌ترین سیستم تبرید صنعتی از نظر مصرف برق است.

علت:

• COP بالا
• هزینه ناچیز شارژ مبرد
• سازگاری با Recirculation که راندمان را تا ۳۰٪ افزایش می‌دهد

۱۰.۴ ایمنی

• فریون غیرقابل اشتعال است اما در دمای بالا بخارات سمی تولید می‌کند.
• آمونیاک قابل اشتعال نیست اما محدوده انفجاری دارد و باید اصول ایمنی را رعایت کرد.
  (طبق ASHRAE، محدوده ۱۶ تا ۲۵ درصد.)

۱۰.۵ محیط زیست

• آمونیاک: GWP = 0 ، ODP = 0
• فریون‌ها: GWP بالا (بین ۳۹۲۲ تا ۳۹۵۵ برای R-404A)

از نظر زیست‌محیطی، آمونیاک انتخاب آینده است.

۱۰.۶ محدودیت‌های کاربردی

آمونیاک برای چه جاهایی بهترین است؟

• تونل انجماد
• سردخانه‌های زیر صفر
• کارخانه‌های پروتئینی
• صنایع شیلات
• سردخانه‌های نگهداری عظیم
• تولید یخ صنعتی
• خط IQF

فریون برای چه مواردی بهتر است؟

• سوپرمارکت‌ها
• سردخانه‌های کوچک
• مصارف تجاری سبک
• پروژه‌هایی که نیروهای متخصص در دسترس نیستند

---

۱۱– کاربردهای صنعتی سردخانه آمونیاکی در ایران

۱۱.۱ صنایع گوشت و مرغ

بیش از ۶۰٪ سردخانه‌های بزرگ پروتئینی در کشور از سیستم آمونیاک استفاده می‌کنند.

چرایی:

• دمای پایین –۴۰ درجه
• سرعت انجماد
• راندمان بالا
• هزینه عملیاتی مناسب

۱۱.۲ صنایع لبنی

سیستم‌های آمونیاکی برای چیلرهای آب‌سردکن، گلیکول‌سردکن و سالن‌های نگهداری لبنیات استفاده می‌شوند.
اواپراتورهای shell & tube یا plate chiller در این حوزه رایج هستند.

۱۱.۳ صنایع شیلات و تونل‌های IQF

تونل‌های IQF نیاز به:

• دمای تبخیر بسیار پایین
• فلو بالای هوا
• بار حرارتی سنگین

دارند؛ بنابراین تنها انتخاب اقتصادی، دو‌مرحله‌ای آمونیاکی است.

۱۱.۴ انبارهای میوه و سبزیجات

هرچند بسیاری از انبارهای میوه از فریون استفاده می‌کنند، اما سردخانه‌های تجاری بزرگ با ظرفیت بالا معمولاً به سمت آمونیاک رفته‌اند.

۱۱.۵ صنایع دارویی

در صنایع دارویی:

• دقت دما
• پایداری سیکل
• و مانیتورینگ لحظه‌ای
  بسیار مهم است.

سیستم‌های آمونیاکی همراه با PLC و SCADA انتخاب مناسبی برای این محدوده هستند.

---

۱۲– تحلیل اقتصادی سیستم آمونیاکی

۱۲.۱ هزینه اولیه (CAPEX)

• تجهیزات گران‌تر
• نیاز به کمپرسورخانه
• نیاز به اپراتور متخصص
• تابلو برق و اتوماسیون سنگین‌تر

اما:

۱۲.۲ هزینه عملیاتی (OPEX)

• مصرف برق پایین‌تر
• هزینه شارژ صفر (آمونیاک ارزان)
• دوام بالای تجهیزات
• خرابی کمتر کمپرسورها
• Overfeed باعث کاهش ۲۰–۳۰٪ مصرف انرژی می‌شود

۱۲.۳ نتیجه نهایی:

در پروژه‌های بزرگ صنعتی:
هزینه اولیه در ۲ تا ۳ سال اول جبران می‌شود.

برای همین سیستم‌های بزرگ غذایی و دارویی عملاً فقط به سمت آمونیاک می‌روند.

---

۱۳– نقش اساسی اتوماسیون در صرفه‌جویی انرژی

در بخش های قبل اتوماسیون را توضیح دادیم، اما از نظر اقتصادی:

یک سیستم کنترل حرفه‌ای (PLC + VFD) می‌تواند تا:

• ۱۰٪ کاهش مصرف انرژی کمپرسور
• ۷٪ کاهش بار کندانسور
• ۵٪ افزایش راندمان در defrost cycle
  ایجاد کند.

این ارقام در ASHRAE به‌طور مستقیم اشاره نشده اما از مدل‌های انرژی HVAC استخراج شده و در پروژه‌های واقعی کاملاً قابل‌مشاهده است.

---

۱۴– نکات طراحی حرفه‌ای از نگاه ASHRAE

برای جمع‌بندی این بخش، توصیه‌های کلیدی ASHRAE برای سیستم‌های آمونیاکی را مرور می‌کنیم:

✔ استفاده از Recirculation به‌جای DX

✔ Drop-Leg مناسب کندانسور

✔ اجتناب از تله مایع در Hot Gas

✔ Intercooling در سیستم‌های دو مرحله‌ای

✔ لوله‌کشی فولادی سنگین (نه مسی)

✔ کنترل سطح دقیق در Surge Drum

✔ استفاده از کمپرسور اسکرو برای ظرفیت‌های بالای ۷۵ کیلووات

---

۱۵– جمع‌بندی

چرا سیستم آمونیاکی بهترین انتخاب برای پروژه‌های صنعتی است؟

در پایان این مقاله، می‌توان نتیجه گرفت که سیستم‌های آمونیاکی همچنان ستون اصلی صنعت تبرید سنگین هستند.
این موضوع به دلایل کاملاً فنی، مهندسی و اقتصادی است و نه به‌خاطر سابقه تاریخی یا عادت بازار.

مزیت‌های کلیدی آمونیاک نسبت به فریون‌ها:

1. راندمان انرژی بالا
   آمونیاک یکی از بهترین COP-ها را در دماهای پایین ارائه می‌دهد.
2. هزینه عملیاتی بسیار پایین
   شارژ مبرد تقریباً صفر و مصرف انرژی کمتر از ۲۰–۳۰٪ در بسیاری از پروژه‌ها.
3. دوستدار محیط زیست
   بدون GWP و ODP، کاملاً مطابق استانداردهای زیست‌محیطی جهانی.
4. قابل‌استفاده در سیستم‌های سنگین صنعتی
   از سردخانه‌های پروتئینی تا تونل‌های IQF و صنایع دارویی.
5. سازگاری با سیستم‌های Recirculation
   که از دید ASHRAE، بهترین روش استفاده از آمونیاک است.
6. دوام بسیار بالا در تجهیزات
   کمپرسورهای صنعتی آمونیاکی طول عمر ۱۵ تا ۲۰ سال دارند.

در عین حال چالش‌های مهمی وجود دارد:

• نیاز به طراحی دقیق
• نیاز به سیستم پایپینگ استاندارد
• ضرورت سیستم‌های ایمنی مطابق ASHRAE 15
• نیاز به اپراتور متخصص

بنابراین سیستم آمونیاکی انتخابی نیست که صرفاً با خرید تجهیزات یا نصب اولیه قابل اتکا باشد؛
بلکه نیازمند مهندسی دقیق، اجرا صحیح، اتوماسیون حرفه‌ای و پایش دائمی است.

---

۱۶– نقش اتوماسیون، مانیتورینگ و تابلو برق در افزایش راندمان سیستم آمونیاکی

در بخش‌های قبلی اشاره کردیم که سیستم‌های آمونیاکی در دماهای پایین عملکرد فوق‌العاده دارند،
اما این راندمان تنها زمانی قابل‌دستیابی است که اتوماسیون به شکل صحیح و علمی پیاده‌سازی شود.

۱۶.۱ کنترل فشار مکش و دهش (LP/HP Control)

فشار مکش (Suction) و فشار دهش (Discharge) پارامترهای حیاتی هستند.
سیستم‌های PLC با:

• PID کنترل حلقه بسته
• Interlock ایمنی
• سنسورهای صنعتی فشار
• انتخاب فرکانس موتور کمپرسور از طریق VFD

می‌توانند راندمان کمپرسور را تا ۱۰٪ افزایش دهند.

۱۶.۲ کنترل سطح مایع در Surge Drum

Surge Drum در سیستم‌های Overfeed نقش تثبیت سطح مایع را دارد.
بدون کنترل سطح دقیق:

• Liquid Carryover
• خطر ضربه هیدرولیکی
• آسیب به کمپرسور

به‌وجود می‌آید.

بنابراین:

• Level Switch
• Level Transmitter
• کنترل اتوماتیک شیرهای ورودی/خروجی

جزء جدایی‌ناپذیر سیستم هستند.

۱۶.۳ سیستم Defrost (Hot Gas) و کنترل اتوماتیک

در سیستم‌های آمونیاکی تنها دیفراست استاندارد و مهندسی‌شده، Hot Gas Defrost است.
اگر کنترل نشود:

• خطر وارد شدن مایع
• شوک حرارتی
• نوسان فشار
• آسیب کویل

به وجود می‌آید.

اتوماسیون مسئول است که:

• زمان‌بندی
• کنترل شیر بخار داغ
• کنترل Drain
• توقف فن‌ها
• زمان اتمام دیفراست

را مدیریت کند.

۱۶.۴ مانیتورینگ صنعتی (HMI / SCADA)

سیستم مانیتورینگ باید قابلیت‌های زیر را داشته باشد:

• نمایش آنلاین وضعیت کمپرسورها
• ثبت تاریخچه آلارم‌ها
• ثبت و گراف دما، فشار، جریان
• نمایش وضعیت اواپراتورها و دیفراست
• گزارش انرژی
• هشدار نشت آمونیاک
• کنترل از راه دور

در بسیاری از پروژه‌ها، همین مانیتورینگ ساده باعث کاهش ۵ تا ۸ درصدی مصرف انرژی شده است.

---

سوالات متداول

آمونیاک (R-717) چه تفاوتی با سایر مبردهای رایج مانند فریون‌ها دارد؟

آمونیاک یک مبرد طبیعی (Natural Refrigerant) است که دارای پتانسیل تخریب ازن (ODP) و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) صفر است. در مقابل، بسیاری از مبردهای فریونی (HFCها) دارای GWP بالایی هستند. از نظر فنی، آمونیاک به دلیل ظرفیت حرارتی بالا، راندمان ترمودینامیکی عالی ارائه می‌دهد.

چرا سیستم‌های تبرید آمونیاکی بیشتر در پروژه‌های بزرگ صنعتی استفاده می‌شوند؟

به دلیل ویژگی‌های خاص آمونیاک، از جمله سمیت و نیاز به تجهیزات مقاوم به خوردگی، این سیستم‌ها نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری در زیرساخت‌های ایمنی و تجهیزات تخصصی هستند. اما راندمان عملیاتی بالای آن، در مقیاس‌های بزرگ مانند صنایع غذایی، کشتارگاه‌ها و سردخانه‌های مرکزی، هزینه‌های عملیاتی را به شدت کاهش داده و آن را مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه می‌سازد.

سیکل تبرید تراکمی آمونیاکی با سیکل فریونی در ساختار تجهیزات چه تفاوتی دارد؟

به دلیل خورندگی آمونیاک در تماس با مس و آلیاژهای آن، تمام تجهیزات (لوله، مبدل حرارتی، شیرآلات) در بخش‌های حاوی آمونیاک باید از فولاد کربن یا فولاد ضدزنگ ساخته شوند. در حالی که در سیستم‌های فریونی عمدتاً از مس استفاده می‌شود.

مهم‌ترین ملاحظات ایمنی در طراحی و بهره‌برداری از سردخانه آمونیاکی کدامند؟

مهم‌ترین ملاحظات شامل: ۱. مدیریت نشتی: نصب سنسورهای تشخیص آمونیاک و سیستم‌های آلارم خودکار، ۲. تهویه اضطراری قوی و ۳. ایجاد مناطق ایمنی و دسترسی به دوش‌های شستشوی اضطراری برای پرسنل جهت مقابله با تماس احتمالی با آمونیاک.

آیا نشت آمونیاک برای محیط زیست خطرناک است؟

اگرچه آمونیاک در غلظت‌های بالا سمی است، اما به سرعت در طبیعت تجزیه شده و ODP و GWP آن صفر است. بنابراین، از نظر پایداری زیست‌محیطی بلندمدت (تأثیر بر ازن و گرمایش جهانی)، یکی از پاک‌ترین مبردها محسوب می‌شود.

نقش روغن جداکننده (Oil Separator) در سیستم‌های آمونیاکی چیست؟

از آنجا که آمونیاک برخلاف فریون‌ها، به خوبی در روغن کمپرسور حل نمی‌شود، روغن باید با دقت بالا از مبرد جدا شود تا به لوله‌ها و اواپراتور راه پیدا نکند. جداکننده روغن (Oil Separator) کارایی سیستم را تضمین می‌کند.

چرا آمونیاک راندمان انرژی بالاتری نسبت به مبردهای دیگر دارد؟

آمونیاک دارای حرارت نهان تبخیر (Latent Heat of Vaporization) بسیار بالایی است. به عبارت دیگر، مقدار کمی از آمونیاک می‌تواند گرمای بسیار بیشتری را در فرآیند تبخیر جذب کند، که این امر منجر به کاهش توان مورد نیاز کمپرسور به ازای هر واحد ظرفیت سرمایشی می‌شود.

آیا می‌توان از سیستم آمونیاکی در سردخانه‌های کوچک تجاری استفاده کرد؟

خیر. به دلیل ماهیت سمی آمونیاک و نیاز به رعایت مقررات ایمنی سختگیرانه، استفاده از آن در حجم‌های کم و نزدیک به مناطق مسکونی یا تجاری رایج نیست. برای این کاربردها، سیستم‌های فریونی یا مبردهای طبیعی دیگر مانند(کربن دی‌اکسید) ترجیح داده می‌شوند.