مهندسی مکانیک امروزه در برگیرنده طیف وسیعی از صنعت است که تهویه مطبوع یکی از شاخه های مهم آن می باشد .
پیشرفتهایی که تا کنون در تهویه مطبوع و صنایع مرتبط به آن ، مخصوصا در کشورهای مترقی و صنعتی حاصل شده ، بیش از پیش اهمیت بخش مهندسی مکانیک در حرارت و سیالات را نمایان ساخته است .
استفاده از سیستم هایی با هزینه نصب و راهبری پایین و مصرف انرژی کم و ارزان قیمت از جمله خواسته های اولیه کلیه استفاده کنندگان سیستم های تهویه مطبوع می باشد که سازندگان بزرگ این صنعت با استفاده از فن آوری های پیشرفته روز در تلاشند تا امکان تحقق هر چه بهتر این خواسته ها را فراهم آورند .
در کشور ما صنایع تهویه مطبوع قدمت زیادی ندارد ولی با وجود نوپا بودن این صعت پیشرفتهای چشمگیری در زمینه تولید دستگاههای حرارتی و برودتی و سیستم های مختلف هواساز و تهویه مطبوع داشته ایم .
تولید چیلرهای رفت و آمدی ( کمپرسوری ) یا دستگاههای تهویه مطبوع یک پارچه ( پکیج) در ایران گامی موثر در جهت جایگزینی سیستم های نوین تهویه مطبوع در صنعت بوده است و استفاده از روش هایی با تکنولوژی قدیمی مانند کولرآبی و گازی در مکان هایی مختلف نظیر برجها و ساختمانهای مسکونی و اداری و غیره را منسوج نموده است . با گذشت زمان افزایش استفاده از این نوع دستگاهها و با توجه به مصرف برق بالای آن از یک طرف و گران بودن هزینه برق در کشور ما از طرف دیگر ، انتخاب این سیستم برای مصرف کنندگان تا حدود زیادی مقرون به صرفه نبوده و در مکان های مختلف که این سیستم را برای تهویه مطبوع برگزیده اند، مهندسین مجبور به تجدید نظر و انتخاب راهکارهای دیگری برای تغییر سیستم شده اند .
مایع مبرد در چیلرهای رفت و آمدی (کمپرسوری) که با کندانسورهایی هوایی یا آبی کار می کنند از نوع گازهای فریون CFC یا HCFC می باشد .
اثر تخریبی گازهای HCFC, CFC بر لایه ازن در سال 1985 توسط دانشمندان رسما اعلام گردید و این امر محققین را به تلاش در جهت یافتن ماده جایگزین مناسب واداشت و با استفاده از محلول لیتیوم برماید در سیستم های جذبی این نگرانی تا حدود زیاد برطرف شد .
بهره بردن از دانش روز برای همگان امری اجتناب ناپذیر است لذا این امر خطیر وظیفه مهندسین و تکنسین های کشور ماست تا با مطالعه انواع انرژی های در دسترس، هزینه استفاده از سیستم های تهویه مطبوع را تا حد امکان پایین آورده و استفاده از منابع جدید را جایگزین سیستم های قدیمی کنند . با توجه به کثرت گاز طبیعی در کشور ما و از طرفی هزینه بالای تولید برق با امکانات محدود از قبیل نیروگاههای حرارتی با سوخت فسیلی و غیره استفاده از چیلرهای جذب حرارت مستقیم بهترین راهکار موجود برای از بین بردن مشکلات ناشی از مصرف بالای انرژی الکتریکی می باشد .
تکنولوژی جدید این نوع سیستم ها با مصرف برق بسیار ناچیز در مقایسه با چیلرهای معمولی (کمپرسوری) و استفاده از گاز طبیعی بعنوان سوخت که در کشور ما ارزان تر و فراوانتر می باشد و نیز عدم نیاز به بویلر جداگانه و حذف خود به خودی قسمتی از لوله کشی و شیرهای لازم جهت انتقال بخار از مزایای مهم این نوع چیلرها می باشد .
با توجه به این که امروزه انبوه سازی مسکن یکی از راههای پیشنهادی مناسب برای کاهش مشکلات موجود در زمینه شهرسازی می باشد، استفاده از تجربه کشورهای پیشرفته و موفقی نظیر ژاپن، در این مورد که در طول سالهای اخیر این نوع سیستم را جایگزین انواع دیگر ساخته اند ، می تواند راهگشای متخصصین ما در حل مشکلات موجود باشد . در کشور ژاپن کارخانجات عظیم ابارا که سالهاست تحت لیسانس شرکت کریر آمریکا به تولید چیلرهای جذبی اشتغال دارد ، اخیرا در زمینه چیلرهای معمولی و حرارت مستقیم به پیشرفتهای قابل ملاحظه ای دست یافته است . بطوریکه در حال حاضر کمپانی مذکور یکی از بزرگترین و معتبرترین سازندگان این دستگاهها در جهان می باشد .
مونتاژ این نوع چیلر با توجه به تکنولوژی بالا و مزایای آن بی شک گامی در جهت پیشرفت صنایع تهویه مطبوع کشور و مدرنیزه کردن آن می باشد.
لذا با توجه به مطالب فوق و لزوم افزایش آگاهی مهندسین و متخصصین کشور و به خصوص دانشجویان و فراهم آوردن زمینه تحقیق و بررسی بیشتر در زمینه استفاده از انرژی کمتر و ارزانتر برخورد لازم دانستم در جهت معرفی این نوع چیلرها و مزایا و عملکرد و دیگر مشخصه های آن گامی هر چند کوچک و ناچیز بردارم و دست اندرکاران این صنعت را به بررسی و مطالعه در این باره فراخوانم.
تردیدی نیست رساله ای که پیش روی شماست خالی از اشکال و ایراد نیست . امیدوارم اساتید محترم و دانشجویان عزیز با عنایت و بزرگواری از این اشتباهات که مسلما ناشی از کمی تجربه در این زمینه است در گذرندو با تحقیقات و مطالعات بیشتر خود در این زمینه موجبات پیشرفت این صنعت را در کشور فراهم آورند .
تاریخچه تبرید :
در کتابهای چین قدیم از چگونگی نگهداری یخ مطالبی بدست آمده است که تبرید را به عنوان یک حرفه شناخته شده در هزاران سال قبل معرفی می کند. همچنین گفته اند که روسها و یونانیها برف فشرده را در انبارها نگهداری و در فصول گرم از آن استفاده می کردند . هندیها و مصریها و ایرانیان قدیم نیز با پر کردن ظروف سفالی از آب و نگهداری آن در محفظه های مخصوص ، آب سرد و یخ تهیه می کردند .
اما حمل قطعات یخ بوسیله کشتی و نگهداری آن در انبارها که بین سالهای 1810 الی 1850 میلادی رواج پیدا کرد و استفاده از برودت را در سطح وسیعی گسترش داد، بعنوان تاریخ پیدایش تبرید ثبت شده است . در همین سالها شخصی بنام «تئودر» با ساختن یک سردخانه که از خاک اره بجای عایق استفاده کرده بود قدم موثری جهت حمل و نگهداری یخ برداشت حمل یخ به نقاط مختلف دنیا و استفاده از آن بتدریج عادات و زندگی مردم را تغییر داد تا اینکه در سال 1880 کارخانه یخ مصنوعی برای رفع نیاز مردم به بازار آمد .
اولین ماشین تبرید که با دست کار می کرد در سال 1834 در انگلستان ساخته شد . در سال 1851 یک مخترع آمریکایی ماشین یخ سازی خود را که از هوا بجای مبرد استفاده می شد عرضه کرد و در سال 1860 نیز اولین ماشین اترسولفوریک برای ایجاد تبرید در استرالیا ساخته شد که در صنایع نوشابه سازی مورد استفاده قرار می گرفت .
در اوائل سال 1890 تبرید مصنوعی رواج یافت و سیستم های مختلف تبرید از جمله سیستم تبرید مکانیکی ( تراکمی ) عمومیت یافت و سیستم تبرید جذبی نیز در کشورهای مختلف پا به عرصه وجود گذاشت . در اوایل قرن نوزدهم کمپرسورهای سیستم های تراکمی هنوز با بخار کار می کردند و سرعت آنها در حدود 50 دور در دقیقه بود در سال 1903 انجمن ماشین آلات تبرید و در سال 1904 انجمن مهندسین و متخصصین تبرید بوجود آمد .
در سال 1905 که کمپرسور دو زمانه به ثبت رسید تا سال 1911 که تکمیل گردید، سرعت آن از 100 به 300 دور در دقیقه افزوده شد و در سال 1915 اولین کمپرسور مدرن دو زمانه شناخته شد و تا سال 1940 بخوبی از آن استفاده می شد و در همین سالها بود که تولیدات صنایع تبرید و تهویه مطبوع به نقطه اوج خود رسید و دستگاههای تبرید صنعتی و خانگی به میزان قابل توجهی تولید گردید .
تا سال 1960 که خراب نشدن غذاها در اثر انجماد به ثبوت رسید ، تسهیلات و تغییراتی در ساختمان سردخانه ها بوجود آمد . در سالهای اخیر نیز پیشرفتهای فراوانی در صنعت تبرید حاصل گردیده که تاثیر مستقیم آنها بر زندگی انسانها کاملا مشهود است .
موارد استفاده از تبرید:
زمانی از صنعت تبرید فقط برای تهیه یخ استفاده می شد ولی امروزه برای تهیه و نگهداری مواد غذایی بطور موثر و در عملیات صنعتی و تهویه مطبوع برای خنک سازی در سطح وسیعی از تبرید استفاده می شود . کاربرد تبرید در رشته های مختلف صنعتی و زندگی موجودات زیاد بوده ولی بطور خلاصه می توان آنها را به چهار دسته تقسیم کرد :
1- در تهیه و نگهداری مواد غذایی
2- در صنایع شیمیایی
3- در دستگاههای سرد کننده خانگی و مخصوص
4- در تهویه مطبوع و تهویه صنعتی
با توجه به اهمیت تهویه مطبوع و تهویه صنعتی و نیاز این صنعت به چیلر در این مورد بیشتر توضیح داده می شود.